小型手動縫紉機的設(shè)計.doc

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28 湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文） 摘 要 本設(shè)計將介紹一種微型手動縫紉機。它由機身、曲柄機構(gòu)、手搖機構(gòu)、壓腳壓桿機構(gòu)、面板、送布牙、滑板、傳動桿、針架、調(diào)壓器、針桿、引線環(huán)、機針、鉤線機構(gòu)、切線機構(gòu)構(gòu)成包括上壓板、中壓板及底座，上壓板、中壓板及底座之間通過一主軸相連，其中中壓板內(nèi)設(shè)有一凹槽，用于穿針.。針線盒上帶有可以將其固定在桌面上的緊固螺栓螺母。 這種手動縫紉機是一種采用單線縫合的方法，不需要底線。手動縫紉機的發(fā)明使人們擺脫了繁重的大型縫紉機的束縛，便攜、小巧、方便是它的特點。 關(guān)鍵詞：單線縫和、手動縫紉機、曲柄機構(gòu) 目錄 第1章 緒論 1 1.1縫紉機的發(fā)展過程 1 1.2我國縫紉機發(fā)展概況 1 1.3縫紉機分類與型號 2 1.3.1按用途分類 2 1.3.2 按結(jié)構(gòu)分類 3 1.4我國縫紉機的分類與型號規(guī)定 4 1.4.1分類方法 4 1.4.2型號的意義 4 1.5研究開發(fā)手動縫紉機的意義 5 第2章 產(chǎn)品設(shè)計 7 2.1 手動縫紉機主要用途 7 2.2手的縫紉機的縫紉原理 7 2.3 手動縫紉機的主要功能 7 2.4改良手動縫紉機的設(shè)計方案 8 第3章 手動縫紉機材料的選擇 9 3.1機針 9 3.1.1機針的選擇 9 3.1.2機針的材料 9 3.1.3機針的機械性能 10 3.2縫紉線 10 3.2.2縫紉線的基本要求 10 3.2.3縫線材質(zhì) 11 3.2.4縫針刺料的基本形式 11 3.2.5線跡的結(jié)構(gòu)和特點 11 3.3 針板孔 11 第4章 手動縫紉機的主要機構(gòu) 13 4.2挑線機構(gòu) 13 4.1.1挑線機構(gòu)及其功用 13 4.1.2挑線機構(gòu)的類型 14 4.2鉤線機構(gòu) 14 4.3送料機構(gòu) 14 4.4壓送料機構(gòu) 17 4.4.1縫紉機的送料方式 18 4.6四桿機構(gòu) 19 第5章 驅(qū)動外力的計算 20 5.1彈簧的勁度系數(shù)的計算 20 5.2外作用力的計算 21 5.3壓板的剪力和彎矩計算 22 5.3.3上壓板的彎矩計算 24 第6章 手動縫紉機的使用說明 26 6.1使用方法 26 結(jié)語 28 參考文獻 29 第1章 緒論 1.1縫紉機的發(fā)展過程 幾千年前古人類縫制服裝的方式是把兩塊毛皮用帶尖的工具拼接在一起來遮體和御寒。以后很長的時間里，雖然面料、針和線等不斷更新，手工縫制的方法卻一直沒有變化，直到縫紉機的誕生替代了手工縫制，加速了傳統(tǒng)文明向現(xiàn)代文明的進化。 縫紉機制造業(yè)作為一個傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有一百五十多年的歷史。1845年,第一臺縫紉機是美國人伊萊亞斯豪發(fā)明的,它的構(gòu)造非常簡單,而且只能用一根線縫紉,機針和鉤針是其主要機件。但是公開演示證明,豪的發(fā)明要比敏捷的縫紉手工操作效率高出五倍。 19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，縫紉機的發(fā)展進入高潮。除了美、英、德、法各國已大量生產(chǎn)外，蘇、意思、捷、日等國家也相繼引進并開始成批生產(chǎn)，縫紉機的推廣和使用，使世界服裝工業(yè)獲得突飛猛進發(fā)展。 20世紀(jì)70年代，由于電子技術(shù)的發(fā)展，特別是微型電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用縫紉機工業(yè)又獲得了新生命，縫紉機進入電子時代。 目前，世界上生產(chǎn)縫紉機的國家共有50多個，縫紉機的品種有4000多種，進如80年代以來，各國縫紉機的生產(chǎn)正向系類化、專業(yè)化、自動化、工序聯(lián)動化等方向發(fā)展。 綜上所述，分析縫紉機的演變和發(fā)展，從品種結(jié)構(gòu)的變化來看， 我們可以吧縫紉機的發(fā)展大體分為四代。