【文章內(nèi)容簡介】 取輪緣的高寬比為 H/b= b2=4gJF/π D3Hγ =(4179。 179。 )/(179。 179。 179。 7179。 104) b== H==179。 = 圖 19 七、設計凸輪輪廓曲線 已知 ：推桿的運動規(guī)律為等加速等減速上升和等加速等減速下降 ,凸輪與曲柄共軸 ,順時凸輪機構的最大擺角 φ max=15176。 凸輪的擺桿長 LO4C=120mm 凸輪的推程運動角 δ 0=70176。 凸輪的遠休止角 δ 01=10176。 凸輪的回程運動角 δ 039。=70176。 16 凸輪機構的機架長 Lo2o4=136mm 凸輪的基圓半徑 ro=50mm 凸輪的滾子半徑 rr=15mm 擺桿的角位移曲線以及凸輪輪廓曲線的設計已繪制在 A2圖紙上 . 圖 20 17 八、齒輪設計及繪制嚙合圖 已知：齒輪 1 的尺數(shù) Z1=18 齒輪 2 的尺數(shù) Z2=60 模數(shù) m12=12 壓力角α =20176。 齒頂高系數(shù) h*a=1 徑向間隙系數(shù) C*= 列表計算集合尺寸 名稱 符號 計算公式 計算結果 小齒輪分度圓直徑 d1 d1=mz1 216 大齒輪分度圓直徑 d2 d2=mz2 720 小齒輪齒頂圓直徑 da1 da1=d1+2ha 240 大齒輪齒頂圓直徑 da2 da2=d2+2ha 744 小齒輪齒根圓直徑 df1 df1=d12hf 186 大齒輪齒根圓直徑 df2 df2=d22hf 690 小齒輪基圓直徑 db1 db1=d1cosα 203 大齒輪基圓直徑 db2 db2=d2cosα 分度圓齒距 P P=πm 基圓齒距 pb pb=pcosα 分度圓齒厚 s s=p/2 分度圓齒槽寬 e e=p/2 徑向間隙 c c=c*m 3 標準中心距 a a=m(z1+z2)/2 468 實際中心距 a’ a=a’ 468 傳動比 i i=z2/z1 重合度 ε ε =B1B2/Pb 18 圖 21 19 九、解 析法 1．導桿機構設計 已知：（ 1）行程速比系數(shù) K； （ 2）刨頭和行程 H； （ 3）機架長 LO2O3 （ 4）連桿與導桿的比 LBF/LO3B 求解 :(1)求導桿的擺角：ψ max=180176。179。（ K1） /（ K+1） (2)求導桿長： LO3B1=H/[2sin（ψ max/2） ] (3)求曲柄長： LO2A=LO2O3179。 sin（ψ max/2） (4)求連桿長： LBF=LO3B179。 LBF/LO3B (5)求導路中心到 O3的垂直距離 LO3M：從受力情況（有較大的傳動角）出發(fā)，刨頭導路O3B 線常取為通過 B1B2 撓度 DE 的中點 M. 即： LO3M=LO3BLDE/2 將上述已知條件和公式編入程序 見附錄 與圖解法比較，誤差在毫米以下。不用修改。 2．機構運動分析 已知： (1)曲柄轉速ｎ 2； (2)各構件的長度。 求解：①、建立機構的運動方程式 如圖所示：選定直角坐標系 XOY。標出各桿的矢量和轉角。各構件矢量所組成的封閉矢量 方程式為 : 圖 22 Ll + L2 =S a L5 L4 X Y ??? b 其中令： Ll=LO2O3； Y=L03M； S=L03A； 將 a 式分別投影在 x 和 y 軸上得 L2cosF2=S cos F4 c Ll+L2 sin F2=S sin F4 d 20 兩式相除則得 tgF4=(Ll+L2sinF2)／ L2cosF2 (1) 在三角形 A0203 中 S2=LlLl+L2L2－ 2L1L2cos(90+F2) (2) 將 c d 兩式對時間求導一次得 － L2W2sinF2=－ SW4sinF4+VrcosF4 e L2W2cosF2=SW4cosF4+VrsinF4 f 將坐標 XOY 繞 O 點轉 F4 角 (也就是將 e f 兩式中的 F2 角 F4 角分別減去 F4)，經(jīng)整理后可分別得到 Vr=－ L2 W2sin(F2－ F4) (3) W4=［ L2 W2 cos(F2F4)］／ S (4) 再將 e f 二式方別對時同求導一次后，同樣將 坐標 XOY 繞 0 點轉 F4 角 (也就是將式中的 F2 角 F4 角分別成去 