книги из ГПНТБ / Гурвич, Л. И. Конструктивные особенности современных основовязальных быстроходных машин

V класса,

со структурными группами I I и

I I I классов,

с числом

поводков от 2 до 4. При

наличии двух и трех степенен

подвиж­

ности механизм

привода

имеет соответственно два и три веду­

щих

звена

(кривошипа),

угловые скорости которых

в

два или

три

раза

больше угловой скорости главного вала .

Сложность структурных схем ряда механизмов обусловлена

•сложностью функций перемещения соответствующих

петлеобра­

зующих органов, хотя и

не всегда является вполне оправдан ­

ной.

Основной

задачей

проектирования

механизмов

привода

тировщика,

значительных з а т р а т времени и в

то ж е

время не

гарантирует

получения

механизма, удовлетворяющего всем

п р е д ъ я в л я е м ы м к

нему

требованиям .

В последующих

п а р а г р а ф а х данной главы

дается

описание

теза

многозвенных плоских

рычажных механизмов,

применяе­

мых

в

качестве механизмов

привода петлеобразующих

органов.

2. М Е Т О Д И К А П Р О Е К Т И Р О В А Н И Я М Е Х А Н И З М О В П Р И В О Д А

П Е Т Л Е О Б Р А З У Ю Щ И Х О Р Г А Н О В

В

данном п а р а г р а ф е приведено описание общей

методики

ных

машин различных

типов, порой

приводит к дублированию

у ж е

известных

конструкций механизмов

привода, к

выбору

неоправданно

сложных

структурных

схем

р ы ч а ж н ы х

механиз­

механизмов, не

вполне

качественно

осуществляющих технологи­

ческий процесс

или ж е

не удовлетворяющих другим требования-

•ям. Все это тормозит

дальнейший

прогресс

основовязального

машиностроения, рост

рабочих скоростей и

производительно­

2. Выбор траекторий движения исполнительных точек

к а ж ­

дого из петлеобразующих

органов и р а з р а б о т к а к а р т

(схем)

взаимного расположения

этих органов в различные ф а з ы

цикла

3.

Р а з р а б о т к а

графиков функций перемещения

S; = Sj

(ср)

( / = 1

,

2,

/г)

исполнительных точек

петлеобразующих

орга­

нов

по

соответствующим траекториям

(здесь /г —

число

раз ­

шинстве типов основовязальных машин

/ г = 4 ) .

4. Выбор структурных схем механизмов привода и их пред­

варительная конструктивная

разработка .

5.

Формулировка

задачи

синтеза

механизмов

привода

с

учетом

различных предъявляемых

к ним

требований.

6.

Синтез кинематических

схем р ы ч а ж н ы х

механизмов

при­

вода.

7.

Некоторые

дополнительные

расчеты

механизмов

привода.

8.

Р а з р а б о т к а

конструкции

механизмов

привода.

9.

Проверка соответствия

спроектированных

механизмов

при­

вода

п р е д ъ я в л я е м ы м

к ним

требованиям .

Последовательная реализация перечисленных этапов проек­

тирования

позволяет

существенно

снизить

потери

времени

и

средств

на

освоение

новой

основовязальной машины

(изготов­

ление

и доводка

опытного образца

и др.) и в то ж е время

обес­

печить

ее

высокие технико-экономические

показатели .

Качест­

зальной

машины

с пазовыми иглами,

которую

будем

называть

п р о ект11 ру е м о и

м а ш ин ой.

Этап

1. Д л

я

вновь проектируемой

машины

могут

быть ис­

платины, ушковые

иглы. И х конструкции (рис.

12) примем

таки­

ми же, как и на

машине «Кокетт-2» (см. п.

1 данной г

л а в ы ) .

ную точку. В качестве

исполнительных точек

примем:

вершину

головки

иглы — точку

Mi

(см. рис. 12,

а ) ;

конец

д в и ж к а

—

точку М2

(см. рис. 12,

б);

конец мысика

платины

—

точку

М 3

(см. рис. 12,

а ) ;

центр

отверстия

ушковой

иглы

—

точку

М 4

(см. рис. 12,

г).

