管類零件噴涂跟蹤設(shè)計(jì)

1、目 錄摘 要abstract1緒 論6 1.1噴涂機(jī)構(gòu)在管類零件生產(chǎn)中的意義6 1.2 跟蹤機(jī)構(gòu)在噴涂機(jī)構(gòu)中的意義6 1.3方案實(shí)現(xiàn)分析7 1.4三維建模軟件應(yīng)用7 1.5主要設(shè)計(jì)內(nèi)容82管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)9 2.1管類零件噴涂跟蹤設(shè)計(jì)目標(biāo)9 2.2管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)的原理9 2.3管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)的主要運(yùn)動(dòng)9 2.4跟蹤機(jī)構(gòu)的主要零件的選擇11 2.4.1跟蹤噴涂機(jī)構(gòu)往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)零件的選擇12 2.4.2跟蹤噴涂機(jī)構(gòu)往復(fù)運(yùn)動(dòng)零件的選擇12 2.5管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)13 2.6總體設(shè)計(jì)方案優(yōu)點(diǎn)13 2.7管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)主要運(yùn)動(dòng)分析14 2.7.1擺動(dòng)凸

2、輪的運(yùn)動(dòng)分析14 2.7.2圓柱凸輪的運(yùn)動(dòng)分析16 2.7.3擺動(dòng)凸輪和圓柱凸輪運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系17 2.8總結(jié)183管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)19 3.1圓柱凸輪設(shè)計(jì)及相應(yīng)配件的設(shè)計(jì)19 3.1.1圓柱凸輪19 3.1.2假輪轂的設(shè)計(jì)22 3.2齒輪的設(shè)計(jì)22 3.3擺動(dòng)凸輪及相應(yīng)其配件的設(shè)計(jì)243.3.1擺動(dòng)凸輪設(shè)計(jì)25 3.3.2擺動(dòng)凸輪配件的設(shè)計(jì)28 3.4導(dǎo)桿的設(shè)計(jì)29 3.5微調(diào)器的設(shè)計(jì)30 3.6總結(jié)314 三維軟件建模32 4.1建模軟件介紹32 4.2圓柱凸輪三維模型34 4.3盤形擺動(dòng)凸輪三維模型34 4.4導(dǎo)桿三維模型35 4.5齒輪三維模型37 4.6微調(diào)器三維模型38

3、4.7軸三維模型40 4.8機(jī)架、支架、擺桿、軸承及其他配件40 4.9管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)三維模型44 4.10總結(jié)455 使用安裝、維護(hù)及總結(jié)46 5.1 使用安裝、維護(hù)46 5.1.1 管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)的安裝方法46 5.1.2 管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)的維護(hù)46 5.2 總結(jié)466展望487 致謝49參考文獻(xiàn)50摘 要管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)是用于管類零件在連續(xù)輸送過(guò)程中，對(duì)其內(nèi)壁自動(dòng)噴涂塑料薄膜的機(jī)構(gòu)，減少人工噴涂的塑料薄膜的不均勻和工作強(qiáng)度。論文基于跟蹤，噴涂質(zhì)量，以及縮短非生產(chǎn)時(shí)間，提出了采用盤狀擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)的往復(fù)擺動(dòng)與圓柱凸輪機(jī)構(gòu)往復(fù)移動(dòng)的協(xié)調(diào)性動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)噴槍的跟蹤噴塑的設(shè)計(jì)方案，

4、進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，考慮到機(jī)構(gòu)實(shí)際使用中噴管的安裝調(diào)整問(wèn)題，設(shè)計(jì)了微調(diào)機(jī)構(gòu)。并應(yīng)用三維建模軟件ug nx4.0進(jìn)行了實(shí)體建模及整體裝配。該噴涂機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)可靠，對(duì)提高管類零件噴涂質(zhì)量和生產(chǎn)效率，具有一定的工程實(shí)際意義。關(guān)鍵詞：管類零件 噴涂 跟蹤機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu) ug nx4.0abstracttracking body parts sprayed tube is used tube in a continuous course of transmission parts, automatic spraying their plastic film wall structure, reduci

5、ng the manual spraying of plastic film of uniform and work intensity. paper-based tracking, spray quality, and reduce non-productive time, made use of coils swing back and forth swing cam cam cylinder reciprocating with the coordination of action to achieve tracking spray gun design, carried out the

6、 structural design , taking into account the actual use of institutional adjustment in the installation of the nozzle was designed fine institution. and apply the three-dimensional modeling software ug nx4.0 were solid modeling and the overall assembly. compact structure of the spray body, movement

7、and reliable parts to improve the management quality and production efficiency of spraying, the project has a practical significance.key words: pipe parts spray tracker cam ug nx4.01 緒論管類零件在我們生活中非常常見(jiàn)，它們?cè)谏詈蜕a(chǎn)中的應(yīng)用更舉不勝數(shù)，對(duì)人類的文明、社會(huì)的進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。它們與人們的日常生活密切相關(guān)，任何人都離不開(kāi)它們。管類零件在各個(gè)不同的行業(yè)中都有大量的應(yīng)用，例如：供水行業(yè)。供油行業(yè)，建筑行

8、業(yè)等等。因此管類零件作為一種基礎(chǔ)建設(shè)中大量需要的零件，在我國(guó)的產(chǎn)量非常巨大。管類零件生產(chǎn)工業(yè)不僅本身創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益，而且為推動(dòng)本國(guó)他國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，促進(jìn)商業(yè)銷售，對(duì)內(nèi)對(duì)外交流做出了重要貢獻(xiàn)。在我國(guó)管類零件生產(chǎn)工業(yè)正蓬勃發(fā)展地向前發(fā)展，有著廣闊的前景。1.1噴涂機(jī)構(gòu)在管類零件生產(chǎn)中的意義 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平以及審美要求的提高，對(duì)管類零件的要求也有所提高，我們對(duì)管類零件的外表和內(nèi)壁都有了更高的要求。所以要對(duì)管類零件內(nèi)外壁進(jìn)行噴涂加工。噴涂機(jī)械是涂裝系統(tǒng)不可缺少的重要設(shè)備，隨著時(shí)代進(jìn)步和電子技術(shù)的不斷發(fā)展，噴涂設(shè)備也由最簡(jiǎn)單的噴涂機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在的噴涂生產(chǎn)線，涂裝生產(chǎn)線主要是用在家用電器、汽車

