專利名稱：自動(dòng)裁剪機(jī)平衡式傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
該實(shí)用新型屬于機(jī)械傳動(dòng)速度調(diào)整轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。
一般的縫紉機(jī)或裁剪機(jī)(包括手動(dòng)或電腦控制的)，采用轉(zhuǎn)變回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是缺點(diǎn)是機(jī)械運(yùn)動(dòng)中不能保持自身平衡。這種缺點(diǎn)在低速時(shí)不太明顯，在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于不平衡而產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)和噪聲就不可忽視了。這是由于不平衡而產(chǎn)生的離心力是與其回轉(zhuǎn)速度成平方比的緣故。美國(guó)GGT裁剪技術(shù)公司專家介紹，為了提高裁剪效率，世界最新設(shè)計(jì)的電腦自動(dòng)裁剪機(jī)，其裁剪刀具的往復(fù)次數(shù)已達(dá)到每分鐘六千次。由于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的存在，該機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)與噪聲均很大，目前也只能勉強(qiáng)應(yīng)用，我國(guó)也由于沒(méi)有找到適應(yīng)每分鐘6，000次往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)的好辦法，目前還沒(méi)有電腦自動(dòng)裁剪機(jī)商品投放市場(chǎng)，為此近幾年來(lái)，輕工業(yè)部和上海市均將此課題列為技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目。
本實(shí)用新型的目的是利用二個(gè)保持平衡的橫臂，在凸輪內(nèi)進(jìn)行一次平面旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)換為上下二次往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
本機(jī)構(gòu)的實(shí)施要點(diǎn)是在一個(gè)全密封的金屬外殼內(nèi)壁上，開(kāi)有一條有二個(gè)峰與谷的曲線槽，而且峰與谷的位子錯(cuò)開(kāi)90°相位，另有二個(gè)運(yùn)動(dòng)方向相反，線速度相等并互為直角安裝的橫臂及配重橫臂(使回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)始終保持均衡)，四個(gè)端點(diǎn)各裝有一只滾動(dòng)軸承，其軸承寬度與槽寬相吻合，由二個(gè)導(dǎo)向柱控制著橫臂隨著凸輪的回轉(zhuǎn)而作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
本方案的優(yōu)點(diǎn)是速度提高一倍，由于考慮到機(jī)器在XYZ三個(gè)方向都能達(dá)到平衡，在轉(zhuǎn)速很高的情況下也不會(huì)振動(dòng)，故噪聲與振動(dòng)很小。
附圖圖面說(shuō)明如下


圖1是傳統(tǒng)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)。
圖2是
圖1的力學(xué)示意圖。假定連桿AB的質(zhì)量集中于G1點(diǎn)，在回轉(zhuǎn)時(shí)，G1點(diǎn)描繪了一個(gè)圓，從離心力公式可知F＝ (WV2)/(Yg) 式中F－－離心力(即產(chǎn)生振動(dòng)的力)W－－連桿的質(zhì)量V－－G1的線速度Y－－G1描繪的圓半徑g－－重力加速度故F∝V2這樣在X與Y軸上由于下而不能平衡，尤其y軸上由于AB(刀軸)缺乏配重，則式中的W應(yīng)改寫(xiě)為W＝G1＋G2，所以y軸方向的不平衡更為顯著。這就是傳統(tǒng)曲柄連桿的先天不足之處。
圖3是凸輪結(jié)構(gòu)示意圖，按曲線形狀分為上凸輪1，下凸輪8。圖中將上部分凸輪1用虛線描繪，以示清晰。凸輪裝在全密封金屬外殼9內(nèi)(圖中未全部畫(huà)出)，上下底面中心都安裝支承凸輪1和8的軸承11、12。凸輪1頂部的延伸軸10在外殼9的外面，用于與傳動(dòng)電機(jī)相互連接，作為輸入動(dòng)向。
