【正文】 案 B、 C 則沒(méi)有這種可能。而方案 D，主要是活塞密封件磨損后漏油，必須更換密封后才能修復(fù)。方案 A 用了左 、 右螺旋機(jī)構(gòu)和兩組楔塊機(jī)構(gòu)，若工件的加工面較窄，則可去掉一組螺旋和楔塊機(jī)構(gòu)，若加壓面較寬，則應(yīng)用兩組機(jī)構(gòu)。 方 案 B 中的凸輪廓線 的加工難 度比較大 。從 這 一點(diǎn)來(lái)看，方 案 A 的螺旋和楔塊機(jī)構(gòu)都可以使其具有自鎖性能。 對(duì)于簡(jiǎn)單的 機(jī) 構(gòu) ， 我們可抓住關(guān)鍵性的性能指 6 標(biāo)和突出的優(yōu)點(diǎn)或缺點(diǎn)來(lái)決定方案的取舍 。 24 機(jī)械 運(yùn) 動(dòng)方 案及 機(jī)構(gòu) 設(shè) 計(jì)實(shí)例 不同的設(shè)計(jì)課 題 有不同的具體 設(shè) 計(jì)內(nèi)容和方法，這里列舉的實(shí) 例 僅用來(lái)說(shuō) 明機(jī) 構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟和大 致 過(guò) 程 。 其 余設(shè) 計(jì)參 數(shù) 是 ： 沖頭壓力 ： 15 噸 (150000N)； 生產(chǎn) 率 ： 每 分鐘 25 片； 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn) 不 均勻系 數(shù) ： 10%； 驅(qū)動(dòng) 電 機(jī) ： ， 940/1410r/min。其位移線圖大致如圖 26b 所示。 )，以各機(jī)構(gòu)執(zhí) 行 構(gòu)件的位移為縱坐標(biāo)畫(huà)出位移曲線。下沖頭下沖完畢，上沖頭可下移到型腔入口處 (圖中③ )，待上沖頭到達(dá)臺(tái)面下 3mm 處時(shí)，下沖頭開(kāi)始上升，對(duì)粉料兩面加壓 。頂出成形片坯 (圖中 ⑥ )。例如上沖頭 還 未退到 上頂點(diǎn) ，料篩即可開(kāi)始移動(dòng) 送進(jìn)；而料 篩尚未完 全 退回，上沖頭已開(kāi)始 下行，只要 料篩和上沖頭不發(fā)生碰 撞 (阻擋 )即 行。若 有 不 當(dāng)之處，應(yīng)將 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 作適當(dāng) 修 正。 實(shí)現(xiàn)上 沖頭運(yùn) 動(dòng)的 主加 壓 機(jī)構(gòu)應(yīng)有下述幾種基本運(yùn)動(dòng)功能： 上沖頭要完成每分鐘 25 次 往 復(fù) 移動(dòng) 運(yùn) 動(dòng)，所以機(jī)構(gòu)的主動(dòng)構(gòu) 件 轉(zhuǎn) 速 應(yīng)為 25r/min，若以 電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)力， 則 主加壓機(jī)構(gòu)應(yīng)有運(yùn)動(dòng)縮小的功 能 ； 因上 沖頭是往 復(fù)運(yùn) 動(dòng)，故機(jī)構(gòu) 要 有 運(yùn) 動(dòng)交替的功能 ； 原 動(dòng)機(jī)的 輸 出運(yùn)動(dòng)是轉(zhuǎn)動(dòng)，上沖頭是 直 移運(yùn)動(dòng)，所 以 機(jī)構(gòu) 要 有運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn) 換的 功能； 因有保壓階 段 ，所以 機(jī) 構(gòu)上 沖 頭在下移行程末端有較長(zhǎng)的停歇或近似停歇的功能； 因沖頭 壓 力 較 大 ， 所以希望機(jī) 構(gòu) 具有增力的功能，以增大有效作用力，減小原動(dòng)機(jī)的功 率 。 由于 上 沖頭在下移行程的末端 還 有停歇和 增 力的附加 要 求，所以對(duì) 上 述方案要再作增改。 當(dāng)換向輪處于中間 位 置時(shí)，從動(dòng) 件 A、 B、螺桿 停歇 。如 用軌跡點(diǎn)串 聯(lián) 時(shí)， 當(dāng) 軌跡點(diǎn)在 直 線段或 圓 弧段上運(yùn)動(dòng)時(shí)，從 動(dòng) 件 停歇。根據(jù)這個(gè)道理，可 使 沖頭在下移行 程 末端 8mm 的范圍 內(nèi) 向有足夠低 的速度 ， 這 是增力 措 施之一。凸輪機(jī)構(gòu)雖能得到理想的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但要使從動(dòng)件達(dá)到 90100mm 的行程， 凸輪的向徑比較大，于是凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)空間也較大。 又因 為它是 全低副 機(jī)構(gòu)，宜 用于低速 、重 載 的場(chǎng)合。前者因位移不大，運(yùn)動(dòng)規(guī)律復(fù)雜，可考慮用凸輪機(jī)構(gòu)；后者因要完成振動(dòng)動(dòng)作。屬構(gòu)件固接式串聯(lián)組合。當(dāng) 2??s 和 11 ??? 如圖 211a， 圖 211c 所示，則沿圖中箭頭所示走向，從 ?1? 得 ?1? ，由 ?2? 得 s? 。 圖 211 12 由 此看來(lái)，若使 2??s 曲線上 s 為零的附近的一段曲線變 化比較平 緩 ， 11 ??? 曲線在1? 的最小值附近的曲線也比較平 緩的話 ，滑塊近 似停歇 所占的 1? 角就比較大； 又 為了 使 構(gòu)件 BA?? 