【正文】 構(gòu)簡 單。若電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件轉(zhuǎn)速不同，可先確定總傳動(dòng)比，再根據(jù)總傳動(dòng)比選定不同的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及組合方式?？蛇m當(dāng)選 擇帶 傳 動(dòng)的傳動(dòng)比 ，使 大帶 輪具有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量 而起飛輪 的 作用， 通常 應(yīng)計(jì)算大帶輪 的 轉(zhuǎn)動(dòng) 慣 量是否滿足 要 求。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：連續(xù)勻速運(yùn)動(dòng)的減速機(jī)構(gòu)有帶傳動(dòng)與兩級齒輪傳動(dòng)串聯(lián)、帶傳動(dòng)與行星輪系串聯(lián)和行星輪系 (需安裝飛輪 )等。 其它設(shè)計(jì)方案可由學(xué)生自行構(gòu)思。 a) b) 圖 36 如機(jī) 構(gòu) 在 圖 36 所 示的 位置上， 搖桿滑塊機(jī)構(gòu)的 受力圖 可用 圖 解法求得 (圖 36b)。 如圖 36a 得 ? ? ? ?? ?443343 s ins in ?? llllHs ????? 若取 43 ll ? 時(shí)， 34 ??? ?? ， 則 ? ?333 s in22 ?llHs ??? 當(dāng) 搖 桿 在最 右端極限位置時(shí)， 取 303 ?? ? ， 由 0?s 得 ? ?? ?303 c o s12 ??? Hl 適當(dāng) 考慮 安 裝尺寸，選擇不同的 30? 可得到不同 的 3l ， 當(dāng)搖桿長 度 3l 和往 復(fù)擺 動(dòng)角巳知后，可用 圖 解法 設(shè) 計(jì)曲 柄搖桿機(jī)構(gòu)。 編寫說明書 。 對 執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析 ， 完成主程序的編寫，其中包括主程序流程圖；繪制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)線圖； 設(shè)計(jì)說明書 一份 。 采用計(jì)算機(jī)輔助 設(shè)計(jì)時(shí)， 讓學(xué) 生 編寫 主 程序 ， 并 調(diào) 用子程序 (見本指導(dǎo)書第 4 章 )。 32 平臺(tái)印刷機(jī) 主傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 一 、 設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)平臺(tái)印刷機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。整部機(jī)器中各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)均由同一電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。 版臺(tái)工作行 程 中有三個(gè)區(qū) 段 (如圖 39 所 示 )。 三 、 設(shè)計(jì)方案及討論 根據(jù)前述設(shè)計(jì)要求， 版臺(tái)應(yīng)作往復(fù)移動(dòng)，行程較大，且盡可能使工 作行程中有一段勻速運(yùn)動(dòng) (壓印區(qū)段 )，并有急回特性；滾筒作間歇 (滾停式 )或連續(xù) (有勻速段 )轉(zhuǎn)動(dòng)。 版臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案 六桿機(jī)構(gòu) 。圖 310 所示機(jī)構(gòu)由偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與齒 輪齒 條機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合而 成。所以上齒條的往復(fù)運(yùn)動(dòng)有急回 運(yùn)動(dòng) 。 圖 311 圖 312 齒 輪可作軸向移動(dòng)的齒輪齒 條 機(jī)構(gòu) 。這將 有 利于提高 印刷 質(zhì)量 ， 使整個(gè) 印刷 幅 面 的印痕濃淡一致 。但當(dāng) 版 臺(tái)空回時(shí)，滾筒應(yīng)停止 轉(zhuǎn)動(dòng)，因 而應(yīng)設(shè)置 滾 筒與版臺(tái)運(yùn)動(dòng)的脫離裝置 (如 滾筒 與齒輪間 裝 單向 離合器 等單 向 運(yùn)動(dòng) 21 裝置 )及 滾 筒的定位裝置 (如圖 314)。因而其運(yùn)動(dòng)速度是常量。 此傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為非勻 速 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)， 但 當(dāng)設(shè) 計(jì) 合適時(shí) ， 可使?jié)L筒在壓印區(qū)段的轉(zhuǎn)速變化 平緩 ，這 樣既可保 證印 刷質(zhì) 量 ， 又 可減 小滾 筒直徑。 