【文章內(nèi)容簡介】 輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)等布置在與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連的低速級一端。(7) 選擇盡可能短的傳動鏈結(jié)構(gòu)。因為這樣作可減少機(jī)械的構(gòu)件、零件數(shù)目，降低制造成本，提高機(jī)械效率和系統(tǒng)的傳動精度和可靠性，同時也關(guān)系到設(shè)備的使用、保養(yǎng)和維修的簡便程度。上面介紹了傳動鏈系統(tǒng)中有關(guān)傳動裝置或機(jī)構(gòu)的選擇與布置問題，在實際生產(chǎn)中，當(dāng)傳動鏈系統(tǒng)是減速時，減速器是一種常用的獨立的閉式傳動裝置。目前國內(nèi)生產(chǎn)的大多數(shù)減速器已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計時可查閱有關(guān)技術(shù)資料進(jìn)行選取。此外，當(dāng)需要在原動機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)間實現(xiàn)調(diào)速時，可選擇相應(yīng)的機(jī)械調(diào)速裝置。調(diào)速機(jī)械裝置有兩種：有級變速傳動裝置和無級變速傳動裝置。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求有多檔固定轉(zhuǎn)速，而動力源又不能調(diào)速時，可采用有級變速傳動裝置。有級變速傳動裝置常用直齒圓柱齒輪作為傳動構(gòu)件，因為直齒圓柱齒輪換擋比較方便。機(jī)械式無級變速傳動裝置，能在機(jī)器不停止運動的條件下實現(xiàn)調(diào)速。這種傳動裝置一般均靠摩擦來實現(xiàn)傳動，故壽命較短，一般常用于小功率的傳動系統(tǒng)。以上兩類變速傳動裝置也有標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品可供選擇，選用時可查閱有關(guān)技術(shù)資料。 有級變速傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖對于有級變速傳動系統(tǒng)，為清楚地表示機(jī)器或機(jī)械系統(tǒng)中主軸的每一種轉(zhuǎn)速是通過哪些齒輪傳動的，以及各對齒輪的傳動比之間的內(nèi)在聯(lián)系，只有算出各種轉(zhuǎn)速，并按轉(zhuǎn)速大小排序、畫出傳動路線的轉(zhuǎn)速圖。以下來研究轉(zhuǎn)速圖的原理和畫法。 轉(zhuǎn)速圖的概念。圖中豎線表示主傳動系統(tǒng)各軸，距離相等的一組水平線與豎線相交，得相應(yīng)交點（圖中用園點表示）代表各軸所具有的轉(zhuǎn)速。相鄰兩檔轉(zhuǎn)速之比稱為公比φ（圖中φ≈710/450≈450/280≈280/180≈≈）。圖中等距豎線并不代表實際軸間距相等，但相鄰的兩根等距橫線，便代表了成公比φ的兩檔轉(zhuǎn)速。圖中傾斜的連線和上方的數(shù)字比代表傳動比，向右下方傾斜時，表示減速，向右上方傾斜時，表示增速。 轉(zhuǎn)速圖的擬定方法和步驟 以下以牛頭刨床為例，具體說明轉(zhuǎn)速圖的擬定方法和步驟，由題意：刨刀每分鐘的往復(fù)次數(shù)為15~80次，6檔，即轉(zhuǎn)速級數(shù)Z=6，公比φ= ≈，則刨刀各檔速度分別為：80，57，41，29，21，15。設(shè)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為960轉(zhuǎn)/分。1）確定變速組數(shù)目和變速組排列方案由于轉(zhuǎn)速級數(shù)Z=6，故取兩個變速組，根據(jù)各變速組中傳動副數(shù)應(yīng)遵循前多后少的原則，選擇Z=6=32即前面用一個三聯(lián)齒輪，后面用一個雙聯(lián)齒輪。 某種機(jī)床主傳動系統(tǒng)的運動簡圖和轉(zhuǎn)速圖左圖為主傳動系統(tǒng)的運動簡圖，圖中29/46為交換齒輪，3828為雙聯(lián)齒輪。