受力小些，同時(shí)也 使機(jī)構(gòu) 能得到比 較 合理的布置。根據(jù)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)特性 (圖 212a)， rl/?? 愈小，在 0?s處的位移變化愈大，所以應(yīng)選較大的 ? 。 ，且希望取小一些為好。在壓片位置，機(jī)構(gòu)應(yīng)有較好的傳動(dòng)角 。故在此線上選一適當(dāng)位置作 ?BO 。按上述命題沒(méi)計(jì)出曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的尺度。最后．再回到運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖上，檢查它與其它執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)有是否干涉的情況出現(xiàn)。 半自動(dòng)平壓模切機(jī)是印刷、包裝行業(yè)壓制紙盒、紙箱等紙制品的專用設(shè)備，該機(jī)可對(duì)各種規(guī) 格的白紙板、厚度在 4mm 以下的瓦 愣 紙板， 以及 各種 高級(jí) 精細(xì) 的 印 刷品 進(jìn)行壓痕、切線。 如圖 31 所示， 4 為工作臺(tái)面，工作臺(tái)上方 的 1 為雙列 鏈 傳動(dòng)， 2 為主動(dòng) 鏈 輪 ， 3 為走紙 模 塊 (共 五個(gè) )其兩 端分 別固定在 前后 兩 根 鏈條上，橫塊上 裝 有若 干 個(gè)夾緊片 。 鏈輪 再 次停歇。 將已夾 緊 的 紙板輸入壓 切處， 如 此實(shí) 現(xiàn) 連續(xù)循 環(huán) 工作 。下模和 滑塊 的質(zhì) 量 約 120kg。進(jìn) 行機(jī) 械 運(yùn)動(dòng)方 案 設(shè)計(jì)時(shí)，最 主要 的是 要 弄 清設(shè)計(jì)要求和條件 ，掌 握現(xiàn)有機(jī)構(gòu) 的 基 本性 能，應(yīng)用現(xiàn)有機(jī)構(gòu) 或有創(chuàng) 造性地 構(gòu)思新的 機(jī)構(gòu)，以保證 機(jī) 器有完善的功能 和 盡可 低的成本。由于 壓 制 紙板時(shí) 受力較 大 ，宜采用承載能力高的 平 面連桿機(jī)構(gòu)，而連桿機(jī)構(gòu)中 常 用的有四桿機(jī)構(gòu)和六桿機(jī)構(gòu) 。 為 滿 足機(jī)器工藝 要 求，各機(jī)構(gòu)執(zhí)行 構(gòu)件的動(dòng)作 在規(guī)定的位置和時(shí)間 上 必 須 協(xié) 調(diào) ，如下 壓模 在工作行 程 時(shí)，紙 板必須夾緊；在 下 壓 ?；爻虝r(shí)， 紙板 必須 送 到模壓位置 。例如，帶傳動(dòng)和定軸輪系串聯(lián)或采用行星輪系等；有自鎖要求而功率又不大時(shí)，可采用 蝸 桿蝸輪機(jī)構(gòu)。 如 不 滿 足，則需另外 安 裝飛輪 。 16 圖 33 控制 夾緊裝置的機(jī)構(gòu) ： 具有一端 停 歇的住復(fù) 直 移 運(yùn) 動(dòng)機(jī)構(gòu)有凸輪 機(jī) 構(gòu)、具有圓弧 槽的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等。 四、 設(shè)計(jì) 步 驟 構(gòu) 思 、 選擇 機(jī)構(gòu)方案 機(jī)構(gòu)方案的構(gòu)思和 選 擇討論， 已如上 述，做 出運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 由于該瞬 時(shí)構(gòu) 件 BC 垂 直 DE ， 所 以力 多 邊形中 ?tgPR c212 ? 由此可知， cP 很大而 12R 較小，特別是壓力角 ? 愈?。?12R 也愈小，有利于節(jié)省動(dòng) 力。 運(yùn)動(dòng)分析和力分析 18 在完 成 平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè) 計(jì) 的基礎(chǔ) 上 ，進(jìn)行 運(yùn) 動(dòng)分析和動(dòng)態(tài)靜力 分 析（僅考慮 滑 塊和下模 的慣 性力 ） ， 包括用 解 析法建 立 數(shù)學(xué) 模型 ，繪制程序 框圖 ， 用 計(jì)算機(jī)打印源程序與 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。 說(shuō)明書(shū)內(nèi)容包括設(shè)計(jì)題目、機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)和選擇、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析，力分析及其結(jié)果 。 ， ， 畫(huà)在 1 張 1 號(hào)圖上。 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)。 平臺(tái)印刷機(jī)的工作原理是復(fù)印原理，即將鉛版上凸出的痕跡借助于油墨壓印到紙張上。運(yùn)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)減速裝置 i 后分成兩路。 在 第 一區(qū)段 時(shí) ，送紙、著墨機(jī)構(gòu) (未畫(huà)出 )相 繼 完 成 輸紙、著墨作 業(yè)； 在 第 二區(qū) 段 ， 滾 筒和 版 臺(tái)完成壓 印 動(dòng)作；在 第 三區(qū)段 中 ，收紙機(jī)構(gòu)進(jìn)行收紙作業(yè)。