其它設(shè)計(jì)方案可由學(xué)生自行構(gòu)思。 首先根據(jù)生產(chǎn)率及壓印區(qū)的速度變化較小的要求，設(shè)計(jì)滾筒的雙曲柄機(jī)構(gòu)；然后，根據(jù)版臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程并考慮有急回特性的要求，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)版 臺(tái) 運(yùn)動(dòng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；再根據(jù)滾筒表面點(diǎn)的線速度 與版臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度在壓印區(qū)盡可能接近的原則，設(shè)計(jì)串聯(lián)在曲柄滑決機(jī)構(gòu)前的雙曲柄機(jī)構(gòu)；最后，對 已 設(shè)計(jì)出的機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析并根據(jù)壓印區(qū)接近勻速的要求，確定該區(qū)間位置，再求出在該區(qū)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)滾筒表面上的點(diǎn)轉(zhuǎn)過的弧長及版 臺(tái)上與之相接觸的一點(diǎn)的位移之間的差值，從而可得出凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件 (圖 317 的下齒條 )的位移曲線，并據(jù)此設(shè)計(jì)出該凸輪輪廓曲線。 首先根據(jù)壓印區(qū)段的滾筒表面點(diǎn) 線 速度與版臺(tái)移動(dòng)速 度相 等的 要 求或純滾動(dòng)的要 求 ，確定版 臺(tái) 的雙曲柄機(jī)構(gòu)中兩連 架 桿 若干 對應(yīng)位置關(guān) 系 (用插 值法 或 圖解法以 取 34 對 位置 ；用優(yōu)化方 法則以取六至 十 個(gè)對應(yīng)位置為宜 )； 用 圖解法、插 值法或函數(shù)平方逼 近法或 其它優(yōu)化方 法設(shè) 計(jì)出該機(jī)構(gòu) 。 整 理 設(shè)計(jì)說 明 書 五 、 建議完成 工 作量 建議 對版 臺(tái) 主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用 計(jì) 算 機(jī) 進(jìn) 行輔助設(shè) 計(jì)。 ， 繪于 1 張 1 號(hào)圖紙上。 33 牛頭刨床設(shè)計(jì) 一 、 設(shè)計(jì)題目 (a) (b) 圖 318 牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機(jī)床，如圖 3－ 18a。刨頭左行時(shí)，刨刀切削， 稱 空回行程。因此刨頭在整個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，受力變化是很大的，這就影響了主軸的勻速運(yùn)轉(zhuǎn)．故需安裝飛輪來減小主軸的速度波動(dòng)，以提高切削質(zhì)量和減少電動(dòng)機(jī)容量。 如圖 319 所示，牛頭刨床的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、連桿滑塊機(jī)構(gòu)組成的 6 桿機(jī)構(gòu)。適當(dāng)選擇凸輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)出凸輪廓線，可以實(shí)現(xiàn)刨頭的工作行程速度較低，而返回行程速度較高的急回特性 ；在刨頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過程中，避免加減速度的突變發(fā)生 (采用正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律 )。齒條固結(jié)于刨頭的下方。 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)可以滿足牛頭刨床的刨削工件時(shí)，刨刀的速度較低，而刨刀返回時(shí)其速度較高的急回特性要求；在刨削過程中，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件搖桿 3 的壓力角 ? 是變化的 。 首先，根據(jù)所選電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及曲柄的轉(zhuǎn)速，進(jìn)行帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的參數(shù)計(jì)算；根據(jù)刨頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)并考慮由急回特性的要求，進(jìn)行導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、連桿滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。