繡花機(jī)針桿與壓腳聯(lián)合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了繡花機(jī)針桿與壓腳聯(lián)合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)有繡花機(jī)的壓腳驅(qū)動(dòng)滑塊與壓腳接觸時(shí)很難避免沖擊。本實(shí)用新型的主動(dòng)非圓齒輪固接在主軸上，并與固接在從動(dòng)軸上的從動(dòng)非圓齒輪嚙合；第一連桿的一端與從動(dòng)非圓齒輪鉸接，另一端與第一滑塊鉸接；第一滑塊與機(jī)架的豎直滑軌構(gòu)成滑動(dòng)副，并與固接在針桿上的死點(diǎn)塊固接；凸輪固接在主軸上，滾子與凸輪構(gòu)成凸輪副；三眼連桿的三個(gè)端部分別與滾子、機(jī)架和第二連桿的一端鉸接；第二連桿的另一端與壓腳驅(qū)動(dòng)塊鉸接；針桿豎直設(shè)置，彈簧套置在針桿上；第二滑塊與針桿構(gòu)成滑動(dòng)副，并通過(guò)彈簧連接；第二滑塊與壓腳固接。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)壓腳與壓腳驅(qū)動(dòng)塊接觸時(shí)無(wú)沖擊，在壓腳下落過(guò)程中實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)過(guò)渡。
【專利說(shuō)明】
繡花機(jī)針桿與壓腳聯(lián)合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及繡花機(jī)，具體涉及一種繡花機(jī)針桿與壓腳聯(lián) 合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電腦繡花機(jī)是當(dāng)代最先進(jìn)的繡花機(jī)械，它能使傳統(tǒng)的手工繡花得到高速度、高效 率的實(shí)現(xiàn)，并且還能實(shí)現(xiàn)手工繡花無(wú)法達(dá)到的"多層次、多功能、統(tǒng)一性和完美性"的要求。
[0003] 電腦繡花機(jī)的主運(yùn)動(dòng)與縫紉機(jī)類似，主要的繡花動(dòng)作分為面線和底線的運(yùn)動(dòng)。而 針桿的運(yùn)動(dòng)是按一定運(yùn)動(dòng)規(guī)律的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在傳統(tǒng)的繡花機(jī)中針桿上連著壓腳，針桿 由針桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)，壓腳在針桿下落過(guò)程的前一段時(shí)間里與針桿一同運(yùn)動(dòng)，而與壓 腳驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的滑塊是分離的。而在下落一段過(guò)程之后壓腳驅(qū)動(dòng)滑塊與壓腳接觸并決定壓腳 的運(yùn)動(dòng)。在這個(gè)接觸的過(guò)程中由于設(shè)計(jì)的原因很難避免沖擊，而這是造成繡花機(jī)振動(dòng)的重 要原因。所以需要在設(shè)計(jì)時(shí)盡量減小沖擊，這就需要從針桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或者壓腳驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)入 手?，F(xiàn)在一般的針桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是一個(gè)六桿機(jī)構(gòu)，而壓腳驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一般是一個(gè)凸輪連桿機(jī)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種繡花機(jī)針桿與壓腳聯(lián)合驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)針桿運(yùn)動(dòng)特性曲線按照預(yù)先設(shè)計(jì)的特性曲線運(yùn)動(dòng)，配合凸輪連桿壓腳驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 的運(yùn)動(dòng)特性，從而減小壓腳與壓腳驅(qū)動(dòng)滑塊接觸時(shí)的速度差，減小沖擊。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：
