电脑刺绣机新型挑线机构位置精度分析

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1、万方数据第29卷第2期2011年3月北京工商大学学报(自然科学版)JournalofBeijingTechnologyandBusinessUniversity(NaturalScienceEdition)Vol-29No．2M81"．201175文章编号：1671—1513(2011)02-0075-03电脑刺绣机新型挑线机构位置精度分析李响1，张力1，林建龙2(1．北京工商大学材料与机械工程学院，北京100048；2．缝制机械协会，北京100022)摘要：电脑刺绣机新型挑线机构采用凸轮一齿轮一连杆组合机构，利用机构分析方法建立了挑线杆机构位置精度分析的计算模型，并

2、对挑线杆机构的挑线位置精度进行了详细的分析，得出了计算挑线误差的数值微分分析式，编写了MATLAB计算程序，并对电脑刺绣机新型挑线机构的挑线误差进行了实例计算，找到了电脑刺绣机的挑线误差随曲柄转角变化的规律，该规律性对于电脑刺绣机新型挑线杆机构运动学设计和提高刺绣质量具有重要的参考价值．关键词：机构分析方法；电脑刺绣机；挑线机构；挑线误差中图分类号：TS935．2文献标志码：A电脑刺绣机是普遍使用的刺绣机械，其新型挑线机构(见图1)，是典型的凸轮一齿轮一连杆组合机构．弹簧套进推杆后，以一定的预压缩保证驱动凸轮始终与推杆紧密接触．推杆与齿条通过铆钉联结，而与挑线杆相固接

3、的扇形齿轮通过和齿条啮合，实现挑线杆的挑线运动⋯．设计新型挑线机构是为了避开田岛刺绣机的专利保护旧o．在电脑刺绣机挑线机构运动学设计中，挑线机构是形成刺绣线迹的重要机构之一，直接影响绣品的刺绣质量，所以挑线位置精度分析是重要的基础内容口一．工作时，挑线机构的作用是在线迹形成过程的每一个工作周期中，控制挑线杆供应和回收适量的面线，并使面、底线的交织点在缝料中间抽紧，然后从线团中抽取下一线迹所需要的面线．通过对挑线机构开展挑线精度分析，利用机构分析方法对挑线杆F点的位置精度进行仔细的研究，建立了挑线精度的计算模型，并针对电脑刺绣机新刑挑线机构进行了实例分析，结果验证了该计

4、算模型的有效性．1用机构分析方法建立挑线机构位置精度模型电脑刺绣机挑线机构如图1，主要由驱动凸轮1，弹簧2，推杆3，齿条4，扇形齿轮5和挑线杆6组成．设曰点为凸轮轮廓线上的点，坐标系建立见图1，其中主轴O与扇形齿轮中心O。的相对位置不变，即水平距离A。和垂直距离B。不变，分别为40．2mm和53．3mm；扇形齿轮半径r不变，为15．0mm；挑线杆长度L，不变，为80．3mm；挑线杆运动规律指的是挑线孔F的纵坐标变化规律．故电脑刺绣机挑线位置精度为挑线机构F处的垂直位置精度．图1中电脑刺绣机挑线机构F处的垂直位移值为：F，=53．3+L1sincpl．(1)其挑线机构位

5、置误差的表达式为：△一：季△￡。+当A‰(2)a／-。1oU71其中，三。为挑线杆长度；AL。指L。的误差；妒．指O。F收稿日期：20lO一07—14基金项目：北京市属高等学校人才强教计划资助项目(PHR201106110)．作者简介：李响，女，硕七研究生，研究方向为机械设计及理论；张力，女，教授。博士，主要从事复合材料力学方面的研究．通讯作者万方数据76北京上商大学学报(自然科学版)2011年3月，Al一FZ_—一卜■s．多矿型彗l茏善弓嶝q一h薹2霉∞厂∥八yX＼＼c备，／一图l电脑刺绣机挑线机构Fig．1Thread—taking—upmechanismofcm

6、puterizedembroiderymachine与水平方向所夹的锐角；Ago。指go。角的误差．a，，．—aL—l281n901。iaFr：￡lc。s妒1．却l‘～根据凸轮反转设计法可知，对心平底推杆盘型凸轮机构凸轮轮廓线上曰点的坐标为：彤=(r0¨)si叭(去)cos8，(3)，，=ro+scosa一(去)sin艿．(4)其中式(3)、式(4)中，r0为基圆半径，s为推杆的位移，6为凸轮转角．现已知凸轮轮廓线坐标(搿，Y)，其基圆半径r0=20mill，根据式(3)、式(4)町得：髫一(ro+s)sin8一cos艿y一(r0+s)cos8sin8’化简可得s=x

7、sin5+ycos8一ro．(5)理论方程式中各参数确定如下：As为凸轮每转1。时推杆位移的变化量，当凸轮在n位置时，每转1。，挑线孑LF的高度将由y。变为Y。+。，相应挑线杆6与水平线夹角由go。变为妒。+。，如图2．由于．Y。一B1．，，。一53．3妒n2盯∞m丁跏啪m—盯，同理．y。+1一B1．Y。+l一53．3go川铂懈m—F跏螂m—面矿，■J●uu．J图2凸轮机构运动示意Fig．2CammechanismcalculationdiagramAgo=妒。+l一妒。．根据齿轮齿条运动规律，其啮合点线速度相等‘41，故移=ro)其中，r为扇型齿轮