实现预定轨迹的凸轮连杆组合机构设计
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AB 一 ( r / R ) 2— 3 m 、 0m BM 一 ( + r / R ) 2— 5 4
长度 为 半 径 作 一 系列 圆弧 , 预期 轨迹 分 别 交 与
第 4期
魏 引 焕 : 现 预 定 轨 迹 的 凸 轮 连 杆 组 合 机 构 设 计 实
・ 1 7 ・
() 曲柄 上 B点运 动 圆周进 行若 干等 分 , 1将 得 到 B 、 B … 各 点 ; B 、。 2 ( )以 B 、 B。 各 点 为 圆 心 , 构 件 B 2 B 、 … 以 M
置 , A 点为 圆心作 与预 期 轨迹 相 切 的两 个 圆 , 以 其
半 径 分 别 为 r R , 得 r 2 及 量 = 4mm 、 R=8 m, 4m 则
则 构 件 B 长 度 应 该 满 足 r M — A 、 B + M =B B R= M A , 则 曲 柄 AB 在 与 连 杆 上 B 两 次 共 线 时 , B 否 M 以 B 点 为 圆 心 以 B 为 半 径 所 作 的 圆 弧 与 预 期 轨 迹 M
曲线无 交 点 , 这样 会 使 凸轮 轮 廓 不连 续 , 法 得 到 无 所需 要 的凸轮 轮廓 . 图 6所 示 , 曲柄位 于 A 如 当 B 附近时 M 在 的 圆弧 与预期 轨 迹 近端无 交 点 , 所 当
设 计 与 制 造 ,0 9 4 ( ) 1 517 2 0 ,7 7 :0 0 .
陕 西科 技 大 学 学报
于 M M。M。 各 点 ; 、 、 …
第3 卷 O
可能 出现无 法 实现 预 定 轨迹 或 凸轮 形 状很 复杂 及 尺 寸过大 等情 况. 为了减 少选 定坐 标系 与预 定轨迹
曲 线 相 对 位 置 的盲 目性 , 妨 可 以 查 阅 连 杆 曲线 图 不 谱 , 出与 预 定 轨 迹 曲线 相 接 近 的连 圆 弧 与 预 期 轨 迹 B
远 端无 交 点 , 无法 实 现两 端 的轨 迹 . 因此 有 A = B = =
( — r/ B 一( + r/ . R ) 2、 M R ) 2
图 4 轨 迹 曲 线 与 机 构 位 置 的 确 定
( ) 件 C 要 有 足 够 长 度 . 图 7所 示 , 于 2 构 D 如 由
关 键 词 : 变 杆 长 ;凸轮 连 杆 机 构 ;轨 迹 设 计 可
w
中图法分 类 号 : TH12 3
文 献标 识码 : A
The d s g f c m —i ka e c m b ne e i n o a ln g o i d
m e ha s s de i n or t v n oc c ni m s g f he gi e l us
0 引 言
样 就 可 以 实 现 较 复 杂 的运 动 轨 迹 . 1 实 现 预 定 轨 迹 的 可 变 机 架 长 度 的 凸 轮 连 杆 机 构
设 计
凸 轮 连 杆 组 合 机 构 在 功 能 方 面 是 对 四 杆 机 构 的 延 伸 , 目的 是 扩 大 四 杆 机 构 实 现 给 定 轨 迹 的 能 其
表 1 凸 轮 向 径 数 据
B
图 6 连 杆 机 构 设 计
3 结 束 语
本 文 通 过对 可 变 机架 长 度 的 凸轮 连 杆组 合 机 构 的分 析 , 出了利用 解析 法和 图解 法来设 计该 组 给 合 机构 的设 计方 法 和步骤 , 以及设 计 过程应 注 意 的 问题 . 可变机 架 长度 的凸轮 连杆组 合机 构从 理论上
查 阅连杆 曲线 图谱 , 选取 了一 个与 预定 轨迹 曲线相
接 近 的连 杆 曲 线 , 预 定 轨 迹 曲线 放 置 在 该 连 杆 曲 将
图 5 可 变机 架 长 度 的 连 杆 机 构
线 上 , 其与 该 曲线 上 各 点 的 位 置尽 可 能 的接 近 , 使 这 样 便 可 初 步 确 定 坐 标 系 与 预 定 轨 迹 曲 线 相 对 位
这 里 取各杆 长 度分别 为 A B—n B 、 C一6 MC= 、
zC 、 D—c 去 掉 D 点 固 定 铰 链 , 样 D点 就 可 以 沿 - , 这 z 轴 移 动 . 图 5所 示 , 解 法 设 计 步 骤 如 下 : 如 图
构件 D 导路 中心通 过 凸轮 回转 中心 , 了保 证 构 E 为
作 用下 , 可使 AD 之 间 的距 离 产 生 变 化 , 相对 于铰
*
收 稿 日期 : 0 0 — 1 2 1 52 2 作 者 简 介 : 引 焕 ( 6 ), , 魏 1 4 9 男 陕西 省 眉 县 人 , 授 , 士 , 究 方 向 : 教 硕 研 机械 学
・
7 0・
构 , 曲柄 和 凸轮 固连 作为 构件 1 构件 4与 机架 5 其 、
组 成 了移 动 副 , 构 件 1做 匀 速 转 动 时 , 凸 轮 的 当 在
分 别用解 析 法和 图解法 来进行 分 析讨论 .
