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求得极位夹角二；

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和二可求出导杆长I B°4；

⑷由刨刀的行程H和二可求出曲柄长I AO2；

⑸由连杆与导杆之比I BC/I B 04=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 C04。

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I BC/I B

04=0・33

1）.根据所给数据确定机构尺寸

极位夹角：v - 180 U 二180 1乞」二36：

k + 1 1.5+1

导杆长度：|BO4 =耳—- 390 - 650mm

2 si詔2曲8

2

连杆长度：I BC =0・33 I BO4 =214・5mm

曲柄长度：|AO2』O2O4S in 390*s in 18 = 117mm

2

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，

1 （日）1

y co4 =L BO4 I BO4 1 —COS 650 *650 1—cos18 = 633.75mm

2 I 2丿 2 ‘

即导轨滑块C到04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

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：

1.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

max

I 09D

l

O9O2

r 。 r t

① ①s ①'

单

位 O

mm

o

数

据

15 126 150 61 15 65 10 65

- B

P0

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 M =.2. 67mm ,在①轴 上分别量取 ①=65 °、①s=10°、①'65 ° ;取螺杆摆角的比例 尺

M

=1 °/mm 在书轴上量取书max =15°;

② 、将①=65 °、①'65 °分别等分成5等分，则得各等分点1、 2-10o

③ 、绘制推程的位移线图。过 3点作书轴的平行线，在该平行 线上截取线段高度为 书max =15°，将该线段等分成 6等分（注 意应与角①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01、02 和03、,分别与过1、2、3点且平行与 屮轴的直线交于 卩、2H 和3";将点0、卩、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

凸轮机脚设计

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（—3）（3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（一3）绕凸轮轴心Q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。9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

角位移屮它按角度比例尺问画出。问=从动件摆角/图上代表该摆角的线段长度=1 （7mm）

①将书一©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：田=姬Wil、竖=曲竖2,……。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卩1定出。2和。9的位置。以。2为圆心，以r0/y |为半径作基圆。以09为圆心，以I 09D/卩|为半径，作圆弧交基圆于D o （D °）点。贝U 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。2为圆心，以I O9O2/ a 1为半径作圆，沿（-①）［即为逆时针方向］自O2O9开始依次取推程运动角①o=65 °,远休止角

①s=10 ° ,回程运动角①。'65和远休止角①S'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091 ,。92,。93……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 ,092, 093……O99为圆心,以l 0 9D卩i为半径画

圆弧，它们分别与基圆相于D' , D；, D3……D 9，并作/

D'1O91D1,/ D 2O92D2……分别等于摆杆角位移屮1、屮2……。并使。91。1= O91 D', O92D2= O92D',……。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