F4)，經(jīng)整理后可分別得到 ar=SW4W4－ L2W2W2cos(F2－ F4) (5) ak=2 Vr W4 (6) e4=－［ 2 Vr W 4+ L2W2W2sin(F2 一 F4) ］ (7) 將 b 式分別投 |影在 x 和 y 軸上得 X： L4 cos F4 十 L5 cos F5 (8) Y： L4 sin F4 十 L5 sin F5 (9) 由 (9)式可直接得 sin F5=（ Y－ L4sinF4）／ L5 （ 10） 對 (9)式求導，一次可得 － L4W4cosF4=L5W5cosF5 于是由 g 式可得 W5=(－ L4W4cosF4)／ L5cosF5 （ 11） 對 g 式求導一次經(jīng)整理可得 e5=（－ L4e4cosF4+L4W4 W4sinF4+L5W5W5sinF5)／ L5cosF5 （ 12） (8)式中的 X 是坐標值，要想得到 F 點的位移 XF 應該是 XF=X－ X0 21 XF=L4 cos F4+L5 cos F5 一 (L4 cos F40+L5 cos F50) （ 13） 式中 F40 F50 是導桿 4 處在左極限位置 l 時。 導桿 4 和連桿 5 與坐標的正向夾角 對（ 13）式求導一次可得： VF=－ L4W4sinF4－ L5 W5sinF5 （ 14） 對（ 14）式求導一次可得 aF=－ L4cosF4W4W4－ L4sinF4e4 － L5cosF5 W5W5－ L5sinF5e5 (15) 角度的分析 關于 F4 和 F5 兩個角度的分析 當曲柄 2 運動到第一象限和第四象限時，導桿 4 在第一象限。此時得出的 F4 就是方位角。當曲柄 2 運動到第二象限和第三象限時導桿 4 是在第二象限，得出的 F4 是負值，所以 方位角應該是 F4=180+F4 由于計算機中只有反正切，由（ 10）式是不能直接求出 F5．因此要將其再轉換成反正切的形式 F5=atn(－ g／ sqr(1— g*g)) （ 16） 式中 g=sin F5==(Y－ L4*sin F4) ／ L5 無論曲柄 2 運動到第幾象限。連桿 5 都是在第二第三象限，由于在第二象限時 F5 是負值，在第三象限時 F5 是正值，因此在轉換方位角時可以用一個公式來表示即： F5=180+F5 （ 17） 開始計算是在左極限 l 的位置。因此 F2 的初 值應該是： F2=Fq=195176。 (Fq 為起始角 ) 運行到 8′時導桿處在右極限終止位置，因此 F2 的數(shù)值應該是： F2=FZ=345176。 (FZ 為終止角 ) 編寫程序及運行結果見附錄： 結果分析： 上述結果與圖解法比較，除加速度略有點誤差外其余各結果均無誤差。因此驗證了圖解法和解析法的運算結果都是正確的。加速度的誤差盡管很小但也進行了查找修正 22 3．機構動 態(tài)靜力分析 已知 :(1)各構件的質(zhì)量； (2)導桿繞自身 t 心曲轉動慣量為 J。 l； (3)切削阻力 F．的變化規(guī)律； (4)齒輪 2 的重量 G=500 N。 求解： 一、建立直角坐標系 (與運動分析時的坐標相一致如圖 23 所示 ) 二、求出刨頭 6 和導桿 4 質(zhì)心點的加速度和導桿 4 的角加速度。 圖 23 三、確定刨頭 6 和導桿 4 的慣性力和導桿 4 的慣性力矩。 四、遠離原動件拆基本桿組建立機構的力方程式．根據(jù)已知條件求出各運動副反力及加在原動件上的平衡力和平衡力矩。 1．取構件 5— 6 為示力體可得到方程式： O FC G6 F 1 6 F R 7 6 F R 4 5 ????? (在回程和工作行程的兩端 處 FC=0) 向 X 軸投影 R45179。 cos(f45)+P16－ FC=0 向 Y 軸投影 R45179。 sin（ f45） +R76－ G6=0 向 F 點取距 R76179。 h76=FC178。 (L02m－ Y p)+G6*Xs6 2．取構件 3— 4 為示力體可得到方程式： 23 O F R 7 4 G4 FI4 F R 2 3 F R 4 5 ????? 向 O3 點取矩求 R23 R23LO3+P’14hP+G4h4=R54h54 3．取構件 2 為示力體可得到方程式： 24 0F R 7 2 G2 P