[doc] 按许用压力角设计电小尺寸作平面复杂运动滚子从动件平面凸轮机构的...

[doc] 按许用压力角设计电小尺寸作平面复杂运动滚子从动件平面凸轮机构的... 按许用压力角设计电小尺寸作平面复杂运 动滚子从动件平面凸轮机构的... 第27卷第4期机械工程27N”4 1991年8月CHINESEJOURNALOFMECHANICALENGINEERINGAug.1991 按许用压力角设计最小 尺寸作平面复杂运动滚子从动件 平面凸轮机构的解析法 常勇李廷平刘国祥 (黑龙江商学院) 擒蔓 本文作者通过首次引入”虚拟摆杆的概念,即将作平面复杂运动的滚子占L动件但担为一虚 拟的摆杆,并构造起相应的类速度图,研究解决了按许用压力角设计最小尺寸作平面复杂运动滚 子从动件平面凸轮机构的课题. 瓤埔t摆动机构平面凸轮机构 O前言 本文作者通过首次引入虚拟摆杆”的概念,即将作平面复杂运动的滚子从动件假想为 一 虚拟的摆杆,并构造起相应的类速度图,从而研究解决了最复杂也是最具一般性的按许用 压力角设计最小尺寸作平面复杂运动滚子从动件平面凸轮机构的重要理论课题. 1虚拟摆杆的基本思想 由理论力学可知,任意瞬时作平面运动的刚体一定存在速度瞬心,且刚体在该瞬时的运 动可视为绕速度瞬心的纯转动.图1,图2所示为虚拟摆杆推程与凸轮转向相同,相反的作 平面复杂运动滚子从动件盘形凸轮机构.那么,何为虚拟摆杆呢?明显的,P为任意瞬时作平 面复杂运动滚子从动件的绝对瞬心,于是该瞬时可视滚子中心E绕P点作纯转动.若将点P 假想为一虚拟的固定铰链,连接P,E两点,则此时PE相当于一绕虚拟固定铰链P转动的 摆杆,自然的,这种摆杆是瞬时的,假想的而非真实存在的,故此称其为虚拟摆杆.显而易 见,此虚拟摆杆的转动中心及长度通常是时时变化的.这样,我们就可将作平面复杂运动滚 子从动件的盘形凸轮机构转化为摆动从动件盘形凸轮机构来研究和处理. 2限制凸轮轴心位置的界线方程式 建立直角坐标系O.XY如图1,图2所示.选杆2的固定铰链点A与坐标系原点Oz重 合,x轴与AD连线一致,,6,和分别表示构件2,3,4与x轴及BC与四目的 2S88年lO胄牧蓟扣尊,2990年9胃收割隹破藕 38机械工程第27卷 其上截E日={(r,—等分别为虚拟摆杼的长度和类速度,其解析表达式略,详见文 献[2]),则H点的坐标为: xac.s+er.osc卢++?;嚣I[蒿,nc.一ec?sc卢+], sin…c++?[c卢川]?’ 式中kTYe P - 一 YE ,, lr和gT均为臼的函数,故上式可写为F(,lr,.)=., 由微分几何知,曲线族的包络线的坐标可由下列两式联立求得 ,’x,lr,9)01 等(x.):of 图1虚拟摆杆推程与凸轮转向相同图2虚拟摆杆推程与凸轮转向相反 第4期按许用压力角设计最小尺寸作平面复杂运动蒗子从动件平面凸轮机构的解析法39 按式(2)和(3)可解出x和Y.同前式(1),为使所得结果适用于虚拟摆杆推程与凸轮 转向相同或相反的两种情况,此处仍引入符号系数N[] x=x+ii;{(tgT+tg?[r])x一(1一tgTtg?[r))y},., y=y+i于;;;{(tgT+tg?[r])x一(1一tgTtgNCY3)~/,} 式中N=1,XH,Y,x,l,和tgT,(tgT)均为0的函数,所以式(4)即为限制凸 轮轴心位置的曲界线I的参数方程式. 2.1.2直界线?的方程式 Y=tg(To一?[3)x—tg(T.一?[])XE0+Yso 式中N=1 2.1.3直界线?的方程式 Y=tg(T-一?[3)x—tg(T-一?[3)XE.+Ya. 式中N=1 2.2虚报撰杆推程与凸轮转向相反 2.2.1曲界线?的方程式 式(4)通用,N=一1. 2.2.2直界线V的方程式 式(5)通用,N;一1. 2.2.3直界线?的方程式 式(6)通用,N=一1. 3凸轮最小基圆半径及其轴心位置的确定 3.1力锁台凸轮机构(囝3) 3.1_1确定曲界线I与直界线?(或?与V)的交点 在式(4)和(5)中消去x,y得 sin(2NCr]+T—T0) (tgT)(1+tg.?[y3)cbsTcosNC) (5) (6) (tgT+tgNCy3)x~一(1一tgTtgN~Y3)Y~3 +(Y日一Yo)cos(TD一?[Y3)一(XH—X.)sin(T0一?[y3)二0(7) 上式为含未知数0的一元方程式,用弦位法等可解出0.