9、、摩托車、鋼木家具、建筑五金工具、儀器儀表外殼等金屬屬件、塑料件的表面處理。涂裝系統(tǒng)主要有粉末涂裝系統(tǒng)、自動(dòng)噴漆系統(tǒng)、工業(yè)單機(jī)噴涂設(shè)備及汽車特種噴涂設(shè)備等；設(shè)備主要有線處理生產(chǎn)線、睡蓮噴漆室、自動(dòng)噴粉準(zhǔn)裝置、噴粉機(jī)器人、烘道、烘房、自動(dòng)噴淋裝置懸掛物料輸送設(shè)備等。噴涂作為制品表面處理的一種方法和手段，其發(fā)展方興未艾。目前，國(guó)內(nèi)噴涂設(shè)備主要有水平往復(fù)自動(dòng)噴涂機(jī)，垂直往復(fù)自動(dòng)噴涂機(jī)、旋轉(zhuǎn)噴涂機(jī)、多軸頂噴機(jī)、噴涂機(jī)器人等，可用于外表面較大物件的自動(dòng)噴涂。而對(duì)于透明或單色瓶、杯、管類零件等小尺寸的物件，如在其內(nèi)表面進(jìn)行噴涂，可用起到防銹防腐蝕還可以改善觀賞、裝飾美觀性。因此帶動(dòng)了物件內(nèi)壁噴涂的全自動(dòng)噴

10、涂機(jī)的發(fā)展。在物件內(nèi)壁噴涂的全自動(dòng)噴涂機(jī)中噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)占有不可或缺的地位。管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)用于在管類零件連續(xù)輸送過(guò)程中，對(duì)管類零件內(nèi)壁噴涂塑料薄膜的機(jī)構(gòu)。因此管類零件噴涂機(jī)構(gòu)有著非常重要的意義。 1.2 跟蹤機(jī)構(gòu)在噴涂機(jī)構(gòu)中的意義 就管類零件內(nèi)壁噴涂機(jī)而言，可將其組成大致歸納為三個(gè)大部分，輸送部分、噴涂部分、輸出部分。圖1-1 管類零件內(nèi)壁噴涂機(jī)的組成 在噴涂部分中，最重要的就是噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)。噴涂機(jī)的噴涂速度、噴涂精度以及管類零件的質(zhì)量與噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)密切相關(guān)。如果噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不當(dāng)，就會(huì)出現(xiàn)管類零件噴涂不均勻，噴槍與管類零件內(nèi)壁不接觸，甚至無(wú)法噴涂，因此，噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)的選擇和設(shè)計(jì)至關(guān)重要

11、。1.3方案實(shí)現(xiàn)分析管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)是一種自動(dòng)化程度很高的機(jī)構(gòu)，而在各種機(jī)械中，特別是自動(dòng)機(jī)和自動(dòng)控制裝置中，廣泛采用凸輪機(jī)構(gòu)，所以在設(shè)計(jì)管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)時(shí)也采用了凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)控制運(yùn)動(dòng)。齒輪機(jī)構(gòu)是應(yīng)用最為廣泛的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所以在傳動(dòng)方面采用了齒輪機(jī)構(gòu)?？刂茋姌尩耐鶑?fù)運(yùn)動(dòng)中，采用了花鍵軸來(lái)導(dǎo)向。并且通過(guò)一個(gè)微調(diào)器來(lái)控制噴槍頭對(duì)準(zhǔn)管類零件內(nèi)部的準(zhǔn)確度。通過(guò)齒輪進(jìn)行傳動(dòng)，凸輪機(jī)構(gòu)控制運(yùn)動(dòng)，微調(diào)器來(lái)控制準(zhǔn)確度就可以讓本方案得以實(shí)現(xiàn)。1.4三維建模軟件應(yīng)用 建模的軟件有很多種，最常用的是ug和pro/e。 proe是美國(guó)ptc公司旗下的產(chǎn)品pro/engineer軟件的簡(jiǎn)稱。pro/e（pro/en

12、gineer操作軟件）是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（parametric technology corporation，簡(jiǎn)稱ptc）的重要產(chǎn)品。是一款集cad/cam/cae功能一體化的綜合性三維軟件。 ug是unigraphics的縮寫，ug（unigraphics nx）是siemens plm software公司出品的一個(gè)產(chǎn)品，這是一個(gè)交互式cad/cam(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造)系統(tǒng)，它功能強(qiáng)大，可以輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜實(shí)體及造型的建構(gòu)。 來(lái)自siemens plm 的 nx 使企業(yè)能夠通過(guò)新一代數(shù)字化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)向產(chǎn)品全生命周期管理轉(zhuǎn)型的目標(biāo)。 nx 包含了企業(yè)中應(yīng)用最廣泛的集成應(yīng)用

13、套件，用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程和制造全范圍的開(kāi)發(fā)過(guò)程。如今制造業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)是，通過(guò)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的技術(shù)創(chuàng)新，在持續(xù)的成本縮減以及收入和利潤(rùn)的逐漸增加的要求之間取得平衡。為了真正地支持革新，必須評(píng)審更多的可選設(shè)計(jì)方案，而且在開(kāi)發(fā)過(guò)程中必須根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)中所獲得的知識(shí)更早地做出關(guān)鍵性的決策。nx 是 ugs plm 新一代數(shù)字化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，它可以通過(guò)過(guò)程變更來(lái)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品革新。 nx 獨(dú)特之處是其知識(shí)管理基礎(chǔ)，它使得工程專業(yè)人員能夠推動(dòng)革新以創(chuàng)造出更大的利潤(rùn)。 nx 可以管理生產(chǎn)和系統(tǒng)性能知識(shí)，根據(jù)已知準(zhǔn)則來(lái)確認(rèn)每一設(shè)計(jì)決策。 nx 建立在為客戶提供無(wú)與倫比的解決方案的成功經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，這些解決方案可以全面地改

14、善設(shè)計(jì)過(guò)程的效率，削減成本，并縮短進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)間。通過(guò)再一次將注意力集中于跨越整個(gè)產(chǎn)品生命周期的技術(shù)創(chuàng)新， nx 的成功已經(jīng)得到了充分的證實(shí)。這些目標(biāo)使得 nx 通過(guò)無(wú)可匹敵的全范圍產(chǎn)品檢驗(yàn)應(yīng)用和過(guò)程自動(dòng)化工具，把產(chǎn)品制造早期的從概念到生產(chǎn)的過(guò)程都集成到一個(gè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理和協(xié)同的框架中。 因此鑒于ug的功能強(qiáng)大和使用人性化等因素，本次設(shè)計(jì)使用了ugnx 4.0來(lái)進(jìn)行建模。1.5主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容及工作量是確定管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)的總體方案設(shè)計(jì)，總體結(jié)構(gòu)及其組成，掌握跟蹤機(jī)構(gòu)的工作原理，完成主要機(jī)械部分設(shè)計(jì)。并且對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)和零件進(jìn)行三維建模，建模后進(jìn)行機(jī)構(gòu)裝配。此外還包括設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