[0006] 本實(shí)用新型包括非圓齒輪-曲柄滑塊針桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、針桿和壓腳驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu);所述的 非圓齒輪-曲柄滑塊針桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主動(dòng)非圓齒輪、主軸、從動(dòng)非圓齒輪、從動(dòng)軸、第一連 桿和第一滑塊;所述的主軸與從動(dòng)軸均通過(guò)軸承支承在機(jī)架上;所述的主動(dòng)非圓齒輪固接 在主軸上，并與固接在從動(dòng)軸上的從動(dòng)非圓齒輪嚙合;所述第一連桿的一端與從動(dòng)非圓齒 輪鉸接，另一端與第一滑塊鉸接;所述的第一滑塊與機(jī)架的豎直滑軌構(gòu)成滑動(dòng)副，并與固接 在針桿上的死點(diǎn)塊固接;所述的壓腳驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括凸輪、滾子、三眼連桿、第二連桿、壓腳驅(qū) 動(dòng)塊、彈簧和第二滑塊;所述的凸輪固接在主軸上，滾子與凸輪構(gòu)成凸輪副；所述三眼連桿 的三個(gè)端部分別與滾子、機(jī)架和第二連桿的一端鉸接;第二連桿的另一端與壓腳驅(qū)動(dòng)塊鉸 接;針桿豎直設(shè)置，彈簧套置在針桿上;第二滑塊與針桿構(gòu)成滑動(dòng)副，并通過(guò)彈簧連接;所述 的第二滑塊與壓腳固接。
[0007] 所述從動(dòng)非圓齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心到機(jī)架豎直滑軌的距離大于或等于5mm。
[0008] 本實(shí)用新型具有的有益效果是：
[0009] 1、本實(shí)用新型通過(guò)非圓齒輪的嚙合傳動(dòng)，使主軸的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過(guò)非圓齒輪副和曲 柄滑塊的傳動(dòng)，帶動(dòng)滑塊變速往復(fù)運(yùn)動(dòng)。使得滑塊能實(shí)現(xiàn)預(yù)先設(shè)計(jì)的速度特性曲線運(yùn)動(dòng)。
[0010] 2、滿足預(yù)先設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)就是在壓腳驅(qū)動(dòng)塊與壓腳接觸之后運(yùn)動(dòng)速度與針桿的運(yùn) 動(dòng)速度相同，而使通過(guò)彈簧連接在針桿上的壓腳的沖擊減小，并有一個(gè)平穩(wěn)的過(guò)度時(shí)期，使 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的振動(dòng)與沖擊減到最小。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1是本實(shí)用新型機(jī)構(gòu)的原理示意圖；
[0012] 圖2是通過(guò)實(shí)例計(jì)算求得的第一滑塊的理想速度特性與壓腳驅(qū)動(dòng)塊速度特性曲線 對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014] 如圖1所示，繡花機(jī)針桿與壓腳聯(lián)合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括非圓齒輪-曲柄滑塊針桿驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)、針桿14和壓腳驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu);非圓齒輪-曲柄滑塊針桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主動(dòng)非圓齒輪1、主軸 2、從動(dòng)非圓齒輪3、從動(dòng)軸4、第一連桿6和第一滑塊7;主軸2與從動(dòng)軸4均通過(guò)軸承支承在機(jī) 架8上;主動(dòng)非圓齒輪1固接在主軸2上，并與固接在從動(dòng)軸4上的從動(dòng)非圓齒輪3嚙合;第一 連桿6的一端與從動(dòng)非圓齒輪3在鉸接點(diǎn)處通過(guò)鉸鏈5鉸接，另一端與第一滑塊7鉸接;第一 滑塊7與機(jī)架的豎直滑軌構(gòu)成滑動(dòng)副，并與固接在針桿14上的死點(diǎn)塊固接;從動(dòng)非圓齒輪3 轉(zhuǎn)動(dòng)中心到豎直滑軌的距離為5mm。壓腳驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括凸輪9、滾子10、三眼連桿11、第二連 桿12、壓腳驅(qū)動(dòng)塊13、彈簧15和第二滑塊16;凸輪9固接在主軸2上，滾子10與凸輪構(gòu)成凸輪 畐IJ;三眼連桿11的三個(gè)端部分別與滾子10、機(jī)架8和第二連桿12的一端鉸接;第二連桿12的 另一端與壓腳驅(qū)動(dòng)塊13鉸接;針桿14豎直設(shè)置，彈簧15套置在針桿上;第二滑塊16與針桿構(gòu) 成滑動(dòng)副，并通過(guò)彈簧15連接;第二滑塊16與壓腳固接。
[0015]該繡花機(jī)針桿與壓腳聯(lián)合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理：