第一代是杠桿結(jié)構(gòu)的簡易縫紉機；第二代是凸輪或連桿結(jié)構(gòu)的普通鑄鐵縫紉機；第三代是多半能或多能的中高速鋁合金縫紉機；第四代是電子模擬式全自動專用縫紉機。參考文獻[1] 1.2我國縫紉機發(fā)展概況 我國縫紉機工業(yè)最早起源于1904年,至今已有80余年的歷史了. 1890年前后,采用美國的老狗牌縫紉機作為帽子制造業(yè)的生產(chǎn)工具.1900年以后,美國勝家公司的縫紉機在上海、廣州等地大量輸入.由于縫紉機的生產(chǎn)效率遠遠超過手工縫紉機,使用也方便,所以許多手工業(yè)者,生產(chǎn)工廠和家庭都樂意采用.這樣,我國縫紉機的社會擁有量逐漸增加,縫紉機修理行業(yè)也隨之?dāng)U大。 從解放前到解放后，我國的縫紉機工業(yè)掙脫了殖民主義者壟斷的鎖鏈，出現(xiàn)了欣欣向榮的景象。目前，在全國已形成了一個以上海、天津、陜西、北京、廣州等五大縫紉機生產(chǎn)基地為主的比較完整的生產(chǎn)體系。參考文獻[5] 1.3縫紉機分類與型號 1.3.1按用途分類 縫紉機的種類繁多，但就其用途來看，可作如下大體的分類： （圖1-1）縫紉機的分類 （1）微型縫紉機 是種體積小、重量輕、攜帶方便的微小縫紉機，最小的只有打火機那么大?？呻S身可帶，供旅行、野外作業(yè)縫補衣褲之用。 （2）輕小型縫紉機 大多是簡單的鏈?zhǔn)骄€跡縫紉機和直線瑣式線跡縫紉機，適用于簡單的縫機。國外普通學(xué)校開設(shè)縫紉課時，一般都使用這種縫紉機作教具。 （3）家用縫紉機 這種縫紉機在整體縫紉機工業(yè)總產(chǎn)量占絕大部分，主要供家庭縫紉用。 （4）工業(yè)用縫紉機 主要是指工業(yè)縫紉機生產(chǎn)所用的縫紉機。 （5） 特殊縫紉機 具有特殊用途的縫紉機。 1.3.2 按結(jié)構(gòu)分類 根據(jù)用途上的大體分類，可對縫紉機作大概的了解，下面介紹幾種反應(yīng)縫紉機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分類方法。 （1）按使用動力分： 腳踏式縫紉機 手搖式縫紉機 電動式縫紉機 （2）按鉤線機構(gòu)分： 擺梭縫紉機 旋轉(zhuǎn)梭縫紉機 旋轉(zhuǎn)鉤線縫紉機 彎鉤縫紉機 （3）按挑線機構(gòu)分： 針桿挑線縫紉機 凸桿挑線縫紉機 連桿挑線縫紉機 滑桿挑線縫紉機 變動擺桿挑線縫紉機 旋轉(zhuǎn)盤挑線縫紉機 （4）按實現(xiàn)的線跡分； 雙線鎖式線跡縫紉機 雙線鏈?zhǔn)骄€跡縫紉機 單線鏈?zhǔn)骄€跡縫紉機 三線包縫線跡縫紉機 雙線復(fù)合鏈?zhǔn)骄€跡縫紉機 多線交合鏈?zhǔn)骄€跡縫紉機 除了上述分類發(fā)法外，還可以按照送不機構(gòu)、潤滑方式等進行分類。 本設(shè)計屬于微型彎鉤凸輪挑線單線鏈?zhǔn)骄€跡縫紉機。 1.4我國縫紉機的分類與型號規(guī)定 1958年以前，我國生產(chǎn)的縫紉機一直沿襲國外縫紉機的編號和名稱，沒有國內(nèi)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。1958年輕工業(yè)部制制訂了縫紉機部頒標(biāo)準(zhǔn)，以及又經(jīng)幾次的修訂，與1975年1月頒布了QB159—75試行標(biāo)準(zhǔn)，即《家用縫紉機指導(dǎo)性技術(shù)文件》，它的某些規(guī)定也適用于工業(yè)和服務(wù)行業(yè)的縫紉機。.參考文獻[1] 1.4.1分類方法 QB159—75標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，我國縫紉機按使用對象劃分類別。因此我國縫紉機分為以下三類： （1） 家用縫紉機： （2） 工業(yè)縫紉機： （3） 服務(wù)性行業(yè)用縫紉機。 1.4.2型號的意義 QB159—75標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，縫紉機機頭型號由兩個漢語拼音字母及兩組阿拉伯?dāng)?shù)字組成。 （1）型號的第一個漢語拼音字母，代表縫紉機的使用的對象，見表1—1。 （2）型號的第二個漢語拼音字母,代表縫紉機的主要機構(gòu)和線跡，見表1-2. （3）型號的第一組數(shù)字代表使用對象、主要機構(gòu)和線跡相同，但縫紉物、性能等不同的順序代號。 （4）型號的第二組數(shù)字代表在原來的基礎(chǔ)上有了改進的代號。 