【文章內(nèi)容簡介】 規(guī)律如下所示： 0≦φ＜ 5 s=0 v=0 a=0； 15 5 ≦φ＜ 175 ? ?1 c o s 52hs ? ????? ? ????? ? ?2 s in 52 hv ? ? ? ????? ? ?222 c o s 52 ha ? ? ? ????? 175 ≦φ＜ 185 s=h v=0 a=0 185 ≦φ＜ 355 ? ?1 c o s 1 8 52hs ? ????? ? ????? ? ?2 s i n 1 8 52 hv ? ? ? ???? ? ? ? ?222 c o s 1 8 52 ha ? ? ? ???? ? ? 355 ≦φ＜ 360 s=0 v=0 a=0 圓柱凸輪輪廓曲線 方程 輪廓曲線 的設(shè)計：對直動滾子從動件圓柱凸輪建立如下圖所示的坐標(biāo)系 ，以Z 軸為凸輪的回轉(zhuǎn)軸線， X 軸與從動件處于最低位置時的軸線重合，原點為該軸線與凸輪回轉(zhuǎn)軸線的交點， Y 軸分別垂直于 X 軸、 Z 軸。 如圖（ ）所示： 16 圖（ ） 凸輪輪廓線設(shè)計坐標(biāo)圖 主要參數(shù)： 凸輪的半徑 R=50mm； 滾子半徑 r=10mm； 從動件運動規(guī)律為 S(φ )。其中φ為凸輪轉(zhuǎn)角。 理論輪廓線、實際廓線方程 如 圖 （ ） 所示，直動從動件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，圓柱半徑為 R,曲線 b 是圓柱凸輪的理論輪廓曲線，曲線 c 和 a 為凸輪的實際輪廓曲線， d表示理論輪廓線上的滾子圓， 根據(jù)圖示坐標(biāo)系，建立圓柱凸輪理論輪廓曲線方程如下 ? ?? ?? ?cossinxRyRZs????????? ?? 式 （ ） 17 考慮從動件是滾子的情況，實際輪廓是圓心位于輪廓曲線上滾子圓的包絡(luò)線，其方程為： ? ?? ?, , , 0, , ,0a a aa a af x y zx y z???????? ???? 式（ ） 對于 式（ ） 中的兩個方程，滾子圓的方程為： ? ? ? ? ? ? ? ?2 2 2 2, , , 0a a a a a af x y z x x y y z z r? ? ? ? ? ? ? ? ? 式（ ） 式（ ）中 X， Y， Z 為理論輪廓線上的坐標(biāo)， ,a a ax y z 為滾子圓和實際輪廓線上的切點坐標(biāo)。 所以，包絡(luò)線方程為： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?39。, , , c o s s i n s i n c o s 0a a a a a ax y z x R R y R R z s s? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ?? 式（ ） 式（ ）中 S’(φ )表示從動件對φ求導(dǎo)數(shù)。 由于實際輪廓線也位于圓柱面上，所以滿足下式： 220aaxy?? 式（ ） 聯(lián)立以上三式，可以得到在圓柱半徑為 R 時的實際輪廓線方程為： ? ?? ?? ?? ?? ?39。239。239。239。2239。2sinc o sc o ssinsinrsxRsRrsyRsRrRzRsR???????????? ??? ???????? ??? ?????? 式（ ） 其中，當(dāng) ? 180 時 ，式 ()中坐標(biāo) z 為： 18 ? ?239。2sin rRzR sR? ?? ? ? ? 由式（ ） 可以看出實際輪廓曲 線有兩條，上式取 +時為圖中的曲線 a，取 —時為圖中的曲線 c。 凸輪壓力角計算 將凸輪展開成平面圖，給凸輪一個反向速度 V1，此時假設(shè)凸輪不動， 過平均圓柱半徑 mr 處的滾子中心 B作凸輪理論廓線的法線 n一 n與從動件速度 VB的夾角即為直動從動件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角，如圖 （ ） 所示，該角也等于凸輪理論廓線在 B點切線 t一 t與凸輪線速度廈 V1的夾角。