[0016]主軸2與電機(jī)連接，驅(qū)動(dòng)非圓齒輪-曲柄滑塊針桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和壓腳驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。非圓 齒輪-曲柄滑塊針桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，主軸2帶動(dòng)主動(dòng)非圓齒輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng);主動(dòng)非圓齒輪1帶動(dòng)從 動(dòng)非圓齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)非圓齒輪通過(guò)第一連桿6帶動(dòng)第一滑塊7上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。壓腳驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)中，凸輪由主軸2驅(qū)動(dòng)，所以凸輪9的轉(zhuǎn)動(dòng)與非圓齒輪1同步，凸輪9與滾子10接觸，滾子鉸 接在三眼連桿11上，所以凸輪9轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)三眼連桿11的轉(zhuǎn)動(dòng)，三眼連桿11帶動(dòng)第二連桿12運(yùn) 動(dòng);第二連桿12帶動(dòng)壓腳驅(qū)動(dòng)塊13上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。針桿14通過(guò)死點(diǎn)塊與第一滑塊7固接，保 持一致的運(yùn)動(dòng)。而第二滑塊16在與壓腳驅(qū)動(dòng)塊13接觸之前是與針桿14 一同運(yùn)動(dòng)的，接觸之 后彈簧15壓縮，第二滑塊16與壓腳驅(qū)動(dòng)塊13-同運(yùn)動(dòng)。第一滑塊7的運(yùn)動(dòng)是配合壓腳驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的。
[0017]該繡花機(jī)針桿與壓腳聯(lián)合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法:分析壓腳驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性； 通過(guò)壓腳驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析得到第一滑塊7的理想速度曲線;通過(guò)第一滑塊7的理想速度 曲線計(jì)算出非圓齒輪副的節(jié)曲線，從而設(shè)計(jì)出兩個(gè)非圓齒輪。
[0018]非圓齒輪節(jié)曲線的設(shè)計(jì)是根據(jù)第一滑塊7的運(yùn)動(dòng)特性來(lái)決定的，而第一滑塊7的設(shè) 計(jì)要求是使壓腳和針桿都能平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)并滿足刺布的需求。壓腳驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)壓腳驅(qū)動(dòng)塊13 上下滑動(dòng)，在從最高點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)開(kāi)始一段時(shí)間內(nèi)是第二滑塊16與針桿14一同運(yùn)動(dòng)的，也就 表示這個(gè)過(guò)程中第二滑塊16與第一滑塊7的運(yùn)動(dòng)保持一致，而在運(yùn)動(dòng)過(guò)一段時(shí)間之后壓腳 驅(qū)動(dòng)塊13與第二滑塊16相接觸，為了使接觸時(shí)壓腳驅(qū)動(dòng)塊13與第二滑塊16不產(chǎn)生沖擊，實(shí) 現(xiàn)平穩(wěn)的過(guò)渡，又保證不改變壓腳驅(qū)動(dòng)塊13的運(yùn)動(dòng)特性的情況下，需對(duì)第一滑塊7的運(yùn)動(dòng)特 性進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。結(jié)合針桿的刺布要求與壓腳驅(qū)動(dòng)塊13的速度，需保證主軸2轉(zhuǎn)角為科pl (圖 2中III位置對(duì)應(yīng)的角度)時(shí)壓腳驅(qū)動(dòng)塊13與第二滑塊16接觸，然后設(shè)計(jì)第一滑塊7的速度， 使與第一滑塊7保持一致運(yùn)動(dòng)的第二滑塊16在主軸2轉(zhuǎn)角為9V時(shí)的速度與壓腳驅(qū)動(dòng)塊13的 速度相同，從而不產(chǎn)生碰撞，并且在主軸2從科pi開(kāi)始再轉(zhuǎn)過(guò)30°的范圍內(nèi)，第一滑塊7與壓腳 驅(qū)動(dòng)塊13速度相同，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)過(guò)渡。