Этап 2.

Д а н н ы й

этап весьма

ответствен

и

базируется

на

т щ а т е л ь н ом

анализе

технологического

процесса

образования

м,

петли

с

учетом

конфи­

гурации

петлеобразую ­

щих

органов.

Этап

2

включает

следующие

пункты:

1)

построение

рабо ­

чих

участков

траекто ­

рий

исполнительных

точек

петлеобразую ­

щих

органов;

2)

разработку

карт

взаимного

расположе ­

Рис. 12.

Схемы

петлеобразующих

органов

про

ния

петлеобразующих

екти р уем ой

машины:

органов

в

различных

а — пазовой иглы. 6 — д в и ж к а , в — платины,

г — уш

фазах

цикла

образова ­

ковой иглы

ния

петли.

П р и р а з р а б о т к е

этапа

2

перемещения

всех

петлеоб­

разующих органов м о ж н о

считать

поступательными

и

прямолинейными

(это

до­

пущение оправдано, см. ни­

ж е ) . Применительно

к

осно-

У/

вовязальным машинам с па­

зовыми иглами

первый

из

А, н

двух названных выше пунк­

тов

состоит

в

выборе

ходов

S t ( t = l ,

2,

3,

4)

исполни­

тельных

точек,

а т а к ж е

па­

Рис. 13.

Рабочие

участки

траекторий

раметров,

определяющих

взаимную

ориентацию

рабо -

петлеобразующих

органов

чих

участков

траекторий

этих

точек,

и

выполнении

соответствующих

построений

(рис.

13).

На

рис.

13

приняты

обозначения:

AiBi

(/

—

= 1, 2, 3, 4) — рабочий участок траектории

исполнительной

точки

одного

из

петлеобразующих

органов

(здесь

и

ниже

ин­

дексы

1, 2,

3

и 4 относятся к пазовым иглам,

д в и ж к а м ,

плата ­

нам и ушковым иглам соответственно); С — точка

пересечения

траекторий

исполнительных

точек

пазовой

иглы

и

платины;

D — точка пересечения траекторий исполнительных точек па­

зовой и ушковой

игл; а,

Ь, с, d,

е,

у,

8

— отрезки

и углы,

опре­

Построение рабочих участков траекторий

исполнительных

точек петлеобразующих

органов необходимо осуществлять в та­

кой

последовательности:

а) назначить

величины

Si, S2, S3, S4,

а, Ь,

с, d, е, у, 6; б) построить рабочий

участок

А3В3 траекто ­

тально; в) построить точку С, траекторию

исполнительной

точ­

ки пазовой иглы, точки А\ и В\, точки

А2

и В2,

точку

D,

траек ­

торию исполнительной

точки ушковой

углы,

точки 5 4

и Л 4 .

Второй пункт этапа 2 заключается в построении

карт

взаим ­

ного расположения

петлеобразующих

органов

дл я ряда

фикси­

рованных

значений

угла

поворота

<р главного

вала

машины в

пределах

0 ^ с р < ; 3 6 0 ° .

К а р т ы

представляют

собой

как

бы мо­

ментальные

снимки

зоны

в я з а н и я

с

обозначением

на

к а ж д о м

из них соответствующего

значения

угла ср. Пр и этом

значение

ср = 0 целесообразно

принять при самом низком положении

па­

зовой иглы

(точка Ai

на рис. 13), а угол ср отсчитывать

в

на­

правлении в р а щ е н и я главного

в а л а . Д л я большей

наглядности

на к а ж д о й

из карт

следует

прочертить рабочие участки

тра­

екторий исполнительных точек всех четырех

петлеобразующих

органов и

отметить

их крайние

положения

— . А х и Bi

( i = l , 2,

3, 4) .

Н а рис. 14 в качестве

примера

показаны

три карты

взаим ­

ного расположения

петлеобразующих

органов

проектируемой

машины .