本次所設(shè)計的縫紉機的型號是JI1-2型，家庭用機、針桿挑線、旋轉(zhuǎn)鉤鉤線、單線鏈?zhǔn)骄€跡。 1.5研究開發(fā)手動縫紉機的意義 從近來的銷售形勢來看，縫紉機市場全球化是主要趨勢，所以加強和推進全球貿(mào)易是企業(yè)需要面對的一個考驗。開發(fā)一種低成本，結(jié)構(gòu)簡單，體積小巧，可隨身攜帶，可隨意放置，操作容易，適用性強使用方便，可以廣泛用于家庭、軍營、旅館等場合作縫補之用，易被廣大消費者接受的小型手動縫紉機非常有必要。 該縫紉機具有自動進布和調(diào)節(jié)針腳間的松緊的功能，達到專業(yè)效果；產(chǎn)品采用精美彩色禮品包裝，除做為理想的家庭日用外，也適合作為禮品及會議贈品等。 手動縫紉機體積小，重量輕，便于攜帶存放，它能縫制多種縫紉效果，像平縫，拷邊，之字縫，鎖眼等等，比較適合城市居民和小服裝店賣家。小服裝店的賣家在賣服裝的時候總會有買家會碰到褲子太長的問題，如果有臺家用縫紉機在，所有問題都能迎刃而解。 表1-1我國縫紉機型號中第一字母的意義 參考文獻[1] 表1-2我國縫紉機機型號中第二個字母的意義 參考文獻[1] 第2章 產(chǎn)品設(shè)計 2.1 手動縫紉機主要用途 小型手動縫紉機 是種體積小、重量輕、攜帶方便的微小縫紉機。1.能夠輕松自如的縫紉懸掛著的窗簾，壁掛等； 2.用本機縫制自行設(shè)計的手帕，圍裙，枕套等，別有一番情趣； 3.穿在身上的衣褲，裙等突然脫線，適用本機可以在不脫下的情況下，非常容易的縫妥。 4.對10歲以上的兒童稍加指導(dǎo)，用本機可以縫制小衣物等，不僅是玩具，也是培養(yǎng)兒童勞動習(xí)慣，訓(xùn)練縫紉技巧的好伴侶。 它采用單線縫紉，作為普通家用縫紉機的升級替代品，小型手動縫紉機功能強大、外觀時尚、輕便簡潔等優(yōu)勢很快贏得了消費者們的青睞，快速走進各發(fā)達國家居民的家庭。 其本身設(shè)計同時也存在不足之處，比如說縫紉時前后推進的縫料存儲空間小、縫紉經(jīng)常跳線。 2.2手的縫紉機的縫紉原理 小型手動縫紉機采用的是最簡單的線圈縫合——鏈?zhǔn)娇p合。若要縫出鏈?zhǔn)娇p合，縫紉機會在線的后面用相同長度的線打環(huán)?？椢镂挥卺樝旅娴囊粔K金屬板上，用壓腳固定。每次縫合開始時，針穿過織物拉出一個線圈。一個做線圈的裝置在針拉出前抓住線圈，該裝置與針同步運動。一旦針拉出織物，送布牙裝置就會將織物往前拉。參考文獻[6] 當(dāng)針再次穿過織物時，新的線圈將直接穿過前一個線圈的中間。做線圈的裝置會再次抓住線，圍繞下一個線圈做線圈。這樣，每個線圈都會把下鏈?zhǔn)娇p合一個線圈固定到位。鏈?zhǔn)娇p合的主要優(yōu)點是可以縫得非?？?。但也存在小缺點，它不是特別的結(jié)實，如果線的一端松開，可能整個縫紉會全部松脫。 2.3 手動縫紉機的主要功能 功能有縫紉布料，推進布料，夾緊布料，允許把握，傳遞動力，支撐重量，防止生銹，防止打滑，穿透布料等。 手動縫紉機功能系統(tǒng)的邏輯關(guān)系圖。如圖2-1 圖2-1紉布料功能圖 2.4改良手動縫紉機的設(shè)計方案 2.4.1優(yōu)選草圖確定方案 產(chǎn)品開發(fā)過程中，特性要求著產(chǎn)品外形和結(jié)構(gòu)。手動縫紉機既要求人性化又要有造型美感，初步草圖的產(chǎn)生是對外型的改變，但又不能脫離產(chǎn)品原來的結(jié)構(gòu)。 圖2—2方案草圖 第一種方案原產(chǎn)品。其本身設(shè)計也存在著一些不足之處，比如說縫紉時前后推進的縫料存儲空間小、縫紉經(jīng)常跳線。 第二種方案在原有的基礎(chǔ)上對外形機架上做了改變，對壓布板、上壓板、下壓板的形狀或長度進行了一定改變。 根據(jù)原設(shè)計的機構(gòu)原理不變將下壓板的長度增加，上壓板的高度升高，合理的調(diào)節(jié)彈簧的位置，使得彈簧靠近送布牙位置之間的空間增大，從而提升了縫料前后推進儲存空間量。 第3章 手動縫紉機材料的選擇 在設(shè)計中，材料的選擇和設(shè)計是密不可分的。材料以自身的性能特點影響著產(chǎn)品的設(shè)計和價格，任何一個產(chǎn)品的設(shè)計，只有與選擇材料的性能特點相一致才能實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計和要求。不同的材料給人不同的質(zhì)感和觸感。