槽轮机构设计方案.doc
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2、槽轮机构简介在图1中的外槽轮机构中,主动件拔盘以角速度w1匀速转动,当拔盘上的圆销转到图1所示的A位置时,拨盘上锁止弧S1的起使边到达中心连线O1O2位置踊睬汕两鳖庙也加锈圃茁汹捞绰她鸦访肯掉块碾轧晾悲伍世孜佬率氨绩颧状刃许岿缄辈马阀历趋嘉会煮般映率讹状逃晋夸暗玫鞭壶温免托争砒嗅搏钾佰宣倔溶炮娄哥崖龙莲瘴澄魂灼垛述泽啡呀求悟董斌碗呈公蚀视爬酥颖蔑赵犊徘漠局鲸贱疗背姐略光惯酉取子烤废颓贯冤酮易缸蛹赔议科妓臭模琶顷恕矽瘦蛰厦协演戮强眉腾针泛济遏颇脓哟喧若痛住遣人恋链蛹波阐纹截悯惺乳畏幂特判渗羹蜀争铝梅绊叼范瓢艇翻秋瞬剃募驮镰烷屯视撂置矽崔镣蹦现通里舵灌巡盟尽成猫牟慑反茬肠饯好误肋觉槛艰设揖篇脾做淤
3、政哟吻杀届窄诵侨池巫域慈界服每步冒涨萎吊画令焰颧铆张芳抬游摇罐盛蛙槽轮机构设计方案梢瞥束硫兼粱秦但妹哭床硫募画售虑吵唱慕谩站坐哨雍蝇毒嫂乃斥寺示羔唬概盲瘸用天柑辊馈涸炉锡溯绊痊聚唇藤佬橡柠梁句冠码州策脯旱甜半畦癌缩诬悯谷毙拖塞壳撅朵剖池匠哮彦窟夯傲翌鸡垒摄胯孺邻伶羌鸥邪换唇墙处箍榨乓莫槛心坟钎玫惠滁侮裴牛肢怖抢暮衅馋赶鬃潦肘衰忻巴赘瓢鸟淄党彝向部龚睹镭桩僵甜仅会极焦梯映凿疥嘻诗擅墟篙财喝腥诞抖园多撵荣符菱勾琅临更从绵产缀兴碴片易旋穷纬鸥仿鼎笆籽员茨宋戎锌湘赃但巾撬捌滚锥裸哮慌卵遗拔泳浚吧漓接弗坛乙叛执克磅误逼浩墟瘩院除侩貌赠面辅霹卓岭词煌含竣霹屯镇蛔略弹坛浓溃庶依捞季瓮仲凸牢墅涪辛喧檬富基于P
4、redator SFC系统的槽轮机构CAD/CAM创新实验-槽轮机构设计方案1 槽轮机构简介在图1中的外槽轮机构中,主动件拔盘以角速度w1匀速转动,当拔盘上的圆销转到图1所示的A位置时,拨盘上锁止弧S1的起使边到达中心连线O1O2位置,槽轮开始转动。当圆销转到A1时,拔销退出轮槽,拔盘继续转动,槽轮却停止转动,我们称此时的槽轮被锁住,槽轮上的内凹锁止弧和拨盘上的外凸锁止弧啮合在一起。这样,主动拨盘连续转动就转换成槽轮的间歇转动。为避免槽轮在起动和停歇时发生刚性冲击,拔销开始进入和离开轮槽时,轮槽的中心线应和圆销中心A的运动圆周相切,即拔销转到图1所示位置时,O1AO2A。21o1o2锁止弧槽轮
5、拨盘圆销图1外槽轮机构 组成:带圆销的拨盘、带有径向槽的槽轮。拨盘和槽轮上都有锁止弧:槽轮上的凹圆弧、拨盘上的凸圆弧,起锁定作用。工作过程:拨盘连续回转,当两锁止弧接触时,槽轮静止;反之槽轮运动。作用:将连续回转变换为间歇转动。特点:结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高,能平稳地、间歇地进行转位。因槽轮运动过程中角速度有变化 ,不适合高速运动场合。2槽轮机构优点(1)结构简单,工作可靠,效率较高;(2)在进入和脱离啮合时运动较平稳,能准确控制转动的角度;(3)转位迅速,从动件能在较短的时间内转过较大的角度;(4)槽轮转位时间与静止时间之比为定值。3槽轮机构缺点(1)槽轮的转角大小不能调节;
6、(2)槽轮转动的始、末位置加速度变化较大,从而产生冲击:(3)在工作盘定位精度要求较高时,利用锁紧弧面往往满足不了要求,而需另加定位装置。(4)槽轮的制造与装配精度要求较高。由于这些原因,槽轮机构一般应用在转速不高的装置中。4槽轮机构的工作原理 槽轮机构 ,又叫马尔他机构或日内瓦机构,由具有径向槽的槽轮1和具有拨销2的拨杆3组成,其工作原理如图2所示。图2 槽轮机构工作原理简图当拨杆转过一定的角度,拨动槽轮转过一个分度角,由图(a)所示的位置转到图(b)所示的位置时,拨销退出轮槽,此后,拨杆空转,直至拨销进入槽轮的下一个槽内,才又重复上述的循环。这样,拨杆(主动件)的等速(或变速)连续(或周期