且刨頭導(dǎo)路 xx? 位于導(dǎo)桿端點(diǎn) B 所作圓弧高的平分線上 (見圖 42)。 設(shè)計(jì)牛頭刨床的凸輪機(jī)構(gòu) 凸輪的擺桿推程和回程均為等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其推程運(yùn)動(dòng)角 ? 、遠(yuǎn)休止角 s? 、回程運(yùn)動(dòng)角 ?? ，擺桿長度 DOl9 ，最大擺角 max? ，許用壓力角 ??? ；凸輪與曲柄共軸。0n 、曲柄的轉(zhuǎn)速 2n 、小帶輪直徑 39。 動(dòng)態(tài)靜力分析 ，飛輪設(shè)計(jì) 可以根據(jù)實(shí)際情況作為選作內(nèi)容；凸輪輪廓可用圖解法，亦可用解析法求出。 完成上述任務(wù)需 周，其中上機(jī)機(jī)時(shí)約為 8～ 10 小時(shí)。電動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速裝置 (圖中只畫出齒輪 21,zz )， 使曲柄 1 轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 123456， 使 裝有刀具的滑塊沿導(dǎo)路 yy? 作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)刀具切削運(yùn)動(dòng)。 三 、 方案設(shè)計(jì)及討論 插 床的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件是曲柄；從動(dòng)件為滑塊 5,行程中有急回特性；機(jī)構(gòu)應(yīng)有較好的動(dòng)力特性。恰當(dāng)確定刨頭的導(dǎo)路位置，可以使壓力角 ? 盡 量小。 與擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)相比，在其他 條件相同的情況下，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)占據(jù)較大的空間。 其它設(shè)計(jì)方案可由學(xué)生自行構(gòu)思。刀具與工作臺(tái)之間的 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)， 由凸輪機(jī)構(gòu) 和其他有關(guān)機(jī)構(gòu) (圖中未畫出 )實(shí)現(xiàn) 。 在完成導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，由各構(gòu)件尺寸及重心位置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)態(tài) 靜力分析 (僅考慮滑塊 5 和搖桿 3 的慣性力 )，包括用解析法建立數(shù)學(xué)模型，繪制程序框圖，打印學(xué)生自己編寫的主 程序與計(jì)算結(jié)果，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制運(yùn)動(dòng)線圖（位移、速度、加速度線圖）和平衡力矩線圖。 檢驗(yàn)壓力角和最小曲率半徑，確定滾子直徑，求出凸輪實(shí)際廓線。 設(shè)計(jì) 插床 的凸輪機(jī)構(gòu) 凸輪的擺桿推程和回程均為等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其推程運(yùn)動(dòng)角 ? 、遠(yuǎn)休止角 s? 、回程運(yùn)動(dòng)角 ?? ，擺 桿長度 DOl4 ，最大擺角 max? ，許用壓力角 ??? ；凸輪與曲柄共軸。 設(shè)計(jì)插床的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 根據(jù)曲柄每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) 1n 、行程速比系數(shù) k 及刨刀的行程 H ，根據(jù)表 33 所給的各構(gòu)件尺寸設(shè)計(jì)出導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。此外，還應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面的問題： 曲柄每分鐘的轉(zhuǎn)速 2n ； 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的可能性； 根據(jù)所受切削力的大小，機(jī)構(gòu)的傳力特性； 確定設(shè)計(jì)路線 以插床的主傳動(dòng)方案 Ⅰ 為例，來說明設(shè)計(jì)路線。 主動(dòng)構(gòu)件 1勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，構(gòu)件 3 作變速運(yùn)動(dòng)； 雙曲柄機(jī)構(gòu)中， 從動(dòng)件 3 的壓力角 ? 