這些運(yùn)動(dòng)要求不一定都能得到滿足。 圖 39 所示六桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，加工制造比較容易；作住復(fù)移動(dòng)的構(gòu)件 5（即版 臺(tái)）的速度是變化的，有急回特性。 其中下齒條為固定 齒 條，上齒條與版臺(tái)固連 在 一起。 雙曲柄機(jī)構(gòu)、曲柄滑 塊 機(jī)構(gòu)與齒輪齒條 機(jī) 構(gòu)的串聯(lián) 組 合 圖 311 所示 組 合機(jī)構(gòu)的下齒 條 也是可移動(dòng)的齒 條 。 圖 312 所示齒輪齒條機(jī)構(gòu)的 上 、下齒條均為可移動(dòng)的齒條．且都與版 臺(tái) 固接在一起。但 由于齒 輪 的 撥 動(dòng)機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，故只在印刷幅面較大 （如 222 m? ） ，對(duì)印痕 濃淡 均勻性要求 較高 時(shí)采 用。由于滾筒時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)停，慣 性 力矩校大，不宜用于高 速 。當(dāng)與其配合的版臺(tái)由非勻速機(jī)構(gòu) (如前述版臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案 3 帶動(dòng)時(shí)，很難滿足速度同步的要求，因而此種機(jī)構(gòu)方案一般只和版臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案 4(圖 312)配合使用。 因 為這種機(jī)構(gòu)的 滾 筒作連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以其動(dòng) 態(tài) 性能比轉(zhuǎn)停式 性能 簡(jiǎn)好。 圖 317 四 、 設(shè)計(jì)步驟 設(shè) 計(jì) 和選 擇方案 平臺(tái)印刷機(jī)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(méi)計(jì)要求，并充分考慮各種方案的特點(diǎn)進(jìn)行。 由于此方案比較復(fù)雜，建議只要學(xué)生設(shè)計(jì)版臺(tái)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu) (即包括版臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的雙曲柄機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、用于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)耐馆啓C(jī)構(gòu) ) 設(shè)計(jì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 根據(jù)版臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程，求得滑塊 鉸接點(diǎn)的行程；選定連桿長(zhǎng) L 與曲柄長(zhǎng) R 之比RL/?? (一般 可在 之間選 取 )、偏 距 e 與曲柄 長(zhǎng)度 R 之比 Re/?? (－ 般 在 0． 3～ 0． 4之間 )； 據(jù)此，可 求 出 R 、 L 、 e 。 用于 運(yùn) 動(dòng)補(bǔ)償?shù)耐馆啓C(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 假 設(shè) 版 臺(tái) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)未安裝運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)耐?輪 機(jī)構(gòu)，且下 齒條 固定不動(dòng)的 情 況 下，對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。 為此 ， 要求學(xué)生在熟悉各 子 程序功能、標(biāo)識(shí)符的 意 義 及 調(diào) 用方法的 情 況下，編制并調(diào) 試 主程序， 然 后用 自 己調(diào)試好的程序 系統(tǒng) 算出結(jié) 果 ；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)皮帶和齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)曲柄 2 和固結(jié)在其上的凸輪 8。此 時(shí) 要求 速度較高， 以提高生產(chǎn)率 。 