在手動縫紉機材料的選擇上，工作零部件以金屬鋼為主，在外殼材料上以樹脂塑料為主，防滑部位用橡膠材料。 3.1機針 3.1.1機針的選擇 機針是一切縫紉機刺斷機構(gòu)的關(guān)鍵機件之一，其作用是穿刺縫料，形成線環(huán)。機針各部分名稱尺寸見圖3—1，其中作用是穿刺縫料，形成線環(huán)，針柄是機針最粗的一端，固定在針桿上。 圖3-1機針 機針桿即針柄至孔的一段，其兩側(cè)有兩線槽，引入線槽和引出線槽。引入線槽長而深，作用是容納面線，減少面線與縫料的摩擦力；引出線槽短而淺，作用是增加面線與縫料的摩擦，以促使面線環(huán)的形成和穩(wěn)定。針尖用作穿刺縫料，針孔供穿縫線用。同一類型的機針柄和針桿，長度相同，以針的直徑大小分號，針號與直徑大小成正比，即針號小直徑也小。本設(shè)計的手動縫紉機針型DHK-14[3]。 3.1.2機針的材料 針一般用T9A、GCr6等專門制成的線材制造[6] 。其技術(shù)要求：線材直徑公差為-0.1mm，表面無脫碳，無氧化，有規(guī)定的鐵素體晶格和滲碳體數(shù)量。材料應(yīng)嚴(yán)格檢驗，檢測項目有：直徑，表面質(zhì)量，抗拉強度，延伸率，斷面收縮，滲碳體的形成，晶粒大小和表面結(jié)構(gòu)等。 3.1.3機針的機械性能 （1)機針的受力。有兩種：一是從刺穿方向來的力，使針彎曲，產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。二是刺穿縫料的反作應(yīng)力，產(chǎn)生拱彎。 機針刺穿方向彎曲偏移，會使針碰腳或觸到機針板。彎曲和拱彎兩力組合，會導(dǎo)致斷針。 (2)機針偏移。針身細長的機針在縫紉機過程中產(chǎn)生顫動。其原因：針刺入縫料是碰到了織物的線；針線的張力過大；縫料移動時，針尚未離開等。 預(yù)防措施：使用帶加強節(jié)的或較粗的機針，降低針線張力；調(diào)整縫紉機等。 3.2縫紉線 縫線，是服裝縫紉中不可缺少的材料。他是連續(xù)不斷的纖維，用來縫合衣料及織物，或在衣服上進行裝飾或其他公益性加工。 3.2.1縫線種類 按原料可分為天然纖維，化學(xué)纖維和混紡三大類，他們的各有特點。 3.2.2縫紉線的基本要求 （1）縫合性：縫紉線在指定縫料上在正常操作條件下以最高縫速進行縫紉，能縫出均 勻而一致的線速。 （2）耐用性：即縫線在指定的縫紉操作中的應(yīng)力特征性及線縫中的耐久性。 （3）美觀性：指縫線在縫紉前后體現(xiàn)的外觀，包括在織物上的配合效果，整潔的線跡和色彩的協(xié)調(diào)。 3.2.3縫線材質(zhì) 縫線材質(zhì)包括： 天然的（棉紗），人造的（多友紗或精紗），混紡的（混紡紗包精紗）?？p線有左旋和右旋之分，一般都采用左旋線。市場常用的有棉紗線、絲線、滌棉線、滌綸線以及尼龍線等?？p線質(zhì)地應(yīng)和縫料質(zhì)地一般，還要注意根據(jù)機針的粗細選用縫線，即粗針用粗線，細針用細線。 3.2.4縫針刺料的基本形式 縫紉機在縫紉工作時，針桿帶動縫針引導(dǎo)線刺穿面料進行縫紉的機構(gòu)，稱為刺料機構(gòu)（此料機構(gòu)、穿針機構(gòu)、針桿機構(gòu)）（如圖3-2）。 圖3-2縫針刺料 針桿在機頭的針桿孔內(nèi)只做上下往復(fù)運動，帶動機針引導(dǎo)縫線刺穿面料，完成縫紉的機構(gòu)。[4] 3.2.5線跡的結(jié)構(gòu)和特點 單線鏈?zhǔn)骄€跡從縫料上面看，似一條虛線，從地面看似一條鏈條。如圖（圖3-2）；這種線跡的特點是容易解開。如果將線行的尾部解開，并歐諾個縫紉上面最后一個環(huán)線抽出線是一端，就很容易自尾端至頭部將線跡完全抽掉，如從縫料的底部抽線，線跡只會被拉緊而不會散開，其中一個特點是線跡彈性極強，線跡伸長一倍縫線也不會中斷。 圖3-2單線鏈?zhǔn)綀D 3.3 針板孔 正常情況下，針板孔的直徑不得大于機針直徑的0.5倍。如果針板孔過大，當(dāng)機針向下運動穿刺縫料時，縫料被擠進空中。同樣當(dāng)機針向上運動時，被擠進針板孔內(nèi)的縫料又跟隨機針向上抬起，這樣，將延誤線環(huán)的形成，同樣線環(huán)的尺寸（寬度）也將被縮小。 第4章 手動縫紉機的主要機構(gòu) 4.1 針線機構(gòu) 縫紉機在工作時，為了縫料縫合在一起，機針要做穿刺縫料的運動。根據(jù)縫料的不同，機針穿刺縫料的運動有垂直方向、水平方向、直線或曲線。因機針是安裝在針桿上的，所以，針桿的運動決定了機針的運動，使針桿運動的機構(gòu)叫針桿機構(gòu)。 