1、2 機械創新設計機械創新設計 的表達方法的表達方法2.1 表達在設計中的作用表達在設計中的作用工程語言表達工程語言表達文字語言表達文字語言表達1 1）向設計者自己表達）向設計者自己表達2 2）向合作者表達構思）向合作者表達構思3 3）向實施者表達結果）向實施者表達結果 溝通溝通2.1 表達在設計中的作用表達在設計中的作用2.2 黑箱表表示法機械設計過程可作為一待定的技術系統來處理機械設計過程可作為一待定的技術系統來處理2.3 功能草圖表示法首先確定功能要求，針對首先確定功能要求，針對關鍵技術關鍵技術問題，根據功問題，根據功能要求繪制功能草圖能要求繪制功能草圖機械創新設計表達實例（一） 家用縫紉

2、機關于縫紉機的發明1790年，英國首先發明了世界上第一臺先打洞，后穿線，縫制皮鞋用的單線鏈式線跡手搖縫紉機。1841年，法國人發明了機針帶鉤子的鏈式線跡縫紉機。美國人伊萊亞斯豪發明了世界上真正意義上的縫紉機（專利號：4750）。伊萊亞斯豪生長于馬薩諸塞州的斯賓塞，并于當地一家紡織廠由學徒工成長為一名能干的機械師。他潛心于縫紉機的研究，到1845年4月，終于創造出一臺實用的縫紉機。1851年，美國工人艾洛克梅里特勝家發明了鎖式線跡縫紉機，并成立了勝家公司。這一時期的縫紉機基本上是手搖式的。 通過將縫線在縫料上的穿引，實現連接縫料的目的。n家用縫紉機的主要功能 典型的工藝類機器典型的工藝類機器仿生

3、學的失敗仿生學的失敗人工縫紉，用針尾引線，并用線反人工縫紉，用針尾引線，并用線反復穿刺進行縫紉。復穿刺進行縫紉。兩點兩點突破和創新突破和創新實現了機械化實現了機械化1.1.采用針尖引線代替針尾引線；采用針尖引線代替針尾引線；2.2.采用雙線（采用雙線（面線面線+ +底線底線）互鎖交織）互鎖交織代替線的反復穿刺。代替線的反復穿刺。普通針穿線方式縫紉機針穿線方式人工縫紉和縫紉機線跡比較縫紉機線跡上下兩根縫線互連、交織手工線跡一根線工藝原理示意圖家用縫紉機的結構實照動力源踏板機頭 關鍵部件傳動部分機身部分動力源踏板工作臺主機縫紉機踏板傳遞運動和動力原理曲柄搖桿機構搖桿連桿曲柄工業縫紉機JA型仿古手搖

4、縫紉機JA型縫紉機采用手搖式杠桿傳動，木質底座，使用方便，操作簡單，維修方便，它不僅能進行一般的縫紉工作，而且還富有古董色彩，具有很高的欣賞價值。 一、家用縫紉機的總功能縫紉機的總功能：將線按一定規律縫于縫料上。注意：可以是一根線，也可以是多根線，通過自連、互連或交織，在縫料上形成一定形式的線跡。家用縫紉機：上下兩根縫線互相交織，交織點位于縫料中間的雙線鎖式線跡。 家用縫紉機的特點線跡整齊美觀，縫合牢固，縫紉迅速。應用較廣泛。家用縫紉機屬于精密的工藝類機器。 一是運動構件精密，運動配合間隙在0.040.10mm之間； 二是動作時間精密，如鉤線等關鍵動作要求在0.005s內完成。二、家用縫紉機的

5、功能分析1.主要功能1）引線功能：引面線造環2）鉤線功能：鉤面線擴環，使底、面線交織3）挑線功能：供給和回收面線4）送料功能：輸送縫料1）引線功能作用：帶動機針穿刺縫料引過面線。主要結構形式：曲柄滑塊機構注意以下幾個問題：機針的位置機針的工作原理與運動規律機針的結構線環形成過程機針位置實照機針針柄機針的工作原理與運動規律慢快慢快慢機針速度曲線機針運動曲線曲柄連桿式引線機構 機針的運動規律曲柄連桿機構的動畫縫紉機踏板傳遞動力、運動原理機針的運動規律為什么選：慢快慢快慢？1.機針針尖在刺過縫料時受到的阻力最大，這時機針速度越快越好足夠。 所謂具有運動過程中的最大動能。在108左右時，這是機針進入縫

6、料最有利。2.機針在下死點上升時，正是形成線環的時候，這時要求機針速度緩慢。以便順利形成線環，并保證擺梭尖嘴有足夠的時間穿越線環（確保交織完成）。機針結構與線環形成過程機針結構2）鉤線功能作用：鉤住線環，使面線繞過藏有底線的梭心套和梭心，使底線和面線交織起來。常用機構：搖擺式和旋轉式家用縫紉機采用的是搖擺式。擺梭實照擺梭繞線輥梭芯套擺梭驅動塊擺梭與擺梭機構原理圖擺梭機構擺梭機構1-曲柄曲柄 2-大連桿大連桿 3-擺軸擺軸 4-滑動塊滑動塊5-下軸曲柄下軸曲柄 6-下擺軸下擺軸 7-擺梭擺梭擺梭尖嘴放大轉角縫紉機交織過程搖擺式擺梭機構的組成和特點組成組成：上曲軸1、大連桿2、和、和擺軸3 組成的

