【文章內(nèi)容簡介】 時間經(jīng)驗在推程時許用壓力角對直動推桿取 ? ? 30? ? 。 根據(jù)手冊我們可查詢對于直動推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪基圓半徑根據(jù)公式 11 ? ? ? ? 2 20 t a nsr d d e s e? ???? ? ? ??? （ 10） 通過計算 0 mm? 推桿的運(yùn)動規(guī)律 由已知條件可知，推桿在此設(shè)計中作等速運(yùn)動這種規(guī)律稱為一次多項式運(yùn)動規(guī)律。一次多項式運(yùn)動規(guī)律設(shè)凸輪以等角速度 ? 轉(zhuǎn)動，在推程時，圖倫的運(yùn)動角為 0? ，推桿完成行程 h,當(dāng)采用一次多項式運(yùn)動規(guī)律時，則有 0110stvts C CdvCddad????? ???????????? （ 11） 設(shè)取邊界條件為 在使點處 0?? 0s? 在終點處 0??? sh? 有式（ 11）可得 0 0C? 1 0hC ?? ，故推桿推程的運(yùn)動方程為 000hShva????????? ??? ?? （ 12） 推桿回程的運(yùn)動方程為 00(1 )0shhva??????? ????? ?? ?? ?? （ 13） 凸輪輪廓曲線的設(shè)計 在設(shè)計該凸輪時我們采用作圖法設(shè)計凸輪的輪廓，相關(guān)圖樣見圖 3。 12 θ 圖 3 凸輪 1 Fig .3 CAM 1 推桿的運(yùn)動規(guī)律如表 5。 表 5 推桿的運(yùn)動規(guī)律如 Table 5 Push rod motion law 序號 凸輪運(yùn)動角 ? 推桿的運(yùn)動規(guī)律 1 0 120? 等速上升 2 125 215? 推桿遠(yuǎn)休 3 220 285? 正弦加速度下降 4 290 360? 推桿近休 在設(shè)計凸輪的輪廓時，需要先取適當(dāng)?shù)谋壤?1? ，根據(jù)已知基圓半徑 0r 和偏距 e做出基圓和偏距圓，然后進(jìn)行作圖。 ⑴ 確定推桿在反轉(zhuǎn)運(yùn)動中占據(jù)的各個位置。為此使推桿由起始位置沿 ?? 方向反轉(zhuǎn)，將推程運(yùn)動角按選定的分度值（通常在 1 度 ~15 度之間選取，當(dāng)凸輪精度要求高時，取小值，現(xiàn)取 5 ）進(jìn)行等分。 ⑵ 計算推桿在反轉(zhuǎn)運(yùn)動中的預(yù)期位移 ,根據(jù)計算得 推桿的位移如下表 6。 表 6 推桿在等速上升運(yùn)動中的位移 Table 6 putter in constant rising displacement of the movement ? ( ) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 13 R 25 28 ? ( ) 45 50 55 60 65 70 75 80 85 R ? ( ) 90 95 100 105 110 115 120 R 74 ⑶ 確定推桿在符合運(yùn)動中一 次占據(jù)的位置。 ⑷ 將其各點連成一光滑曲線，即為推程相應(yīng)的一段輪廓曲線。 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過 125 215? 推桿遠(yuǎn)修，凸輪與之對應(yīng)的輪廓曲線為軸心 O 為圓心，凸輪最大半徑為半徑的一端圓弧。根據(jù)計算可知最大半徑為 75mm。 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過 215 ，推桿以正弦加速度運(yùn)動回最低位置，計算位移如下表 7。 表 7 推桿在正弦加速度運(yùn)動中的位移 Table 7 push rod displacement in the sine acceleration movement 220 225 230 235 240 245 250 255 260 265 270 275 280 285 37. 3 將其各點連成一光滑曲線，即為推程相應(yīng)的一段輪廓曲線。 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過 290 360? 推桿近修，凸輪與之對應(yīng)的輪廓曲線為與基 圓重合的一段圓弧。 凸輪 2 機(jī)構(gòu)的設(shè)計 在設(shè)計該凸輪時我們采用作圖法設(shè)計凸輪的輪廓線，相關(guān)圖樣見圖 4。 ⑴ 確定推桿在反轉(zhuǎn)運(yùn)動中占據(jù)的各個位置。為此使推桿由起始位置沿 ?? 方向反轉(zhuǎn)，將推程運(yùn)動角按選定的分度值（通常取 1 度 ~15 度之間選取，當(dāng)凸輪精度要求高時，取小值，現(xiàn)取 5 ）進(jìn)行等分，在基圓上各得等分點 1， 2… 年，通過各等分點作偏距圓的切線，即為推桿在反轉(zhuǎn)運(yùn)動中所 占據(jù)的各個位置 將其各點連成一光滑曲線，即為推程相應(yīng)的一段輪廓曲線。 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過 90180推桿近修，凸輪與之對應(yīng)的輪廓曲線為與基圓重合的一段圓弧。 14 R 177。 .5θ 圖 4 凸輪 2 Fig .4 CAM 2 ⑴ 確定推桿在反轉(zhuǎn)運(yùn)動中占據(jù)的各個位置。為此使推桿由起始位置沿 ?? 方向反轉(zhuǎn)，將推程運(yùn)動角按選定的分度值（通常取 1 度 ~15 度之間選取，當(dāng)凸輪精度要求高時，取小值，現(xiàn)取 5 ）進(jìn)行等分，在基圓上各得等分點 1， 2… 年，通過各等分點作偏距圓的切線，即為推桿在反轉(zhuǎn)運(yùn)動中所占據(jù)的各個位置 表 8 推桿的運(yùn)動規(guī)律 Table 8 push rod motion law 序號 凸輪運(yùn)動角 ? 