圖4為凸輪8內(nèi)壁上的二個(gè)峰谷曲線槽展開(kāi)圖。
圖5為凸輪8的軸測(cè)圖，其峰高為h1＝h3，其谷高度為h2＝h4。h1－h(huán)4升降幅度決定了連在橫臂2上的刀軸7的上下幅度。
圖6是凸輪90°相位剖視圖。
圖7是凸輪180°相位剖視圖。橫臂2與配重橫臂5互為直角安裝。配重橫臂5的重量與橫臂2、刀軸7、刀具自重三者之和相等。橫臂2與5的四個(gè)端點(diǎn)各裝有一只滾動(dòng)軸承4，其直徑尺寸與凸輪8上的曲線槽B的寬度相吻合。導(dǎo)向柱3和6是控制橫臂2和5隨凸輪8回轉(zhuǎn)而作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的。橫臂2中央的滾動(dòng)軸承12是支承刀軸7的。刀軸7的另一端由外殼9底部的滾動(dòng)軸承11所支承。
為了減輕機(jī)器的自重，外殼9，橫臂2、5、均可采用輕質(zhì)合金材料，如鋁合金。凸輪1和8，導(dǎo)向柱3和6，刀軸7可采用耐磨的合金材料，如碳素合金鋼。如果凸輪1和8，也采用鋁合金材料，則內(nèi)壁上的曲線槽B表面應(yīng)噴鍍耐磨的合金材料，以保證槽的完整。經(jīng)試驗(yàn)證明，本實(shí)用新型已經(jīng)能在每分鐘6000次的高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)狀況下正常工作，沒(méi)有振動(dòng)，噪聲也很低。說(shuō)明它的質(zhì)量已超過(guò)具有國(guó)際水平的美國(guó)GGT電腦自動(dòng)裁剪機(jī)。這一創(chuàng)新對(duì)于開(kāi)發(fā)我國(guó)的高速裁剪機(jī)與高速縫紉機(jī)制造工業(yè)技術(shù)具有重大意義。
權(quán)利要求1.自動(dòng)裁剪機(jī)平衡式傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，由凸輪、橫臂、軸承、刀軸、外殼等一系列機(jī)械構(gòu)件組成，其特征在于(1)二個(gè)運(yùn)動(dòng)方向相反，線速度相等與導(dǎo)向柱3和6相連互為直角按裝的橫臂2和配重橫臂5的四個(gè)端點(diǎn)各裝有一只滾動(dòng)軸承4，橫臂2的中央有一個(gè)支承刀軸7的滾動(dòng)軸承12；(2)迥轉(zhuǎn)部件凸輪的上部1、下部8之間的內(nèi)圓壁上開(kāi)有一根上、下凸輪二對(duì)峰谷相位差為90°的曲線槽B，槽B的寬度與滾動(dòng)軸承4的外經(jīng)尺寸相吻合；(3)全密封轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)外殼9的頂部伸出凸輪1的延伸軸10，外殼9的底部裝有支承刀軸7的滑動(dòng)軸承11。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的外殼9，橫臂2和5為輕質(zhì)金屬材料，如鋁合金做成的；凸輪1和8，導(dǎo)向柱3和6，刀軸7為耐磨合金材料，如碳素合金鋼做成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的凸輪1和8，采用輕質(zhì)鋁合金材料做成，而其內(nèi)壁曲線槽B的表面噴鍍有耐磨合金。
專利摘要自動(dòng)裁剪機(jī)平衡式傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)利用二個(gè)保持平衡的橫臂與配重橫臂在一個(gè)有二峰二谷的曲線槽凸輪內(nèi)作反向等線速往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這不僅將刀具的上下往復(fù)運(yùn)行速度提高一倍，而且消除了傳統(tǒng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)在高速運(yùn)行中所帶來(lái)的振動(dòng)與噪聲。試驗(yàn)證明，用該機(jī)構(gòu)后可將裁剪機(jī)或縫紉機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度提高到6000次/分鐘。這一創(chuàng)新對(duì)發(fā)展高速裁剪、縫紉機(jī)械制造工業(yè)具有重要意義。
文檔編號(hào)D06H7/00GK2065623SQ8920702
公開(kāi)日1990年11月14日 申請(qǐng)日期1989年5月9日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月9日
發(fā)明者王中天 申請(qǐng)人:上海實(shí)用電子研究所