是一個(gè)隨雙曲柄機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)而變化的值 ；可以實(shí)現(xiàn)插刀的工作行程速度較低，而返回行程速度較高的急回特性 。 滑塊 2 與導(dǎo) 29 桿 3 之間的傳動(dòng)角 ? 始終為 ?90 ； 可以實(shí)現(xiàn) 插刀 的工作行程速度較低，而返回行程速度較高的急回特性； 采用對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 插刀 的 往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 如圖 323 所示，插床的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、連桿滑塊機(jī)構(gòu)組成的 6 桿機(jī)構(gòu)。刀具與工作臺(tái)之間的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，是由固結(jié)于軸 2O 上的凸輪驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)從動(dòng)桿 DO4 和其他有關(guān)機(jī)構(gòu) (圖中未畫出 )來完成的。 167。 三種運(yùn)動(dòng)方案的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，所選定的運(yùn)動(dòng)方案的 位移、速度、加速度線圖 ； 打印 學(xué)生自己編寫的運(yùn)動(dòng)分析主程序、 主程序流程圖， 計(jì)算結(jié)果 ； 設(shè)計(jì) 說明書一份。 五 、 建議完成 工作量 建議對導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)用計(jì)算機(jī)迸行輔助設(shè)計(jì)。 檢驗(yàn)壓力角和最小曲率半徑，確定滾子直徑，求出凸輪實(shí)際廓線。 飛輪設(shè)計(jì) 根據(jù)表 31 中機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的不均勻系數(shù) ? ， 具有定傳動(dòng)比的各構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 1OJ 、 2OJ 、OJ? 、 OJ? ，曲柄 (飛輪安裝在曲柄軸上 )的轉(zhuǎn)速 2n 及某些齒輪的參數(shù) 1z 、 0?z 、 1?z 。根據(jù)原始數(shù)據(jù)中所給的凸輪設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，進(jìn)行凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 圖 322 四 、 設(shè)計(jì)步驟 設(shè)計(jì)和選擇方案 牛頭刨床的主傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)與選擇 ，可根據(jù)原始數(shù)據(jù)和沒計(jì)要求，并充分考慮各種方案的特點(diǎn)進(jìn)行。扇形齒輪的加工，要求保證一定的精度，工藝上的難度大一些；且扇形齒輪、齒條的中心距要求較高。凸輪機(jī)構(gòu)為高副機(jī)構(gòu)，不宜承受較大的載荷。 適當(dāng) 確定刨頭的導(dǎo)路位置，可以使壓力角 ? 盡量小。要滿足這些要求，用單一的四桿機(jī)構(gòu)是難以實(shí)現(xiàn)的。 刨刀 每切削完一次，利用空回 行 程的時(shí)間， 凸輪 8 通過四桿機(jī)構(gòu) 191011 與棘輪帶動(dòng)螺 旋 機(jī)構(gòu) (圖中未畫 )， 使工作 臺(tái) 連同工 件 作 一 次進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以 便刨刀繼續(xù) 切削 。刨床工作時(shí)，刨頭 6 和刨刀 7 作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 若課程設(shè)計(jì)時(shí)間為 2 周，可以考慮再作凸輪位移曲線及凸輪廓線圖， 3 號(hào)圖紙 1 張。 23 學(xué)生 應(yīng) 完成 ： 3 種主傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方案選擇，運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 求 出 版臺(tái) 及滾筒表面點(diǎn)的位移曲線及 速度 曲線； 根據(jù) 上述 曲線， 調(diào)整 壓印區(qū)。 設(shè) 計(jì) 版 臺(tái) 的雙曲柄機(jī)構(gòu) 根據(jù)已知的滾 筒 速度 曲線 (由教師給 出， 或給出滾筒雙 曲 柄機(jī)構(gòu)尺寸．由學(xué)生作 運(yùn) 動(dòng)分析得到 )。此外，還應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面的問題： 要求的生產(chǎn)率； 刷紙張幅面大小 (幅面大，版臺(tái)運(yùn)動(dòng)的勻速要求較高 )； 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的可能性； 傳力特性。 