推桿的運(yùn)動規(guī)律 1 235 280? 等速上升 2 235 270? 推桿遠(yuǎn)休 3 230 95? 正弦加速度下降 4 0 90? 推桿近休 在設(shè)計凸輪的輪廓時，需要先取適當(dāng)?shù)谋壤?1? ，根據(jù)已知基圓半徑 0r 和偏距e 做出基圓和偏距圓，然后進(jìn)行作圖。 ⑵ 計算推桿在反轉(zhuǎn)運(yùn)動中的預(yù)期位移見表 9。 將其各點連成一光滑曲線，即為推程相應(yīng)的一段輪廓曲線。 當(dāng) 凸輪轉(zhuǎn)過 290 360? 推桿近修，凸輪與之對應(yīng)的輪廓曲線為與基圓重合的一段圓 15 弧。 表 9 推桿在等速上升運(yùn)動中的位移 Table 9 putter in constant displacement of upward movement ? ( ) 360 355 350 345 340 335 330 325 320 R 25 26 27 35 ? ( ) 315 310 305 300 295 290 280 280 R 45 ⑶ 確定推桿在符合運(yùn)動中一次占據(jù)的位置。 ⑷ 將其各點連成一光滑曲線，即為推程相應(yīng)的一段輪廓曲線。 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過 235 270? 推桿遠(yuǎn)修，凸輪與之對應(yīng)的輪廓曲線為軸心 O 為圓心，凸輪最大半徑為半徑的一端圓弧。根據(jù)計算可知最大半徑為 。 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過 270 ，推桿以正弦加速度運(yùn)動回最低位置，計算位移如下表 10。 表 10推桿在正弦加速度運(yùn)動中的位移 Table 10 putter in sine acceleration displacement of the movement ? ( ) 230 225 220 215 210 205 200 195 190 R ? ( ) 185 180 175 165 160 155 150 145 140 R ? ( ) 135 130 125 120 115 110 105 100 95 R 將其各點連成一光滑曲線，即為推程相應(yīng)的一段輪廓曲線。 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過 0 90? 推桿近修，凸輪與之對應(yīng)的輪廓曲線為與基圓重合的一段圓弧。 5 軸的設(shè)計計算 軸的設(shè)計概述 軸是組成機(jī)器的重要零件之一，它的主 要作用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動和動力。軸的設(shè)計主要解決下列問題： ⑴ 選擇軸的材料； 軸的材料主要采用碳素鋼和合金鋼。碳素鋼比合金鋼廉價，對應(yīng)力敏感性小，又可通過熱處理提高其耐摩性及疲勞強(qiáng)度，故應(yīng)用最為廣泛，其中最常用的是 45 號優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，為保證力學(xué)性能，一般應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)或者正火處理。 ⑵ 進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計； 16 由于結(jié)構(gòu)設(shè)計尚且不知道軸的直徑，所以要進(jìn)行初步計算，粗略估算出軸的直徑，并初步確定各部分的形狀和尺寸，然后細(xì)致的進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須 考慮軸在機(jī)器中的位置，軸上零件固定定位要求，工藝性要求，熱處理要求，運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)要求的要求等。 ⑶ 進(jìn)行軸的強(qiáng)度校對； 在一般情況下軸的工作能力主要取決于它的強(qiáng)度，且大多數(shù)軸是在變應(yīng)力條件下工作，因此還要進(jìn)行疲勞強(qiáng)度的校核計算。 ⑷ 必要的時候還需進(jìn)行軸的剛度和震動穩(wěn)定性計算。 [8] 例如對機(jī)床主軸，其剛度計算尤為重要，而對于一些高速轉(zhuǎn)軸和汽輪機(jī)軸，為避免因發(fā)生共振而破壞，則必須進(jìn)行振動穩(wěn)定性計算。 [9] 主軸的設(shè)計計算 選擇軸的材 料 軸是組成機(jī)器的重要零件之一，它支撐回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動動力，所以軸受到承受轉(zhuǎn)矩和彎曲轉(zhuǎn)矩。根據(jù)其承受載荷的不同我們可以選擇不同材料的軸，在該設(shè)計中我們選擇 45 號優(yōu)質(zhì)碳素鋼，其力學(xué)性能見表 11。碳素鋼價格低廉，對應(yīng)力集中的敏感性小，還可以通過熱處理提高其耐磨性及疲勞強(qiáng)度，應(yīng)用也比較廣泛。在保證力學(xué)性能的條件下，一般進(jìn)行調(diào)至或正火處理。主軸上主要安裝了齒輪和凸輪 表 11 軸的常用材料及其力學(xué)性能 Table 11 shaft of monly used materials and their mechanical properties 材料 牌號 熱處理 毛胚直徑 mm 硬度HBS 抗 拉強(qiáng)度 1?? 屈 服強(qiáng)度 S? 彎 曲疲勞 極限1?? 剪 切疲勞 極限1?? 備注