【正文】 時同速轉(zhuǎn)動。顯然，若改變扇形齒輪3的杠桿比或減小齒輪4的直徑，則可進一步擴大搖臂5的擺角。一90。從圖示位置，當曲柄2在擺動氣缸1的驅(qū)動下順時針勻速擺動時，由于擋爪8的作用，連桿3上的滾輪5將沿下側(cè)凸輪槽滾動，與此同時，連桿3上的滑塊4沿著搖桿6上的長孔向下移動并帶動其作順時針變速擺動。當氣缸1驅(qū)動齒條2作直線往復(fù)運動時，搖桿7便在曲柄5的帶動下作往復(fù)擺動，且在擺角的兩端具有減速特性。若調(diào)整兩段直線導(dǎo)槽7的夾角，則可改變擺動架4的回轉(zhuǎn)半徑；作為極限情況，當兩段直線導(dǎo)槽7的夾角為180度時，擺動架4將作直線往復(fù)運動。、該機構(gòu)可用于中等載荷。 圖為用圓柱凸輪的擺動機構(gòu)。 圖為利用曲柄運動的連續(xù)擺動機構(gòu)。 圖為利用曲柄輪的擺角兩端減速擺動機構(gòu)。 圖為利用移動槽凸輪的擺動機構(gòu)。氣缸1推動齒條2使固定在齒輪4軸上的曲柄5轉(zhuǎn)動，曲柄5端部的柱銷插在搖臂6的長孔中，帶動搖臂6繞支軸7擺動。滑臺4底面的兩端各裝有一個滾輪3，分別與上述直徑較小的兩段凸輪嚙合；中間部分的滾輪3為等距分布。與此同時，滑套2上的圓孔與固定套筒4的環(huán)槽相重合，隨著氣缸活塞桿繼續(xù)向右運動，鋼球3將被擠入固定套筒4的環(huán)槽中，從而軸1與滑套2脫離接觸，軸l可繼續(xù)向右運動直到氣缸活塞桿達到其行程右端點。 圖為利用軸與滑套的組合實現(xiàn)兩個從動件順序直線運動的機構(gòu)。顯而易見：曲柄10的自由端在行程的兩端點速度變化平穩(wěn)，無沖擊現(xiàn)象。 圖為齒輪與曲柄組成的直線往復(fù)運動機構(gòu)。 只能向鏈輪4中心彎曲的一段滾子鏈條5與鏈輪4相嚙合，其一端固定在鏈輪上，另一端與滑塊7相連。當氣缸1和2分別或同時動作時，通過連桿3與氣缸2相連的托架5可獲得四種不同的行程。當齒輪3在油馬達1的驅(qū)動下逆時針回轉(zhuǎn)時，兩壓板7將在齒條4的帶動下以相同的低速對向運動(油路中的單向節(jié)流閥起作用)；而當齒輪3順時針回轉(zhuǎn)時，兩壓板7將以較高的速度同步相互離開。反之，當油缸1的活塞桿向左運動時，V形卡塊8將同步地相互離開。 在該機構(gòu)的制造及裝配時，應(yīng)盡可能使兩L形壓板3的導(dǎo)向部分處于相同的狀態(tài)(指摩擦力)。圖為平衡式直線運動機構(gòu)。 圖為旋轉(zhuǎn)電磁鐵驅(qū)動的交叉往復(fù)直線運動機構(gòu)。這樣，隨著兩電磁鐵7交替通斷電，從動滑桿5將在水平方向上作往復(fù)直線運動。調(diào)整杠桿支軸5的位置可改變滑桿6的行程。機構(gòu)的動作循環(huán)為：步進轉(zhuǎn)臺8將托板10送至圖示位置——電動機l啟動，通過銷軸3及振動板5帶動托板10左右振動——氣缸(未畫出)推動送料架14下降到距托板10上表面的適當位置——工件13下落，進入定位孔——電動機l停止轉(zhuǎn)動——氣缸帶動送料架14上升復(fù)位——步進轉(zhuǎn)臺8再行轉(zhuǎn)動，將工件13送往下一工位。