将求得的0值代入式(4)计算x 和y,进而确定此时凸轮基圆半径 rD二olE.=~/(x—x.).+(Y—YE.).(8) 3.1.2确定曲界线I与直界线Ia(或?与?)的交点 在式(4)和(6)中消去x,y得 — 粤((tgT+tg?[x1一 tgTtgNCY3)Y~3(tgT)(1+tg.NCy3)cosTcosNC]?……一 +(1,H—l,马.)cos(T.一?[))一(x日一x.)sin(T.一N~Y3)=0(9) 式中x,Y.和均已知,故上式也是含束知数0的一元方程式,解出0后, 将其代 机械工程第27卷 入式(4)和(8)依次计算,y和O…E 应该指出的是,与摆动从动件盘形凸轮机构的情况不 尽相同,对于虚拟摆杆推程与凸轮转向相同,相反的机 构,均要比较上述两种情况求得的O,Eo值,舍小而取大 者.作者甚至认为,要获得正确,可靠的结论,将回程纳 入考虑也并非多余. 3.2形镶合凸轮机构 考虑到篇幅及意义,关于对形锁合式的槽道与共轭凸 轮机构的研究结果,作者将另文发表. 4设计示例 圈2力锁台凸轮机构 设计力锁台式作平面复杂运动滚子从动件盘形凸轮机构(图4).给定;a=300,b= 540,c:200,d=400,P=200,单位mm, p=0.,凸轮推程运动角90.,使杆2按照运 动规律 = 詈—sn.+一丢(.一詈) 输出,许用传动角[丫]=45.,试确定凸轮的 最小基圆半径r.及凸轮轴心位置O,. 簟;由给定的输出规律易算得:.=?, =.故推程时虚拟摆杆t始终为顺时针转 向,现设凸轮亦沿顺时针转,于是有符号系数 N=1.接着,便可按前面3.1的方法经计算,比 较和筛选确定出凸轮的最小基圆半径r.=116.1 mmJ其相应的凸轮轴心位置为:X.,=85.2ram, Y.,=205.4ram. - I /o //? 晶t 一 参考文献 图4设计示倒机构示意圈 1华大年.按许用压力角设计最小尺寸的摆动执动杆平面凸轮的解析 法.机械工程,1982, 18(4):74,79 2常勇,李延平,刘国祥.按许甩压力角设计最小尺寸的作平面复杂运动滚子从动件平面凸轮 机构的虚拟摆杆解析法.第四届全国机构剖造发明学术年会宣读 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ,1990. 3常勇.关于凸轮机构压力角与基率尺寸关系的系统理论研究:.(硬士论文).哈尔演:哈尔滨 科学技术大学,1988. 1常勇,景从折,李延平.关于《按许用压力角设计最小尺寸的摆动从动杆平面凸轮的解析法》 一 文的两点注记.黑竞江商学院,1989(2):49~54 5常勇,景从折,李延平.关于《按许用压力角设计最小尺寸的摆动执动杆平面凸轮的解析法》 一 文的再注记.黑龙江商学院,1990(4):15~19 第4期按许甩压力角设计最小尺寸作平面复杂运动蒗子从动件平面凸轮机构的解析法’1 THEANALYTlCSF0RDESIGNINGTHESMALLEST SlZEDlSCCAMMECHANlSMSWH0SER0LLER FOLLOWER^0VElNTHEFORM0F C0MPLICATEDPLANEMOTIONIN ACC0RDANCEWITHTHEALL0WABLE PRESSUREANGLE ChangyongLiyanpingLiuGuoxiang (Heilongj’iangCommercialInstitute) ABs.rRACT ViaintzodueingtheconceptFictitiousOsoilIalingFollowerforthefizsttime,thatis. imaginingthezollerfollowerwhichmo~esinthefozmofcomplicatedplanemotion fictitiousoscillalingfollower,andconstructingthecofrepondiganalogousvelocity chart,thispaperresearchesandsolTesthetaskfordesigningthesmallestsizedisccam mechanismswhosezollerfollowermoeintheformofcomplicatedplanemotiontnacco— tdanteiththeallowablepressnreang1e.