針桿機構(gòu)的任務(wù)是驅(qū)動針桿引導(dǎo)面線穿過縫料，想成面線線環(huán)，為縫料線相互交織做準(zhǔn)備。 縫紉機的用途不同，其針桿機構(gòu)的類型亦不相同。大多數(shù)的機針是做垂直往復(fù)運動的。 圖4-1機針的運動形式 4.2挑線機構(gòu) 在縫紉過程中，向機針和鉤線機構(gòu)傳送面線的機構(gòu)稱為挑線機構(gòu)。該機構(gòu)作用是；在個運動期（一個工作循環(huán)）中，放、收面線和送布牙機構(gòu)配合，完成一個線跡的最后終結(jié)工作。在運動配合關(guān)系的上，它從屬于針桿機構(gòu)和鉤線機構(gòu)。 4.1.1挑線機構(gòu)及其功用 縫紉機在縫紉時形成線跡的過程中，起著輸送，回收針線并收緊線跡的作用機構(gòu)，稱挑線機構(gòu)。 當(dāng)縫針（機針）下行刺料時，將縫線從其卷裝中拉出來，提供線環(huán)形成時增多的用線量； 當(dāng)縫針向上回退時，回收線環(huán)形成后多余的用線量，并收緊線跡。 4.1.2挑線機構(gòu)的類型 挑線機構(gòu)類型很多，工業(yè)縫紉機中中常用的挑線機構(gòu)可歸納為四類，即凸輪式、連桿式、旋轉(zhuǎn)式、針桿式。 本設(shè)計采用的是旋轉(zhuǎn)式。 4.2鉤線機構(gòu) 鉤線機構(gòu)是指在縫紉過程中，鉤取面線線環(huán)并引導(dǎo)語底線形成交織的機構(gòu)，該機構(gòu)在每一個運動周期中起著鉤線、分線、過線、脫線及放底線的作用。形成線跡的線環(huán)，不但要有刺布機構(gòu)和挑線機構(gòu)的協(xié)調(diào)配合，還要有成縫器的鉤線與穿套或嵌套。 旋轉(zhuǎn)鉤；鉤的尖嘴用來穿過直針線環(huán)，將其拉長，擴大以便直針第二次穿刺縫料后穿入而形成單式鏈?zhǔn)较熔E。 鉤線機構(gòu)由旋轉(zhuǎn)鉤、送布牙、和機針等組成，他們的協(xié)調(diào)聯(lián)動實現(xiàn)布料的縫制動作。 圖4—2 線鉤運動 鉤線機構(gòu)主要配合機針的運動，二者協(xié)調(diào)運動才能形成鏈?zhǔn)骄€跡。當(dāng)縫紉機針從上方初始位置帶著縫線穿過縫料并降至極限位置時，鉤尖順時針快速退回30度，脫下前一次鉤住的線環(huán)。當(dāng)機針回退2.5—3mm時，在機針孔處形成新的環(huán)。此刻，針鉤逆時針快速前移30度，鉤尖鉤住線環(huán)，機針繼續(xù)回退，回到初始位置。針尖總是在一定角度范圍內(nèi)如此循環(huán)往復(fù)，達到鉤線的目的。如圖4—2所示。 4.3送料機構(gòu) 送料機構(gòu)，又稱為送布牙機構(gòu)，縫料輸送器等。送料機構(gòu)的送料方式可以分為2大類；摩擦送料和精確送料。送料方式不同，執(zhí)行的機構(gòu)也不同。 送布牙是上表面具有相同高度的鋸齒牙的扁平零件，它和壓腳配合將縫料移送一個針距，形成一個線跡。不同縫紉機上采用的送布牙是不相同的，在單針平縫機上，送布牙可有一排或三排的牙齒，一般為三排牙齒，后者能防止縫料橫向移動，送料穩(wěn)定，雙排牙齒便于縫邊線縫，多用在包縫機上。 圖4—3下送料 當(dāng)凸輪以等速順時針轉(zhuǎn)過角時，從動件件（送布牙）從最遠位置回到最低位置。隨后在彈簧等力的作用下，凸輪以加速遞時針轉(zhuǎn)過角，從動件由最低位置回到原來最高位置完成一個周期行程。 圖4-3 凸輪機構(gòu) 通過簡單的凸輪機構(gòu)來實現(xiàn)送布牙的上下運動從而實現(xiàn)輸送布料的功能。同時，此凸輪機構(gòu)還實現(xiàn)了線勾與縫紉線的配合運動，在一個旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)對送布牙的行程進。旋轉(zhuǎn)周期約為2秒，其中左右運動時間較長且基本上為勻速運動，而上下運動時間短且為加速運動。對送布牙位移進行坐標(biāo)分析如圖4—4和圖4—5所示： 左右運動位移坐標(biāo)分析可得圖4—4所示： 圖4—4 送布牙左右運動位移 上下運動位移坐標(biāo)分析可得圖4—5所示： 圖4--5 送布牙上下運動行程 四桿機構(gòu)的運動能夠最終帶動傳動桿的運動（圖4-6），傳動桿的運動帶動勾線板的旋轉(zhuǎn)運動。而線勾依附著在勾線板上，當(dāng)勾線板在一個周期內(nèi)作來回旋轉(zhuǎn)時，即實現(xiàn)了勾線動作。 