當欲將圖示形狀的工件13插入其上定位孔時，常由于工件13不一定能以軸線垂直的姿態(tài)下落而卡滯在料管11與定位孔的接口處。在正常情況下，由于安全離合器8處于閉合狀態(tài)，故鏈輪7不能轉(zhuǎn)動而與隨行工作臺5固結(jié)為一體，從而當鏈條3在電動機1的驅(qū)動下運動時，隨行工作臺5將隨之在導(dǎo)軌4上滑行。在該機構(gòu)中，滑板7的行程為L1+L2(略小于氣缸1的行程)，滑板8的行程為L2，二者順序動作。 圖為雙行程水平運動機構(gòu)。圖為齒條、齒輪及撥桿組成的直線運動機構(gòu)。刀具7的變速進給過程為：電磁換向閥14通電后，氣缸活塞扦9首先向下運動即刀具7快速下降；當氣缸活塞桿9上端的螺母12與油缸活塞桿11的上端面接觸后，油缸10下腔的油將經(jīng)節(jié)流閥流向上腔，從而對氣缸活塞桿9形成阻尼，即刀具7變?yōu)榈退龠M給(切削加工過程)。 該機構(gòu)的缺點是：由于工件的慣性導(dǎo)致定位精度較差，故不適用于高速步進輸送。圖為氣缸驅(qū)動的直線步進輸送機構(gòu)。 該機構(gòu)的行程范圍為10一100mm，能承受中等載荷。 圖為將曲柄運動變換為直線運動的機構(gòu)。 圖為速度可調(diào)的直線運動機構(gòu)。 圖為自動擰緊螺釘?shù)臋C構(gòu)。 采用尾部耳環(huán)安裝的氣缸1直接推動扇形齒輪2繞其支點擺動，扇形齒輪2又帶動與之相嚙合的齒條軸3作上下往復(fù)運動。如圖(4)所示，電動機1通過帶傳動及連桿2(其下端與從動帶輪軸偏心地鉸接)使板簧3繞其支點擺動，板簧3的自由端介于緩沖膠墊4與錘擊桿5相連，從而錘擊桿5在板簧3的帶動下作上下振動。當需要改變齒條軸6的行程時，可利用螺桿2調(diào)整連桿4與曲柄輪3鉸接點的回轉(zhuǎn)半徑即曲柄長度，見A向視圖。 在該機構(gòu)中，由于螺桿4在軸向是浮動的，故當摩按阻力很小時，兩壓桿7所受的力近似相等?；?上裝有可自由轉(zhuǎn)動的齒輪3作為螺母與螺桿2相嚙合，在圖示位置由于棘爪4將齒輪3鎖定，故當螺桿2在氣動馬達1的驅(qū)動下回轉(zhuǎn)時，將通過齒輪3使滑鞍9向右運動（工作行程）；在行程的右端點，L形杠桿5碰上柱銷7時，棘爪4將與齒輪3脫離，同時氣動馬達1亦停止轉(zhuǎn)動(另一行程開關(guān)未畫出)，于是滑鞍9在復(fù)位彈簧6的作用下向左快速運動（急回空程)，在行程的左端點，由于柱銷8對L形杠桿5的阻擋，棘爪4將再次把齒輪3鎖定，同時滑鞍9觸動行程開關(guān)LS，使氣動馬達l動作，開始下一個往復(fù)運動循環(huán)。故齒輪7的轉(zhuǎn)向變?yōu)轫槙r針，從而使工作臺13又向右移動(空程)。 圖為利用內(nèi)、外齒輪的急回運動機構(gòu)。 圖為產(chǎn)生水平直線振動的機構(gòu)。當電動機1驅(qū)動鏈輪2回轉(zhuǎn)時，從動軸6便在驅(qū)動銷5的帶動下作直線運動。在欠齒齒輪2與齒輪6的嚙臺過程中，扇形齒輪3在彈簧5的作用下如圖所示與欠齒齒輪2相貼合。