机械原理第二次讨论课.docx

机械原理第二次讨论课精04 张为昭 20100105911、 凸轮改进原有凸轮机构的传力特性欠佳是由于推程最大压力角超过许用值，已知移动滚子从动件盘形凸轮逆时针转动时的压力角： （从动件左偏置取“”，右偏置取“”）由上式分析可知，要改善凸轮推程压力角，可以使用的方法是：增大基圆半径，如方法（1）；将从动件左偏置改为右偏置，如方法（2）；减小从动件在凸轮作用下的位移（此种方案需要引入附加机构保证最终输出的运动与原运动相同，结构较为复杂，故在此不进行设计）。又由于移动平底从动件盘形凸轮机构的压力角始终为零，故也可以采用移动平底从动件代替移动滚子从动件，如方法（3）。所以综上所述，改进方法有以下三种：（1） 增大基圆半径（如图） 缺点：凸轮机构的尺寸会增大，不适宜小空间使用。（2） 将从动件向右偏置（如图）缺点：改善了推程压力角却增大了回程压力角。（但因回程压力角 许用值较大）故在某些情况下可以做如此改进。（3） 将滚子从动件改成平底从动件（如图）此种方案要注意：基圆半径： （防止从动件及凸轮磨损严重及从动件应力过高）平底宽度： 缺点：平底要考虑受力弯曲以及磨损较大的情况，工艺上要求更高，且平底从动件凸轮只能做成外凸状，某些情况下可能无法实现。2、 混合轮系计算题目1： （1）轴B的转动方向沿右侧看去为逆时针。 由题意： 分析以上各轴的转向：从右方看去，3逆时针转，6（系杆）逆时针转，取从右看的逆时针 转向为正，有： 结合前面计算的结果得到C轴转速： 转向从右方看去为逆时针。（2）原机构的为差动轮系，有A、B两个输入轴，要使运动仅从A输入 且C轴输出不变，则需引入一个不改变原有机构运动状态的约束。 按此思路可有以下三种构思： a、B轴不输入运动，用蜗轮9、齿轮9将A的运动引出来控制B。 b、取消齿轮7、8，直接用蜗轮9、齿轮9将A的运动引出控制6。 c、取消齿轮6、7、8直接用齿、蜗轮9、齿轮9将A的运动引出控 制系杆H。 （3）针对方案一进行详细设计： 蜗轮9、齿轮9模数分别为5mm、9mm，二者连接轴的长度满足装 配长度即可，接下来求出两轮齿数、即可。 由传动比条件： 查表得m5mm的单头蜗杆直径为90mm 由装配条件： 考虑 为整数解，综合上述方程解得： 此时的传动比误差为1.1%，可以接受。 校核尺寸，检查干涉：主要检查系杆和轴99是否会发生干涉： 由前述分析已知轴99与轴C的距离是360mm 分析机构可知系杆旋转半径大于齿轮5的半径即可，设齿轮5模数 为4mm，则齿轮5的半径是： 所以通过合理设计系杆长度可以不产生干涉。 故选用的设计方案是：9为模数5mm齿数68的蜗轮，9为模数4mm 齿数66的标准直齿轮，二者连接轴的长度视其它轴的长度配合而定。 3、 机构设计（1） 基本思路：（a）使用组合机构，由于是在二维平面上控制机构按照一个精确的一维轨迹运动，需要至少控制一个方向的维度。已知在平面上运动的点，描述它的坐标有自然坐标、直角坐标、极坐标三种。不同的坐标可以对应不同的机构：自然坐标固定形状的导轨；直角坐标含滑动幅的机构（滑动从动件凸轮、齿条等）；极坐标含转动副的机构（连杆、齿轮、摆杆从动件凸轮等）。（b）由于要求轨迹为一封闭图形，所以该机构以一个循环运动的机构为基础。（c）为了正确形成矩形轨迹，在机构中可加入凸轮来精确控制。（d）对于自然坐标，只需给出一个与所要求轨迹相同的矩形导轨再加入一个转动机构驱动点的运动即可，方案简单在此省略；对于直角坐标，可以在坐标轴与矩形平行的坐标系下分别控制两个维度上的运动（选择分别控制两个维度是因为在此情况下要求点沿矩形轨迹运动，为了保证相邻边的垂直，两个方向的运动不能同时进行，需要分开做间歇运动控制），如方案a，也可以在坐标轴与矩形不平行的坐标系下控制一个维度的运动（此种坐标情况下，由于运动轨迹时刻都是两方向运动的合成，所以只要精确控制一个方向的轨迹使其与另一个方向的轨迹可以合成所需轨迹即可），如方案c；对于极坐标，以四连杆为基础，加上一个凸轮来控制极坐标中对应矩形轨迹各点的角度和长度即可，如方案b。以下为a、b、c三种方案的机构运动简图： a、双滚子从动件槽凸轮、四杆四移动副组合机构： b、滚子从动件凸轮、五连杆组合机构：c、尖端从动件凸轮、五杆组合机构：（2） 方案a结构简单，两个方向上的轨迹都可以精确控制，但双槽凸轮加工难度较大；