右圖為該主傳動系統(tǒng)對應(yīng)的轉(zhuǎn)速圖2）確定基本組和擴(kuò)大組根據(jù)前緊后松的原則，選擇6=3123方案，即第一變速組為基本組，其三檔傳動比在轉(zhuǎn)速圖上相差一格；第二變速組為擴(kuò)大組，兩檔傳動比在轉(zhuǎn)速圖上相差三格。3）確定是否增加定傳動比降速級由于本傳動系統(tǒng)的最大傳動比i=960/15=64，如僅用二級變速組來實現(xiàn)降速，則每級傳動比要取到8才能達(dá)到要求，顯然太大了。為減小二級變速組的傳動比，必須增加定傳動比的降速級?？紤]到主執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的主動件必須與大齒輪固聯(lián)，且驅(qū)動它的小齒輪不能做成滑動齒輪，故這一對齒輪的傳動比固定。通過類比，選定為4；另外，為減小變速部分的各齒輪的徑向尺寸，通常在電動機(jī)之后再增加一級V帶傳動或其它傳動（如蝸桿傳動）。設(shè)增加一級V帶傳動，則二級變速組的最大傳動比為64/（4）=≈4） 分配速比由上邊計算知，≈，設(shè)取第一變速組、=，則第一變速組的三個傳動比分別為：；。5）V帶傳動帶輪基準(zhǔn)園直徑之比和各對齒輪齒數(shù)比的確定（1） V帶傳動帶輪基準(zhǔn)園直徑之比 經(jīng)類比初選電機(jī)功率P= kw，其余略。（2） 第一變速組的三對齒輪副首先確定最大傳動比時的齒數(shù)比。設(shè)小齒輪齒數(shù)Z1=20，則大齒輪齒數(shù)Z2=20=39ZS=Z1+Z2=20+39=59第二對齒輪副中小齒輪齒數(shù)按下式計算Z1= ZS/（1+i）=59/(1+)=，取Z1為25，則大齒輪齒數(shù)Z2=5925=34；第三對齒輪副的傳動比為1，故Z1= Z2=59/2=，實取為Z1= Z2=29。（3） 第二變速組的二對齒輪副同（2），先確定最大傳動比時的齒數(shù)比。設(shè)小齒輪齒數(shù)Z3=23，則大齒輪齒數(shù)Z4=23=45，則ZS=Z3+Z4=23+45=68；第二對齒輪副中小齒輪齒數(shù)按下式計算Z1= ZS/（1+i）=68/(1+)=，取Z3為40，則大齒輪齒數(shù)Z4=6840=28。（4） 最后一級定傳動比齒輪副參考同類刨床，小齒輪齒數(shù)Z5=25，則大齒輪齒數(shù)Z6=iZ5=425=100。1）計算刨刀實際的每分鐘往復(fù)次數(shù)（略）畫出牛頭刨床主運動鏈的轉(zhuǎn)速圖（略）。4 繪制系統(tǒng)工作循環(huán)圖設(shè)計機(jī)械時，用以表示機(jī)械在一個工作循環(huán)過程中，各執(zhí)行構(gòu)件之間運動配合關(guān)系的圖形叫做系統(tǒng)工作循環(huán)圖。繪制系統(tǒng)工作循環(huán)圖的過程就是系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計過程。當(dāng)機(jī)器或機(jī)械系統(tǒng)總體方案確定以后，在進(jìn)行運動設(shè)計之前，還必須考慮各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工藝動作、運動時間或運動速度間的協(xié)調(diào)配合關(guān)系。傳動系統(tǒng)中各執(zhí)行機(jī)構(gòu)關(guān)系通常有以下3種情況：(1) 在某些傳動系統(tǒng)中，各執(zhí)行構(gòu)件的運動是彼此獨立的，不存在各執(zhí)行構(gòu)件在動作上的嚴(yán)格協(xié)調(diào)配合問題。在這種情況下，為了簡化傳動鏈，通?？煞謩e為每種運動設(shè)計一個獨立的傳動鏈，由單獨的原動機(jī)驅(qū)動。，砂輪和工件的四個運動彼此獨立。應(yīng)為每個運動單獨設(shè)計各自的運動鏈。砂輪工件砂輪架　外圓磨床(2) 各執(zhí)行構(gòu)件間必須保證嚴(yán)格的速度協(xié)調(diào)配合。如按范成法加工齒輪時，刀具和工件的范成運動必須保持其一恒定的傳動比。