15、的編寫，外文資料的翻譯工作。圖紙的繪制工作。包括：總體裝配圖1張；齒輪零件圖1張；擺動(dòng)凸輪零件圖1張；圓柱凸輪零件圖1張；導(dǎo)桿零件圖1張。 2管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)引言本章針對(duì)噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研究，建立了一種能夠自動(dòng)跟蹤管類零件并且可以同時(shí)進(jìn)行噴涂的機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)可以各種零件來(lái)完成預(yù)定運(yùn)動(dòng)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。2.1管類零件噴涂跟蹤設(shè)計(jì)目標(biāo) 管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)出來(lái)后，將實(shí)現(xiàn)管類零件在連續(xù)輸送過(guò)程中，對(duì)管類零件內(nèi)壁噴涂塑料薄膜的機(jī)構(gòu)。減少人工噴涂的塑料薄膜的不均勻和工人的工作強(qiáng)度。提高管類零件噴涂的質(zhì)量和生產(chǎn)率。2.2管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)的原理 管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)用于在管類零件連

16、續(xù)輸送過(guò)程中，對(duì)管類零件內(nèi)壁噴涂塑料薄膜的機(jī)構(gòu)。管類零件等間距的安裝在特制的鏈帶上，鏈帶由鏈輪帶動(dòng)，沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，噴槍徐徐插入殼內(nèi)進(jìn)行噴塑，完成后又迅速退回原始位置，再插入下一管類零件重復(fù)前述動(dòng)作。2.3管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)的主要運(yùn)動(dòng) 為了實(shí)現(xiàn)管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)中噴槍的跟蹤噴塑目的，我們就要選擇適當(dāng)?shù)牧慵?lái)控制它的運(yùn)動(dòng)。噴槍的主要運(yùn)動(dòng)如下： 可以從圖中看出噴槍的主要運(yùn)動(dòng)就是二個(gè)。第一個(gè)：因?yàn)楣茴惲慵堑乳g距安裝在特制的鏈輪上的，鏈帶由鏈輪帶動(dòng)，噴槍要跟隨管類零件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，對(duì)一個(gè)管類零件噴涂完成后又迅速退出，然后對(duì)下一個(gè)零件進(jìn)行噴涂，于是要求噴槍要有往復(fù)擺動(dòng)。 圖2-2噴槍的

17、往復(fù)擺動(dòng)第二個(gè)：因?yàn)閲姌屢獙?duì)管類零件內(nèi)壁進(jìn)行噴涂，所以噴槍徐徐插入管類零件內(nèi)部進(jìn)行噴涂，這就要求噴槍需要往復(fù)運(yùn)動(dòng)，伸入管類零件內(nèi)部，然后再抽出。 圖2-3噴槍的往復(fù)運(yùn)動(dòng)2.4跟蹤機(jī)構(gòu)的主要零件的選擇為了實(shí)現(xiàn)噴槍的跟蹤噴涂的目的，我已經(jīng)知道了噴搶的二個(gè)主要運(yùn)動(dòng)，即噴槍的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和噴槍的往復(fù)擺動(dòng)。采用什么方式和零部件來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)二個(gè)運(yùn)動(dòng)呢？在翻閱大量資料后，我們發(fā)現(xiàn)凸輪機(jī)構(gòu)非常適合本次設(shè)計(jì)的需要。在各種機(jī)械，特別是自動(dòng)機(jī)和自動(dòng)控制裝置中，廣泛采用著各種形式的凸輪機(jī)構(gòu)。凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪、從動(dòng)件、機(jī)架組成的高副機(jī)構(gòu)。凸輪機(jī)構(gòu)有如下的優(yōu)點(diǎn)：1、從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以任意擬定，凸輪機(jī)構(gòu)可用于對(duì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律要

18、求嚴(yán)格的地方，也可以用于要求從動(dòng)件作間隙運(yùn)動(dòng)的地方，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間與停歇時(shí)間的比例以及停歇次數(shù)都可以任意擬定?？梢愿咚賳?dòng)，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠。2、只要設(shè)計(jì)相應(yīng)的凸輪輪廓，就可以使從動(dòng)件按擬定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)。3、由于數(shù)控機(jī)床及計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，特別是近年來(lái)可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造，使凸輪輪廓加工并不十分困難。其最大優(yōu)點(diǎn)是只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且相應(yīng)快速，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。正因如此，凸輪機(jī)構(gòu)不可被數(shù)控、電控等裝置完全代替。由于凸輪機(jī)構(gòu)和包含凸輪機(jī)構(gòu)的各種組合機(jī)構(gòu)能夠再現(xiàn)各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，凸輪機(jī)構(gòu)在工程中獲得了廣泛的應(yīng)用。諸如在各種半自動(dòng)和全自動(dòng)金屬切削機(jī)床、內(nèi)

19、燃機(jī)、礦石破碎機(jī)、模鍛機(jī)、冷鐓機(jī)、鋼管冷軋機(jī)、自動(dòng)包裝機(jī)、織機(jī)、家用和工業(yè)用縫紉機(jī)、自動(dòng)繞線機(jī)、點(diǎn)焊機(jī)、印刷機(jī)以及多種農(nóng)業(yè)機(jī)械等，均采用了凸輪機(jī)構(gòu)。在許多自動(dòng)化儀表中。也采用凸輪機(jī)構(gòu)作為輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于凸輪機(jī)構(gòu)是由從動(dòng)件、凸輪組成的高副機(jī)構(gòu)，因此可按照凸輪的形狀、從動(dòng)件的形狀和運(yùn)動(dòng)形式、凸輪與從動(dòng)件維持高副接觸的方式等特點(diǎn)對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行分類。按照凸輪的形狀分類（1）盤形凸輪：凸輪是一個(gè)變曲率半徑的盤形構(gòu)件。（2）移動(dòng)凸輪：具有曲線形狀的作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。（3）圓柱凸輪：在圓柱體上開(kāi)出曲面輪廓的凹槽或在其端面上做出曲面形狀輪廓。盤形凸輪和移動(dòng)凸輪與從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)在同一平面內(nèi)，稱為平面凸輪機(jī)構(gòu)

20、。圓柱凸輪機(jī)構(gòu)屬空間凸輪機(jī)構(gòu)。按照從動(dòng)件的形狀分類（1）尖頂從動(dòng)件：該種從動(dòng)件與凸輪之間為點(diǎn)接觸，可以與任意復(fù)雜形狀的凸輪輪廓保持接觸，但尖頂容易磨損，一般用于傳遞動(dòng)力較小的低速凸輪機(jī)構(gòu)中。（2）滾子從動(dòng)件：滾子的轉(zhuǎn)動(dòng)把從動(dòng)件與凸輪之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，減少凸輪機(jī)構(gòu)的磨損，并且可以傳遞較大的動(dòng)力，因此應(yīng)用較為廣泛。（3）平底從動(dòng)件：這種從動(dòng)件的受力較為平穩(wěn)，容易形成油膜，因此在高速凸輪中應(yīng)用較廣。（4）曲底從動(dòng)件：這種從動(dòng)件具有尖頂與平底從動(dòng)件的雙重優(yōu)點(diǎn)，但制造困難。 按照從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分類為直動(dòng)和擺動(dòng)從動(dòng)件兩大類。按照維持凸輪與從動(dòng)件高副接觸的方式分類力封閉（又稱鎖合）和形封閉兩種形