1 1 解 析 法 设 计 .
将 图 2所 示 机 构 进 行 杆 组 拆 分 , 构 件 1 2组 则 、
21 O 2年 8月
文章 编 号 :0 0 5 1 ( 0 2) 40 6 4 1 0 8 1 2 1 0 — 0 80
实 现 预 定 轨 迹 的 凸 轮 连 杆 组 合 机 构 设 计
魏 引 焕
( 西 科 技 大 学 机 电工 程 学 院 , 西 西 安 陕 陕 70 2 ) 1 0 1
X
说 可 实 现 任 意 轨 迹 的 曲 线 , 而 扩 大 了 铰 链 四杆 机 从
D
构 的应用 范 围 , 能够精 确实 现某 些复 杂运 动轨迹 为 提供 了设 计思 路.
参 考 文 献
图 7 凸轮 连 杆 组 合 机 构
[ ]熊 滨 生 主 编 .现 代 连 杆 机 构 设 计 [ . 京 : 学 工 业 出 1 M] 北 化
能 够实 现任 意 的轨迹 曲线 .
图 1 示 为 最 常 见 的 铰 链 四 杆 机 构 , 架 长 度 所 机
的轨迹 曲线 s运动 , 能 求得 D 点 的位 置 , 可 以 若 就 得 到所需 要 的凸轮 的理论 轮廓 曲线. 面就 该 问题 下
AD 的长度 是 固定不 变 的 ; 2为 凸轮 连杆 组 合 机 图
摘 要 : 文 对 凸 轮 连 杆 组 合 机 构 做 了 简 单 的 介 绍 , 对 实现 预 定 轨 迹 的 可 变 机 架 长 度 的 凸轮 本 并 连 杆 组 合 机 构 的 设 计 方 法 进 行 了探 讨 , 后 给 出 了具 体 设 计 过 程 中应 注 意 的 问题 及 设 计 实 例 . 最
力. 并且 , 四杆机 构只 能实 现单 直线轨 迹 , 要实 现 若 有 两个 以上 的直 线段 轨迹 要求 , 则必 须采 用五杆 或
六 杆机 构l . 凸 轮连 杆 组 合 机 构从 理 论 上 来 说 , 】而 j
如图 2所示 , 期轨迹 曲线 S由两段 直线 和两 预
段 曲线 组 成 , 了 实 现 该 轨 迹 , 采 用 可 变 机 架 长 为 可 度 的 凸 轮 连 杆 机 构 l . 了 使 连 杆 上 M 点 沿 预 定 _ 为 2 ]
当的杆长 DE 和滚子 半径 , 即可 得到 凸轮 的轮 廓 曲
线. 2 设 计 中 应 注 意 问题 及 设 计 实 例
2 1 设 计 中 应 注 意 问题 .
( ) 件 A 和 B 长 度 的确 定 . 图 4 1构 B M 如 所示 , 为 了确 定构 件 A 和 B 的长 度 , A点 为 圆心作 B M 以 与预期 轨迹 相切 的两 个 圆 , 半 径 分 别 为 r及 R, 其
Ab ta t sr c :T hi p rbre l n r uc a i s pa e ify i t od e c m l nka om bi e e h nim s a d d s us e he ge c n dm c a s , n ic s st
d sgn m e h ft ra e fa e lng h o a —i a o b ne e ha s sf rt i — e i t od o heva ibl r m e t fc m — nk gec m i d m c nim o he g v— l e c n Lo us, fna l g v s he p cfc i ly i e t s e ii de i n s g pr c s p o e s nd o e s r bl m a de i n xa pl s hih sg e m e w c s u d be pad a t nton t ho l i t e i o.