В картах

д о л ж н ы найти

отражение, в частности,

следующие

моменты

петлеобразования:

а)

достижение к а ж д ы м

петлеобра-

ке пересечения

ее траектории

с траекторией

исполнительной

точки другого органа; в) начало

или конец выстоя того или ино­

го петлеобразующего органа и т. д.

При разработке к а р т д о л ж е н

быть учтен требуемый

характер

относительных

траекторий петлеобразующих

органов.

Послед -

нее в особенности касается траектории головки

иглы

относи­

тельно горловины платины. Чтобы обеспечить

благоприятное

протекание технологического процесса, эта траектория

д о л ж н а

иметь вид, показанный на рис. 15 (изображен

лишь

наиболее

ответственный участок) .

крайних

ее

положений. Д л я

исполнительных

точек

пазовой

иг­

лы, движка,

платины

и ушковой

иглы

отсчет

s

обычно

принято

вести от положений Аи

А2,

Аъ

и Л 4

соответственно

(см. рис. 13).

Очевидно,

М ф У Ц - п =

0

и

[si (cp)Wx =

Si,

где S i — ход исполнительной

точки

( £ = 1 , 2,

3,

4).

При

составлении графиков

функций Si =

s;

(Ф)

используются-

карты

взаимного

расположения

петлеобразующих

органов

(см.

этап

2). К а ж д а я

т а к а я

карта позволяет-

найти

по одному

значению

s* дл я

к а ж д о й

из четырех

исполнительных

точек

при

некотором

значении

угла

ср. Вся

сово­

купность имеющихся карт дает возмож ­

ность

определить

несколько

соответст­

венных значений Si и ф и построить по

ним графики функций Si=s,-(cp) для че­

тырех

петлеобразующих

органов.

Технологический

процесс

петлеобра-

Рис. 15. Относитель-

зования не регламентирует жестко вид

ная

траектория го-

функций

перемещения

исполнительных

ловки иглы (по отно-

^ J

шеншо

к платине)

точек,

а

допускает

незначительные

отк­

лонения значений этих функций от неко­

торых номинальных величии. При раз­

работке

графиков

функций

st- = Sj

(ср) полезно

выявить

путем-

тщательного

анализа

технологического

процесса

допустимые

ких зон облегчает последующую

задачу

проектирования меха­

низмов привода петлеобразующих органов.

Si=si

Н а рис. 16 даны графики функций перемещения

(ф)

исполнительных точек пазовой

иглы,

д в и ж к а ,

платины

i r

мальный

процесс

петлеобразования при

условии,

что рабочие

участки

траекторий этих точек имеют

вид, показанный на

рис. 13.

И з о б р а ж е н н ы е

на рис. 16 графики

функций

перемещения

без

какого-либо у щ е р б а

д л я технологического

процесса.

Так,,

например, ординаты s2 функции

перемещения s2=s2

(Ф )

ис­

полнительной

точки д в и ж к а могут быть

значительно увеличены

на

участке

3 0 ^ с р ^ 2 2 0 ° ;

в а ж н о

лишь

обеспечить

нахождение

конца д в и ж к а

внутри паза иглы.

Вместе с

тем

сделанный

од­

нозначный

выбор формы

графиков функций

Si=S{

(ср) внутри,

фиков в ы б р а н а с учетом кинематических

возможностей р ы ч а ж ­

ных механизмов,

которые

предполагается

использовать в к а ч е ­

стве механизмов

привода

(см. этап 4).

Этап 4. Д а н н ы й

этап

проектирования

включает

следующие

пункты:

1) установление

х а р а к т е р а движения

звеньев, к

которым

жестко крепятся петлеобразующие органы и которые

являются

ведомыми звеньями

в. механизмах привода этих органов;

31 выбор структурных схем механизмов

привода.

П е т л е о б р а з у ю щ и е

органы

монтируются на линейках, кото­

рые, :в свою очередь,

жестко

соединяются

с ведомыми звеньями

ном движении

ведомого звена это достигается

тем, что

радиус

R качания исполнительной точки

принимается

из условия:

R > ( 8

Ю) S,

где 5 — ход исполнительной

точки.

