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樓主 |
發(fā)表于 2020-10-6 12:30:37
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如上圖,,電機通過聯(lián)軸器1帶動2旋轉(zhuǎn)桿整體轉(zhuǎn)動,, 轉(zhuǎn)動90度,意味著整體都繞著5固定支撐軸轉(zhuǎn)動90度,。3軸承的外圈和2旋轉(zhuǎn)桿都是旋轉(zhuǎn)的,,,其中旋轉(zhuǎn)桿繞著5固定支撐軸是轉(zhuǎn)90度的,,3軸承的外圈轉(zhuǎn)動多少度呢,?
且看3軸承的內(nèi)圈是不轉(zhuǎn)動的,,5支撐軸也是不轉(zhuǎn)動的,4大帶輪也是不轉(zhuǎn)動的,, 大家可能要問,,帶輪不轉(zhuǎn)動,帶輪和5支撐軸之間還搞鍵傳動干嘛,? 這里的鍵傳動,,就是保證了5軸不動,4大帶輪也不動,。 如果沒有這個鍵,,搞不好,4大帶輪相對5支撐軸之間還有相對轉(zhuǎn)動,,那么分析起來就麻煩了,;
那么既然4大帶輪不轉(zhuǎn)動,那么9小帶輪動不動呢,? 分析這個要采用相對運動方法分析,,不然很難分析且容易搞錯。 首先大帶輪不動,,那么我們以大帶輪為基準,,逐個往前推進分析。 第一步先分析大帶輪上面的同步帶,。 同步帶和2旋轉(zhuǎn)桿一樣,,它們相對于5固定支撐軸是整體旋轉(zhuǎn)90度的,,為什么這樣說,? 我們先不管同步帶和小帶輪之間的關(guān)系,不管小帶輪旋轉(zhuǎn)還是不旋轉(zhuǎn),,同步帶作為鏈接小帶輪和大帶輪之間的連接件,,整個結(jié)構(gòu)中,除了5固定支撐軸是固定死的,,大帶輪不轉(zhuǎn)動,,,其他的不管是架子還是氣缸,,還是連接件,,整體都是繞著5支撐軸轉(zhuǎn)90度的,所以可以說,,同步帶整體也是相對于5支撐軸有整體90度的旋轉(zhuǎn),。 這個很好理解和感覺。 如果同步帶沒有這個相對于支撐軸5的轉(zhuǎn)動,,那么它將脫離了小帶輪,,飛出去了,,實際上不可能的,同步帶將始終貼著大帶輪和小帶輪,,大帶輪不動,,,小帶輪整體繞著大帶輪的中心線旋轉(zhuǎn)90度,,那么同步帶也跟著小帶輪繞著大帶輪的中心有90度的旋轉(zhuǎn)運動,。由于大帶輪固定住不動了,同步帶相對于大帶輪中心的運動就是同步帶和帶輪之間的相對運動,;
說了半天,,那么同步帶到底如何運動呢? 答案就是,,同步帶相對于4大帶輪之間是有相對運動的,。只不過這里大帶輪固定住了,所以看起來同步帶像是在繞著4大帶輪轉(zhuǎn)動了,,這與我們一般見到的帶輪轉(zhuǎn)動的常規(guī)情況不一樣,, 但本質(zhì)是一樣的,都是相對運動,。
4大帶輪不動,,同步帶相對4大帶輪在動,其結(jié)果就是把小帶輪9給帶動了,, 帶動小帶輪9做旋轉(zhuǎn)運動,。 做多少度的旋轉(zhuǎn)運動呢? 由于同步帶相對于4大帶輪做了90度的旋轉(zhuǎn)角度,,然后根據(jù)帶輪比例,,等于帶動了9小帶輪轉(zhuǎn)了180度,這個180度是小帶輪繞著其自身的中心線的一個旋轉(zhuǎn)角度,。
所以我們用相對運動來分析才不會迷茫和出錯,。
1.大帶輪是固定的,不動,;
2.同步帶整體跟隨著2旋轉(zhuǎn)桿做繞著5支撐軸90度的相對運動,; 這是個大前提,根據(jù)這個前提,,和上述1 ,,分析出來了,同步帶相對于大帶輪的運動關(guān)系,;同步帶相對于4大帶輪完成90度的相對旋轉(zhuǎn)位移
3.根據(jù)同步帶和大帶輪的運動關(guān)系,,帶輪比,分析出了小帶輪繞著自身軸線完成了180度的角度位移,。
4.3軸承的外圈等于和2一體,,相對于內(nèi)圈(和軸一體) ,,完成90度的相對旋轉(zhuǎn);
5.8 小軸承整體相對于大帶輪90度轉(zhuǎn),; 小軸承的的外圈和2是一體的,,內(nèi)圈和小帶輪是一體的; 小帶輪相對于自身中心線完成180度旋轉(zhuǎn),,也即是說小軸承的內(nèi)圈相對于外圈是180度的旋轉(zhuǎn),。
整個分析下來,大帶輪是固定不動的,,這是第一基準,,它的中心線就是基準;
然后同步帶相對于大帶輪在動,,同步帶的動帶動了小帶輪的轉(zhuǎn)動,;小帶輪的中心線是小帶輪旋轉(zhuǎn)角度的基準,這是第二個基準,。 因為我們討論小帶輪的時候,,關(guān)心的是它自轉(zhuǎn)了多少度,它自轉(zhuǎn)的基準就是它的中心線,。
