设计牛头刨床中的凸轮机构.docx
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设计牛头刨床中的凸轮机构
导杆机构的设计
52邹加利：
三维零件绘图，凸轮所需的计算，35%
22劳毅麟；组装，尺寸修改，导杆机构制作35%
18黄伟宗：
凸轮CAD制作·Pro/E制作15%
23梁永豪：
凸轮CAD制作，凸轮机构的计算，检查，修改15%
一、尺寸参数确定依据及过程：
行程速比系数或压力角确定。
尺度综合过程如下：
⑴由K=1.5求得极位夹角；
⑵由导杆机构特性知道，导杆摆角等于极位夹角，即max=；
⑶由行程H和可求出导杆长lBO4；
⑷由刨刀的行程H和可求出曲柄长lAO2；
⑸由连杆与导杆之比lBC/lBO4=0.2~0.3可求出连杆长LBC；
⑹为使杆组的压力角较小，滑块C的导路x-x位于导杆端点B所作的圆弧高的平分线上，以此确定导路的高度yCO4。
二、确定传动机构的尺寸
已知条件：
机架lO2O4=390mm，刨刀的行程H=390mm，；行程速比系数K=1.5；连杆与导杆之比lBC/lBO4=0.33
1）.根据所给数据确定机构尺寸
极位夹角：
导杆长度：
连杆长度：
=0.33
=214.5mm
曲柄长度：
已知刨头导路x-x位于导杆端点B所作的圆弧高的平分线上。
（这样才能保证机构运动过程的最大压力角具有最小值，使机构在运动过程中具有良好的传动力特性）所以，
即导轨滑块C到O4的垂直距离为633.75mm。
（此图可用Flashpaper导出）
2）.机构运动简图的绘制
选取一长度比例尺，如图所示。
任务三设计牛头刨床中的凸轮机构
%
一．凸轮机构的设计要求概述：
⒈已知摆杆9作等加速等减速运动，要求确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径，手工或用CAD软件画出从动件运动规律角位移线图和凸轮的实际轮廓。
该凸轮机构的从动件运动规律为等加速等减速运动。
各数据如表：
符号
ψmax
lO9D
lO9O2
ro
rt
Φ
Φs
Φ’
单位
°
mm
°
数据
15
126
150
61
15
65
10
65
二.从动件运动规律角位移线图的画法:
①、绘制坐标轴。
取凸轮转角的比例尺μφ=.2．6°/mm，在Φ轴上分别量取Φ=65°、Φs=10°、Φ’=65°；取螺杆摆角的比例尺μψ=１°/mm。
在ψ轴上量取ψmax=15°；
②、将Φ=65°、Φ’=65°分别等分成5等分，则得各等分点1、2…10。
③、绘制推程的位移线图。
过3点作ψ轴的平行线，在该平行线上截取线段高度为ψmax=15°，将该线段等分成6等分（注意应与角Φ的等分数相同），得各等分点，如前半推程的1＇、2＇、3＇；将坐标原点分别与点1＇、2＇、3＇相连，得线段O1＇、O2＇和03＇,分别与过1、2、3点且平行与Ψ轴的直线交于1＂、2＂和3＂；将点0、1＂、2＂、3＂连成光滑的曲线，即为等加速运动的位移曲线的部分,后半段等减速运动的位移曲线的画法与之相似,只是弯曲方向反过来,见图。
同理可得回程的位移曲线。
三、摆动从动件盘形凸轮轮廓设计：
⑴设计原理
设计凸轮轮廓依据反转法原理。
即在整个机构加上公共角速度（－ω）（ω为原凸轮旋转角速度）后，将凸轮固定不动，而从动件连同机架将以（－ω）绕凸轮轴心O2逆时针方向反转，与此同时，从动件将按给定的运动规律绕其轴心O9相对机架摆动，则从动件的尖顶在复合运动中的轨迹就是要设计的凸轮轮廓。
⑵设计凸轮轮廓的步骤如下：
在图所示的摆动从动件角位移曲线中,其纵坐标表示从动件角位移Ψ,它按角度比例尺μΨ画出。
μΨ＝从动件摆角/图上代表该摆角的线段长度=１（°/mm）
1将ψ－φ曲线图（如图
（1））的推程运动角和回程运动角各分成4等份，按式求出各等分点对应的角位移值:
Ψ1＝μΨΨ11′、Ψ2＝μΨΨ22′，……。
其数值见表
（1）。
表1各点的角位移数值
序号
偏角
0
0°
1
2.11°
2
7.5°
3
12.89°
4
15°
5
15°
6
12.89°
7
7.5°
8
2.11°
9
0°
2选取适当的长度比例尺μl定出O2和O9的位置。
以O2为圆心，以r0/μl为半径作基圆。
以O9为圆心，以lO9D/μl为半径，作圆弧交基圆于DO（D’O）点。
则O9DO便是从动件的起始位置。
注意,图示位置DO位于中心连线O2O9的左侧,从动件在推程中将按顺时针方向摆动。
3以O2为圆心，以lO9O2/μl为半径作圆，沿（-ω）[即为逆时针方向]自O2O9开始依次取推程运动角Φ0=65°，远休止角Φs=10°，回程运动角Φo’=65和远休止角Φs’=220°，并将推程和回程运动角各分成4等份（与角位移线图相对应的等份），得O91,O92,O93……O99各点。
它们便是逆时针方向反转时，从动体轴心的各个位置。
4分别以O91,O92,O93……O99为圆心,以lO9D/μl为半径画圆弧,它们分别与基圆相于D’1，D’2，D’3……D’9，并作∠D’1O91D1，∠D’2O92D２……分别等于摆杆角位移Ψ1、Ψ2……。
并使O91D1=O91D’1，O92D2=O92D’2，……。
则得D1，D2，……D9（与D’9重合）各点。
将这些点连成光滑的曲线,便是凸轮的理论轮廓。
5在上述求得的理论轮廓线上，分别以该轮廓线上的点为圆心，以滚子半径为半径，作一系列滚子圆。
作该系列圆的内包络线，即为凸轮的实际轮廓，如图。
此图用CAD画
此图用CAD画
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