又如在車床上車制螺紋時，主軸的轉(zhuǎn)速和刀架的走刀速度也必須保持恒定的速比關(guān)系。在這種情況下，通常采用集中分流驅(qū)動，用傳動鏈來調(diào)整和保證執(zhí)行構(gòu)件間的速比關(guān)系。(3) 要求各執(zhí)行構(gòu)件的動作須協(xié)調(diào)配合。即要求各執(zhí)行構(gòu)件在運動時間的先后上和運動位置的安排上必須準(zhǔn)確而協(xié)調(diào)的相互配合。課程設(shè)計的題目都屬于這種情況。課程設(shè)計題目中繪制系統(tǒng)工作循環(huán)圖的任務(wù)是完成主執(zhí)行機(jī)構(gòu)與控制工件運動的輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)設(shè)計。一般情況下，主執(zhí)行機(jī)構(gòu)在完成正行程中的工作形成時，即可考慮讓控制工件運動的輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件（作間歇運動）開始動作。但是，什么時間開始動作，在多長時間內(nèi)完成動作是由“干涉條件”決定的。以牛頭頭刨床為例。牛頭刨床在主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一個運動循環(huán)（曲柄轉(zhuǎn)角q=0176。~360176。）內(nèi)，滑塊（刀具）作切削運動（正行程，正行程的曲柄轉(zhuǎn)角與行程速比系數(shù)相關(guān)）和退刀運動（回程）。牛頭刨床的刨刀鉸接在滑塊上。假設(shè)在開始退刀時工件作進(jìn)給運動，當(dāng)退刀過程中刀具與已經(jīng)作了給進(jìn)運動的工件發(fā)生位置干涉時，刀具會繞其軸線轉(zhuǎn)動而避免干涉。因此牛頭刨床理論上可以在回程的起始點開始作進(jìn)給運動。，要求：1)送料構(gòu)件將原料送入?？咨戏胶?，沖頭才可進(jìn)入模孔進(jìn)行沖壓；2)當(dāng)沖頭上移一段距離后，才能進(jìn)行下次送料動作。a）等待送料 　b）送料完成等待沖壓 　　　　　　　　c）上模正行程 d）上模完成回程等待送料 　　　　　e）送料完成等待沖壓可以看出，在不知道主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運動循環(huán)情況時，協(xié)調(diào)設(shè)計就無從下手。而主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運動循環(huán)情況是在第6步“機(jī)構(gòu)的參數(shù)確定”中確定的。因此“協(xié)調(diào)設(shè)計”與“機(jī)構(gòu)的參數(shù)確定”是并行、交叉設(shè)計。各執(zhí)行機(jī)構(gòu)運動協(xié)調(diào)配合關(guān)系用工作循環(huán)圖表示。在編制運動循環(huán)圖時，要從機(jī)械中選擇一個構(gòu)件作為定標(biāo)構(gòu)件，用它的運動位置（轉(zhuǎn)角、位移或運動時間）作為確定各執(zhí)行構(gòu)件動作先后次序的基準(zhǔn)。課程設(shè)計時建議選主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的曲柄為定標(biāo)構(gòu)件，用曲柄轉(zhuǎn)角作為確定各執(zhí)行構(gòu)件動作先后次序的基準(zhǔn)，在圖中標(biāo)出各機(jī)構(gòu)的各種動作的起始角和終止角。工作循環(huán)圖通常有3種形式：1) 圓環(huán)式運動循環(huán)圖；2) 直線式運動循環(huán)圖；3) 直角坐標(biāo)式運動循環(huán)圖。，執(zhí)行構(gòu)件刨頭和工作臺間運動配合關(guān)系的圓環(huán)式運動循環(huán)圖。此循環(huán)圖繪制的步驟大致如下：1) 選擇定標(biāo)構(gòu)件。