如圖 （ ） 所示： 圖（ ） 壓力角計算圖 由圖可知， 直動從動件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的壓 力角為 : 1tanmdsdr? ??? () 其最大壓力角及其位置有 : 19 m ax m ax 1tan mdsdr? ??? () 式中 mr 為圓柱凸輪的平均圓柱半徑。直動從動件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)運轉(zhuǎn)時，一般應(yīng)滿足最大壓力角 : max??? （許） 。 該凸輪從動件運動規(guī)律為： 0≦φ＜ 5 s=0 dsd??0 5 ≦φ＜ 175 ? ?1 c o s 52hs ? ????? ? ????? dsd?? ? ?cos 52h????? ? 175 ≦φ＜ 185 s=h dsd?? 0 185 ≦φ＜ 355 ? ?1 c o s 1 8 52hs ? ????? ? ????? dsd?? ? ?cos 52h??????? 355 ≦φ＜ 360 s=0 dsd?? 0 將上述各 dsd?帶入式（ ）中即可得到各個階段壓力角大小。 經(jīng)過計算分析 可知 ,最大壓力角為 176。 ,而需用壓力角為 48176。 ,最大壓力角小于許用壓力角 ,所以該凸輪設(shè)計合理 。 用 Matlab 對凸輪各參數(shù)分析結(jié)果 運動參數(shù)分析 用 Matlab 對該凸 輪進(jìn)行分析，其加速度、速度、位移、壓力角的分析結(jié)果如圖（ ） 所示 （ 程序見附錄 ） ： 20 圖（ ） 凸輪運動參數(shù)圖 在 圖 （ ） 中，第一條曲線代表從動件位移曲線，第二條為 速度線圖，第三條為加速度線圖，第四條為壓力角曲線。 凸輪實際輪廓線 繪制 Matlab 分析凸輪的實際輪廓曲線如 圖 （ ） 所示 （ 程序見附錄 ） ： 21 圖（ ） 凸輪實際輪廓線 第 五 章 ：抹漿機(jī)運動傳動分析與傳動比計算 皮帶傳動比 在實現(xiàn)抹漿機(jī)的抹灰運動及鉸輪的轉(zhuǎn)動 中，我們選用齒 輪及皮帶輪傳動，實現(xiàn)預(yù)期的運動規(guī)律。具體傳動圖如圖（ ） 所示： 22 圖（ ） 運動傳動圖 按照題目要求，鉸輪轉(zhuǎn)速為 500r/min，凸輪從動件運動周期為 ，所以凸輪轉(zhuǎn)速為 129r/min。按照此要求，對各個傳動件尺寸及傳動比計算如下 : 電機(jī)轉(zhuǎn)速為 1000r/min； 主動皮帶輪直徑為 60mm，轉(zhuǎn)速為 1000r/min； 與鉸輪同軸的皮帶輪直徑為 80mm，轉(zhuǎn)速為 500r/min； 中間軸轉(zhuǎn)速為 800r/min。 皮帶輪轉(zhuǎn)速與直徑 d有如下關(guān)系： ? ?= ?主 動 輪 轉(zhuǎn) 速 從 動 輪 直 徑 為 皮 帶 滑 動 系 數(shù)從 動 輪 轉(zhuǎn) 速 主 動 輪 直 徑 齒輪傳動其齒數(shù)與轉(zhuǎn)速有如下關(guān)系： =主 動 輪 齒 數(shù) 從 動 輪 轉(zhuǎn) 速從 動 輪 齒 數(shù) 主 動 輪 轉(zhuǎn) 速 依上述兩個關(guān)系式可得： 23 111000 = 7 3 . 58 0 0 6 0 0 . 9 8d d m m??? 228 0 0 8 0= 5 15 0 0 0 .9 8 d m md ??? 第一級傳動比為： :1 第二級傳動比為： :1 各個皮帶輪線速度為： 2 6 0 2 1 0 0 0ndv ???? 所以 1 0 0 0 6 02 2 3 . 1 4 /6 0 2 1 0 0 0 6 0 2 1 0 0 0dnv m s??? ? ? ? ??? 11 8 0 0 7 3 . 52 2 3 . 0 8 /6 0 2 1 0 0 0 6 0 2 1 0 0 0dnv m s??? ? ? ? ? 22 8 0 0 5 12 2 2 . 