( )以各 杆 长 度 b Zm 作 出 A B C, 到 C 3 、、 M 得
点 , 以 C点为 圆心 , 长 c 再 杆 为半 径作 圆弧 , 即可 得
到 D D 、 … 各 点 ; 、 D。 ( )量 取 A A 、 D 。 各 段 长 度 , 取 适 4 D 、 D A … 选
第 3 0卷
第 4期
陕 西 科 技 大 学 学报
J u n lo h a x i e st fSce c & Te h oo y o r a fS a n iUn v r i o in e y c n lg
V o . O. 1 3O N 4 A u 20 g. 12
件 C 与 导 路 有 交 点 , 须 使 构 件 C 的 长 度 大 于 D 必 D 轨 迹 S到 导路 的最 大距 离 . 此 , 须 找 出轨 迹 S 为 必 上 与 导 路 间 的 最 大 距 离 , 能 确 定 构 件 C 的 长 才 D
度.
/ M , 5 / M2 /
应 的机构位 置 和对应 的 尺寸 , 预定 轨迹 曲线 放置 将 在该 连杆 曲线 上 , 其 与该 曲线上 各点 的位 置尽 可 使 能 的接 近 , 样便 可初 步确 定坐 标系 与预 定轨迹 曲 这
线 相 对 位 置 及 各 构 件 的 长 度 . 图 4所 示 , 线 S 如 实 所 示 为 铰 链 四 杆 机 构 连 杆 上 M 点 的 轨 迹 , 线 S 虚 。 所示 为要 实现 的预 定轨 迹.
mm, 其余 各 杆长 度分 别 为 B 取 C一6 0 mm、 MC一
3 3 mm 、 D 一 7 C 5 mm , 上 述 图 解 法 步 骤 可 得 到 按
版 社 ,0 6 20 .
[ ]魏 引焕 . 变 杆 长 的凸 轮 一 五 杆 机 构 分 析 与设 计 口 ] 机 械 2 可 .
( ) 理选 择直 角 坐标 系与预 定轨 迹 曲线 的相 3合
对 位 置 , 果 选 择 不 当 , 能 出 现 无 法 实 现 预 定 轨 如 可 迹 或 凸轮形 状很 复杂及 尺 寸过 大等情 况 .
2 2 设 计 实 例 .
// _
\
B2
要 实 现 图 4所 示 虚 线 所 示 的 预 定 轨 迹 , 过 通
Ke r s v ra l e g h ai l k g o ie c a ims rjco y d sg y wo d : aib eln t ;c l一i a ec mb n d me h n s ;taet r e in 1 n
链 四杆机 构来说 , 相 当于 机 架 长 度 发生 变 化 , 即 这
长度 为 半 径 作 一 系列 圆弧 , 预期 轨迹 分 别 交 与
第 4期
魏 引 焕 : 现 预 定 轨 迹 的 凸 轮 连 杆 组 合 机 构 设 计 实
・ 1 7 ・
() 曲柄 上 B点运 动 圆周进 行若 干等 分 , 1将 得 到 B 、 B … 各 点 ; B 、。 2 ( )以 B 、 B。 各 点 为 圆 心 , 构 件 B 2 B 、 … 以 M
置 , A 点为 圆心作 与预 期 轨迹 相 切 的两 个 圆 , 以 其
半 径 分 别 为 r R , 得 r 2 及 量 = 4mm 、 R=8 m, 4m 则
则 构 件 B 长 度 应 该 满 足 r M — A 、 B + M =B B R= M A , 则 曲 柄 AB 在 与 连 杆 上 B 两 次 共 线 时 , B 否 M 以 B 点 为 圆 心 以 B 为 半 径 所 作 的 圆 弧 与 预 期 轨 迹 M
曲线无 交 点 , 这样 会 使 凸轮 轮 廓 不连 续 , 法 得 到 无 所需 要 的凸轮 轮廓 . 图 6所 示 , 曲柄位 于 A 如 当 B 附近时 M 在 的 圆弧 与预期 轨 迹 近端无 交 点 , 所 当
设 计 与 制 造 ,0 9 4 ( ) 1 517 2 0 ,7 7 :0 0 .
