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0755-88840386糖果包裝機(jī)中三輪四桿機(jī)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間：2020-07-14 15:32:41 |來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
在輕工機(jī)械中，?？梢?jiàn)三輪四桿機(jī)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)短暫停歇":，它具有便于調(diào)節(jié)、結(jié)構(gòu)緊湊, 制造方便，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等許多優(yōu)點(diǎn)。如上海益民食品一廠從德國(guó)引進(jìn)的太妃糖包裝機(jī)中、驅(qū)動(dòng) 糖條輸送部件就是用圖1所示的三輪四桿機(jī)構(gòu)叫圖中，1為齒輪，2為連桿，3為主動(dòng)齒輪，4 為盤(pán)形曲柄,5為揺桿,6為從動(dòng)齒輪"
糖團(tuán)被熱軋成條狀后，連續(xù)被送入包裝機(jī)進(jìn)行切塊、包裝。在刀接觸糖條而進(jìn)行切糖時(shí)， 希望糖條停止輸送;切糖完畢，刀離開(kāi)糖條后，又希望糖條快速送進(jìn)"以此來(lái)保證糖塊外形整 齊，并有較高生產(chǎn)率，該三輪四肝機(jī)構(gòu)能滿足上述工藝要求.
三輪四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖2所示，山齒輪1、4利5與曲柄揺桿機(jī)構(gòu)Ao ABBo組成.
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2 W與。的關(guān)系式
- 無(wú)停歇單向不等速轉(zhuǎn)動(dòng)，W>。；
- 正轉(zhuǎn)一瞬時(shí)停歇一正轉(zhuǎn)，W=0;
- 正轉(zhuǎn)一瞬時(shí)停歇一倒轉(zhuǎn)一瞬時(shí)停歇一正轉(zhuǎn).W<0.
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顯然，第二種運(yùn)動(dòng)規(guī)律是第一種運(yùn)動(dòng)規(guī)律和第三種 運(yùn)動(dòng)規(guī)律的臨界狀態(tài)，在理論上，第二種運(yùn)動(dòng)規(guī)律只是出 現(xiàn)一次瞬時(shí)停歇，但在實(shí)際機(jī)構(gòu)中,山于齒輪嚙合存在齒 側(cè)問(wèn)隙，轉(zhuǎn)動(dòng)副中的冋隙和構(gòu)件的彈性變形等影響，在通 常的制造偏差范圍內(nèi)，從動(dòng)齒輪5的停歇時(shí)間約等于齒 輪1轉(zhuǎn)過(guò)45°角，即相當(dāng)于1/8周期嘰于是,第一種運(yùn)動(dòng)， 齒輪5的停歇時(shí)冋小于1/8周期，第三種運(yùn)動(dòng)齒輪5的 停歇時(shí)間大于1/8周期。
三輪四桿機(jī)構(gòu)的刀的瞬時(shí)位置如圖4所示.齒輪5和齒輪1的相對(duì)速度瞬心p位于直 線AoBt和CD的交點(diǎn)上。于是可得關(guān)系式W~ [ cLts/ci) I Lin = Xmin/(xmi„ -F d).式中， 端m= PAo,貝 11 d/xmi„= (1— W}/W.
過(guò)點(diǎn)，作A『平行CD分別交A礦和BaB于E和F點(diǎn),再過(guò)8。點(diǎn)，作B.G垂直
交于G點(diǎn).在相似三角形PB.D和A0B0F中 B^F/FD = W)/ W
BaF + FD = —s 將式(16)和(17)聯(lián)立求解，得瓦戸=(1 一甲)％初=口一 W*.
又因EC=FD,故 AE=ri~ Wr5=
在直角三角形A.B.G中
小=(E 十薜十頁(yè)⑦2 +瓦匸
式中:
AaE — AEcosji — acos5 = (r, — Wr5)cos/i — acos<5 EF— 2(r< + FDcosfi— 2(r4 4- Wr5)cos^
FG = BtiFcosji = (1 一 W)rscos/S
BoG = 8oFsin步=(1 一 W)rssin#
在三角形A0AE中心sind =①一 Wrs)sin^r于是
ccostS = ^/(rc~ VK?'s)cos2/?-(ri - Wrs)z +a2 將式Q9)和式(20)代入式(18),得
d，= [ (6 + c) cos^—J 尸 eosj—尸+ a'] ’ + bs in 節(jié) 式中，B = □ + r<, C= r< +r 5，T= r, — Wr,. U= (1 — W)r^
16&c(&c-7U)rcos7-16&c(6c-T£7)(T2-a2)cos^-(& + c)!(^-a2)=0 (22) 解式(22)得
cos^=[(7B-aI)/2r]{l + C(64-c)2-r-[72V4y6c(bc-TL0 (23)
將式(23
 |
(24) 式(24)就是W和儉的關(guān)系式’
原包裝機(jī)的三輪四桿機(jī)構(gòu)中，齒輪模數(shù)均為 m = 2mm,齒輪1的齒數(shù)= 25 ,其節(jié)圓半徑 rl = niZ1/2 = 25mm;齒輪4的齒數(shù)么=55,其節(jié)圓 半徑七=50mm;齒輪5的齒數(shù)％ = 2乙=50,其節(jié) 圓半徑r；= 2ri = 50mm;機(jī)架長(zhǎng)度d= 115mm=取 1¥=0.25,0.20, -0.05,代人式(24)分別求出相 應(yīng)的曲柄長(zhǎng)度a.再按式(12), (14)和(15).可繪出如 圖5所示從動(dòng)齒輪5的運(yùn)動(dòng)線圖。
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|
= arccosfX.b1+c2 ~ (d— ayj/2bc) 1