設(shè)計時應(yīng)盡可能減小振動臺6的質(zhì)量及可動配合面的摩擦阻力。圖為利用偏心軸獲得水平直線振動的機構(gòu)。 帶有制動器2的電動機1通過外槽輪機構(gòu)(6)及齒輪副7驅(qū)動鏈輪8間歇轉(zhuǎn)動，使安裝在鏈條9上的托架10作間歇直線運動。圖為利用槽凸輪將連續(xù)轉(zhuǎn)動變換為直線往復(fù)運動的機構(gòu)。 圖為利用齒條與欠齒齒輪的急回運動機構(gòu)。 由電動機1經(jīng)四級齒輪減速驅(qū)動的端面凸輪6，通過搖桿7推動工作臺11向左運動(工作行程)，面工作臺11的向右運動即空行程則依靠壓簧12實現(xiàn)。 安裝在曲柄2自由端的滾輪4插在曲柄3的長孔中，曲柄3與鏈輪6同軸。從工作臺5的速度曲線可見：工作臺具有急回運動特性(向左運動時)，且在行程端點具有良好的減速性。從俯視圖所示的位置，當電動機1順時針回轉(zhuǎn)時，由于單向離合器2處于接合狀態(tài)，故滑板4將在擺臂的帶動下沿導(dǎo)軌運動，在行程端點，當滑板4觸動行程開關(guān)LS后，電動機1將停止轉(zhuǎn)動，滑板4則在拉簧5的作用下快速復(fù)位，此過程中單向離合器2處分離狀態(tài)。當電動機1通過帶傳動使曲柄5連續(xù)回轉(zhuǎn)時，滑塊7即兩導(dǎo)稈8將作直線往復(fù)運動，且在行程兩端具有良好的減速特性。當齒除5連續(xù)回轉(zhuǎn)時，工作臺7便沿導(dǎo)軌8作直線往復(fù)運動，且在行程兩端具有良好的減速特性。 電動機1驅(qū)動曲柄輪2連續(xù)轉(zhuǎn)動，通過連桿3使搖桿4作往復(fù)擺動；在搖桿4桿長的1/2處開有長孔，安裝在工作臺6上的滾輪5與之相配合，從而工作臺6在搖桿4的帶動下作直線往復(fù)運動，其行程等于曲柄輪2的半徑(曲柄長度)。當曲柄2的擺動范圍為士90度時滑塊4按簡諧運動規(guī)律移動。當齒輪4的轉(zhuǎn)角小于180度時，從動軸6在行程兩端具有減速特性。 設(shè)計時需注意的是：導(dǎo)桿4與托板5應(yīng)采用鉸鏈連接；當兩導(dǎo)桿4的間距較大時，宜采用直移式滾珠套導(dǎo)向以減小摩擦阻力。 兩根鏈條2均為一端固定在支架6上，另一端通過兩個或三個鏈輪3與托板5相連。為避免回程速度過高及保證滾子3始終與凸輪2相接觸，應(yīng)使拉簧5的彈性力與機構(gòu)運動部分的質(zhì)量相平衡，或改善凸輪2的廓線形狀，也可采用形封閉的凸輪機構(gòu)。滑座4由兩導(dǎo)桿5所支承，安裝在搖桿2端部的滾輪3插在滑座4上的長孔中，當油缸1驅(qū)動搖桿2往復(fù)擺動時，滑座4將以高于油缸1的速度在行程500mm的范圍內(nèi)作往復(fù)直線運動，由于設(shè)置了行程開關(guān)LS3及三位四通Y型換向閩7，故亦可使滑座4停頓在行程的中間位置。式中，d是鏈輪6的節(jié)圓直徑，D是齒輪3的節(jié)圓直徑；V是氣缸1的平均速度；T是電磁離合器5的通電時間。 圖為步距可變的直線步進機構(gòu)。 圖為使用移動凸輪的任意變速機構(gòu)。 