因为特殊工艺要求、特殊动作需求;或因导轨导向时存在某些困难,而要以转动副代替移动副;或因非圆件难以加工等原因;常常需要一些能实现特殊轨迹或完成特殊动作,并能达到预期位置的机构。连杆机构中的连杆和行星轮系中的行星轮上的点能实现复杂轨迹,凸轮机构的从动件能实现预期的运动规律,这些连杆机构和齿轮机构及其一些组合机构能实现复杂轨迹的要求。
1.摄影机抓片机构(图3-58)
摄影机需要间歇地移动胶片,所以要求抓片齿M能接近垂直地插入胶片齿孔中,然后平稳地沿直线拉动胶片,最后又接近垂直地退出齿孔。图3-58中通过一个曲柄摇杆机构来实现抓片要求。连杆上的点M走D字形轨迹,点M在M1M2直线段的移动为胶片移动过程,此过程中曲柄转过α角,对应的时间为移动胶片的时间。其余360°-α的曲柄转角所对应的时间为胶片停歇时间,它基本上能符合抓片要求。
图3-58 抓片机构
图3-59 挑线机构
当曲柄转动时,连杆上的点M沿图示轨迹运动,该轨迹被用来完成挑线动作时应满足下述要求:在点9到5的一段中(对应曲柄转过240°)每一位置的放线量近似等于所需线量加某一定值余量。在5到9的一段(对应曲柄转过120°)实现急回运动。
3.机动插秧机凸轮-连杆分插机构(图3-60)
该机构为凸轮-连杆组合机构。其基础机构是一个五杆铰链机构CDFGH,有两个自由度,分别由凸轮机构及铰链四杆机构OABC输入运动,通过两运动的配合使连杆FD上(秧爪上)的点M走图上虚线所示的轨迹。压簧2的作用一方面是保证凸轮机构中凸轮与滚子的力锁合;另一方面通过弹簧力使连杆机构各构件间的接触位置相对稳定,以减少铰链中间隙对秧爪运动精度的影响。拉簧1用于平衡秧爪的惯性力,使机构能平稳地工作。
图3-60 分插机构
1—拉簧;2—压簧
图3-61 剪切机构
1,2,3,4,7,10,11—连杆;5—支座;6,9—曲柄;8—摇杆
4.飞剪机剪切机构(图3-61)
飞剪机主要用来将厚度6.4 mm以下的热轧钢带剪成一定长度的钢板。剪切机的上下刀刃分别装在构件2和11上,由各自的传动系统带动,对运动中的钢材进行剪切。剪切机的上刀刃装在铰链五杆机构OHGFE的连杆2上。此五杆机构的两个主动件分别与铰链四杆机构OCDE的曲柄6和摇杆8固定连接,所以上刀刃的运动是由铰链四杆、五杆机构组成的组合机构来带动,实现图上虚线的轨迹。因为飞剪机是在钢材运动过程中进行剪切的,所以必须保证在剪切段内上刀刃在X方向(钢带输送方向)的速度分量与钢带速度同步。下刀刃11是在构件2的导轨中做往复运动,它由曲柄9带动,9-10-11相对于2是一个曲柄滑块机构。适当选择9和1之间的相位角,使下刀刃轨迹和上刀刃轨迹在要求的剪切区中相交完成剪切动作。
5.平板印刷机中用以完成送纸动作的机构(图3-62)
此机构是以铰链五杆机构ABCDE为基础机构,分别由凸轮1,2输入所需运动(凸轮1和2固定连接成一体,称为双联凸轮),使连杆CD上的点M走出图中虚线所示的矩形轨迹。
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图3-62 送纸机构图
1,2—凸轮
图3-63 接纸机构
1,2—凸轮;3,4,5,6,7—构件;8—支座
6.双色胶印机中完成接纸动作的凸轮-连杆组合机构(图3-63)
该机构的基础机构为一带有高副的具有两个自由度的六杆机构3-4-5-6-7-8,由双联凸轮分别输入运动,其中凸轮1控制构件6和5的共同摆动,凸轮2控制5在6中的相对移动。从而使构件7的左端沿预定轨迹K运动,完成接纸动作。弹簧用于保证构件7和5之间的高副接触。
7.实现“R”轨迹的刻字机构(图3-64)
该机构由两自由度四杆四移动副机构3-4-5-6作为基础机构,凸轮机构1-3-6和2-5-6作为输入运动的附加机构。两凸轮为主动件以同速转动,凸轮1驱使构件4做水平方向移动,凸轮2驱使构件4做垂直方向移动,两移动合成为沿轨迹“R”的移动。
图3-64 刻字机构
1,2—凸轮;3,4,5—构件;6—滑槽
图3-65 近似直线轨迹的曲柄摇块机构
1,2—构件;3—滑块;4—支座
8.近似直线轨迹的曲柄摇块机构
图3-65中的曲柄摇块机构中,当机构尺寸满足下列条件时:AC=1.5AB,BD=5.3AB,构件1绕点A转动时,构件2上点D轨迹在某区间内近似垂直AC的直线qq。
9.近似直线轨迹的六杆机构
图3-66所示的六杆机构中,当机构尺寸满足下列条件时:BC=AD,AB=CD,AE=EB=EF,CF=0.27AE,ABCD是平行四边形,构件1绕点A转动时,点F在某范围内的近似直线轨迹为qq'。
图3-66 近似直线轨迹的六杆机构
1,2,3,4,5—构件
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