21、式。力封閉凸輪機(jī)構(gòu):是依靠重力彈簧力等外力維持凸輪與從動(dòng)件之間的高副接觸。形封閉凸輪機(jī)構(gòu):是其依靠凸輪或從動(dòng)件特殊的幾何形狀來(lái)維持高副接觸。等寬凸輪機(jī)構(gòu):兩高副接觸點(diǎn)之間的距離b保持不變。2.4.1跟蹤噴涂機(jī)構(gòu)往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)零件的選擇就本機(jī)構(gòu)而言先前我們分析了所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。因?yàn)楣茴惲慵r(shí)安裝在一個(gè)圓盤鏈傳動(dòng)上的。我們假設(shè)上面有n個(gè)管類零件，并且每個(gè)管類零件都是均布分布，它們之間的夾角=360/n；管類零件是內(nèi)壁噴涂，在這一過(guò)程中我們必須保證噴槍和管類零件一起運(yùn)動(dòng)，所以噴槍在一個(gè)方向上的角速度跟鏈傳動(dòng)的圓盤的角速度應(yīng)該一致。經(jīng)過(guò)篩選我選用了滾子擺動(dòng)從動(dòng)動(dòng)件盤形凸輪，因?yàn)閲姌屌c擺桿相連接通過(guò)設(shè)

22、計(jì)相應(yīng)的輪廓線，凸輪會(huì)帶動(dòng)噴槍也進(jìn)行往復(fù)擺動(dòng)。這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單方便，并且符合噴槍運(yùn)動(dòng)要求。2.4.2跟蹤噴涂機(jī)構(gòu)往復(fù)運(yùn)動(dòng)零件的選擇 在進(jìn)行噴涂時(shí)需要噴槍從上而下均勻噴涂 當(dāng)噴涂結(jié)束后，噴槍應(yīng)該快速向上收回并且回到最初的原點(diǎn)迎接下一個(gè)管類零件。所以在噴槍的軸向方向上，我們不能采用平面凸輪了，因此我對(duì)空間凸輪進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，我們采用圓柱凸輪可以實(shí)現(xiàn)噴槍的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。因?yàn)樵O(shè)計(jì)相應(yīng)的輪廓曲線，我們可以使噴槍在進(jìn)入噴涂時(shí)緩慢而均勻而在離開(kāi)管類零件時(shí)快速的抽出，從而節(jié)約時(shí)間并且為下次加工做好準(zhǔn)備。噴槍往復(fù)的運(yùn)動(dòng)中，選擇的擺桿凸輪通過(guò)擺桿的來(lái)回?cái)[動(dòng)控制噴槍的往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)滑塊支座帶動(dòng)噴槍作反復(fù)擺動(dòng)。通過(guò)擺桿凸

23、輪和圓柱凸輪的相互協(xié)調(diào)，就可以使設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)完成所需要的運(yùn)動(dòng)。2.5管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)管類零件是安裝在特制的鏈帶上，鏈帶是由鏈輪帶動(dòng)，沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。鏈輪連在主軸上，主軸通過(guò)減速器與電動(dòng)機(jī)相連。主軸上又安裝有齒輪來(lái)帶動(dòng)圓柱凸輪和擺動(dòng)凸輪的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)擺桿凸輪和圓柱凸輪的相互協(xié)調(diào)，就可以使設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)完成所需要的運(yùn)動(dòng)。機(jī)構(gòu)原理圖如下：圖2-4機(jī)構(gòu)原理圖管類零件等間距的安裝在特制的的鏈傳動(dòng)帶上，主軸通過(guò)減速器與電動(dòng)機(jī)相連，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，噴槍插入管內(nèi)進(jìn)行噴涂，完成后又迅速推出。圖中鏈輪4沿箭頭方向旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)軸帶動(dòng)齒輪10，圓柱凸輪14和齒輪11，凸輪6旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)擺桿5和導(dǎo)桿13，噴槍組件

24、3，噴槍 ，噴槍構(gòu)件由滾子12嵌在圓柱凸輪14的槽內(nèi)構(gòu)成 。當(dāng)傳動(dòng)軸9旋轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪14和6的輪廓曲線滿足噴槍一方面做軸向往復(fù)移動(dòng)，另一方面又作往復(fù)擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)噴槍的跟蹤噴塑的目的。2.6總體設(shè)計(jì)方案優(yōu)點(diǎn)通過(guò)設(shè)計(jì)凸輪與圓柱凸輪的協(xié)調(diào)性動(dòng)作，能夠?qū)崿F(xiàn)噴槍的往復(fù)移動(dòng)和往復(fù)擺動(dòng)的一致性，并使每一次噴塑完后，噴槍能夠回到原位置，以實(shí)現(xiàn)下一次的動(dòng)作過(guò)程。經(jīng)過(guò)如此的連續(xù)運(yùn)動(dòng)，就實(shí)現(xiàn)了在管類零件連續(xù)輸送過(guò)程中，噴槍的跟蹤噴塑。并且由于凸輪的運(yùn)用，有了急回特性，從而提高了生產(chǎn)效率。傳動(dòng)軸9轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)齒輪10和圓柱凸輪14一起轉(zhuǎn)動(dòng)。圓柱凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使支座小球沿凹槽運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)噴槍的移動(dòng)。齒輪10同時(shí)又帶動(dòng)齒輪11作

25、反向運(yùn)動(dòng)，齒輪11帶動(dòng)凸輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)擺桿擺動(dòng)，擺桿又帶動(dòng)導(dǎo)桿繞傳動(dòng)軸9轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使滑塊支座帶動(dòng)噴槍作反復(fù)擺動(dòng)。這樣就實(shí)現(xiàn)了噴槍的往復(fù)移動(dòng)與往復(fù)擺動(dòng)的協(xié)調(diào)一致性動(dòng)作。2.7管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)主要運(yùn)動(dòng)分析 噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)的主要運(yùn)動(dòng)就是往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這二個(gè)運(yùn)動(dòng)分別是由擺動(dòng)凸輪和圓柱凸輪來(lái)控制的。相應(yīng)的擺動(dòng)凸輪和圓柱凸輪有其各自的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2.7.1擺動(dòng)凸輪的運(yùn)動(dòng)分析 在本次設(shè)計(jì)中擺動(dòng)凸輪是來(lái)控制噴槍的往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的。滾子擺動(dòng)從動(dòng)平面凸輪是由滾子、凸輪組成的。在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中噴槍要隨著管類零件一起運(yùn)動(dòng)，如圖： 圖2-5 為了使生產(chǎn)更方便和規(guī)范，我們?cè)O(shè)圓盤鏈傳動(dòng)上有六個(gè)管類零件，并且設(shè)