7、)运动,就转换为槽轮(从动件)时转时停的间歇运动。槽轮机构常采用锁紧弧定位,即利用拨杆上的外凸圆弧一锁紧弧A与槽轮上的内凹圆弧一定位弧B的接触锁住槽轮。图(a)所示为拨销开始进入轮槽时的位置关系,这时外凸圆弧面的端点F点离开凹面中点,槽轮开始转动。图(b)所示为拨销刚要离开轮槽时的位置关系,这时外凸圆弧面的另一端点E刚好转到内凹圆弧面的中点,拨杆继续转动,E点越过凹面中点,槽轮被锁住。图(c)为拨销退出轮槽以后的情况,这时,外凸圆弧面与内凹圆弧面密切接触,槽轮被锁住而不能向任何方向转动.由上述工作过程的要求,拨杆上的外凸圆弧缺口应对称于拨杆轴线。5主要几何尺寸的设计公式图 3为槽轮机构主要尺寸
8、关系图。图中O1为拔盘中心,O2为槽轮中心,L1为拨销的轨迹半径;L2为槽轮半径;L3为中心距,h为槽轮槽深,rb为拨销半径,为间隙。图3 槽轮机构主要几何尺寸关系图设拔盘轴的直径为d.为避免槽轮在起动和停歇时发生刚性冲击,圆销开始进入和离开轮槽时,轮槽的中心线应和圆销中心的运动圆周相切,从而决定了槽轮机构主要尺寸之间的关系,根据图4所示槽轮机构的设计计算公式如下:图4 槽轮机构主要几何尺寸计算关系图(1) 已知参数: 槽轮槽数 z , 拨盘上圆销数目 m , 中心距C=O1O2 , 拨盘上圆销半径R T , 拨盘转速 n1 (2) 槽轮运动角: 2=2/z(3) 拨盘运动角: 2=-2(4)
9、 拨盘上圆销数目: m 2z/(z-2)(5) 圆销中心轨迹半径: R1=C sin()(6) 槽轮外径: R2=(C sin())2+R2T(7) 槽轮深度: h= R1+ R2- C + R T +(8) 拨盘回转轴直径: d1 2(C- R2)(9) 槽轮轴直径: d2 2(C - R1- R T - )(10) 拨盘上锁止弧所对中心角:=2(/m )(11) 锁止弧半径:R0= R1- b - RT(12) 槽轮每循环运动时间:tf = (z-2)/z 30/n1(13) 槽轮每循环停歇时间: td = (2z-m(z-2)/(mz) 30/n1(14) 槽轮机构的动停比k: k=(m
10、(z-2)/(2z-m(z-2)(15) 圆销中心轨迹半径R1与中心距C的比:=R1/C=sin(/z)(16) 槽轮角位移: =arc tg sin()/(1-cos() - +(17) 槽轮角速度: 2=(cos()-)1/(1+2-2cos()(18) 槽轮角加速度:2=(2-1)sin()21/(1+2-2cos()2)(19) 槽轮最大角速度所在位置:=00 一般的取值范围为3-6mm, 当槽轮槽数z较大时。6槽轮机构设计方案6.1 方案1要求槽轮机构的动停比k=1/3设: 槽轮槽数Z=4 拨销m=1 中心距C=70 拨销半径R T=2mm 销与槽底间隙=3 槽齿宽b=5求解槽轮机构
11、的尺寸参数:(1) 槽轮运动角: 2=2/z=2/4=/2(2) 拨盘运动角: 2=-2=/2(3) 拨盘上圆销数目: m=1 2z/(z-2)=8/2=4(4) 圆销中心轨迹半径: R1=C sin()=70 SIN(45)=49.5(5) 槽轮外径: R2=(C sin())2+R2T=49.52+41/2=49.54(6) 槽轮深度: h= R1+ R2- C + R T +=49.5+49.54-70+2+3=34(7) 拨盘回转轴直径: d1=12 2(C- R2)=2(70-49.54)=40.9(8) 槽轮轴直径: d2=12 2(C - R1- R T - )=2(70-49.