Максимальное отклонение Дтах дуги окружности от прямой

может быть подсчитано по следующей

приближенной

формуле:

Д

=

.

(1)

max

т

W

При — = 0,1 по формуле

(1)

получаем: Дтах —

R

0,006255.

При R^>S

вполне допустим

отсчет

перемещений

исполни­

тельной точки не по дуге окружности,

а по хорде, так как раз ­

ность As длин дуги и хорды весьма

мала . Величина

As

может

быть подсчитана по приближенной формуле

д

=

S 3

Р )

5

24/?= '

Ы

П о значениям

ходов

5, и

радиусов Ri

определяются

углы

р а з м а х а ведомых

звеньев

механизмов

привода

по

формуле

Yi

=

RL

—

,

(3)

я

где 2=1 , 2, 3, 4.

Введем неподвижную систему координат Oxi/, начало

кото­

рой совместим с центром сечения главного

в а л а ;

ось х

напра­

вим по горизонтали вправо,

а

ось у

— по

вертикали

вверх

(наблюдатель располагается

против

правого

торца 'машины).

Д л я определения

координат

центров

/С,- качания

петлеобразую -

В

проектируемой машине

назначаем

координаты хк и

Ук3

центра /Сз качания платим. Тогда координаты трех других

цен­

тров

качания, а т а к ж е координаты

точек

С и D (см. рис. 13)

вычисляем по ф о р м у л а м

хс = хКп +

Rasm

Чг 3

а

180°

\ 2

Rs

я

,

г>

(Уз

а

180° \

X K i = Хк„

= хс

+ RlSm

(у -

^

+ -А. . J801V

V

2

Rt

я

J

i d

/

¥

i • 6

1 8 0 ° ^

=

Ук, = Ус + Ri cos (у

-t- —

—

j ;

(5)

x-D

=

Л'х, — sin [у

¥ j

d _

180°

2

/? !

я

(6)

¥ j

d _

180°

1Jd =

— Ri cos

+ -

2

/? !

я

хк<

=

+

& i sin

— б

т 4

e

180°

2

R.i

я

(7)

e

180°

Ук. = Уо +

Ritos

(y — 8

2

'

я

Структурные схемы рычажных механизмов привода петле-

образующих органов, применяемых в основовязальных

маши­

нах, весьма разнообразны (см. п.

1 данной

г л а в ы ) .

Степень

сложности структурной схемы м е х а н и з м а привода

определяется

сложностью воспроизводимой им функции перемещения

s,-=Sj

(ср), комплексом конструктивных и компоновочных

требований,

соображениями

патентной

чистоты

и т. д. М е ж д у

тем во

многих

4 - 1275

49

по

структуре

шестизвенных

р ы ч а ж н ы х

механизмов

(рис.

17)

с одними вращательными парами . Выбор указанной

структурной

схемы мотивируется тем, что, во-первых, среди множества

ме­

ханизмов

этой

схемы

существуют

такие,

которые

удовлетворя-

ют

всем

требованиям,,

предъявляемым

к

ме­

ханизмам

привода

всех

четырех

петлеобразую ­

щих органов (см. этап

5), и, во-вторых, совре­

менные

аналитические

и

машинные

методы

синтеза

шестизвенных

ры ч а ж н ы х м ех а н из м о в

позволяют

найти

меха­

низмы,

удовлетворяю ­

щие

упомянутым

тре­

бованиям .

На рис. 17 показа ­

на

обобщенная

схема

шестизвенного

меха­

низма привода. Приня ­

тые

обозначения:

О —

центр

сечения

главно ­

го

вала;

ОЕ

—

веду­

щее звено

(кривошип);

К

—

центр

качания

ведомого

звена

IK;

Рис. 17. Обобщенная

схема

шестизвенного ры­

G

—

центр

качания

промежуточного

коро­

чажного механизма

мысла FGH;

хс„

ус,

Хк,

ук

— координаты

цеит-

ров

G и

К

в

системе

координат

Оху;

/ ь

/2 , /3 ,

/5, /6 ,

17, £ —

параметры

кинематической

схемы

шестизвенника;

^

и

v

—

по­

л я р н ы е координаты исполнительной точки М рабочего

органа .