26、管類零件為均布分布所以每個(gè)零件之間的夾角=60；假設(shè)圓盤的角速度為那么噴槍的速度也是只有這樣才能保證噴槍和管類零件運(yùn)動(dòng)一致，當(dāng)噴槍和管類零件在a點(diǎn)正好對(duì)準(zhǔn)并且開(kāi)始噴涂，當(dāng)管類零件運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)（b點(diǎn)為二個(gè)零件夾角的一半及=o/2），此時(shí)管類零件運(yùn)動(dòng)了s=r（r為圓盤鏈傳動(dòng)的半徑）;相應(yīng)的噴槍也運(yùn)動(dòng)了s=r。如果此時(shí)噴槍依舊跟著管類零件繼續(xù)運(yùn)動(dòng)則不能在下一個(gè)管類零件到達(dá)時(shí)回到原點(diǎn)a，從而不能對(duì)下一個(gè)零件進(jìn)行噴涂，這樣就會(huì)造成到對(duì)接不起。所以凸輪要控制噴槍在它們之間夾角的一半處開(kāi)始讓噴槍回程，只有這樣才能使噴槍在下個(gè)時(shí)間段相互結(jié)合。由此設(shè)計(jì)出擺盤形凸輪的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖2-6圖2-6擺動(dòng)凸輪運(yùn)動(dòng)規(guī)

27、律（1） oa段是噴槍跟隨管類零件進(jìn)行噴涂的階段；（2） ab段是噴槍噴涂完畢后回到原點(diǎn)的階段；電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器帶動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)軸帶動(dòng)齒輪10轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪10 帶動(dòng)齒輪11反向轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪11帶動(dòng)盤形凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)。我們?cè)O(shè)齒輪10和齒輪11為等比傳動(dòng)則傳動(dòng)軸做等速轉(zhuǎn)動(dòng)，因此盤形凸輪也做等速轉(zhuǎn)動(dòng)，且盤形凸輪轉(zhuǎn)速與齒輪轉(zhuǎn)速一致。設(shè)；鏈傳動(dòng)的圓盤轉(zhuǎn)速為0；鏈傳動(dòng)的圓盤的半徑為r；齒輪的轉(zhuǎn)速為1；則盤裝凸輪的角速度為2t；圓柱凸輪的速度為3；圓柱凸輪的半徑為r1;我們?cè)O(shè)在圓形鏈上的二個(gè)管類零件之間的夾角為；噴槍工作的行程為h；進(jìn)過(guò)設(shè)計(jì)我們可以得到盤形凸輪的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律如下圖圖2-7由【1】公式（9-3a）

28、、（9-3b）可得擺動(dòng)滾子推桿盤裝凸輪的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律s=(/2)1 (01 )s=-(/2)( 1 2)2.7.2圓柱凸輪的運(yùn)動(dòng)分析 在軸向方向上，我們要控制的是噴槍的往復(fù)移動(dòng)，在這方面噴槍要在鏈傳動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)o/2的時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)，及深入管類零件內(nèi)部然后在抽出，為了噴涂均勻和噴涂質(zhì)量較好我認(rèn)為噴槍進(jìn)入管類零件內(nèi)部時(shí)應(yīng)該是勻速的并且所占噴涂時(shí)間的比例應(yīng)該是比較大的。噴槍抽出后，噴槍就應(yīng)該進(jìn)入一段近休止等到鏈傳動(dòng)把下個(gè)管類零件送到，這個(gè)時(shí)間是由鏈傳動(dòng)決定的。并且噴槍的往復(fù)移動(dòng)還要配合好擺動(dòng)滾子推桿盤裝凸輪的運(yùn)動(dòng)，只有這二個(gè)結(jié)合好才能實(shí)現(xiàn)。所以在擺動(dòng)滾子推桿盤裝凸輪轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)。往復(fù)移動(dòng)就要完成一個(gè)

29、循環(huán)運(yùn)動(dòng)，我們上面提到噴涂的時(shí)間應(yīng)該大于噴槍抽回去的時(shí)間，我設(shè)噴涂時(shí)間為滾子直動(dòng)從動(dòng)動(dòng)件圓柱形凸輪轉(zhuǎn)過(guò)5/6時(shí)，噴槍開(kāi)始抽回。則其運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖2-8 圖2-8（1） oa階段圓柱凸輪帶動(dòng)噴槍伸入管類零件內(nèi)部（2） ab階段圓柱凸輪帶動(dòng)噴槍快速?gòu)墓茴惲慵?nèi)部收回（3） bc階段圓柱凸輪帶動(dòng)噴槍準(zhǔn)備迎接下一個(gè)零件設(shè)；鏈傳動(dòng)的圓盤轉(zhuǎn)速為0；鏈傳動(dòng)的圓盤的半徑為r；齒輪的轉(zhuǎn)速為1；則盤裝凸輪的角速度為2t；圓柱凸輪的速度為3；圓柱凸輪的半徑為r1;我們?cè)O(shè)在圓形鏈上的二個(gè)管類零件之間的夾角為；噴槍工作的行程為h；進(jìn)過(guò)設(shè)計(jì)我們可以得到圓柱凸輪的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律如下圖2-9圖2-9由【1】中（9-3a）、（9

30、-3b）可得圓柱凸輪的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律s=(6s/5)2 (025/6)s=6h(1-2/) (5/62)s=0 (22 )2.7.3擺動(dòng)凸輪和圓柱凸輪運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系 滾子直動(dòng)從動(dòng)動(dòng)件圓柱形凸輪與擺動(dòng)滾子推桿盤裝凸輪之間的相互聯(lián)系如圖2-10圖2-10二個(gè)凸輪運(yùn)動(dòng)的規(guī)律圖可以清晰的展現(xiàn)出，當(dāng)管類零件進(jìn)入到原點(diǎn)位置后，噴槍由擺動(dòng)凸輪帶動(dòng)與管類零件一起以同樣的速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，同時(shí)噴槍由圓柱凸輪帶動(dòng)伸入管類零件內(nèi)部進(jìn)行噴涂，然后在過(guò)5/6后，噴槍被快速抽出管類零件的內(nèi)部，此時(shí)擺動(dòng)凸輪帶動(dòng)噴槍做回程運(yùn)動(dòng)。2.8總結(jié) 本章先詳細(xì)闡述了管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)的原理以及主要運(yùn)動(dòng)，并且對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了分析，然后選擇了圓柱凸

31、輪和盤形凸輪機(jī)構(gòu)為主要運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)部件，這二種機(jī)構(gòu)能最大限度的實(shí)現(xiàn)題目要求的主要運(yùn)動(dòng)，3 管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)引言 本章主要介紹管類零件噴涂跟蹤機(jī)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計(jì)。有齒輪設(shè)計(jì)、擺動(dòng)凸輪設(shè)計(jì)、圓柱凸輪設(shè)計(jì)、導(dǎo)桿設(shè)計(jì)、微調(diào)器設(shè)計(jì)。3.1圓柱凸輪設(shè)計(jì)及相應(yīng)配件的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中圓柱凸輪是控制噴槍的軸向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以是主要運(yùn)動(dòng)的控制零件。圓柱凸輪屬于空間凸輪機(jī)構(gòu)，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方式有往復(fù)直動(dòng)和往復(fù)擺動(dòng)兩種。從動(dòng)件與凸輪輪廓的接觸方式大都采用滾子接觸，也可采用尖底接觸。機(jī)構(gòu)的工作周期為凸輪一整轉(zhuǎn)的倍數(shù)時(shí)，必須采用曲線狀的導(dǎo)向塊接觸（例如繞線機(jī)上的從動(dòng)件與圓柱凸輪溝槽的接觸）。由于空間凸輪的輪廓曲面上包