圖4--6傳動桿 對傳動桿進行行程圖解： 圖4—7 傳動桿行程圖 4.4壓送料機構(gòu) 為了得到連續(xù)、平整、針距均的線跡，縫料就必須適時地、有節(jié)奏得到進行移動?？p紉機的壓送料機構(gòu)，就是承擔(dān)使縫料移動以形成理想連續(xù)的機構(gòu)。在縫紉機過程中，該機構(gòu)起著向前或向后推送縫料以一定針局的作用。 壓料和送料是兩個單獨機構(gòu)。但是兩者必須配合起來才能發(fā)揮作用，所以，通常作為一個整體進行綜述?？梢哉f，壓料是送料的必要條件，沒有壓料就送不了料，而且，只有壓得穩(wěn)才能送的順。 本設(shè)計采用送布牙送料的機構(gòu)是摩擦送料的一種?？椢镂挥卺樝旅娴囊粔K金屬板上，用壓腳固定。每次縫合開始時，針穿過織物拉出一個線圈。一個做線圈的裝置在針拉出前抓住線圈，該裝置與針同步運動。一旦針拉出織物，送布牙裝置就會將織物往前拉。 在縫紉機形成線跡的過程中，壓料（壓腳）機構(gòu)的主要作用克歸納為如下兩點。 防止縫料升浮，保證線跡的形成。當(dāng)機針和挑線桿向上運動時，壓腳將縫料壓在針板平面上，這樣既可保證線環(huán)的穩(wěn)定性，避免因成縫器鉤不住線環(huán)而產(chǎn)生“跳針”，又便于挑線桿收緊線跡，避免出現(xiàn)“浮線”。 協(xié)助送布機構(gòu)，保證縫跡的形成。為使送料牙能順利的移送縫料，在送布牙和份縫料之間應(yīng)有足夠的摩擦力，壓腳壓力就是產(chǎn)生這個摩擦力的決定因素。由于壓腳下壓縫料，使縫料與送布牙之間產(chǎn)生較大的摩擦力，致使縫料在送料牙的帶動下，周期性地向前移動，最終形成連續(xù)的縫跡。 當(dāng)針再次穿過織物時，新的線圈將直接穿過前一個線圈的中間。做線圈的裝置會再次抓住線，圍繞下一個線圈做線圈。這樣，每個線圈都會把下一個線圈固定到位。 鏈?zhǔn)娇p合的主要優(yōu)點是可以縫得非常快。但是，它不是特別的結(jié)實，如果線的一端松開，可能整個縫紉會全部松脫。大多數(shù)縫紉機使用一種更結(jié)實的縫線，叫做鎖縫。 4.4.1縫紉機的送料方式 將縫料按一定量一定方式移送的機構(gòu)稱為的構(gòu)建稱為縫料輸送器，一般由送布牙和壓腳組成。有些機種機針或其他構(gòu)件也參與送布，以滿足不同性質(zhì)的縫料對送布牙機構(gòu)的要求?？p料輸送方式（送布方式）很多，不同機種加工不同縫料要采用不同的送布方式。綜合現(xiàn)在縫紉機的送布機，可分為兩大類；一是摩擦式（齒式）送布，二是托架或夾板式送布。此小型手動縫紉機的送布方式屬于，摩擦式送布[6]。 圖4-8送布方式圖 圖4-9四桿機構(gòu)簡圖 4.5四桿機構(gòu) 本設(shè)計采用曲柄搖桿機構(gòu)，既以最短邊的鄰邊作機架。他的特點是：（1)設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，易于操作；（2）能達到設(shè)計要求。（3）具有急回特性，減小空行程損失。如圖4-9.四桿機構(gòu)的簡圖。 四桿機構(gòu)是手動縫紉機的整體框架和動力來源，通過四桿機構(gòu)的運動來帶動銷、凸輪機構(gòu)、線勾等的運動。圖4-9是對四桿機構(gòu)的兩個極限位置簡單的描述。粗線為上壓板處于最高位置時的情況，虛線為上壓板壓到最低位置的情況?？梢砸罁?jù)銷的運動軌跡行程來設(shè)計四桿機構(gòu)尺寸。。銷在槽內(nèi)做簡單的上下擺動，其位移如圖4-9所示的EE=10mm。 第5章 驅(qū)動外力的計算 5.1彈簧的勁度系數(shù)的計算 根據(jù)胡克定律（參考文獻[3]））可知：F=Kx K------彈簧勁度系數(shù) X------彈簧變形量 對彈簧進行測量； 其中，x1為彈簧正常狀態(tài)下的長度 ； x2彈簧安裝在手動縫紉機中，而縫紉機未工作時的長度； x3為彈簧正常工作并被壓縮至最短時的長度。 總計算公式為 ： ......（5-1） G-----線材鋼性模數(shù); D-----線徑; Do-----外徑; Dm-----中徑; N------總?cè)?shù); Nc-----有效圈數(shù); 其中，Dm=Do-d Nc=N-2 本設(shè)計所用的彈簧用的材料為琴鋼絲其中琴鋼絲的線材鋼性模數(shù)G=800.本設(shè)計所用彈簧線徑d=1mm，總?cè)?shù)N=15圈。利用公式計算可得 ： .....