1 4 /6 0 2 1 0 0 0 6 0 2 1 0 0 0dnv m s??? ? ? ? ??? 33 5 0 0 8 02 2 2 . 1 /6 0 2 1 0 0 0 6 0 2 1 0 0 0dnv m s??? ? ? ? ? 由線速度可以知道，線速度小，所以各個皮帶輪均采用鑄鐵材料。 皮帶的選擇： 按照國家標(biāo)準(zhǔn)：傳動皮帶選用三角皮帶； A型 寬 X厚 =； 輪槽角度為 34176。； 齒輪傳動比及參數(shù) 齒輪模數(shù)： 2 鉸輪齒輪齒數(shù)為 18 齒，轉(zhuǎn)速為 500r/min； 凸輪齒輪轉(zhuǎn)速為 120r/min； 傳動比為： 256i? ； 轉(zhuǎn)速與 齒數(shù)關(guān)系為： =主 動 輪 齒 數(shù) 從 動 輪 轉(zhuǎn) 速從 動 輪 齒 數(shù) 主 動 輪 轉(zhuǎn) 速 所以 12222 5 1 8 1 2 0 756 5 0 0zizzz? ? ? ? ? ? 24 分度圓 直徑為： 11 2 18 36d m z m m? ? ? ? 22 2 7 5 1 5 0d m z m m? ? ? ? 第六章： 抹漿機(jī)前后運動及 圓弧三邊等寬凸輪機(jī)構(gòu)分析 等寬凸輪機(jī)構(gòu)輪廓對比 偏心圓 等寬凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪廓形為偏心圓。凸輪轉(zhuǎn)動時，存在離心力。從動件行程越大、凸輪轉(zhuǎn) 速越高．離心力越大。 機(jī)構(gòu)就越易產(chǎn)生振動。因此，偏心圓等寬凸輪的使用受到了很大限制。 凸多邊形 具有等寬性質(zhì)的凸多邊形有以下特征： (1)邊數(shù)為奇數(shù)： (2)各邊均為半徑、圓心角相等的圓?。覉A心為各邊相對角的頂點。 凸多邊形等寬凸輪廓形的缺點是：運動特性不好、尖角處易磨損 。 圓弧三邊形等寬凸輪 具有等寬性的圓弧多邊形的幾何特征是： (1)由 2n段圓弧圍成了封閉圖形 (其中 n為多邊形的邊數(shù) )； (2)n為奇數(shù)； (3)對稱軸數(shù)量與邊數(shù)相等，并沿圓周均勻分布； (4)有 n個焦點．焦點為對應(yīng)圓弧的圓心 。 與凸多邊形相比，圓弧多邊形避免了局部磨損 快的缺點， 運動特性能得到明顯改善。 因此，使用圓弧三邊形等寬凸輪機(jī)構(gòu)十分適合。 圓弧三邊形等寬凸輪 幾何特征 圓弧三邊形 焦點與焦距 如圖 （ ）所示， 所示圓弧三邊形 機(jī)構(gòu)輪廓圖 ，其輪廓曲線由六段圓弧組成，其中三段為半徑 r，另外三段半徑為 R： 25 圖（ ） 如圖（ ），圓弧三邊形 具有三個焦點 1o 2o 3o ，分別位于三條對稱軸之上。圓弧三邊形上任意一點的法線必通過焦點。將焦點至幾何中心 0的距離稱為焦距 c， ? ?/3c R r?? 。 等尺寸性及名義直徑 圓弧三邊形上任意一點與其對應(yīng)點的連線必通過焦點，并與兩點的切線垂直，距離均為 Rr? ，即在任意位置測量圓弧三邊形的尺寸相等，稱之為圓弧三邊形的名義直徑 D ，且有 D =Rr? 尺。應(yīng)當(dāng)指出。圓弧三邊形的名義直徑并不是連線通過幾何中心的兩點之問的距離、而是連線通過焦點的兩點之間的距離。 6． 近圓率 e r/R 描述了圓弧三邊形與圓的近似程度，將其稱為近圓率，并用 e表示。即e=r／ R。焦距與近圓率 之間存在關(guān)系 ? ?1 / 3c R e?? e的值越大，圓弧三邊形越近似于圓，當(dāng) 1e? 時，圓弧三邊 形趨近于圓。 e 的大小直接影響凸輪機(jī)構(gòu)從動件的行程。 26 圓心角 由圖（ ）可清楚地看到，無論圓弧三邊形的參數(shù)取何值，各段圓弧所對應(yīng)的圓心角總是相等的，且為 60 。 圓弧三邊形的這一幾何性質(zhì)使得數(shù)控加工程序的基點計算非常方便 。 圓弧三邊形等寬凸輪機(jī)構(gòu)分析 主要參數(shù) 大圓半徑 R=120mm； 小圓半徑 r=20mm； 焦距 10 3/3 mm；