32、含內(nèi)凹部分，因此不能采用平底型從動(dòng)件。從動(dòng)件與凸輪的鎖合方式也可分為力鎖合型和幾何鎖合型兩類。凸輪的輪廓曲面可在圓柱體上直接加工而成，也可將輪廓曲面制成允許裝拆的瓦狀塊，用螺釘固定在凸輪基體上，以便調(diào)整和更換?？臻g凸輪的輪廓是復(fù)雜的空間曲面，欲由從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律計(jì)算輪廓曲面的空間坐標(biāo)是比較繁復(fù)的工作。從制造的角度看，沒(méi)有必要按空間曲面的坐標(biāo)施工。因此，就常規(guī)的空間凸輪機(jī)構(gòu)而言，為了簡(jiǎn)化空間凸輪輪廓的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程，通常將圓柱凸輪上的圓柱面展開(kāi)成矩形平面，然后按平面凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)方法求得展開(kāi)面上的輪廓曲線坐標(biāo)。3.1.1圓柱凸輪對(duì)本機(jī)構(gòu)而言，根據(jù)【3】表7-2凸輪副常用材料及熱處理方法，可以

33、選擇圓柱凸輪的材料為qt450-10，及選擇凸輪材料為球磨鑄鐵，其材料的特點(diǎn)為減少摩擦、抗振。多用于低速、中載、較大尺寸的凸輪或從動(dòng)件。根據(jù)【3】表7-4凸輪的制造公差及表面粗糙度，選擇精度的檔次為一般，輪廓向徑偏差為0.1-0.3mm;表面粗糙度為1.6-3.2；基準(zhǔn)孔公差為h8,h7；位置公差級(jí)別為7-8。理論分析和生產(chǎn)實(shí)際都充分證明，凸輪副的工作表面過(guò)于粗糙是導(dǎo)致早期磨損失效的主要原因，因此選擇圓柱凸輪外表面的粗糙度為3.2，而與假輪轂接觸的位置粗糙度為1.6，與滾子接觸的位置的粗糙度是最為關(guān)鍵的，粗糙度太大會(huì)加大磨損導(dǎo)致凸輪失效，所以此處選擇粗糙度為0.8，降低凸輪與從動(dòng)件之間的磨損。

34、根據(jù)二個(gè)軸之間的中心距設(shè)計(jì)圓柱凸輪的直徑為300mm，根據(jù)整個(gè)尺寸要求，色設(shè)計(jì)圓柱凸輪的高位240mm。如果設(shè)計(jì)的為一個(gè)直徑300mm、高為240mm的實(shí)心鑄鐵圓柱凸輪，可以想象其質(zhì)量是很大。為了減輕重量和節(jié)約材料，圓柱凸輪設(shè)計(jì)為空心的結(jié)構(gòu)。通過(guò)假輪轂安裝到軸上，而假輪轂則通過(guò)螺釘和圓柱凸輪連接，這里選擇了12個(gè)螺釘m1029（gb/t65），均布分布在凸輪的二個(gè)與假輪轂接觸面上，并且假輪轂與圓柱凸輪的接觸面上還有h7的配合，使假輪轂與圓柱凸輪連接更加緊密。圓柱凸輪的滾子從動(dòng)件通常直接采用標(biāo)準(zhǔn)的深溝球軸承、滾子軸承或滾針軸承，也可采用滑動(dòng)摩擦滾子。滾子與從動(dòng)件本體的連接方式有簡(jiǎn)支梁式和懸臂式兩

35、種，簡(jiǎn)支梁式適用于平面外凸輪、圓柱端面凸輪和圓錐端面凸輪。而對(duì)平面內(nèi)凸輪、各種溝槽式凸輪和凸緣式凸輪，只能采用懸臂式滾子結(jié)構(gòu)。為了減輕振動(dòng)和降低噪音，可在滾動(dòng)軸承的外圈上再壓配一個(gè)套圈，該套圈采用有吸振特性的材料制成，套圈磨損后可以更換。由于受到距離和空間所制，這里就不采用滾動(dòng)軸承再加套圈這種形式，而是采用最為簡(jiǎn)單的直接采用深溝球軸承當(dāng)滾子。這里用的深溝球軸承為629（gb/t 276-1994），其內(nèi)徑d=9mm，外徑d=26mm，寬度為b=8mm，軸承與軸的配合為k6。并且使用了兩個(gè)軸承并列安裝，中間使用套筒使其間隔，軸端使用軸用彈性擋圈9（gb894.1-1986）進(jìn)行固定和限位。因此圓

36、柱凸輪的凹槽的寬度為26mm，并且與軸承的配合為h7。滾子直動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向與凸輪回轉(zhuǎn)軸線平行。設(shè)從動(dòng)件上的滾子與凸輪的輪廓工作面得接觸寬度為b，在b/2處所對(duì)應(yīng)的凸輪圓柱面半徑為凸輪的平均圓柱半徑，稱為基圓半徑，仍用rb表示。凸輪槽深度h的大小應(yīng)保證滾子的端部與槽底之間留有足夠的間隙。若凸輪輪廓采用劃線方法加工，則應(yīng)取凸輪的外圓柱面作為基圓柱面。圓柱涂料的基圓柱面展開(kāi)后，得展開(kāi)的平面移動(dòng)凸輪輪廓。滾子中心的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡為理論輪廓曲線，凸輪工作面的兩條展開(kāi)輪廓曲線，即實(shí)際輪廓曲線。顯然，展開(kāi)的理論輪廓曲線與從動(dòng)件的位移曲線具有一致性。而從2.7.2中我們已經(jīng)知道了圓柱凸

37、輪的從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)軌跡和規(guī)律，因此我就可以根據(jù)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)的軌跡圖來(lái)作出凸輪的曲線。設(shè)計(jì)圓柱凸輪的高度為240mm，從動(dòng)件在凸輪回轉(zhuǎn)軸線上的運(yùn)動(dòng)距離為190mm。則設(shè)計(jì)出圓柱凸輪的曲線。其整個(gè)圓柱面上的曲線運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度由公式可以算出為最終圓柱凸輪如圖3-1 圖3-13.1.2假輪轂的設(shè)計(jì)假輪轂是用于連接圓柱凸輪和軸的總要部件。為了減輕圓柱凸輪的質(zhì)量和節(jié)約材料，所以采用了空心的圓柱凸輪，這就需要通過(guò)假輪轂來(lái)使凸輪和轉(zhuǎn)軸連接。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)假輪轂示意圖如圖3-2所示 圖3-2 鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)零件，通常用來(lái)實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩，有的還能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動(dòng)的導(dǎo)向。鍵連接的主要類型有：平

