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角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的典型連接方式如圖9-72所示,實(shí)質(zhì)上它是一種鉸鏈四桿 機(jī)構(gòu)(如圖9-73所示)。該機(jī)構(gòu)中固定不動(dòng)的桿/4稱(chēng)為機(jī)架;與機(jī)架用回轉(zhuǎn)副連接且僅能在某一角度內(nèi)擺動(dòng)的桿A (執(zhí)行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)臂)和桿/2 (調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的擺臂)稱(chēng)為搖桿;不與機(jī)架直接連接的桿/3稱(chēng)為連桿。一般執(zhí)行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)臂長(zhǎng)度是一定的,連桿配制前應(yīng)先求出調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)擺臂的長(zhǎng)度。
判別執(zhí)行機(jī)構(gòu)與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的連接是否*,可用下列三個(gè)條件來(lái)衡量:
1)保證滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)要求,并達(dá)到調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)從“全開(kāi)"到“全關(guān)",應(yīng)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的全行程(執(zhí)行機(jī)構(gòu)全行程轉(zhuǎn)角一般為90°);
2)執(zhí)行機(jī)構(gòu)作等速運(yùn)動(dòng)時(shí)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的非線(xiàn)性誤差zui小;
3)在傳遞功率時(shí)有較好的傳動(dòng)條件,即機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)力矩性能。若執(zhí)行機(jī)構(gòu)與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的全行程轉(zhuǎn)角相等,均為90°,則它們的連接如圖9-74所示。圖中/1=/2,I產(chǎn)1“在1/2開(kāi)度時(shí),A和/2分 別為執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)角的角平分線(xiàn),并都與aa垂直,且與連桿/3垂直。但通常調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)全行程轉(zhuǎn)角小于90%要滿(mǎn)足上述“判別"的*個(gè)條件,需增加搖桿 /2的長(zhǎng)度(即LSA),且/3長(zhǎng)度亦要作相應(yīng)改變。/2和/3的值可用下述兩種方法確定。
(1)作圖法(如圖9-75所示):
舉例如下:設(shè)C^C^^^^SOOmm,/i = 200mm,執(zhí)行機(jī)構(gòu)全行程轉(zhuǎn)角p=90°,lx的起始南9,暫定45°,調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)全行程轉(zhuǎn)角/?=80°,12的起始角d2暫定50°,求/2和/3。
解:
1)根據(jù)A 角確定和位置,使角 p=90°,OiAi =OiA2 = /i = 200111111;
2)確定〇2位置,使〇i〇2= /4 = 500mm;
3)連02A2;
4)A202A/2 = ~P= 80°,使〇2A'2 = 〇2A2;
5)連A^2,作A^2的中垂線(xiàn);
6)過(guò)02點(diǎn)向AiA、的中垂線(xiàn)作直線(xiàn)交于Bi點(diǎn),使
7)作= /?=80,使〇2丑2與以〇2為圓;L、、O2B1為半徑的弧交于B2點(diǎn);
能作有用功的水平分力Fh和在搖桿方向消耗功的垂直分力Fn。壓力角就是作用力方向與從動(dòng)件上受力點(diǎn)速度方向之間的夾角在實(shí)用中,為了度量方便,通常以連桿與搖桿之間所夾的銳角來(lái)判斷連桿機(jī)構(gòu)的傳力性能,稱(chēng)為傳動(dòng)角。傳動(dòng)角與壓力角的關(guān)系為
在連桿機(jī)構(gòu)中,以愈大(即7愈小),產(chǎn)生在搖桿上和軸銷(xiāo)處的壓力就愈大,傳動(dòng)也愈不靈活,而且由于摩擦,將使其傳動(dòng)效率降低。當(dāng)《大到一定程度時(shí),將發(fā)生自鎖現(xiàn)象。因此,從有利于傳動(dòng)的觀點(diǎn)出發(fā),希望壓力角愈小愈好,由經(jīng)驗(yàn)得知,應(yīng)滿(mǎn)足壓力角a小于50° (即傳動(dòng)角7大于40°)。
利用余弦定理對(duì)上例進(jìn)行計(jì)算,其傳動(dòng)角/均大于40°。
設(shè)從1為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的公稱(chēng)力矩,M2為傳遞給調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的力矩,從圖9-76可知,在執(zhí)行機(jī)構(gòu)側(cè):
這個(gè)值比圖9-75中的/3僅差1.144mm,而且隨著/4的增大此差值將更小??梢?jiàn),它對(duì)機(jī)構(gòu)的行程及線(xiàn)性度影響并不大,而在安裝時(shí)度量卻更為方便。利用余弦定理計(jì)算其傳動(dòng)角也均大于40°,能滿(mǎn)足傳動(dòng)要求。綜上分析,為滿(mǎn)足調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)從全開(kāi)到全關(guān)應(yīng)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的全行程,調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)擺臂長(zhǎng)度可用簡(jiǎn)化公式(9-5)求取。在配制連桿與搖桿的連接位置時(shí),一般使執(zhí)行機(jī)構(gòu)與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在+開(kāi)度時(shí),搖桿與連桿近似垂直。用上述方法求得調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)擺臂長(zhǎng)度后,應(yīng)在擺臂上使用鉆床鉆銷(xiāo)軸孔。為便于安裝時(shí) 調(diào)節(jié),還應(yīng)在此孔兩側(cè)各打1?2個(gè)銷(xiāo)軸孔。
2.配制連桿
連桿兩端的接頭分別與執(zhí)行機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的搖桿連接,中間的主桿為連接管。接頭的形式有叉形接頭和球形絞鏈接頭兩種。前者僅適用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的搖桿在同一平面時(shí)的連接;后者適用于各種場(chǎng)合,且可消除連接間隙所造成的空行程。
圖9-78所示為叉形接頭連桿的配制形式。兩端頭的螺桿,應(yīng)一個(gè)為正扣,另一個(gè)為反扣。螺桿上除了焊接連接管用的固定螺母外,還必須有一個(gè)鎖緊螺母。螺桿焊在叉子上,叉子上有銷(xiāo)軸。安裝時(shí),執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的搖桿分別插人叉子內(nèi),由銷(xiāo)軸連接。銷(xiāo)軸兩裝有開(kāi)口銷(xiāo),以防止銷(xiāo)軸脫落。拉桿的總長(zhǎng)度為兩叉子上銷(xiāo)軸中心線(xiàn)間的距離。固定螺母應(yīng)位于螺桿的中間位置,以便于安裝時(shí)調(diào)整拉桿長(zhǎng)度。安裝后,應(yīng)檢查連桿各連接關(guān)節(jié),不應(yīng)有松動(dòng)間隙,但亦不應(yīng)太緊而卡澀;鎖緊螺母應(yīng)鎖緊;銷(xiāo)軸與銷(xiāo)軸孔配合適當(dāng),以保證有良好的調(diào)節(jié)效果。圖9-79所示為吉林市江南機(jī)電設(shè)備修造廠引進(jìn)德國(guó)西門(mén)子公司的球形絞鏈接頭。該接頭的球頭銷(xiāo)12與執(zhí)行機(jī)構(gòu)或調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的搖桿15連接采用1 : 10錐體連接(可用配套的絞刀扳鉸錐孔),配合緊密。連桿的配制方式與圖9-78相同。球形絞鏈的規(guī)格和主要參數(shù)見(jiàn)表 9-11。
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