文档介绍：免试题目四：家用缝纫机分析
姓名：程旭学号：2012010672 班级：热动22
完成日期：2014
一、家用缝纫机的工程背景
缝纫机作为匸业革命浪潮中诞生的伟大产物，距今已有160多年的历史了。 1845年，美国人伊莱亚斯•豪发明了第一台缝纫机。当时其结构非常简单，与手工缝纫相似，只用一根线缝纫。后來乂经过无数人的改进，终于形成了今天我们所能看到的缝纫机的结构。根据驱动方式的不同，可分为手摇式、脚踏式和电动式。根据用途的不同，缝纫机可分为工业用缝纫机和家用缝纫机。其中工业用缝纫机更是现代高度门动化的纺织工业中所必不可少的重要组成部分，与人类的日常生活息息相关。
在本次实验中，我们所分析、研究的缝纫机是由上海生产的蝴蝶牌家用缝纫机和飞人牌家用缝纫机。这两种缝纫机的结构基本一致，都能实现家用缝纫机的基本功能。
二、缝纫机机构示意图绘制
1 •机构示意图绘制
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详细清晰示意图参见纸板报告。
2•各执行机构的机构运动简图
(1)引线机构
白由度：F=3x3・2x4=1
(2)挑线机构
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自由度:F=3x2-2x2-1=1
(3)钩线机构
自由度:3 X5-2x7=!
(4)送布机构
自由度:F=3x8-2xl0-3=l
3 •机构自由度计算
自由度计算如下：
为简单起见，不考虑针距调节器与压布装置的运动。
自由度公式：F = (6-q)n-(5-q)P5-(4-q)P4
其中q为公共约束的数目。在本缝纫机机构中，我们町以发现，对于每个运动构件，总能找到一个平面，使得该构件在该平面内作二维运动。也就是说，对每一个构件来说，公共约束
的数最都为3,即q=3从而F=3n-2P5-，但自由度计算仍町
等效为平面进行计算。
运动构件：上主轴、大连杆、牙叉、牙叉滑块、送布轴、下轴、摆轴、摆轴滑块、抬牙轴、牙架、针杆、小连杆、挑线杆，共计13个。
5 级副：转动副 Q、b、I、a> G、f、Al、O、dl、E、g、、j、k、J 共计 14 个：移动副
A2、d2、L共计3个。即5级副共17个。
4级副：c、e、i、m共计4个。
从而，自由度 F=3x13-2x17-4=1.
4•缝纫机的功能、组成与工作原理
功能
可实现自动引线、挑线、钩线、送布等基本功能，并且可以根据需要调节针距和送布距离。
组成
可以把缝纫机机头划分为引线机构、钩线机构、挑线机构、送布机构四大机构。
工作原理
缝纫机的缝合方法与手工缝纫差异很大。在最简单的手工缝合中，缝纫者在针尾端的小眼中系上一根线，然后将针连带线完全穿过两片织物，从一面穿到另一而，然后再穿回原先一面。这样，针带动线进岀织物，把它们缝合在一起。
虽然这对手匸来说非常简单，但是要用机器进行牵拉却极其困难。机器需要在织物的一边释放针，然后在另一边即刻再次抓住它。然后，它需要把松散的线全部拉出织物，调转针的方向，然后反方InJ-RU所冇步骤。这…过程对一个简单的机器來说太复杂了，并且不实用，而且即使对手工來说，也只有用较短的线时才好用。
相反，缝纫机只需将针部分穿过织物。在机针上，针眼就在针尖的后面，而不是在针的尾端。针固定在针杆上，针杆由主轴偏心轮牵引做上下运动。当针的尖端穿过织物时，它在一面向另一而拉出一个小线圈。织物下面的钩线机构会钩住这个线圈，然后将其包住另一根线或者同一粮线的另一个线圈。这样就能在织物上“缝”出一针。如此，在送布机构的配合下周而复始，便可以在织物上连续缝纫。
三•新方案设计
1・送布机构设计
考虑到在原来的送布机构设计中，使用了3个等宽凸轮机构，且移动构件数目有8个之多，导致装置过于复杂，不利于进一步的分析，且高副过多会导致机构容易磨损。现在在原來装置的基础上，对送布机构进行重新设计。
新方案机构运动简图
上图是针对原有机构的一些不足，重新设计后的送布机构。其中以凸轮1 为主动件。