fi = arccos([(J2 + a2)—(62+cs)]/2&c)' 求y,和y2 ,可得最小傳動(dòng)角編l Min加,呢｝'虬 再以饑為變量，分別以[w/co^Tmax 和I £s/oj2|Tmax為目標(biāo)函數(shù)用黃金分割法捜索
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表1 |
||||
|
W |
a |
|
|
|e"礎(chǔ) lw |
|
0>25 |
9,9S50 |
67.62 |
0.075476 |
0.26433 |
|
0.20 |
12.01013 |
66.06 |
0.80690 |
0.32160 |
|
CL15 |
14.04612 |
64.50 |
0.85^15 |
0.33074 |
|
0J0 |
16.09368 |
62.94 |
0091243 |
0.441% |
|
0,05 |
18.15357 |
61,39 |
0,96585 |
D.50549 |
|
0.00 |
20.22662 |
59.B3 |
1.01973 |
0.57157 |
|
-0.05 |
22.31368 |
58.27 |
1.07408 |
0.6d048 |
|
可得原機(jī)構(gòu)的和丨C5/(yi|->max列于表L |
由表1可見(jiàn)，曲柄長(zhǎng)度a調(diào)節(jié)得愈短，相應(yīng)的愈大，[伽和丨鴕/岡皿愈小, 即運(yùn)動(dòng)愈平穩(wěn).但a愈短則W愈大，即淳歇時(shí)間愈短.因此,只要停歇時(shí)冋能滿足工藝要求， 盡可能取IV大些,國(guó)外引進(jìn)的先進(jìn)機(jī)器中，往往取陟等于平均傳動(dòng)比之半E%由式(11)可 知，原機(jī)構(gòu)的平均傳動(dòng)比為0.5,故秘可取到0.25.
3改進(jìn)設(shè)計(jì)保持原機(jī)構(gòu)的機(jī)架長(zhǎng)度4、齒輪1和5不變，取W=0.25,Z, = 55,54, •、••、- ,40,可由 式(24)求得a,由式(25)求得加”,列于表2o
從表 2 可見(jiàn).當(dāng) Z」= 43.即 r〈 = 43mm 時(shí)，a = 8.96713mm, 6 = 68mm,c= 93mm,其最小 傳動(dòng)角 7ml„=80.47° 較大.逬一步保持 d= 115mm不變，取 0.25, Z, = 25,24r - 17, Z5 = 2Zi，Z4 = 55,54, - ,40,由式（24）和（25）可求得a和y„in.比較后可得：當(dāng) 務(wù)= 18,么=54肘.有最大的？亦=83.38°.如表3所示.
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表2 |
表3 |
||||||||
|
& |
a |
b |
c |
,皿貝 |
|
a |
b |
C |
:，nir> |
|
55 |
9.98500 |
80 |
105 |
67.62 |
55 |
6.19578 |
73 |
91 |
82.05 |
|
54 |
9.91947 |
79 |
104 |
68.53 |
54 |
6 J1874 |
72 |
90 |
83.38 |
|
53 |
9,85116 |
78 |
103 |
69,46 |
53 |
6.33767 |
71 |
89 |
81.99 |
|
52 |
9.77988 |
77 |
102 |
70.43 |
52 |
6,225225 |
70 |
S8 |
80.38 |
|
|
9.70545 |
76 |
101 |
7偵3 |
51 |
6.16212 |
69 |
87 |
78.71 |
|
6C |
9.62766 |
75 |
100 |
72,46 |
50 |
6.0668€ |
68 |
86 |
76.97 |
|
49 |
9.54628 |
74 |
&9 |
73.52 |
卻 |
5.96601 |
67 |
85 |
75.15 |
|
48 |
9,46107 |
73 |
98 |
74.62 |
48 |
5.85906 |
66 |
8-1 |
75.25 |
|
47 |
9,37177 |
72 |
97 |
76.76 |
47 |
6.71539 |
65 |
83 |
71.27 |
|
J6 |
9.27806 |
71 |
96 |
76.94 |
46 |
5.62433 |
64 |
32 |
69.18 |
|
45 |
9.17964 |
70 |
95 |
78.17 |
45 |
5.49506 |
63 |
81 |
66用9 |
|
44 |
9,07613 |
69 |
94 |
79.44 |
44 |
5.3^665 |
62 |
B0 |
64.69 |
|
43 |
3.96713 |
68 |
93 |
80.47 |
43 |
5.207^9 |
61 |
79 |
62.25 |
|
42 |
8.85220 |
67 |
92 |
78.84 |
42 |
5.04775 |
60 |
78 |
59-66 |
|
41 |
8.730S3 |
66 |
91 |
77.16 |
41 |
4.S7430 |
59 |
77 |
56,92 |
|
•40 |
8.G0247 |
65 |
90 |
75.38 |
40 |
4,68565 |
58 |
76 |
53.98 |
圖6所示為改進(jìn)后三輪四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)線圈.在該機(jī)構(gòu)中，機(jī)架長(zhǎng)度rf-115mm保持不 變.齒輪1的齒數(shù)務(wù)=18,其節(jié)圓半徑□ = 18mm;齒輪4的齒數(shù)務(wù)= 54,其節(jié)圓半徑r,— 54mm;齒輪5的齒數(shù)爲(wèi)=2務(wù)=36,其節(jié)圓 半徑s = 36mm。連桿長(zhǎng)度 6=rL + n —72mm,搖桿長(zhǎng)度 C=n + rs=9D mm.仍取 W7=0.25.0.20,…，一0.05,可計(jì) 算出 a,y„in, Ecos/coilma.和 I £s/
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