當欲用耳軸支承油缸但其支點又無處安裝時，可采用圖示的使油缸整體浮動的方法。工作臺6在行程的兩端具有較平滑的減速特性。圖為氣缸通過杠桿驅(qū)動從動軸作上下往復(fù)運動的機構(gòu)。但若在氣缸1與滑塊5之間，如圖所示地加入齒條齒輪3及連桿4，則可以使滑塊5在其行程兩端具有良好的減速特性。反之，當杠桿3的右端觸動行程開關(guān)LS2時，電磁鐵1通電，其可動鐵心向上運動，由于此時阻尼器2上腔的空氣可通過單向閥a迅速排入下腔，故從動軸5能以較高的速度向下運動(空程)。重載荷； 10一100kg 、 (3) 嚴格地講．自動化基本機構(gòu)還應(yīng)包括控制電路，但由于本書重點放在機構(gòu)的機械結(jié)構(gòu)方面，故將控制電路部分從略。 最后關(guān)于本章的內(nèi)容再作幾點說明： (1) 許多圖例都給出了機構(gòu)從動件的行程或擺角范圍、速度特性曲線，僅供讀者參考。圖中橫坐標表示時間t，縱坐標表示速度V，加速度(2)端點減速型（見圖0（C）（D）（E））機構(gòu)從動件在一個動作循環(huán)中，起動時速度漸增，停止時減速70 (3)變速型（見圖0（F）（G）) 機構(gòu)從動件在一個動作循環(huán)中，速度按一定規(guī)律變化。這樣，按照機構(gòu)輸出運動的基本類型，本章將機構(gòu)分為：直線運動機構(gòu)、擺動機構(gòu)及回轉(zhuǎn)機構(gòu)三種基本機構(gòu)；同時附加一節(jié)復(fù)合運動機構(gòu)以進一步說明三種基本機構(gòu)的應(yīng)用。而對于某一確定的工作要求，又可以采用不同的機構(gòu)來實現(xiàn)。自動化生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計第一章 自動化基本機構(gòu)任何復(fù)雜、龐大的自動化生產(chǎn)設(shè)備都可以分解為一個個相對簡單的機構(gòu)。所謂傳遞、變換機械運動，從根本上來說就是要使機構(gòu)的輸出運動滿足一定的工作要求，如實現(xiàn)一定的運動、動作或軌跡。這三種基本運動的組合又可以派生出各種各樣的復(fù)合運動，諸如：直線運動十擺動．直線運動十回轉(zhuǎn)，直線運動十擺動十回轉(zhuǎn)等等。在自動化生產(chǎn)設(shè)備中常用機構(gòu)的輸出速度特性通?？煞譃椋? (1)等速型（見圖0（A）（B）） 機構(gòu)從動件在一個動作循環(huán)中，起動、換向及停止瞬時完成，往復(fù)或單向運動的速度相等且無變化。 （5）中間停止型 機構(gòu)從動件在行程中間的某一位置，依靠行程開關(guān)、電氣回路的控制，停頓一段時間后再行動作。中等載荷；1—10kg 當從動軸5在拉簧4的作用下向上運動時(工作行程)，電磁鐵1的可動鐵芯向下運動，由于阻尼器2下腔的空氣只能經(jīng)針閥b進入上腔，故形成阻尼而使從動軸5以較低的速度向上運動。當采用氣缸1直接驅(qū)動滑塊5時，在行程兩端往往難以實現(xiàn)減速，易引起沖擊。當對滑塊5的定位精度要求較高時，亦可設(shè)置限位擋塊。