38、鍵連接、半圓鍵連接、契鍵連接和切向鍵連接。平鍵連接具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便、對(duì)中性較好等優(yōu)點(diǎn)，所以這里使用了平鍵連接。圖3-2（1）使用鍵b1890（gb/t1096-2003）、圖3-2（2）使用鍵b1863（gb/t1096-2003）。 為了防止假輪轂的滑動(dòng)，所以在其側(cè)面設(shè)計(jì)了緊定螺釘來(lái)使其固定。如圖3-2（1）所示，這里使用的是緊定螺釘m1024（gb/t71）。3.2齒輪的設(shè)計(jì) 齒輪機(jī)構(gòu)是在各種機(jī)構(gòu)中應(yīng)用最為廣泛的一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。它依靠輪齒齒廓直接接觸來(lái)傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，并且有傳遞功率范圍大、傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)比準(zhǔn)確、使用壽命長(zhǎng)、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。本機(jī)構(gòu)中齒輪可以參見(jiàn)圖2-4，

39、傳動(dòng)軸帶動(dòng)齒輪10，而齒輪10帶動(dòng)齒輪11，從而使圓柱凸輪14和凸輪6旋轉(zhuǎn)。由于是簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)，并且傳遞的力并不是很大，所以選擇了45鋼作為材料，并且通過(guò)調(diào)質(zhì)熱處理，使其硬度達(dá)到230-250hbs，可以足夠應(yīng)付工作條件了。一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比是指該兩齒輪的角速度之比，而輪系的傳動(dòng)比，則是指輪系中首、末兩構(gòu)件的角速度之比。設(shè)本機(jī)構(gòu)中用一對(duì)外嚙合齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)反向。設(shè)定傳動(dòng)比為i1/i2=1/2=z2/z1=1,則可以知道兩個(gè)齒輪傳動(dòng)比一樣。所以設(shè)計(jì)完一個(gè)另一就雷同。（1） 壓力角選擇 由【2】p204可知我國(guó)對(duì)一般用途的齒輪傳動(dòng)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為=20。（2） 模數(shù)m的選擇 由【1】表10-1圓柱齒

40、輪標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列表（gb/t1357-1987）第一系列中選擇了m=2.5。（3） 齒數(shù)z的選擇 自行設(shè)二個(gè)齒輪中心間距a=210mm，由【1】表10-2中標(biāo)準(zhǔn)中心距 a=m(z1+z2),我們?cè)O(shè)計(jì)二個(gè)齒輪為相同的齒數(shù)，所以可以算出z=84。(4) 齒寬的選擇 由于本機(jī)構(gòu)的齒輪承載能力很小，所以不用公式和規(guī)定值而使用自定值，為了減少機(jī)構(gòu)質(zhì)量和減少空間，選擇齒寬為30mm.(5) 分度圓直徑由【1】公式（10-10）d=mz可以知道分度圓直徑d為210mm。（6）齒頂圓直徑由【1】表10-2中公式da1=(z1+2ha*)m可知齒輪的齒頂圓直徑為215mm（7） 齒根圓直徑由【1】表10-2中公式

41、df1=(z1-2ha*-2c*)m可知齒輪的齒根圓直徑為203.75mm由此可以設(shè)計(jì)出如圖3-3的齒輪 由圖可以看出齒輪和轉(zhuǎn)軸是通過(guò)鍵連接的，這里選用鍵b1032（gb/t1096-2003）。本齒輪為中度精度，尺寸不大并且生產(chǎn)批量也不大，參照【4】表11-2，確定其檢驗(yàn)指標(biāo)如下。第公差組為fr和fw，由【4】表11-11、表11-10查得：fr=50um，fw=36um.第公差組ff和fp,由【4】表11-14，11-16查得：ff=13um,fp=14um.第公差組f，由【4】表11-17查得f=11um。加工精度選擇的是七級(jí)精度。中心距極限偏差fa,由表11-19查得fa=17.5um

42、。3.3擺動(dòng)凸輪及相應(yīng)其配件的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)平面凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪輪廓時(shí)，需要給定的原始數(shù)據(jù)有從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律參數(shù)（直動(dòng)從動(dòng)件的位移、類速度、類加速度，或擺動(dòng)從動(dòng)件的角位移、類角速度、類角加速度）和凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸。其中基本尺寸參數(shù)是隨從動(dòng)件的形式而異，因此，凸輪輪廓設(shè)計(jì)應(yīng)按從動(dòng)件的形式分類進(jìn)行。其設(shè)計(jì)方法分為作圖法繪制凸輪輪廓曲線和解析法計(jì)算凸輪輪廓坐標(biāo)。對(duì)設(shè)計(jì)精度要求較低的凸輪，還有一些圓弧凸輪，用作圖法設(shè)計(jì)可滿足工作要求。對(duì)凸輪設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，要盡可能應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。以便提高凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平，獲得優(yōu)良的設(shè)計(jì)方案和精確的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)，是根據(jù)工作要求選定合適的凸輪機(jī)構(gòu)的形式、推桿

43、的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和有關(guān)的基本尺寸，然后根據(jù)選定的推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)出凸輪應(yīng)有的輪廓曲線。推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇，關(guān)系到凸輪機(jī)構(gòu)的工作質(zhì)量。當(dāng)凸輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，推桿在凸輪輪廓線的推動(dòng)下，將由最低位置被推到最高位置，推桿運(yùn)動(dòng)的這一個(gè)過(guò)程稱為推程，而相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角稱為推程運(yùn)動(dòng)角。推桿處于最高位置靜止不動(dòng)，這一個(gè)過(guò)程叫遠(yuǎn)休止，與之相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角稱為遠(yuǎn)休止角。當(dāng)推桿又由最高位置回到最低位置，這一過(guò)程稱為回程，相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角稱為回程運(yùn)動(dòng)角。推桿在最低位置靜止不動(dòng)這個(gè)過(guò)程稱為近休止，相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角位近休止角。推桿在推程或回程過(guò)程中移動(dòng)的距離h稱為推桿的行程。所謂推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是指推桿的位移s，速度v和加速度a隨時(shí)間變化的規(guī)