陕 西科 技 大 学 学报
于 M M。M。 各 点 ; 、 、 …
第3 卷 O
可能 出现无 法 实现 预 定 轨迹 或 凸轮 形 状很 复杂 及 尺 寸过大 等情 况. 为了减 少选 定坐 标系 与预 定轨迹
曲 线 相 对 位 置 的盲 目性 , 妨 可 以 查 阅 连 杆 曲线 图 不 谱 , 出与 预 定 轨 迹 曲线 相 接 近 的连 圆 弧 与 预 期 轨 迹 B
远 端无 交 点 , 无法 实 现两 端 的轨 迹 . 因此 有 A = B = =
( — r/ B 一( + r/ . R ) 2、 M R ) 2
图 4 轨 迹 曲 线 与 机 构 位 置 的 确 定
( ) 件 C 要 有 足 够 长 度 . 图 7所 示 , 于 2 构 D 如 由
关 键 词 : 变 杆 长 ;凸轮 连 杆 机 构 ;轨 迹 设 计 可
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中图法分 类 号 : TH12 3
文 献标 识码 : A
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m e ha s s de i n or t v n oc c ni m s g f he gi e l us
0 引 言
样 就 可 以 实 现 较 复 杂 的运 动 轨 迹 . 1 实 现 预 定 轨 迹 的 可 变 机 架 长 度 的 凸 轮 连 杆 机 构
设 计
凸 轮 连 杆 组 合 机 构 在 功 能 方 面 是 对 四 杆 机 构 的 延 伸 , 目的 是 扩 大 四 杆 机 构 实 现 给 定 轨 迹 的 能 其
表 1 凸 轮 向 径 数 据
B
图 6 连 杆 机 构 设 计
3 结 束 语
本 文 通 过对 可 变 机架 长 度 的 凸轮 连 杆组 合 机 构 的分 析 , 出了利用 解析 法和 图解 法来设 计该 组 给 合 机构 的设 计方 法 和步骤 , 以及设 计 过程应 注 意 的 问题 . 可变机 架 长度 的凸轮 连杆组 合机 构从 理论上
查 阅连杆 曲线 图谱 , 选取 了一 个与 预定 轨迹 曲线相
接 近 的连 杆 曲 线 , 预 定 轨 迹 曲线 放 置 在 该 连 杆 曲 将
图 5 可 变机 架 长 度 的 连 杆 机 构
线 上 , 其与 该 曲线 上 各 点 的 位 置尽 可 能 的接 近 , 使 这 样 便 可 初 步 确 定 坐 标 系 与 预 定 轨 迹 曲 线 相 对 位
这 里 取各杆 长 度分别 为 A B—n B 、 C一6 MC= 、
zC 、 D—c 去 掉 D 点 固 定 铰 链 , 样 D点 就 可 以 沿 - , 这 z 轴 移 动 . 图 5所 示 , 解 法 设 计 步 骤 如 下 : 如 图
构件 D 导路 中心通 过 凸轮 回转 中心 , 了保 证 构 E 为
作 用下 , 可使 AD 之 间 的距 离 产 生 变 化 , 相对 于铰
*
收 稿 日期 : 0 0 — 1 2 1 52 2 作 者 简 介 : 引 焕 ( 6 ), , 魏 1 4 9 男 陕西 省 眉 县 人 , 授 , 士 , 究 方 向 : 教 硕 研 机械 学
・
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构 , 曲柄 和 凸轮 固连 作为 构件 1 构件 4与 机架 5 其 、
组 成 了移 动 副 , 构 件 1做 匀 速 转 动 时 , 凸 轮 的 当 在
分 别用解 析 法和 图解法 来进行 分 析讨论 .
1 1 解 析 法 设 计 .
将 图 2所 示 机 构 进 行 杆 组 拆 分 , 构 件 1 2组 则 、
21 O 2年 8月
文章 编 号 :0 0 5 1 ( 0 2) 40 6 4 1 0 8 1 2 1 0 — 0 80
实 现 预 定 轨 迹 的 凸 轮 连 杆 组 合 机 构 设 计
魏 引 焕
( 西 科 技 大 学 机 电工 程 学 院 , 西 西 安 陕 陕 70 2 ) 1 0 1
X
说 可 实 现 任 意 轨 迹 的 曲 线 , 而 扩 大 了 铰 链 四杆 机 从
D
构 的应用 范 围 , 能够精 确实 现某 些复 杂运 动轨迹 为 提供 了设 计思 路.
参 考 文 献
图 7 凸轮 连 杆 组 合 机 构
[ ]熊 滨 生 主 编 .现 代 连 杆 机 构 设 计 [ . 京 : 学 工 业 出 1 M] 北 化
能 够实 现任 意 的轨迹 曲线 .
