第二章 服装机械常见机构及传动原理
第一节 有关机构的基本概念
在生产中,人们广泛地使用着各种机器,这些机器尽管构造和用途各不相同,但却存在着一些共同的特性,如它们都是由许多不同的机构所组成;组成机器的各个部分都有确定的相对运动关系。此外,它们可以代替人的劳动去转换能量或作有用的功,如内燃机可以将热能转换为机械能;各种缝纫机可以完成特定的缝纫工作。
机构是机器的组成部分,各种机构虽然作用不同、结构各异,但它们之间存在一些共同的特性:
(1)这些机构由人为的实体(机件)所组成。
(2)组成机构的各实体之间均有一定的相对运动,而不是乱动,各实体在完成运动的传递和变换的同时,也完成力的传递和变换。
这就是说,机构是一个具有一定相对运动的实体的组合系统。
图2-1为缝纫机的脚踏动力传递机构,该机构由机架(图中未绘出)、脚踏板1、连杆2、曲轴3及与其固连的皮带轮4组成。工作时踏动脚踏板使踏板绕固定轴O—O前后摆动,通过连杆2使曲轴3转动,最后由皮带轮4经皮带带动缝纫机进行缝纫作业。不难看出,各实体不但相对位置确定,相对运动也是确定的。
图2-1 缝纫机脚踏驱动机构
为了说明机构是怎样组成的,首先要了解组成机构的基本单元——构件及其相互连接的方式。
一、构件
机构是由一些刚性体组成,当机构运动时,这些刚性体之间互相做有规律的运动,机构中这种参与运动的刚性体称为机构的构件。构件与零件是有区别的,构件可以是单一的零件,也可以是由若干个零件连接成的刚性结构。例如缝纫机中,主轴通常是单一的零件(图2-2),而与主轴曲轴部分连接并有相对运动的大连杆(图2-3),则是由连杆体1、连杆头2、螺钉3等零件固定连接而成的一个刚性结构。
图2-2 缝纫机主轴
图2-3 缝纫机大连杆结构
构件可以用简图表示,在服装机械讲授中,机器的工作原理常通过传动示意图(或称工作原理图)来表示。在这类图中,只要把与运动有关的地方(主要是与其他构件连接的方式)用简单的线条表示出来即可,而不需画出构件的真实外形,图2-4所示是一些缝纫机的构件及构件组合的实物与对应的空间及平面简图的表示方法。
图2-4 缝纫机构件及其空间和平面
二、运动副的种类及代表符号
机构是由若干个构件组成的,这就必须把各个构件通过某种形式可动地连接起来,这种构件间互相接触而又保留一定相对运动的连接称为运动副。例如,缝纫机主轴曲轴与连杆的配合,两齿轮轮齿的啮合,缝纫机针杆与机身导孔的配合等都是一些常见的运动副。
运动副有各种不同的分类方法,常见的方法有:
1.平面运动副和空间运动副
按构成运动副的两构件是作平面平行运动还是作空间运动,可分为平面运动副和空间运动副,上述各种运动副均是限制相邻两构件只能互作平面平行运动的,因此均属平面运动副。如运动副允许相邻两构件的相对运动不只局限于平行的平面内,该运动副称为空间运动副,如图2-5所示,包缝机的球面副即为空间运动副。
2.高副和低副
图2-5 球面副
按两构件的接触情况,运动副可分为高副和低副,面接触的运动副称为低副,点接触或线接触的运动副称为高副。转动副、移动副及图2-5所示的球面副均为低副,而轮齿啮合则为高副。