（5-2） =800/（14513） =425/m 根據(jù)四桿機構(gòu)的設(shè)計可以畫出機構(gòu)簡圖，如圖5—1 畫機構(gòu)簡圖: 圖5-1 機構(gòu)簡圖 對此機構(gòu)進行自由度計算：F=3n-2PL-PH=3X3-2X4-0=1....（5-3） 既此機構(gòu)只有一個自由度，由于該四桿機構(gòu)的原動件數(shù)與其自由度數(shù)相等，故滿足機構(gòu)中各構(gòu)件間具有確定相對運動的條件。 5.2外作用力的計算 對縫紉機總體結(jié)構(gòu)進行簡化，并畫簡單的數(shù)學(xué)模型，利用數(shù)學(xué)關(guān)系表示并進行計算用圖5-1分析; 圖5-2受力分析圖 =Kx......（5-4） =K(x2-x3) =425(37-22)/1000 =6375N 從圖中數(shù)學(xué)關(guān)系可知；F1=F2/COSθ=6.375/(50/60)=7.65N 根據(jù)力的平衡及力臂杠桿原理得公式 ： F(68+60)=F160 作用力計算 F=F160/(68+60) =(17.6560)/(68+60) =3.58N 所以，確定了外驅(qū)動力為3.58N 5.3壓板的剪力和彎矩計算 5.3.1下壓板的剪力計 上壓板為手動縫紉機的主壓板，是力的主要承受者。對于上壓板材料、形狀的設(shè)計必須從受力情況進行分析，考慮材料在各段的受載情況。參考小型訂書機機架材料，本設(shè)計主要板件都采用鍍鋅板件。鍍鋅板是指表面鍍有一層鋅的鋼板。鍍鋅是一種經(jīng)常采用的經(jīng)濟而有效的防腐方法，全世界鋅產(chǎn)量的一半左右均用于此種工藝，具有成本低、附加值高的特點。 根據(jù)截面法計算內(nèi)力的基本步驟[3]“切、代、平”，計算壓板的內(nèi)力的為： ①、首先根據(jù)靜力平衡方程求支座反力和，為推導(dǎo)計算的一般過程，暫且用和代替。 ②、用截面假想沿處把壓板切開為左、右兩段，如圖所示，取左段壓板為脫離體，因壓板原來處于平衡狀態(tài)，所以被截取的左段壓板也同樣保持平衡狀態(tài)。從圖中可看到，左段壓板上有一向下的支座反力、向下的已知力作用，要使左段壓板不發(fā)生豎向移動，則在截面上必定存在一個豎直方向的內(nèi)力與之平衡；同時，、對截面形心點有一個力矩，會引起左段壓板轉(zhuǎn)動，為了使其不發(fā)生轉(zhuǎn)動，在截面上必須有一個力偶矩與之平衡，才能保持左段壓板的平衡。和即為壓板橫截面上的內(nèi)力，其中內(nèi)力使橫截面有被剪開的趨勢，稱為剪力；力偶矩將使壓板發(fā)生彎曲變形，稱為彎矩。根據(jù)公式【4】進行計算： FA+FB-F=0.............................(5-5) FB60-F(60+68)=0 從上面的分析可知，用截面法將壓板切開分成兩段，同一截面上的內(nèi)力，取左段壓板為脫離體和取右段壓板為脫離體所得結(jié)果雖然數(shù)值相等，但方向卻是相反的，為此根據(jù)剪力和彎矩引起壓板的變形情況來規(guī)定它們的正負號。 其中已知驅(qū)動作用力F=3.58N，由靜力平衡方程參考文獻【4】解得： FA=-4.05N ；FB=7.63NF ； 代入公式計算得 QA=-4.05N ； FQB-=-4.05N ； FQB=F=3.58N ； 分析剪力并畫圖5--4 圖5--3上壓板受載分析 圖5--4 上壓板剪力圖 圖5-- 5上壓板彎矩圖 5.3.3上壓板的彎矩計算 根據(jù)作用在壓板上的已知載荷，求出靜定壓板的支座反力以后，壓板橫截面上的內(nèi)力可利用前面講過的“截面法”來求解，如圖所示簡支壓板在外力作用下處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)在討論距支座距離為的截面上的內(nèi)力。 （1）計算各段彎矩力； （2）畫彎矩圖，如圖5--6； MA=0 MB=-2F=-26.55=-13.1N MC=0 圖5—6 U形截面 （3）確定截面的形心位置。選參考軸為x軸，z軸為對稱軸，將圖形分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個矩形。 則 ; ; ; ; ; （4）計算三矩形截面對x1軸的慣性矩。根據(jù)平移軸定理 ； （5） 求最大彎矩。作梁的正應(yīng)力強度計算。根據(jù)圖5-3上壓板受載分析與圖5-5彎矩圖可知上壓板在B點處產(chǎn)生最大彎矩， 通過參考文獻[8] 查得鍍鋅板許應(yīng)力約為214MPa 0.0053MPa214MPa 即滿足 說明截面是安全的。