值得指出的是： (1)印 刷機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案 Ⅰ、Ⅱ 中應(yīng)加設(shè)滾筒與版臺(tái)的運(yùn)動(dòng)脫離機(jī)構(gòu)及滾筒定位機(jī)構(gòu)； (2)在按主 傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)方案 IV設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證滾筒表面點(diǎn)的線速度與版臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度在 壓 印區(qū)段完全一致，一般應(yīng)加設(shè)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)。 圖 315 圖 316 雙曲 柄 機(jī)構(gòu) 。 齒輪機(jī)構(gòu)。 滾 筒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案 圖 313 圖 314 齒輪齒條機(jī)構(gòu) (轉(zhuǎn)停式滾筒的傳動(dòng)機(jī)構(gòu) )。當(dāng) 采用 凸 輪 機(jī)構(gòu) (圖 中未示 出 )撥動(dòng)齒輪沿其軸向滑動(dòng)時(shí) ， 可使齒輪 時(shí) 而和 上 齒條嚙合．時(shí)而和下齒條 嚙 合，從而實(shí)現(xiàn) 版 臺(tái)的往復(fù)移動(dòng) 。故可 由 下齒條輸入另一運(yùn)動(dòng)，以 得 到所需 的 合 成 運(yùn)動(dòng) ； 當(dāng)不考慮下 齒 條 的 移動(dòng) 時(shí) ，上齒條 (即 版臺(tái) )運(yùn)動(dòng)的行程也是轉(zhuǎn)動(dòng) 副 中心點(diǎn) C 的行 程 的 2 倍 。此組合機(jī)構(gòu)最重 要 的特點(diǎn)是版 臺(tái) 行程比鉸 鏈 中心點(diǎn) C 的行程大一 些 。有擴(kuò)大行程的作用；但由于構(gòu)件數(shù)較 多，故機(jī)構(gòu)剛性差，不宜用于高速；此外，此 機(jī) 構(gòu) 的分析計(jì)算比較復(fù)雜。但一定要保證版臺(tái)和滾筒在壓印段內(nèi)保持純滾動(dòng)關(guān)系，即滾筒表面點(diǎn)的線速度和版臺(tái)速度相等，這可在運(yùn)動(dòng)鏈中加入運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，使兩者運(yùn)動(dòng)達(dá)到良好的配合。 本題目所要設(shè)計(jì)的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)就是指版臺(tái)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu) Ⅰ 及滾筒 的傳動(dòng)機(jī)構(gòu) Ⅱ 。一路經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu) Ⅰ 帶動(dòng)版臺(tái)作往復(fù)直移運(yùn)動(dòng)，另一路經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu) Ⅱ 帶動(dòng)滾筒作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。平臺(tái) 印 刷機(jī)一般由輸紙 、 著墨（即將油墨均 勻 涂抹在嵌于版臺(tái)上的鉛版上）、壓印、收紙等四部分組成。 若課程設(shè)計(jì)時(shí)間為 2 周，可以考慮再完成凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)或動(dòng)態(tài)靜力分析、飛輪設(shè)計(jì)內(nèi)容。 對執(zhí)行 機(jī) 構(gòu)方 案應(yīng)組織學(xué)生討論。 五 、 應(yīng)完成的工作量 學(xué)生 應(yīng)完成 包 括 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 、 傳動(dòng) 機(jī) 構(gòu)、 控 制機(jī)構(gòu)的機(jī) 構(gòu) 運(yùn)動(dòng)方 案 選擇 (至少 3 個(gè) )，運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 。 選擇 控 制夾緊 裝 置 的 機(jī)構(gòu)方案 。根 據(jù) 上述 觀點(diǎn) 安 排 機(jī)構(gòu)位置以后，可先進(jìn)行 搖 桿滑塊機(jī)構(gòu)的 設(shè)計(jì) 計(jì)算。 下 面 以 圖 33 所 示方 案 為例介 紹設(shè)計(jì) 步驟。 圖 34 圖 35 圖 33 所示方案的主要優(yōu)點(diǎn)是滑塊 5 承受很大載荷時(shí)，連桿 2 卻受力較小，曲柄 1