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索式提取器字轨迹分解成分别控制水平和垂直运动

发布时间:2016-12-17 09:44:00 点击:

组合机构:了解组合机构与机构组合的区别,索式提取器理解机构的常见组合方法 以及四种常见组合机构的组合方式与应用特点,了解组合机构的设计方法。 小 结 &/* 图 !"#! 本章内容小结 习 题 !"# 棘轮机构有什么特点?为什么棘爪与棘轮轮齿接触处的公法线要位于棘轮与棘爪 的转动中心之间? !"$ 某牛头刨床的进给机构中,设进给螺旋的导程为 $ %%,而与螺旋固接的棘轮有 &’ 个齿,问该牛头刨床的最小进给量是多少?若要求牛头刨床的进给量为 ’"$ %%,则棘轮每次 转过的角度应为多大? !"% 槽轮机构有什么特点?何谓运动系数 !,为什么 ! 不能大于 (? !"& 某自动车床上装有一单销六槽式外接槽轮机构,已知槽轮停歇时间进行工艺动作, 所需工艺时间为 #’ ),试确定槽轮的转速。


 !"’ 某外槽轮机构中,若已知槽轮的槽数为 *,槽轮的运动时间为 $# )+,,停歇时间为 $* )+,,求槽轮的运动系数及所需的圆销数目。 !"( 为什么不完全齿轮机构主动轮首、末两轮齿的齿高一般需要削减?加在瞬心附加 杆后,是否仍需削减,为什么? !") 图 !"(!- 所示的螺旋机构中,若螺杆 ( 上的两段螺纹均为右旋螺纹,. 段的导程为 ". / ( %%,0 段的导程为 "0 / ’12$ %%,试求当手轮按图示方向转动一周时,螺母 3 相对于导 轨 # 移动的方向入距离大小。又若将 . 段螺纹旋向改为左旋,而 0 段的旋向及其他参数不 变,则结果又如何? 3*& 第!章 其他常用机构和组合机构 !"! 双万向联轴器为保证其主、从动轴间的传动比为常数,应满足哪些条件?满足这些 条件后,当主动轴作匀速转动时,中间轴和从动轴均作匀速运动吗? !"# 机构有哪几种组合方法?试分析图 !"#$%、!"&’%、!"&(% 所示机构是什么形式的组 合系统,并画出其运动传递框图。 !"$% 图 !"#$) 所示的刻字机构组合系统中,可通过设计相应的凸轮轮廓,全移动副十字 滑块上的 ! 点就可以刻出任一数字或字母。现需刻写字母“*”,其尺寸如题 !"+, 图所示,试 将滑块“*”字轨迹分解成分别控制水平和垂直运动的两凸轮机构从动件运动规律 "# -! 和 "$ -!,并简述凸轮廓线的设计要点。 题 !"+, 图 习 题 #.( 第 ! 章 机械的平衡 介绍机械平衡的目的,刚性转子的静平衡的概念、计算与实验,刚性转子的 动平衡的概念、计算与实验。平面机构平衡的概念以及质量代换法、完全平衡法 和部分平衡法。 !"# 机械平衡的目的和内容 !"#"# 机械平衡的目的 机械在运转过程中,其活动构件产生的惯性力和惯性力矩将会在运动副中 引起附加的动压力,从而增大构件中的内应力和运动副中的摩擦,加剧运动副的 磨损,降低机械效率和使用寿命。同时,这些惯性力和惯性力矩的大小和方向一 般都随机械运转而作周期性变化,并传到机架上,使机械及其基础产生强迫振 动。这种振动不仅会导致机械的工作精度和可靠性的下降,还会产生噪声污染。 一旦振动频率接近机械系统的固有频率时,将会引起共振,使机械难以正常工 作,严重时将危及周围的建筑和人员的安全。因此,设法使惯性力和惯性力矩得 到平衡或部分平衡,以消除或减轻它的不良影响,对改善机械的工作性能,提高 机械效率并延长其使用寿命,都具有重要的意义,尤其是对那些高速机械或精密 机械就更为重要。这就是研究机械平衡的目的。 !"#"$ 机械平衡的内容 机械中各活动构件的运动形式是不同的,因此所产生的惯性力及惯性力矩 的情况和平衡的方法也不同。一般可将机械的平衡问题分成以下两类。 #" 转子的平衡 机械中