图 1 示 为 最 常 见 的 铰 链 四 杆 机 构 , 架 长 度 所 机
的轨迹 曲线 s运动 , 能 求得 D 点 的位 置 , 可 以 若 就 得 到所需 要 的凸轮 的理论 轮廓 曲线. 面就 该 问题 下
AD 的长度 是 固定不 变 的 ; 2为 凸轮 连杆 组 合 机 图
摘 要 : 文 对 凸 轮 连 杆 组 合 机 构 做 了 简 单 的 介 绍 , 对 实现 预 定 轨 迹 的 可 变 机 架 长 度 的 凸轮 本 并 连 杆 组 合 机 构 的 设 计 方 法 进 行 了探 讨 , 后 给 出 了具 体 设 计 过 程 中应 注 意 的 问题 及 设 计 实 例 . 最
力. 并且 , 四杆机 构只 能实 现单 直线轨 迹 , 要实 现 若 有 两个 以上 的直 线段 轨迹 要求 , 则必 须采 用五杆 或
六 杆机 构l . 凸 轮连 杆 组 合 机 构从 理 论 上 来 说 , 】而 j
如图 2所示 , 期轨迹 曲线 S由两段 直线 和两 预
段 曲线 组 成 , 了 实 现 该 轨 迹 , 采 用 可 变 机 架 长 为 可 度 的 凸 轮 连 杆 机 构 l . 了 使 连 杆 上 M 点 沿 预 定 _ 为 2 ]
当的杆长 DE 和滚子 半径 , 即可 得到 凸轮 的轮 廓 曲
线. 2 设 计 中 应 注 意 问题 及 设 计 实 例
2 1 设 计 中 应 注 意 问题 .
( ) 件 A 和 B 长 度 的确 定 . 图 4 1构 B M 如 所示 , 为 了确 定构 件 A 和 B 的长 度 , A点 为 圆心作 B M 以 与预期 轨迹 相切 的两 个 圆 , 半 径 分 别 为 r及 R, 其
Ab ta t sr c :T hi p rbre l n r uc a i s pa e ify i t od e c m l nka om bi e e h nim s a d d s us e he ge c n dm c a s , n ic s st
d sgn m e h ft ra e fa e lng h o a —i a o b ne e ha s sf rt i — e i t od o heva ibl r m e t fc m — nk gec m i d m c nim o he g v— l e c n Lo us, fna l g v s he p cfc i ly i e t s e ii de i n s g pr c s p o e s nd o e s r bl m a de i n xa pl s hih sg e m e w c s u d be pad a t nton t ho l i t e i o.
( )以各 杆 长 度 b Zm 作 出 A B C, 到 C 3 、、 M 得
点 , 以 C点为 圆心 , 长 c 再 杆 为半 径作 圆弧 , 即可 得
到 D D 、 … 各 点 ; 、 D。 ( )量 取 A A 、 D 。 各 段 长 度 , 取 适 4 D 、 D A … 选
第 3 0卷
第 4期
陕 西 科 技 大 学 学报
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V o . O. 1 3O N 4 A u 20 g. 12
件 C 与 导 路 有 交 点 , 须 使 构 件 C 的 长 度 大 于 D 必 D 轨 迹 S到 导路 的最 大距 离 . 此 , 须 找 出轨 迹 S 为 必 上 与 导 路 间 的 最 大 距 离 , 能 确 定 构 件 C 的 长 才 D
度.
/ M , 5 / M2 /
应 的机构位 置 和对应 的 尺寸 , 预定 轨迹 曲线 放置 将 在该 连杆 曲线 上 , 其 与该 曲线上 各点 的位 置尽 可 使 能 的接 近 , 样便 可初 步确 定坐 标系 与预 定轨迹 曲 这
线 相 对 位 置 及 各 构 件 的 长 度 . 图 4所 示 , 线 S 如 实 所 示 为 铰 链 四 杆 机 构 连 杆 上 M 点 的 轨 迹 , 线 S 虚 。 所示 为要 实现 的预 定轨 迹.
mm, 其余 各 杆长 度分 别 为 B 取 C一6 0 mm、 MC一
3 3 mm 、 D 一 7 C 5 mm , 上 述 图 解 法 步 骤 可 得 到 按
版 社 ,0 6 20 .
[ ]魏 引焕 . 变 杆 长 的凸 轮 一 五 杆 机 构 分 析 与设 计 口 ] 机 械 2 可 .
( ) 理选 择直 角 坐标 系与预 定轨 迹 曲线 的相 3合
对 位 置 , 果 选 择 不 当 , 能 出 现 无 法 实 现 预 定 轨 如 可 迹 或 凸轮形 状很 复杂及 尺 寸过 大等情 况 .
2 2 设 计 实 例 .
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B2
要 实 现 图 4所 示 虚 线 所 示 的 预 定 轨 迹 , 过 通
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链 四杆机 构来说 , 相 当于 机 架 长 度 发生 变 化 , 即 这