7、組成的曲柄搖桿機構和和由擺軸3、滑動塊4和和下軸曲柄5組成的組成的擺動導桿機構串接而成。串接而成。 下擺軸6帶動帶動擺梭7作往復擺動。作往復擺動。注意：注意：交織要求交織要求擺角擺角要要大于大于180180，常取，常取210210。 中間軸（擺軸、滑塊）的放大作用。作用。特點：特點：1 1）往復擺動慣性較大，當擺角不平衡時，將產生震）往復擺動慣性較大，當擺角不平衡時，將產生震動和噪音；動和噪音；2 2）過大的擺角還容易發生自動卡死。）過大的擺角還容易發生自動卡死。放大轉角3）挑線功能作用：(1)供線：一是在機針向下運動時，把面線供應給機針；二是當擺梭鉤住面線線環后，把面線供給擺梭；(2)收線：

8、當面線脫出擺梭后，收回面線并抽緊線跡。常用結構形式：滑桿式、凸輪式和連桿式 家用縫紉機常用凸輪式 工業縫紉機常用連桿式挑線機構實照挑線機構挑線機構特點凸輪式：高速時易磨損、聲響大，但是結構較簡單、容易制造，并且挑線桿的供線時間可以同機針及擺梭的動作得到理想的配合，常用家用縫紉機；連桿式：運轉時聲響輕、耐用，但是結構比較復雜和制造費用高，常用于工業縫紉機。4）送料功能作用：作用： 推送縫料推送縫料向前或向后運動，得到連續的向前或向后運動，得到連續的縫跡縫跡和要求和要求的的針跡距離針跡距離（針距可調）。（針距可調）。機構形式：機構形式：送料機構由兩大部分組成。送料機構由兩大部分組成。 （1 1）以

9、）以送布凸輪送布凸輪為主動的為主動的送料送料運動運動 （2 2）以）以大連桿帶動大連桿帶動的的抬牙抬牙運動運動 （3 3）兩個運動的合成）兩個運動的合成送布牙實照送布牙送布牙送料時的工作情況（1）以送布凸輪為主動的送料運動當凸輪凸輪1414轉動時，帶動牙叉牙叉1111左右擺動，因此與牙叉牙叉固結的滑塊滑塊1212在針距導槽針距導槽1313內上下移動（針距導槽針距導槽1313傾斜時），牙叉牙叉的擺動和上下運動的合成運動使送布軸送布軸1010作往復擺動；送布軸送布軸的擺動推送送布牙送布牙9 9作往返送料運動送料運動。調節針距導槽針距導槽1313的傾角傾角大小和方向方向也就改變了牙叉上下移動的距牙叉

10、上下移動的距離離，從而改變了送布牙的移動距離和方向。n抬牙凸輪抬牙凸輪4 4與抬牙軸抬牙軸6 6上的撥叉撥叉5 5相接觸，凸輪凸輪4 4擺動時使抬牙軸抬牙軸6 6往復擺動，抬牙軸抬牙軸上固結的抬牙曲柄抬牙曲柄7 7使牙架牙架上的送布牙送布牙作上升升和下降運動下降運動。（2）以大連桿帶動的抬牙運動1-曲柄 2-連桿 3-擺桿 4-抬牙凸輪 5-撥叉 6-抬牙軸 7-抬牙曲柄 8-牙架 9-送布牙 10-送布軸 11-牙叉 12-滑塊 13-導槽 14-凸輪 15-調節螺釘 16-壓力彈簧 17-定向塊 18-壓腳桿 19-壓腳（3）兩個運動的合成送料機構運動時，送布牙的運動軌跡即是兩個運動的合成

11、，其形狀主要取決于送布牙凸輪14和抬牙凸輪4的相對位置和送料機構中有關桿件的幾何尺寸的位置，其實際運動軌跡實際運動軌跡理想軌跡與實際軌跡比較能夠送料的滿足要求。上半部有用工作完成 可以收工了？不使用時的 工作臺面工作完成后 收起機器2.輔助功能系統1）調節面線和底線的阻尼阻尼功能2）調節壓腳壓腳壓緊力的功能3）調節送布針距針距的功能4）繞底線繞底線功能1）調節面線和底線的阻尼功能2）調節壓腳壓緊力的功能調節壓腳壓緊力的方法3）調節送布針距的功能4）繞底線功能3.控制功能1）機械控制功能2）人機控制功能3）電子控制功能1）機械控制功能每一功能動作都必須按照規定時間和速度進行，它們之間的運動一定要完全協調，是通過傳動機構（凸輪、連桿機構等）巧妙（相位）配合進行控制的。2）人機控制功能縫紉工作區：人眼獲得信息的接口手輪：手控制啟動的接口腳踏板：輸入動力和控制速度的接口3）電子控制功能現代縫紉機電腦繡花機功能關系主要功能輔助功能控制功能=總功能總結：家用縫