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θ；

⑵由导杆机构特性知道，导杆摆角等于极位夹角，即ψmax=θ；

⑶由行程H和θ可求出导杆长l BO4；

⑷由刨刀的行程H和θ可求出曲柄长l AO2；

⑸由连杆与导杆之比l BC/l B O4=0.2~0.3可求出连杆长L BC；

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y

CO4

二、确定传动机构的尺寸

已知条件：机架l O2O4=390 mm，刨刀的行程H=390 mm，；行程速比系数K=1.5；连杆与导杆之比l BC/l B O4=0.33

1）.根据所给数据确定机构尺寸

极位夹角：οθ361

5.115.118011180=+-=+-=︒︒k k 导杆长度：41390165022sin18sin 2

BO H l mm θ

=== 连杆长度：BC l =0.33 4BO l =214.5mm

曲柄长度：224sin 390*sin181172AO O O l l mm θ

===

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，

()444111cos 650*6501cos18633.75222CO BO BO y L l mm θ⎛⎫=--=--= ⎪⎝

⎭ 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。

B

A

O4

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ψ

max

l O9D l O9O2r o r tΦΦs Φ’

单

位

°mm °

数

据

15126 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。

（.）

φ

（.）

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

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l O9D/μl为半径，作圆弧交基圆于D O（D’O）点。则O9D O便是从动件的起始位置。注意,图示位置D O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l O9O2/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l O9D/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= O91 D’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