求,这时需要对心曲柄滑块机构将转动变换为移动凸轮的往复直线运动。
图 2 偏置滑块机构与往复移动凸轮机构的组合
如果采用直动推杆盘形凸轮机构或摆动推杆盘形凸轮机构,可有另两种方案(图3、图4)。
图 3 偏置滑块机构与盘形凸轮机构的组合之一
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图4 偏置滑块机构与盘形
凸轮机构的组合之二
方案二:采用导杆机构与凸轮机构的组合机构
图5、导杆机构与凸轮机构的组合机构
方案三:双凸轮机构与摇杆滑块机构的组合
五、原动机的选择
由题可知,选择的原动机为电动机,采取单机集中驱动的驱动方式。这种驱动方式传动装置复杂,操作麻烦,功率较大,但价格便宜。电动机的尺寸较
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大,输出刚度较硬,直流电动机可通过改变电阻等来进行调速,交流电动机可通过变频、变极进行调速。电动机通常是单向反转的,在正常温度下使用,电机采用风冷。使用电动机时,需考虑过载保护装置,以防烧坏电动机。电动机噪声小,初始成本低,运转费用最低,维护要求最少,功率范围较广。题目要求5-6s包装一个件,即要求曲柄和凸轮的转速为12r/min考虑到转速比较低,因此可选用低转速的电动机,查常用电动机规格,选用Y160L-8型电动机,其转速为720r/min,功率为7.5kW。
六、运动方案的拟定
方案一:双凸轮机构与摇杆滑块机构的组合,(见图2)
图2双凸轮机构与摇杆机构滑块机构的组合
方案一的运动分析和评价:
该机构由凸轮1和凸轮2,以及5个杆组成。机构一共具有7个活动构件。机构中的运动副有7个转动副,4个移动副以及两个以点接触的高副。其中机构的两个磙子存在两个虚约束。由此可知:
机构的自由度 F=3n-2Pl+Ph-p' =1
机构中有一个原动件,原动件的个数等于该机构的自由度。所以,该机构具有确定的运动。在原动件凸轮1带动杆3会在一定的角度范围内摇动。通过连杆4推动杆5运动,然后连杆6在5的推动下带动推头做水平的往返运动,从而实现能推动被包装件向前运动。同时凸轮2在推头做回复运动的时候通过向上推动杆7,使连杆的推头端往下运动,从而实现推头在给定的轨迹中运动。该机构中除了有两个凸轮与从动间接触的两个高副外,所有的运动副都是低副。在凸轮与从动件的接触时,凸轮会对从动件有较大的冲击,为了减少凸轮对从动件冲击的影响,在设计过程中把从动件设计成为滚动的从动件,可以间接增大机构的承载能力。同时,凸轮是比较大的工件,强度比较高,不需要担心因为载荷的过大而出现机构的断裂。在整个机构的运转过程中,原动件1是一个凸轮,凸轮只是
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使3在一定角度的往复摆动,而对整个机构的分析可知,机构的是设计上不存在运转的死角,机构
可以正常的往复运行。机构中存在两个凸轮,不但会是机构本身的重量增加,而且凸轮与其他构件的连接是高副,而高副承载能力不高,不利于实现大的载荷。 而整个机构连接不够紧凑,占空间比较大。
方案二:偏置滑块机构与盘形凸轮机构组合,(见图3)
图3偏置滑块机构与盘形凸轮
机构的组合
方案二的运动分析和评价:
方案二的机构主要是由一个偏置滑块机构以及一个凸轮机构组合而成的。偏置滑块机构主要是实现推头的往复的直线运动,从而实现推头在推包以及返回的要求。而凸轮机构实现的是使推头在返程到达C点的时候能够按照给定的轨迹返回而设计的。这个组合机构的工作原理主要是通过电动机的转动从而带动曲柄2的回转运动,曲柄在整周回转的同时带动连杆3在一定的角度内摆动,而滑块4在水平的方向实现往复的直线运动,从而带动连着推头的杆运动,完成对被包装件的推送过程。在推头空载返回的过程中,推头到达C点时,凸轮的转动进入推程阶段,使从动杆往上运动,这时在杆5和杆6连接的转动副就成为一个支点,使杆6的推头端在从动件的8的推动下向下运动,从而使推头的返程阶段按着给定的轨迹返回。这个机构在设计方面,凸轮与从动见的连接采取滚动从动件,而且凸轮是槽型的凸轮,这样不但能够让从动件与凸轮之间的连接更加紧凑,而且因为采用了滚动
从动件,能使减轻凸轮对它的冲击,从而提高了承载能力。而采用的偏置滑块机构能够实现滑块具有急回特性,使其回程速度高于工作行程速度,以便缩短空回程的时间,提高工作效率。但此机构的使用的是槽型凸轮,槽型凸轮结构比较复杂,加工难度大,因此成本会比较高。
方案三:偏置滑块机构与往复移动凸轮机构的组合,(见图4)
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