机械原理课程设计-洗瓶机(4)

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] ＝35o～45o ； 回程时通常取[α]′ ＝70o～80o。

其中凸轮设计原理如图7-2。

图7-2 凸轮设计原理

4.根据以上设计内容确定出凸轮设计曲线图如线图（图7-3）所示。

图7-3凸轮设计曲线图

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：

?， y??r0?s?co?s （A） x??r0?s?sin5.求凸轮理论轮廓曲线：

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a)推程阶段 δ01=216o=1.2?

h2?/??sin?4?1?/?2?? s1?h???1/?01??sin?2??1/?01?/?2??? =

?????1??0,1.2??

b）远休阶段 ?02?36o=?/5 s2?7.5 ?2??0,?/5? c)回程阶段 ?03?72o?2?/5

s3?10h?33/?033?15h?3/?03?6h?3/?03

?270h?3/?3?1215h?3/?3?1458h?3/?534454455 ?3??0,2?/5?

d) 近休阶段 ?02?36o=?/5 s4?0 ?4??0,?/5? e)推程段的压力角和回程段的压力角

??arctasn

d/d?r0?s

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???01??2，在回程阶段取

???01??02??3，在近休阶段取???01??02??03??4。

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180.9mm。

6. 求工作轮廓曲线：

'? xs y??y?rrsin 有公式的 ?x?rrco?其中：

sin???dx/d??/co?s???dy/d??/?dx/d??2??dy/d??2

?dx/d??2??dy/d??21﹚ 推程阶段 ?1??0,1.2??

?2h????1?cos?4?1???sin?1??r0?s?cos?1dx/d???dx/d??sin?1??r0?s?cos?1??? ?2h?????1?cos4?1?cos?1??r0?s?sin?1dy/d???ds/d??cos?1??r0?s?sin?1???=?

2﹚ 远休阶段 ?0，?/5?

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?/2??2? dx/d???r0?s?co?s

??/2??2?dy/dy???r0?s?sin

3﹚回程阶段 ?0,2?/5?

??3?????r0?s?co?s?3??? dx/d???ds/d??sin?810h?3/?3?4860h?3/?4?7290h?3/?5sin??3?????r0?s?cos??3???

234??dy/d??810h?3/?3?4860h?3/?4?7290h?3/?5cos??3?????r0?s?sin??3???234?? 4﹚ 近休阶段 ?0,?/5?

?4?/3??4? dx/d???r0?s?cos?4?/3??4? dy/d????r0?s?sin计算结果可以得凸轮工作轮廓曲线个点的坐标见下表7-1：

表7-1 ? x y 0o 5o 10o ? 350o 355o 360o 0.0 4.359 8.705 ? -8.682 -4.358 0.0 50.0 49.826 49.370 ? 49.246 49.810 50.0 x? 0.0 3.602 7.409 ? -6.946 -3.486 0.0

三、铰链四杆机构尺寸设计

铰链四杆机构按照给定的急回要求设计，利用解析法求解此类问题时，主要利用机构在极为是的特性。又已知的行程速比系数K和摇杆摆角φ=69度，在由图7-4查的最小传动角的最大值maxγmin及β的大小在计算各杆的长度。

y? 40.0 39.855 39.455 ? 39.392 39.847 40.0 18

图7-4 摇杆摆角ψ的变化

查表可知maxγmin=45o，β=75o则：

? =180o（K-1）/（K+1）=90o ， a/d=sin(?/2)sin(?/2+β)/cos(?/2-?/2) b/d= sin(?/2)sin(?/2+β)/sin(?/2-? /2) ， (c/d)2=(a/d+b/d)2+1-2(a/d+b/d)cosβ 选定机架长度d就可以确定其他各干长度。

根据推瓶的行程来确定各杆的长度及摆角大小，摇杆所转的角度?=69度，行程速比系数K=3。得

L1=477.64mm L2=290.22mm L3=577.3mm L3a=229.3mm L4=500mm L4a=200mm

图7-5 铰链四杆机构解析

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连杆机构中的运动副一般均为低副。其运动元素为面接触，压力较小，承载能力较大，润滑较好，磨损小，加工制造容易，且连杆机构中的低副一般是几何封闭。能很好的保证工作可靠性。

对于四杆机构来说，当其铰链中心位置确定后，各杆的长度也就确定了，用作图法进行设计，就是利用各铰链之间的相对运动的几何关系，通过作图法确定各铰链的位置，从而得出各杆的长度。图解法的优点是直观，简单，快捷，对三个设计位置下的设计十分方便，其设计精度也能满足工作要求。根据第3章四杆机构的尺寸来设计铰链四杆机构。

连杆材料为45#钢调制处理，杆粗为20mm，根据各干长度尺寸现用CAD软件绘制连杆机构图如下，这三幅图分别为连杆滑块在凸轮上转到近休时连杆机构的位置（图7-6所示, 连杆滑块转到凸轮远休时连杆机构的位置（图7-7）所示。

图7-6

图7-7

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