При назначении структурных схем р ы ч а ж н ы х

механизмов

привода

следует

установить

т а к ж е

вариант

сборки

к а ж д о й

из

двухповодковых

групп

механизма .

Этап

5.

Формулировка задач синтеза

механизмов

привода

групп: а) основные условия; б) дополнительные

условия.

К основным относятся условия, связанные с воспроизведени­

ем механизмом

привода

заданной Функции

перемещения s = s(<p)

исполнительной

точки петлеобразующего

органа

при

0 ^ с р <

< 3 6 0 ° .

Математическое

в ы р а ж е н и е

основных

условий

синтеза

может

быть различным

и зависит от

выбора

метода,

посредст-

вом которого предусматривается синтез механизма

(см. этап 6).

Шестнзвенные р ы ч а ж н ы е механизмы привода

проектируемой

машины будем

синтезировать

при помощи

метода,

изложенного

в работе *. В

соответствии с

этим

методом основные

условия

синтеза состоят

в том, что задаются

четыре

угла

яро, Aip, яр* и фо,

определяющие

вид

обобщенного графика

функции

положения

яр=яр (ф) (рис. 18)

шестизвеиного

механизма .

Здесь

гр и яр —

ний; я р ( 0 ) = я р ( 3 6 0 ° ) = 0 ; 0 ^ 1 | ) ( ф ) < . ф 0

при 0 < с р г ^ 3 6 0 ° .

Углы

т])о, Aip, я)'*

могут быть

в ы р а ж е н ы

через линейные

ве­

личины 5, As и s#, характеризующие

вид обобщенного

графика

функции

перемещения s = s (ср)

(рис. 19)

некоторой

точки

М

ведомого

коромысла

(см. рис. 17), на

основании равенств

• Ц и ф р а м и

/, 2,

8 на рис. 18 обозначены характерные точ­

ки графика, а именно: 1, 4, 5

и 6 — точки экстремума

функ­

ции

i|)=i)> (гр); 3 и 7 — точки,

в которых значения

яр3 и яр7

функ­

ции

положения совпадают с

ее

значением яр5 при

ф =

ф 5 = 1 8 0 ° ;

2 и 8 — точки, отвечающие двум промежуточным

сходственным

положениям

механизма

(ярг = яр8). Аналогичные точки

показаны

и на графике

функции

s = s

(ф)

(см. рис. 19).

Выбор углов яро, Aip, яр * и

фо в качестве з а д а в а е м ы х

пара­

метров обусловлен

тем,

что

эти

углы определяют

не

только

чески и весь вид

графика этой функции на протяжении

полного

цикла

(поскольку д а н н а я функция и ее производные

любого

порядка

непрерывны) .

Значения величин 5, As, s*

и фо принимаются <в к а ж д о м кон­

кретном

случае

на основании

имеющегося графика

функции

выделить

несколько в а ж н ы х

частных случаев

з а д а н и я

величин

As

и s*; As = 0 (рис. 20 , а ) ;

As = s»

(рис. 20, б ) ; s., = 0

(рис. 20,

в);

A s = S

(рис. 20, г); A s = S ,

s*=0 (рис. 20, д).

Нетрудно заметить, что

графики

функций

перемещения ис­

рис. 16) по своей форме соответствуют обобщенному

графику,

показанному на рис. 19. Из рассмотрения графиков

функций

Si=Si (ф) (i=l, 2, 3, 4) видно, что характерные точки

1, 2

(выбор

точек 2 и 8 жестко не регламентирован) . После расста­

новки

указанных точек

выявляются

численные

значения вели­

чин 5,

As, s*, фо, а т а к ж е

яро=VP, Лф, яр*-

* См. Пейсах Э. Е. Синтез шарнирного шестизвеиного механизма с при­

ближенным выстоем. — «Механика машин»,

вып. 29—30,

1971.

4 *

51