绕某一轴线回转的构件称为转子。当转子的质量分布不均匀,或由 于制造误差而造成质心与回转轴线不重合时,在转动过程中,将产生离心惯性 力。这类构件的惯性力可以用在构件上增加或除去部分质量的方法得以平衡。 这类转子又分为刚性转子和挠性转子两种情况。 (!)刚性转子的平衡 在机械中,转子的转速较低、共振转速较高而且其刚性较好,运转过程中产 生弹性变形很小时,这类转子称为刚性转子。其平衡原理是基于理论力学中力 系平衡理论。当仅使其惯性力得到平衡时,称为静平衡。若不仅使惯性力得到 平衡,还使其惯性力引起的力矩也得到平衡,称为动平衡。 (")挠性转子的平衡 在机械中,对那些工作转速很高、质量和跨度很大、径向尺寸较小,运转过程 中,在离心惯性力的作用下产生明显的弯曲变形的转子,称为挠性转子。关于挠 性转子的平衡,已属于专门学科研究的问题,故本章将不再涉及。 !" 机构的平衡 机械中作往复移动和平面运动的构件,其所产生的惯性力无法通过调整其 构件质量的大小或改变构件质量分布状态的方法得到平衡。但所有活动构件的 惯性力和惯性力矩可以合成一个总惯性力和总惯性力矩作用在机构的机架上。 设法平衡或部分平衡这个总惯性力和总惯性力矩对机架产生的附加动压力,消 除或降低机架上的振动,这种平衡称为机构在机架上的平衡,或简称为机构的平 衡。 #"! 刚性转子的平衡计算 !"#"$ 刚性转子的静平衡计算 $" 静平衡的概念 对于径宽比 ! " !# 的转子,如齿轮、盘形凸轮、带轮、链轮及叶轮等,可近似 地认为其不平衡质量分布在同一回转平面内。在此情况下,若其质心不在回转 轴线上,则当其转动时,其偏心质量就会产生惯性力,从而在转动副中引起附加 动压力。所谓刚性转子的静平衡,就是利用在刚性转子上加减平衡质量的方法, 使其质心移到回转轴线上,从而使转子的惯性力得以平衡(即惯性力之和为零) 的一种平衡措施。 !" 静平衡计算 结构上对其回转轴线不对称的转子,设计时,应先根据结构定出其偏心质量 的大小及位置,然后再计算出为平衡其偏心质量所产生的惯性力而应加平衡质 量的大小及配置方位,并将该平衡质量加于转子上,使转子达到静平衡的目的。 其具体计算方法如下。 !"# 刚性转子的平衡计算 "%$ 图 !"# 静平衡矢量图解法 如图 !"# 所示,设有一转子,具有偏心质量 !# 、!$ 、!% 及 !& ,回转半径分别 为 "# 、"$ 、"% 、"& ,其方位如图。当此转子以等角速度回转时,各偏心质量所产生 的离心惯性力分别为 !# ’ !#


!$ "# !$ ’ !$!$ "$ !% ’ !%!$ "% !& ’ !&!$ "& 为平衡这些离心惯性力,可在此转子上加上平衡质量 !,使它所产生的离心 惯性力 ! 与 !# 、!$ 、!% 、!& 相平衡,亦即使 ! ( !# ( !$ ( !% ( !& ’ ) ! ’ !!$ " 式中 " 为平衡质量 ! 的回转半径,故得 !!$ " ( !#!$ "# ( !$!$ "$ ( !%!$ "% ( !&!$ "& ’ ) 或 !" ( !# "# ( !$ "$ ( !% "% ( !& "& ’ ) (!"#) 式中 !#"# 称为质径积,它说明,刚性转子静平衡条件为各不平衡质量质径积的 矢量和等于零。质径积 !" 的大小和方位,可用图解法求得,如图 !"#* 所示,选 定比例尺"(实际质径积大小 +,·-.图上的尺寸 --),从任意点 $ 开始按向径 "# 、"$ 、"% 、"& 的方向连续作矢量! $%、! %&、! &’、! ’(分别代表质径积 !# "# 、!$ "$ 、!% "% 、 !& "& 得 !" ’"·! ($ (!"$) 当根据转子的结构选定半径 " 值后,即可由上式求出平衡质量 ! 的大小, 而其方位则由向径 " 确定。 根据上面的分析可见,对于静不平衡的转子,不论它有多少个偏心质量,只 $0/ 第!章 机械的平衡 需要适当地加上一个平衡质量即可获得平衡。 !"#"# 刚性转子的动平衡及其计算 !" 动平衡的概念 对于径宽比 ! " ! " 的转子(如图 #$% 所示内燃机的曲轴),其质量沿轴线一定 宽度内分布,不平衡质量可认为分布在若干个互相平行的回转平面内。在这种 情况下,即使转子的质心 # 在回转轴线上(如图 #$& 所示),但由于各偏心质量所 产生的离心惯性力不在同一回转平面内,因而将形成惯性力矩,造成不平衡。这 种不平衡,只有在转子运动的情况下才能显示出来。所谓刚性转子的动平衡,就 是不仅要平衡各偏心质量产生的惯性力,而且还要平衡这些惯性力所形成的惯 性力矩。 图 #$% 内燃机的曲轴 #" 动平衡的计算 结构上对其回转轴线不对称且轴向尺寸较大的转子(例如图 #$% 所示的曲 轴),在设计时应先根据其结构确定出在各个不同的回转平面内的偏心质量的大 图 #$& 静平衡但动不平衡的转子 小和位置,然后再根据这些偏心质量的分 布情况,计算出为使该转子得到动平衡所 应加的平衡质量的数量、大小及方位,并 将这些平衡质量加于该转子上,以便达到 转子动平衡的目的。其具体计算方法如 下。 如图 #$’( 所示的长转子,具有偏心质 量 $) 、$% 及 $& ,并分别位于平面 )、% 及 & 内,其回转半径为 %) 、%% 及 %& ,方位如图所 示。当转子以等角速度! 回转时,它们产 生的惯性力 !) 、!% 及 !& 将形成一空间 !"# 刚性转子的平衡计算 %*# 力系。下面研究这些惯性力及它们所构成的惯性力矩的平衡问题。 图 !"# 不同回转平面内质量的平衡 由理论力学可知,一个力可以分解为与它相平行的两个分力。因此,可以根 据该转子的结构,选定两个平衡基面!及"作为安装平衡质量的平面,并将上述 的各个离心惯性力分解到平面!及"内,即将 !$

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