由于兩執(zhí)行構(gòu)件的工作循環(huán)的周期是相同的，即在導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的曲柄((b))旋轉(zhuǎn)360176。的時間內(nèi)完成一個工作循環(huán)。并且導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的曲柄1既是切削運動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的原動件又是工作臺進(jìn)給組合部分的運動源頭，故選擇曲柄1作定標(biāo)構(gòu)件，顯然是恰當(dāng)?shù)?。AB1CED2453　　　a）牛頭刨床圓環(huán)式運動循環(huán)圖 　　　　b) 牛頭刨床主執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖 　牛頭刨床圓環(huán)式運動循環(huán)圖的制定2) 作一圓環(huán)表示曲柄1在一個工作循環(huán)中的轉(zhuǎn)角，根據(jù)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K，求出其極位夾角q，從而可將圓環(huán)分為兩倍分：圓環(huán)的上半部分的圓心角為180176。+q，對應(yīng)刨刀工作時曲柄1的轉(zhuǎn)角；下半部分表示刨刀空回行程時曲柄1的轉(zhuǎn)角。3) 在前述圓環(huán)之外再畫一圓環(huán)，表示進(jìn)給運動組合部分中，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的曲柄在一個工作循環(huán)中的轉(zhuǎn)角。以內(nèi)環(huán)中所表示的刨頭運動規(guī)律為基準(zhǔn)，并在外環(huán)中合理地安排好工作臺停動時間所對應(yīng)的曲柄的轉(zhuǎn)角位置，那么，由此二圓環(huán)所組成的循環(huán)圖可形象、準(zhǔn)確地表示出設(shè)計者對二執(zhí)行構(gòu)件間運動協(xié)調(diào)配合的要求。依據(jù)上述運動循環(huán)圖就能比較容易地設(shè)計出兩曲柄在兩連接齒輪上的相對位置，以及為保證工作臺能正確運動的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)等的運動簡圖參數(shù)。所以，傳動系統(tǒng)的運動循環(huán)圖是對系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的運動設(shè)計、控制系統(tǒng)設(shè)計、以及設(shè)備的安裝、調(diào)試等工作的重要依據(jù)。退回停 止沖制進(jìn)給沖頭送料器曲柄轉(zhuǎn)角0176。 90176。 180176。 270176。 360176。 圖 沖床執(zhí)行構(gòu)件的直線式工作循環(huán)圖。所謂直角坐標(biāo)式運動循環(huán)圖，其繪制原理基本上與上述兩種循環(huán)相同，只是在直線式循環(huán)圖中引入一縱坐標(biāo)來表示執(zhí)行構(gòu)件的位移或速度甚至加速度的大小。這樣的循環(huán)圖，不僅能表示出執(zhí)行構(gòu)件間運動的先后秩序，而且能表示出各執(zhí)行構(gòu)件在各種行程中的運動規(guī)律以及各執(zhí)行構(gòu)件間在運動上的配合關(guān)系。所以，這是一種比較復(fù)雜也比較完善的運動循環(huán)圖。關(guān)于直角坐標(biāo)式運動循環(huán)圖用下例說明制定過程?！尽俊稒C(jī)械原理》教材圖39所示的工作循環(huán)圖的制定過程。該壓帽機(jī)的生產(chǎn)率Q=30件/ min。① 機(jī)械的工作循環(huán)時間機(jī)械的工作循環(huán)時間是指作循環(huán)運動的機(jī)械完成一個工作循環(huán)所需要的時間，通常用T表示。機(jī)械的工作循環(huán)時間往往與各執(zhí)行構(gòu)件的運動循環(huán)時間一致。因為執(zhí)行構(gòu)件的運動節(jié)奏就是整臺機(jī)器的工作節(jié)奏。