二、 設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù) ，見(jiàn) 表 31 和表 32 24 表 31 方案 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析 n2 lO2O4 lO2A lO4B lBC lO4S4 xS6 yS6 G4 G6 P yp JS4 r/min mm N mm 1 60 380 110 540 lO4B 240 50 200 700 7000 80 2 64 350 90 580 lO4B 200 50 220 800 9000 80 3 72 430 110 810 lO4B 180 40 220 620 8000 100 表 32 方案 飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的確定 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) δ nO’ z1 zO’ z1’ JO2 JO1 JO JO’ ψmax lO9D [α] Ф Фs Ф’ dO’ dO m12 mO1’ α r/min o mm o mm o 1 1440 10 20 40 15 125 40 75 10 75 100 300 6 20 2 1440 13 16 40 15 135 38 70 10 70 100 300 6 4 20 3 1440 15 19 50 15 130 42 75 10 65 100 300 6 20 三 、 方案設(shè)計(jì)及討論 牛頭刨床的 主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的 原動(dòng)件是曲柄；從動(dòng)件為刨頭 (滑塊 ),行程中有急回特性；機(jī)構(gòu)應(yīng)有較好的動(dòng)力特性。采用導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，滑塊與導(dǎo)桿之間的傳動(dòng)角 ? 始終為90 o，且 適當(dāng) 確定構(gòu)件尺寸，可 以 保證機(jī)構(gòu)工作行程速度較低并且均勻 ，而空回行程速度較高，滿足急回特性要求。 刨刀切削工件時(shí)，受到較大的切削阻力作用，空程返回時(shí)無(wú)切削力作用，只須克服慣性力及運(yùn)動(dòng)副摩擦阻力。導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)如 1 中所述，扇形齒輪、齒條機(jī)構(gòu)具有精確的傳動(dòng)比，能夠承受較大的載荷。 其它設(shè)計(jì)方案可由學(xué)生自行構(gòu)思。由凸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)牛頭刨床的工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 。 在完成導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)態(tài)靜力分析 (僅考慮刨頭和搖桿的慣性力 )，包括用解析法建立數(shù)學(xué)模型，繪制程序 框圖，用計(jì)算機(jī)打印源程序與計(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。 用解析法算出凸輪理 輪 廓線坐標(biāo)，繪制凸輪機(jī)構(gòu)的 機(jī) 構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖或用圖解法進(jìn)行設(shè)計(jì)。0d 、皮帶輪直徑 0?d ，以及齒輪的齒數(shù) 1z 、 0?z 、 1?z 計(jì)算齒輪 2 的齒數(shù) 2z ； 27 由原始數(shù)據(jù)表中 模數(shù) 12m 、 1??Om ， 齒輪 分度圓壓力角 ? ；齒輪為正常齒制，工作情況為開(kāi)式傳動(dòng) ，進(jìn)行齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 。 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。 若課程設(shè)計(jì)的學(xué)時(shí)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；或 動(dòng)態(tài)靜力分析和飛輪設(shè)計(jì)的內(nèi)容 ， 3 號(hào)圖紙 1 張（平衡力矩圖）及相應(yīng)的程序和計(jì)算內(nèi)容。為了縮短空程時(shí)間，提高生產(chǎn)率，要 28 求刀具具有急回運(yùn)動(dòng)。下面介紹幾種僅供參考。 圖 325 圖 326 圖 327 如圖 326 所示，插床的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。 如圖 327 所示， 插 床的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用 雙曲柄 機(jī)構(gòu)和 曲柄滑塊 機(jī)構(gòu)。 四 、 設(shè)計(jì)步驟 設(shè)計(jì)和選擇方案 插床的主傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)與選擇，可根據(jù)原始數(shù)據(jù)和沒(méi)計(jì)要求，并 充分考慮各種方案的特點(diǎn)進(jìn)行。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)。 飛輪設(shè)計(jì) 根據(jù)表 33 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 重量 3Q 、 5Q 及 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 3SJ ，曲柄的轉(zhuǎn)速 1n 及某些齒輪的參數(shù) 1z 、 2z ，飛輪安裝在曲柄軸上 由動(dòng)態(tài)靜力分析 30 所得的平衡力矩 bM ，驅(qū)動(dòng)力矩為常數(shù)， 將飛輪安裝在曲柄軸上， 進(jìn)行飛輪計(jì)算。 設(shè)計(jì) 插 床的齒輪機(jī)構(gòu) 由原始數(shù)據(jù)表中模數(shù) 12m 、 1??Om ，齒輪分度圓