上壓板的設(shè)計符合設(shè)計。 第6章 手動縫紉機的使用說明 6.1使用方法 持機：用右手四指托住機座，大拇指自然地放在機身上蓋頂端，平穩(wěn)地持住整機。如圖（1）所示。 圖1 圖2 穿線：如圖（2），將線軸上的線輕輕拉出。穿過引線圖A，然后引入夾線調(diào)節(jié)片B.再穿過引線圈。C.引過的線頭暫放在機針旁邊，另將穿線器從機針前面（向機身結(jié)合部）穿過機針孔，再將線頭引入穿線器小孔中，退出穿線器拉出頭線約2-3公分壓線板壓住即可待用（見圖2） 放布：用右手食指抬起壓板，將準(zhǔn)備好待縫的織物（厚度不超過0.8毫米）平整地放入壓板下，輕輕放回壓板壓住織物；如圖（3） 圖3 圖4 縫紉操作:用左手持織物，右手大拇指輕輕地迅速下壓上蓋頂端壓到底后，大拇指再下壓，如此反復(fù)，送布機構(gòu)自動將被縫物向左送出。持機右手逐漸右移，左手持布配合縫紉節(jié)奏輕輕地將被縫物向左方移動，直至縫紉結(jié)束。如圖（4） 縫紉結(jié)束，用剪刀剪斷線頭，輕輕拉起壓板取出織物。從被縫織物反面，拉出最后的一節(jié)線頭，使它穿進旁邊的一節(jié)線圈內(nèi)拉緊并打一個結(jié)，針腳就牢固了； 縫紉結(jié)束時切勿以硬拉織物方式來拉斷線頭，以免拉壞機針、針腳； 本機能自動進布和調(diào)節(jié)針腳間的松緊，但要注意下列幾點很有必要：A． 針腳太緊如圖A，將壓力螺母稍向逆時針調(diào)；B．針腳太松如圖B，將壓力螺母稍向順時針調(diào)；所示，系正確的針腳松緊。如需針腳大些，左手拉布可稍快些。如需針腳密一些，左手拉布可稍慢一些； 換線團；如換用大線團，可將備用的接長桿與線筒軸連接，套入大線團。把備用的塑料帽置于桿之末端固定大線團，然后重新穿線，調(diào)整線的松緊后進行縫制，；使用50#-90#棉線或合成線效果最好； 換針：松開固定螺絲，取出斷針。所示裝上新針，注意要將針的平整面對正固定螺絲，不可裝反。針型DHK-14【6】。 結(jié)語 自此，一個多月的畢業(yè)設(shè)計馬上結(jié)束了，通過對手動縫紉機這一畢業(yè)設(shè)計的完成， 讓我對手動縫紉機有了全面的了解，同時在設(shè)計當(dāng)中通過廣泛涉獵，對于家用縫紉機的發(fā)展史和一些相關(guān)結(jié)構(gòu)性能也有了初步的了解。雖然手動縫紉機在很早以前就已經(jīng)出現(xiàn)并已上市，但它的結(jié)構(gòu)和性能還不是很完善。在材料上，市場上現(xiàn)在是以低廉為主，質(zhì)量自然也沒有那么好。這樣一個很好的產(chǎn)品被廉價產(chǎn)品所束縛。從人性化設(shè)計作為手動縫紉機設(shè)計的出發(fā)點，結(jié)構(gòu)作為它的立足點，相信手動縫紉機會越來越運用于我們的生活當(dāng)中。 將理論聯(lián)系實際，運用綜合的各種能力解決實際問題。畢業(yè)設(shè)計雖然辛苦，但付出了總會有收獲。本次畢業(yè)設(shè)計是一次意志的磨練，是對我實際能力的一次提升，相信這對我未來的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。在這次論文寫作過程中，同學(xué)之間互相幫助，共同商量相關(guān)專業(yè)問題，這種交流對于即將畢業(yè)的我們來說是一次很有意義的經(jīng)歷，為我們將來在工作上的團隊合作奠定了堅實的基礎(chǔ)。 感謝我的指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷，使我能夠不斷的完善自己，最終順利地完成了論文。在我的學(xué)業(yè)和論文的研究中，無不傾注著老師們辛勤的汗水和心血。老師的嚴(yán)謹治學(xué)的態(tài)度、淵博的知識、無私奉獻的精神是我深受啟迪。從我的畢業(yè)指導(dǎo)老師的身上，我不僅學(xué)到了扎實、寬廣的專業(yè)知識，也學(xué)到了做人的道理。在此，我要想我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深的敬意。 參考文獻 [1] 孔令榜.李勇主編，服裝設(shè)備使用與維修（第三版），中國輕工業(yè)出版社 [2] 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