安裝在滑塊3上的滾輪4插在工作臺6的曲線槽A中；當氣缸2動作時，工作臺6將在與氣缸2軸線相垂直的方向上作往復(fù)直線運動。 圖為使油缸浮動的行程終端減速直線運動機構(gòu)。 該機構(gòu)可用于中等載荷，行程為300mm。該機構(gòu)能用于重載荷，行程為50mm。例如，若電磁離合器5僅在氣缸1的活塞桿伸出過程中的一段時間內(nèi)通電，則托架8將向左作步進運動，其步距為：。該機構(gòu)還可用于擴大油缸行程的場合。 安裝在擺動氣缸1(擺角為270度)的輸出軸上的凸輪2驅(qū)動工作臺4向左運動，回程則依靠拉簧5實現(xiàn)。 圖為利用鏈條、鏈輪及導(dǎo)桿將油缸的水平往復(fù)運動變換為托板上下平行運動的機構(gòu)。 該機構(gòu)適用于較長且較重工件的垂直上下搬運。當擺動氣缸l驅(qū)動曲柄2擺動時，齒輪4將在扇形齒輪3上作純滾動，并通過連桿5帶動從動軸6作直線往復(fù)運動。 該機構(gòu)用于要求速度較高及行程較大的場合。 圖為將曲柄運動變換為直線往復(fù)運動的機構(gòu)。 由燕尾形導(dǎo)軌8支承的工作臺7通過連桿6與齒輪5相鉸接，齒輪5相當于曲柄輪。兩導(dǎo)桿8由直移式滾珠套9支承，并與開有凹槽的滑塊7固定聯(lián)接；曲柄5端部的滾輪6插在滑塊7的凹槽中。 單向離合器2直接固定在電動機l的輸出軸上，其外套筒上的擺臂端部裝有滾輪3，滾輪3插在滑板4的槽中。 當電動機1經(jīng)齒輪副驅(qū)動曲柄輪2沿圖示方向連續(xù)回轉(zhuǎn)時，安裝在曲柄輪2上的滾子3將帶動搖桿4繞支點擺動．使連于搖桿4端部的工作臺5沿導(dǎo)軌作直線往復(fù)運動。 圖為雙曲柄式變速直線運動機構(gòu)。 圖為利用端面凸輪的任意變速直線運動機構(gòu)。 該機構(gòu)的行程范圍為10一50mm，能承受中等載荷。該機構(gòu)的行程范圍為50一200mm，可用于中等載荷。圖為利用槽輪的間歇直線運動機構(gòu)。 該機構(gòu)的行程范圍為50一200mm，能用于中等載荷。該機構(gòu)的最大振幅為5mm，可用于中等載荷。 為了防止欠齒齒輪2與齒輪6進入嚙合時產(chǎn)生沖擊或干涉，在欠齒齒輪2的扇形缺口內(nèi)(無齒部)又沒置了扇形齒輪3，其可相對于傳動軸4擺動。兩鏈輪2的直徑相同，固定在從動軸6上的驅(qū)動銷5與固定在鏈條3上的連扳4相鉸接；鏈輪驅(qū)動銷5及從動軸6三者的軸心位于同一平面內(nèi)。 該機構(gòu)適用于輕載荷。該機構(gòu)的最大振幅為5mm，可用于中等載荷。當齒輪5在電動機1的驅(qū)動下按圖示方向回轉(zhuǎn)時，若電磁鐵10通電，L形擺桿9將順時針擺動使齒輪6與齒輪5相嚙合，此時齒輪7作逆時針回轉(zhuǎn)并通過齒條12推動工作臺13向左移動(工作行程)；在行程的左端點，行程開LS2動作，電隴鐵10斷電，L形擺桿9在彈簧11的作用下回到圖示位置，這時由于齒輪6與齒輪4處于嚙合狀態(tài)。圖為螺桿與彈簧等組成的急回運動機構(gòu)。 當氣動馬達2驅(qū)動具有左、右技螺紋段的螺桿4逆時針轉(zhuǎn)動時，楔形螺母6將沿軸向相互接近