執(zhí)行構(gòu)件的運動循環(huán)一般由若干個動作組成，因此，執(zhí)行構(gòu)件的運動循環(huán)時間T可以表示為T執(zhí)=T=t1+t2+188。+tn工藝過程電阻體上料電阻體夾緊送帽壓帽送帽壓帽機(jī)構(gòu)凸輪電阻坯件電阻送料機(jī)構(gòu)凸輪電阻帽夾緊機(jī)構(gòu)凸輪送帽壓帽機(jī)構(gòu)凸輪 　電阻自動壓帽機(jī)②機(jī)械工作循環(huán)圖的設(shè)計步驟設(shè)計機(jī)械工作循環(huán)圖時，由于機(jī)械系統(tǒng)的功能是已知的，理論生產(chǎn)率已確定，即機(jī)械系統(tǒng)工作循環(huán)時間T已基本確定，各執(zhí)行構(gòu)件的運動方式也初步擬定。機(jī)械工作循環(huán)圖可按以下步驟進(jìn)行設(shè)計。A. 確定機(jī)械工作循環(huán)時間TT=1 / Q式中，Q為生產(chǎn)率。T= 1/Q=(1180。60)/30=2sB. 確定各執(zhí)行構(gòu)件的簡化運動簡圖 中有三個執(zhí)行構(gòu)件，它們分別是送料桿（圖中未畫出）、夾緊桿和壓帽桿?？梢酝ㄟ^調(diào)查研究、試驗、類比等方法確定各執(zhí)行構(gòu)件的動作順序、時間和相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角。 C. 協(xié)調(diào)各執(zhí)行構(gòu)件的動作順序 以送料桿的運動為基礎(chǔ)，協(xié)調(diào)其他兩個執(zhí)行構(gòu)件的運動。由送料與夾緊的關(guān)系知，只有當(dāng)送料桿將工件送到位后，夾緊桿才能去夾緊，但夾緊桿從靜止運動至夾緊位置有一段行程，為了節(jié)省時間，可以在送料桿尚未送到位時，夾緊桿就開始運動，只要保證送料桿送到位后夾緊桿才運動至夾緊位置和兩執(zhí)行構(gòu)件不發(fā)生空間碰撞即可。由于機(jī)構(gòu)運動的誤差，應(yīng)在送料桿送到位后一小段時間，夾緊桿才運動至夾緊位置。按此原則，將夾緊桿運動至夾緊位置的時間滯后于送料桿送到位的時間，可根據(jù)滯后時間確定相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角。同理，將壓帽桿開始慢壓的時間滯后于夾緊桿運動至夾緊位置的時間，也可確定相應(yīng)的滯后分配軸轉(zhuǎn)角。 　D．繪制機(jī)械工作循環(huán)圖按上述協(xié)調(diào)后各執(zhí)行構(gòu)件的運動順序。 電阻自動壓帽機(jī)工作循環(huán)圖回程等待夾緊從動件位移曲線圖凸輪輪廓圖凸輪名稱序號90186。240186。0186。150186。送電阻體135186。342186。0186。252186。60186。送帽壓帽0186。120186。285186。45186?；爻虋A緊0186。90186。180186。270186。360186。電阻體上料凸輪電阻體夾緊凸輪送、壓帽凸輪壓5 機(jī)構(gòu)尺度參數(shù)確定正向運動的大部分時間有工作阻力的機(jī)構(gòu)，要求具有急回特性?，F(xiàn)以牛頭刨床的主執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計為例，按行程速比系數(shù)綜合運動學(xué)尺寸的過程。設(shè)計任務(wù)書中的設(shè)計條件與要求中規(guī)定刨刀取最常用行程400mm~~，這是尺度綜合的依據(jù)。設(shè)計條件給出了在一定范圍變化K值和H值。這個K與H對應(yīng)關(guān)系并非必須嚴(yán)格遵守不得有誤差，它只是說明具有這種關(guān)系的機(jī)構(gòu)在理論上及實踐中都曾有良好的性能。因此建議牛頭刨床按K=、H=450 mm進(jìn)行尺度綜合。AB1CED2453，一些設(shè)計給定參數(shù)需由學(xué)生自己確定。機(jī)架AC長度：牛頭刨床可取值LAC=400~500mm。該值的大小影響曲柄的長度進(jìn)而影響曲柄銷B處的轉(zhuǎn)動副約束反力和移動副約束反力。其最佳值至少是在多種取值