机械创新设计的表达方法及典型实例缝纫机.pptx

2 机械创新设计 的表达方法2.1 表达在设计中的作用工程语言表达文字语言表达2.1 表达在设计中的作用1）向设计者自己表达2）向合作者表达构思3）向实施者表达结果 ——沟通2.2 黑箱表表示法机械设计过程可作为一待定的技术系统来处理2.3 功能草图表示法首先确定功能要求，针对关键技术问题，根据功能要求绘制功能草图机械创新设计表达实例（一） ——家用缝纫机关于缝纫机的发明1790年，英国首先发明了世界上第一台先打洞，后穿线，缝制皮鞋用的单线链式线迹手摇缝纫机。1841年，法国人发明了机针带钩子的链式线迹缝纫机。美国人伊莱亚斯·豪发明了世界上真正意义上的缝纫机（专利号：4750）。伊莱亚斯·豪生长于马萨诸塞州的斯宾塞，并于当地一家纺织厂由学徒工成长为一名能干的机械师。他潜心于缝纫机的研究，到1845年4月，终于创造出一台实用的缝纫机。1851年，美国工人艾洛克·梅里特·胜家发明了锁式线迹缝纫机，并成立了胜家公司。这一时期的缝纫机基本上是手摇式的。家用缝纫机的主要功能 通过将缝线在缝料上的穿引，实现连接缝料的目的。 典型的工艺类机器仿生学的失败——人工缝纫，用针尾引线，并用线反复穿刺进行缝纫。两点突破和创新——实现了机械化1.采用针尖引线代替针尾引线；2.采用双线（面线+底线）互锁交织——代替线的反复穿刺。缝纫机针穿线方式普通针穿线方式人工缝纫和缝纫机——线迹比较缝纫机线迹——上下两根缝线互连、交织手工线迹——一根线工艺原理示意图家用缝纫机的结构实照主机工作台机身部分机头—— 关键部件传动部分动力源——踏板动力源——踏板缝纫机踏板传递运动和动力原理file:///F:\1-教学\1-机械设计学教学\2006机械设计学ppt1\个人资料\教学\机械设计学教学\101%5b1%5d曲柄摇杆机构.swf曲柄摇杆机构曲柄摇杆连杆工业缝纫机JA型仿古手摇缝纫机JA型缝纫机采用手摇式杠杆传动，木质底座，使用方便，操作简单，维修方便，它不仅能进行一般的缝纫工作，而且还富有古董色彩，具有很高的欣赏价值。 一、家用缝纫机的总功能缝纫机的总功能：将线按一定规律缝于缝料上。注意：可以是一根线，也可以是多根线，通过自连、互连或交织，在缝料上形成一定形式的线迹。家用缝纫机：上下两根缝线互相交织，交织点位于缝料中间的双线锁式线迹。 家用缝纫机的特点线迹整齐美观，缝合牢固，缝纫迅速。应用较广泛。家用缝纫机属于精密的工艺类机器。 一是运动构件精密，运动配合间隙在0.04～0.10mm之间； 二是动作时间精密，如钩线等关键动作要求在0.005s内完成。二、家用缝纫机的功能分析1.主要功能1）引线功能：引面线造环2）钩线功能：钩面线扩环，使底、面线交织3）挑线功能：供给和回收面线4）送料功能：输送缝料1）引线功能作用：带动机针穿刺缝料引过面线。主要结构形式：曲柄滑块机构注意以下几个问题：机针的位置机针的工作原理与运动规律机针的结构线环形成过程机针位置实照针柄机针机针的工作原理与运动规律机针运动曲线机针速度曲线曲柄连杆式引线机构 机针的运动规律慢——快——慢——快——慢曲柄连杆机构的动画缝纫机踏板传递动力、运动原理机针的运动规律为什么选：慢——快——慢——快——慢？1.机针针尖在刺过缝料时受到的阻力最大，这时机针速度越快越好——足够。 所谓具有运动过程中的最大动能。在108°左右时，这是机针进入缝料最有利。2.机针在下死点上升时，正是形成线环的时候，这时要求机针速度缓慢。以便顺利形成线环，并保证摆梭尖嘴有足够的时间穿越线环（确保交织完成）。机针结构与线环形成过程机针结构2）钩线功能作用：钩住线环，使面线绕过藏有底线的梭心套和梭心，使底线和面线交织起来。常用机构：摇摆式和旋转式家用缝纫机采用的是摇摆式。绕线辊摆梭摆梭实照梭芯套摆梭驱动块摆梭与摆梭机构原理图放大转角摆梭尖嘴摆梭机构1-曲柄 2-大连杆 3-摆轴 4-滑动块5-下轴曲柄 6-下摆轴 7-摆梭缝纫机－交织过程摇摆式摆梭机构的组成和特点组成：上曲轴1、大连杆2、和摆轴3 组成的曲柄摇杆机构和由摆轴3、滑动块4和下轴曲柄5组成的摆动导杆机构串接而成。 下摆轴6带动摆梭7作往复摆动。注意：交织要求摆角要大于180°，常取210°。 中间轴（摆轴、滑块）的放大作用。特点：1）往复摆动惯性较大，当摆角不平衡时，将产生震动和噪音；2）过大的摆角还容易发生自动卡死。放大转角3）挑线功能作用：(1)供线：一是在机针向下运动时，把面线供应给机针；二是当摆梭钩住面线线环后，把面线供给摆梭；(2)收线：当面线脱出摆梭后，收回面线并抽紧线迹。常用结构形式：滑杆式、凸轮式和连杆式 家用缝纫机常用凸轮式 工业缝纫机常用连杆式挑线机构挑线机构实照挑线机构特点凸轮式：高速时易磨损、声响大，但是结构较简单、容易制造，并且挑线杆的供线时