一種基于最優(yōu)傳動(dòng)特殊凸輪廓線研究與其優(yōu)化(編輯修改稿)
2025-07-16 05:41 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 來，我們?cè)诓粩嗟恼{(diào)試中遇到這樣一個(gè)問題：由于同步帶使用次數(shù)不斷增多，同步帶逐漸變松，撥針因此傾斜一個(gè)角度（如下圖所示），越來越難以帶動(dòng)衣架運(yùn)動(dòng)。針對(duì)以上問題，我對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行了初步探討，如果以撥針與同步帶連接點(diǎn)為參照物，則相當(dāng)于同步帶沒有運(yùn)動(dòng)，撥針逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，滑塊緊貼在撥針上。根據(jù)實(shí)際情況，可設(shè)定導(dǎo)軌距離轉(zhuǎn)動(dòng)副中心的距離e不變，將滑塊視為一個(gè)直動(dòng)從動(dòng)件，因此，機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化模型如下：由簡(jiǎn)化模型可以看出，當(dāng)同步帶變松時(shí)，撥針對(duì)從動(dòng)件的作用力順時(shí)針偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，力與速度方向成一夾角（即壓力角），該角度等于撥針傾斜的角度，撥針傾斜程度越大，壓力角越大，由于摩擦等因素，從動(dòng)件便越難以運(yùn)行。由于同步帶容易傾斜側(cè)彎，從動(dòng)件便很容易產(chǎn)生“卡死”現(xiàn)象。這種問題在生活中也普遍存在著。2. 設(shè)計(jì)意圖經(jīng)過初步分析，我們需要設(shè)計(jì)一種機(jī)構(gòu)，使得機(jī)構(gòu)在運(yùn)行過程中，壓力角盡量保持為0，即傳動(dòng)角始終保持最大，為90度。這樣的機(jī)構(gòu)如果能設(shè)計(jì)出來，不僅能解決我們機(jī)械創(chuàng)新中遇到的問題，而且能給生活工作中很多類似的問題提供一種解決思路，帶來方便，為社會(huì)創(chuàng)造價(jià)值。3. 產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的討論為實(shí)現(xiàn)最優(yōu)傳動(dòng)，使傳動(dòng)角始終保持90度，結(jié)合我們?cè)跈C(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程中所學(xué)的內(nèi)容，我們自然會(huì)聯(lián)想到兩種設(shè)計(jì)方案：一、在撥針斷點(diǎn)處加一個(gè)滾子。二、將撥針設(shè)計(jì)成特定的曲線，使得傳動(dòng)中該曲線始終與直動(dòng)從動(dòng)件垂直。顯然，這兩種方案都可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)，但可能還會(huì)受到其他因素的制約，為此，我們對(duì)這兩種方案做了如下比較和討論：如圖所示，該方案通過一個(gè)滾子，由于滾子始終與滑塊表面相切，因此，能完成預(yù)期的傳動(dòng)效果。 但是，在皮帶產(chǎn)生松動(dòng)后，因?yàn)閾茚樀拈L(zhǎng)度是一個(gè)定值，撥針傾斜勢(shì)必會(huì)造成滾子左移，滾子對(duì)滑塊的作用力也因此發(fā)生偏置（如圖），這樣就產(chǎn)生了一個(gè)偏距e，產(chǎn)生一個(gè)力偶M=Fe.該力偶的出現(xiàn)會(huì)使滑塊與導(dǎo)軌之間的壓力增大，摩擦增大，滑塊在導(dǎo)軌上運(yùn)行仍舊遇到困難。 如右圖所示，該方案是將撥針設(shè)計(jì)成特定的曲線，使得傳動(dòng)中該曲線始終與直動(dòng)從動(dòng)件垂直，傳動(dòng)角自然始終保持90度。由于機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，且無論撥針如何偏轉(zhuǎn)，都不會(huì)影響滑塊的滑動(dòng)。滑塊由于寬度的存在可能會(huì)帶來一些偏差，但在后期的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，在滑塊上加一個(gè)滾子，便可解決。因此，該方案可行。 綜合以上兩種方案，毫無疑問，選擇方案二，即將撥針設(shè)計(jì)成特定的
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