44、律。又因凸輪一般為等速運(yùn)動(dòng)，所以推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律更常表示為推桿的運(yùn)動(dòng)參數(shù)隨凸輪轉(zhuǎn)角變化的規(guī)律。根據(jù)推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律所用數(shù)學(xué)表達(dá)式的不同，常用的主要有多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律和三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律兩大類。3.3.1擺動(dòng)凸輪設(shè)計(jì)本機(jī)構(gòu)設(shè)中滾子擺動(dòng)從動(dòng)件平面凸輪的作用是控制噴槍的往復(fù)擺動(dòng)。根據(jù)【3】表7-2 凸輪副常用材料及熱處理方法，選擇擺動(dòng)凸輪的材料為45鋼，熱處理方式為調(diào)質(zhì)，這樣處理后凸輪副的綜合性能較好，適用于中低速、中載的凸輪或從動(dòng)件。凸輪輪廓的幾何形狀精度是指經(jīng)加工后所獲得的凸輪輪廓曲線與設(shè)計(jì)求得的凸輪實(shí)際輪廓曲線之間的誤差值。通常，設(shè)計(jì)求得的凸輪實(shí)際輪廓曲線以極坐標(biāo)方式給出，因此誤差值是在同一展角方向上度

45、量向徑的差值。對(duì)一般低速輕載的外力鎖合凸輪機(jī)構(gòu)，只要加工時(shí)能保證凸輪輪廓表面光滑連續(xù)，即使向徑有一定的誤差，仍能滿足正常工作的要求。通常應(yīng)控制在0.02mm以下。由【3】表7-4可以得出選擇位置公差級(jí)別為7級(jí)，選擇精度的檔次為一般，輪廓向徑偏差為0.1-0.3mm;表面粗糙度為1.6-3.2；基準(zhǔn)孔公差為h8,h7；位置公差級(jí)別為7-8。理論分析和生產(chǎn)實(shí)踐都充分證明，凸輪副的工作表面過(guò)于粗糙是導(dǎo)致早期磨損失效的主要原因。因此在擺動(dòng)凸輪輪廓與滾子接觸面，設(shè)計(jì)的粗糙度為0.8.而其他表面不是工作表面，所以選擇了表面粗糙度為6.3.這樣可以降低制造難度和工藝要求。凸輪與轉(zhuǎn)軸的連接形式大多跟齒輪與轉(zhuǎn)軸

46、的連接形式相似。當(dāng)凸輪實(shí)際輪廓的最小向徑比軸的半徑稍大時(shí)，若采用配合連接，凸輪的最小壁厚不夠。為此可在軸上直接加工出涂料的實(shí)際輪廓曲線，例如內(nèi)燃機(jī)中的配氣凸輪就采用這種形式。通常是凸輪與軸采用鍵連接，并用軸肩、襯套或緊定螺釘實(shí)現(xiàn)軸向定位。但這種方式的缺點(diǎn)是凸輪的周向位置不能調(diào)整。因此要求鍵槽和銷孔德位置必須經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確的計(jì)算，并按照規(guī)定的角度及公差要求加工，這無(wú)疑會(huì)增加加工的難度。而本設(shè)計(jì)中采用的凸輪周向位置可調(diào)的結(jié)構(gòu)，及法蘭盤連接。軸與法蘭盤是通過(guò)鍵連接，在法蘭盤上制出月牙孔，使凸輪可作周向有限角度的調(diào)整，調(diào)整到位后用螺釘固定在法蘭盤上。凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)凸輪的基圓半徑為60mm， 擺桿臂長(zhǎng)2

47、01mm。擺桿中與凸輪中心的中心距為210mm。推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律前面已經(jīng)分析過(guò)了，其規(guī)律如圖2-7所示。前面已經(jīng)說(shuō)明，在根據(jù)工作要求和結(jié)構(gòu)條件選定凸輪結(jié)構(gòu)型式、基本尺寸、推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和凸輪的轉(zhuǎn)向后，就可以進(jìn)行凸輪的曲線設(shè)計(jì)了。凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)主要有作圖法和解析法。對(duì)于擺動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)取擺動(dòng)推桿的軸心與凸輪軸心之連線為坐標(biāo)系的y軸，在反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)推桿相對(duì)于凸輪轉(zhuǎn)過(guò)角時(shí)，擺動(dòng)推桿處于一個(gè)位置，其角位移為，則擺桿的端點(diǎn)坐標(biāo)由【1】（9-19）式可以知道 其中為推桿的初始位置角，其值為雖然我們用了解析法來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線，但解析法比較繁瑣。所以利用我們常用的excel和auto cad

48、來(lái)繪制盤形凸輪的輪廓曲線。首先打excel軟件，建立一個(gè)新的表格。將a列設(shè)為凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，每5設(shè)置一個(gè)值（此值設(shè)得越小，算出的坐標(biāo)值越多，則描繪出來(lái)的凸輪輪廓曲線就越精確，當(dāng)然相對(duì)花費(fèi)的時(shí)間也就越多）共72個(gè)值，a1輸入標(biāo)題，a2、a3分別輸入0、5二值后同時(shí)選中a2、a3二個(gè)單元格，將鼠標(biāo)指向選中單元格的右下角的十字光標(biāo)，按住鼠標(biāo)左鍵往下拖到a73單元格后松開(kāi)鼠標(biāo)即輸入完所需要的數(shù)據(jù)。將b列設(shè)為f（），b1中輸入標(biāo)題f（），從b2開(kāi)始按從動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分段輸入運(yùn)動(dòng)規(guī)律函數(shù)，將鼠標(biāo)指向輸入函數(shù)的單元格右下角的十字光標(biāo)，按住鼠標(biāo)左鍵分段往下拖動(dòng)即計(jì)算完并顯示出所需數(shù)據(jù)。將c列設(shè)為x，將d列設(shè)為

49、y，著將x、y的函數(shù)公式輸入相應(yīng)的單元格，重復(fù)上述步驟就可得到相應(yīng)的x，y的值，即凸輪的輪廓曲線的極坐標(biāo)值。如圖3-4圖3-4此方法的好處在于設(shè)不同凸輪輪廓曲線時(shí)只需將從動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律函數(shù)f（）改變一下，其它地方均無(wú)需改變，即可得出另一個(gè)凸輪輪廓曲線上各點(diǎn)的直角坐標(biāo)值了。然后打開(kāi)auto cad,輸入樣條曲線命令，在命令行中輸入用excel工作表算出來(lái)的值，輸完及可得到盤形凸輪輪廓曲線圖了。如果是滾子從動(dòng)件凸輪，則先按上述方法繪制出理論輪廓曲線圖后，利用auto cad中的偏置功能進(jìn)行繪圖，及可以生成所需要的凸輪輪廓曲線圖了。利用這一方法設(shè)計(jì)出本機(jī)構(gòu)的凸輪如圖3-5所示 圖3-5 3.3.2擺動(dòng)凸輪配件的設(shè)計(jì) 擺動(dòng)凸輪與轉(zhuǎn)動(dòng)軸是通過(guò)一個(gè)法蘭盤相連接的。軸與法蘭盤是鍵連接，在法蘭盤上制出月牙孔，使凸輪可作周向有限角度的調(diào)整，選擇的角度為40。調(diào)整到位后用螺釘m6x30來(lái)固定在法蘭盤上。如圖3-6所示圖3-63.4導(dǎo)桿的設(shè)計(jì)導(dǎo)桿是連接噴槍的總要部件，