洗瓶机推瓶机构设计___机械

洗瓶机推瓶机构设计___机械内容摘要：

－铰链四杆机构方案 如 31 所示，铰链四杆机构的连杆 2上点 M 走近似于所要求的轨迹， M 点的速度由等速 转动的凸轮通过构件 3的变速转动来控制。 由于此方案的曲柄 1是从动件，所以要注意度过死点的措施。 6 图 31 凸轮－铰链四杆机构的方案 确定一条平面曲线需要两个独立变量。 因此具有两自由度的连杆机构都具有精确再现给定平面轨迹的特征。 点 M 的速度和机构的急回特征，可通过控制该机构的两个输入构件间的运动关系来得到，如用凸轮机构、齿轮或四连杆机构来控制等等。 图 32 所示为两个自由度五杆低副机构， 4 为它们的两个输入构件，这两构件之间的运动关系用凸轮、齿轮或四连杆机构来实现，从而将原来两自由度机 构系统封闭成单自由度系统。 (a) (b) (c) (d) 图 32 五杆组合机构的方案 7 全移动副四杆机构 图 33 所示全移动副四杆机构是两自由度机构，构件 2 上的 M 点可精确再现给定的轨迹，构件 2的运动速度和急回特征由凸轮控制。 这个机构方案的缺点是因水平方向轨迹太长，造成凸轮机构从动件的行程过大，而使相应凸轮尺寸过大。 图 33 凸轮 全移动副四连杆机构的方案 方案的评定 根据上节所给出的三种设计方案，我们来讨论并从中选出较优方案进行最终的设计。 首先是凸轮 — 铰链四杆机构：此机构结构简单， 、体积小，安装后便于调试而且从经济性角度来看，也很合适。 其中凸轮轴能很好协调推头的运动且工作平稳。 推头 M能够近似的完成所要求的工作行程轨迹，主要由各推杆的长度比例及凸轮的形状来实现推回程速度比和推程。 但缺点是四杆机构的低副之间存在间隙，杆较多，容易产生误差，累积误差大，不能实现精确运动。 冲击、震动较大，一般适用于低速场合。 因为本设计中使用的连杆不多，而且速度不是很快，这种方案可以满足设计要求。 其次 五杆组合机构的方案 五杆组合机构方案，此方案所需要的杆件繁多，设计烦琐，实际机构尺寸过大，不是很合理的一个设计方案，性价比也不高。 最后 凸轮 全移动副四连杆机构的方案 是两自由度机构，构件 2上的 M点可精确再现给定的轨迹，构件 2 的运动速度和急回特征由凸轮控制。 这个机构方案的缺点是因水平方向轨迹太长，造成凸轮机构从动件的行程过大，而使相应凸轮尺寸过大，不符合实 际要求，空间过大。 8 方案选择 根据上述方案的评定，最终选择凸轮铰链四杆机构作为本次设计的推瓶机构方案，如图 34所示： 右图 图 34 第 3章 凸轮及铰链四杆机构的 设计 凸轮的设计 凸轮基本参数设计 (1) 凸轮机构的组成 凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。 凸轮通常作等速转动，但也有作往复摆动或移动的。 推杆是被凸轮直接推动的构件。 因为在凸轮机构中推杆多是从动件，故又常称其为从动件。 凸轮机构就是由凸轮、推杆和机架三个主要构件所组成的高副机构。 （ 2） 凸轮机构中的作用力 直动尖顶推杆盘形凸轮机构在考虑摩擦时，其凸轮对推杆的作用力 F 和推杆所受的载荷 (包括推杆的自重和弹簧压力等 ) G 的关系为 9 F = G /［ cos(α+φ1) (l+2b/l)sin(α+φ 1)tanφ2 ］ （ 3）凸轮机构的压力角 推杆所受正压力的方向 (沿凸轮廓 线在接触点的法线方向 )与推杆上作用点的速度方向之间所夹之锐角， 称为凸轮机构在图示位置的压力角，用 α 表示 在凸轮机构中，压力角 α 是影响凸轮机构受力情况的一个重要参数。 在其他条件相同的情况下，压力角 α 愈大， 则分母越小， 作用力 F 将愈大；如果压力角大到使作用力将增至无穷大时，机构将发生自锁，而此时的压力角特称为临界压力角 αc ，即 αc ＝ arctan{1/[(1+2b/l)tanφ2]} φ 1 为保证凸轮机构能正常运转，应使其最大压力角 αmax 小于临界压力角 αc。 在生产实际中，为了提高机构的效率、改善其受力情况，通常规定凸轮机构的最大压力角 αmax 应小于某一许用压 力角 [α]。 其值一般为： 推程 对摆动推杆取 [α] ＝ 35186。 ～ 45186。 ； 回程时通常取 [α] ′ ＝ 70186。 ～ 80186。 （ 4）根据以上设计内容确定出凸轮设计曲线图如线图（图 41）所示。 图 41 凸轮设计曲线图 10 凸轮的轮廓主要尺寸是根据四杆机构推头所要达到的工作行程和推头工作速度来确定的，初步定基圆半径 r0=50m，沟槽宽 20mm，凸轮厚 25mm, 孔 r=15mm ,滚子半径rr=10mm。 凸轮的理论轮廓曲线的坐标公式为：   sin0 srx  ，   cos0 sry  （ A） （ 5）求凸轮理论轮廓曲线： a)推程阶段 δ 01=216186。 =        2//2s in/ 0110111  hs =        2/4s in/2 1h   ,01  b）远休阶段 3602 186。 = 5/ 2s  5/,02   c)回程阶段 7203 186。 5/2 33 10hs  179。 03/ 179。 5035340343 /6/15  hh  5534343333 /1 4 58/1 2 15/270  hhh   5/2,03   d) 近休阶段 3602 186。 = 5/ 04s  5/,04   e)推程段的压力角和回程段的压力角 sr dd s  0 /arctan  将以上各相应值代入式（ A）计算理论轮廓曲线上各点的坐标值。 在计算中时应注意 ：在推 程阶 段取 1 ， 在远休 阶段取 201   ， 在 回程阶 段取30201   ，在近休阶段取 4030201  。 计算结果见表 41。 . 根据推瓶机构原理，推瓶机构所需达到的工作要求来设计凸轮，凸轮的基本尺寸在近休时尺寸为 50mm,达到最远距离是尺寸为。 11 (6)求工作轮廓曲线： 有公式的 cos39。 rrxx  sinrryy  其中：       22 ////s in dddddd yxx        22 ////c o s dddddd yxy  a) 推程阶段   .21,01      101 c o ss in//  srdddd xx      1011 c o ss in4c o s12  srh       101 s inc os//  srdddd sy 。