由上述分析可得:第一滑塊7的速度曲線中在主軸2轉(zhuǎn)角 為仏1至約 pl+30°范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)的速度已確定，而且壓腳驅(qū)動(dòng)塊13與第二滑塊16接觸時(shí)第一 滑塊7的位置根據(jù)彈簧15的長(zhǎng)度可確定，第一滑塊7處在最高點(diǎn)的位置和對(duì)應(yīng)的主軸2轉(zhuǎn)角、 第一滑塊7處在最低點(diǎn)的位置和對(duì)應(yīng)的主軸2轉(zhuǎn)角根據(jù)繡花機(jī)尺寸給定。如圖2所示，主軸輸 入的轉(zhuǎn)速為600rpm時(shí)，實(shí)線表示第一滑塊7的速度隨主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的變化圖線，而虛線表示壓腳 驅(qū)動(dòng)塊13隨主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的變化圖線，其中m~IV段為第一滑塊7與壓腳驅(qū)動(dòng)塊13的速度相同 段，n~m段為從最高點(diǎn)到壓腳驅(qū)動(dòng)塊13與第二滑塊16開(kāi)始接觸點(diǎn)的速度變化曲線，IV~ v段為繼續(xù)向下到最低點(diǎn)的過(guò)程，而v~VI段和I~n段拼接起來(lái)就是從最低點(diǎn)到最高點(diǎn) 的速度曲線。第一滑塊7在I~n段、n~m段、iv~v和v~vi段的速度曲線分別由滿足對(duì) 應(yīng)曲線段端點(diǎn)條件的多項(xiàng)式函數(shù)確定。
[0019]在得到第一滑塊7的理想速度曲線后，可以通過(guò)反求確定非圓齒輪副的傳動(dòng)比，從 而計(jì)算非圓齒輪副的節(jié)曲線。根據(jù)第一滑塊7的理想速度曲線、壓腳驅(qū)動(dòng)塊13與第二滑塊16 的接觸位置確定第一滑塊7在主軸轉(zhuǎn)過(guò)角度％后所處的位置，第一滑塊7的位置與主軸轉(zhuǎn)角 的的具體函數(shù)關(guān)系可由圖2所示的第一滑塊7的速度曲線方程積分得到，由此可解得從動(dòng)非 圓齒輪的轉(zhuǎn)角關(guān)于主軸轉(zhuǎn)角科（即主動(dòng)非圓齒輪轉(zhuǎn)角）的函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)而計(jì)算出非圓齒輪 副的傳動(dòng)比、主動(dòng)非圓齒輪對(duì)應(yīng)主軸轉(zhuǎn)角的向徑和從動(dòng)非圓齒輪對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角的向徑，進(jìn)而求 得非圓齒輪副的節(jié)曲線方程。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 繡花機(jī)針桿與壓腳聯(lián)合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括非圓齒輪-曲柄滑塊針桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、針桿和壓 腳驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的非圓齒輪-曲柄滑塊針桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主動(dòng)非圓齒輪、主 軸、從動(dòng)非圓齒輪、從動(dòng)軸、第一連桿和第一滑塊;所述的主軸與從動(dòng)軸均通過(guò)軸承支承在 機(jī)架上;所述的主動(dòng)非圓齒輪固接在主軸上，并與固接在從動(dòng)軸上的從動(dòng)非圓齒輪嚙合;所 述第一連桿的一端與從動(dòng)非圓齒輪鉸接，另一端與第一滑塊鉸接;所述的第一滑塊與機(jī)架 的豎直滑軌構(gòu)成滑動(dòng)副，并與固接在針桿上的死點(diǎn)塊固接;所述的壓腳驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括凸輪、 滾子、三眼連桿、第二連桿、壓腳驅(qū)動(dòng)塊、彈簧和第二滑塊;所述的凸輪固接在主軸上，滾子 與凸輪構(gòu)成凸輪副;所述三眼連桿的三個(gè)端部分別與滾子、機(jī)架和第二連桿的一端鉸接;第 二連桿的另一端與壓腳驅(qū)動(dòng)塊鉸接;針桿豎直設(shè)置，彈簧套置在針桿上;第二滑塊與針桿構(gòu) 成滑動(dòng)副，并通過(guò)彈簧連接;所述的第二滑塊與壓腳固接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的繡花機(jī)針桿與壓腳聯(lián)合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述從動(dòng)非圓 齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心到機(jī)架豎直滑軌的距離大于或等于5_。
【文檔編號(hào)】D05C9/20GK205474374SQ201620022712
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月11日
【發(fā)明人】沈俊, 孫良, 張國(guó)鳳, 武傳宇
【申請(qǐng)人】浙江理工大學(xué)