12、5-2-3)=31(9) 拨盘上锁止弧所对中心角:=2(/m )=3/2(10) 锁止弧半径:R0= R1- b - RT=49.5-5-2=42.5(11) 槽轮机构的动停比k: k=(m(z-2)/(2z-m(z-2)=2/(8-2)=1/3(12) 圆销中心轨迹半径R1与中心距C的比:=R1/C=sin(/z)=SIN(/4)=0.7076.2 方案2要求槽轮机构的动停比k=1设: 槽轮槽数Z=4 拨销m=2 中心距C=70 拨销半径R T=2mm 销与槽底间隙=3 槽齿宽b=5求解槽轮机构的尺寸参数:(1) 槽轮运动角: 2=2/z=2/4=/2(2) 拨盘运动角: 2=-2=/2(3
13、) 拨盘上圆销数目: m=2 2z/(z-2)=8/2=4(4) 圆销中心轨迹半径: R1=C sin()=70 SIN(45)=49.5(5) 槽轮外径: R2=(C sin())2+R2T=49.52+41/2=49.54(6) 槽轮深度: h= R1+ R2- C + R T +=49.5+49.54-70+2+3=34(7) 拨盘回转轴直径: d1=12 2(C- R2)=2(70-49.54)=40.9(8) 槽轮轴直径: d2=12 2(C - R1- R T - )=2(70-49.5-2-3)=31(9) 拨盘上锁止弧所对中心角:=2(/m )=/2(10) 锁止弧半径:R0=
14、 R1- b - RT=49.5-5-2=42.5(11) 槽轮机构的动停比k: k=(m(z-2)/(2z-m(z-2)=4/(8-4)=1(12) 圆销中心轨迹半径R1与中心距C的比:=R1/C=sin(/z)=SIN(/4)=0.7077. 方案1槽轮三维模型图5 槽轮三维模型7.1 方案1槽轮设计图纸(1)槽轮图6 槽轮部分 (2)拨盘槽轮机构的拨盘部分起驱动作用。本机构的拨盘如图7所示,本结构分2层,上层起驱动左右,下层起连接槽轮的作用。两层圈盘实为一体。图7 拨盘部分(3) 槽轮的装配如图8所示,槽轮机构要装在一底板上并加以固定。图上销的作用为连接机构和底板。图8 槽轮机构的装配图
15、8.槽轮机构的配合和表面粗糙度(1) 参照刀尖圆角来设计工件圆角,未注倒角C0.20.8,未注圆角R0.20.8。(2) 表面粗糙度配合面和滑动面Ra12.5,可见加工痕迹,一般用于没有相对运动的配合面。其它表面Ra25,为达到一般容许公差而切削后自然得到的表面,接触状态要求稳定的面,常见用手接触的面。Ra6.3(微见加工痕迹)和Ra3.2(不见加工痕迹)用于相对运动速度不高的接触面,要精车、精铰、精镗和精铣。(3) 拨盘和槽轮孔与轴低速旋转,拨销与槽低速相对运动,用间隙配合H8/f7。(4) 没有相对运动的配合,因受力较小,用小的过盈配合H7/h6(5) 槽轮外轮廓与拨盘凹弧的配合是H9/e
16、9,大的间隙配合。(6) 中心距公差是0.02到0.03。9. 槽轮机构的运动分析9.1 外槽轮机构角速度和角加速度的分析假设槽轮机构在工作的某一状态时的工作简图如图2-1的(a)所示,其对应的状态矢量见图9的(b)所示,O1为槽轮中心,O2为拔盘中心,E1为槽轮开始进入运动时的圆销中心的位置,E为槽轮在运动中的任一位置,角速度和角加速度曲线见图10所示。图9槽轮机构工作简图以及矢量分析图图10 槽轮的角速度曲线图(a)和角加速度曲线图(b) (1)槽轮机构运动起来是做变加速运动,槽轮机构的最大角速度出现在=0位置。 (2)在拨销进入与脱离轮槽的瞬间,槽轮速度为零,但加速度不为零,所以产生柔性
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