大帶輪不動,,同步帶是在轉(zhuǎn)動的,這是一個理解的重點和難點,。 同步帶動了,,才帶動了小帶輪轉(zhuǎn)動; 如果本案例,,2旋轉(zhuǎn)桿繞著大帶輪中心連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動,,那么,可以看到,,同步帶一直也在連續(xù)轉(zhuǎn)動,,小帶輪也繞著自身軸線連續(xù)轉(zhuǎn)動,;
通常如果這個案例設(shè)計成常規(guī)的,,大帶輪也轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu),2旋轉(zhuǎn)桿不動,,那么就是很常規(guī)的一個同步帶傳遞運動了,,大帶輪轉(zhuǎn),帶動同步帶動,,進而拖動小帶輪旋轉(zhuǎn),。 整個2旋轉(zhuǎn)桿不轉(zhuǎn)動,是起不到搬運工件的作用的,; 本案例的核心是讓旋轉(zhuǎn)桿動,,進而實現(xiàn)工件搬運的目的,。
如果設(shè)計成大帶輪和旋轉(zhuǎn)桿都運動呢?,?那就是說大帶輪和旋轉(zhuǎn)都跟著大帶輪中心線轉(zhuǎn)動,,那么它們二者之間沒有相對運動了,整個旋轉(zhuǎn)桿上面的小帶輪和同步帶相對于大帶輪都沒有相對運動了,,那么就是大帶輪和旋轉(zhuǎn)桿整體都只是跟著電機軸動,,內(nèi)部無任何相對運動,同步帶不動,,小帶輪也沒有繞自身軸線的轉(zhuǎn)動,。大帶輪和小帶輪之間相對靜止,它們作為一個整體繞大帶輪的中心轉(zhuǎn)動,; 所以要找好相對運動和基準,;這個情況下,旋轉(zhuǎn)桿小帶輪小面的工件繞著大帶輪中心旋轉(zhuǎn),,但其自身無任何自轉(zhuǎn)了,;
上面分析了這個案例以及延伸出來運動,總結(jié)一下,,分為3種:
1.大帶輪不動,,同步帶動,旋轉(zhuǎn)桿繞著大帶輪轉(zhuǎn)90度,,小帶輪繞著自身轉(zhuǎn)180度,;
工件整體繞著大帶輪中心轉(zhuǎn)90度的同時,還自轉(zhuǎn)了180度,;
2.大帶輪和旋轉(zhuǎn)桿都繞著大帶輪中心轉(zhuǎn)90度,,二者相對靜止,小帶輪和同步帶不動,,工件整體繞著大帶輪中心90度,;
3.大帶輪旋轉(zhuǎn)90度,旋轉(zhuǎn)桿不動,,同步帶動,,小帶輪轉(zhuǎn)180度,工件整體不動,,只是自轉(zhuǎn)180度,,
最簡單低級的設(shè)計是把這個工件復合運動分解成1個繞著大帶輪中心的旋轉(zhuǎn)運動+1個繞著小帶輪中心的自轉(zhuǎn)180度運動。 就是說1個電機軸上固定一個旋轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動90度,,,,旋轉(zhuǎn)桿的尾端再固定一個旋轉(zhuǎn)氣缸,可以轉(zhuǎn)180度,同樣也能實現(xiàn)本案例的工件運動機構(gòu),,而且設(shè)計簡單直接,,沒有同步帶傳動了,機械傳動去掉了,,機械設(shè)計更簡單,,但增加了控制點,原來是一個電機的控制,,變成了1個電機和1個旋轉(zhuǎn)氣缸的控制,,電器控制復雜了,機械傳動簡化了,。 現(xiàn)代非標設(shè)計自動化的方向不就是簡化機械傳動和設(shè)計,,增加電器控制的傳動和設(shè)計嗎?,?,? 可以這么說,本案例的機械傳動機構(gòu),,絕大多數(shù)人99%的工程師是設(shè)計不出來的,,如果它沒見過,憑他的經(jīng)驗和能力,,99%的機械工程師是設(shè)計不出來這個小復雜的機械傳動機構(gòu)的,; 但是改成一個電機和1個旋轉(zhuǎn)氣缸的機械機構(gòu),99%的機械工程師是可以設(shè)計出來的,,并且其相應(yīng)的電器控制并沒有增加多少,,所以我們更推薦大家使用這種簡單易用的獨立機械機構(gòu)(把復雜的運動分解成獨立的1步步運動,分別設(shè)計每一個獨立的運動機構(gòu)),,畢竟設(shè)計簡單,,直接; 少用復雜的機械傳動機構(gòu)(1個動力,,通過傳動,,帶動N個機構(gòu)),畢竟設(shè)計復雜,,不直接,,大多數(shù)人是設(shè)計不出來,也想象不出來稍微復雜點的機械傳動機構(gòu)的,,除非你見過,,可以參考抄襲; 可以這么說,,分體式獨立的機械機構(gòu)設(shè)計是以后設(shè)計的主方向,設(shè)計簡單,機械傳動少,,后期機械保養(yǎng)維護量少,,缺點就是增加了電器和控制邏輯的復雜度。 像本案例一個電機的轉(zhuǎn)動整體實現(xiàn)工件轉(zhuǎn)90度,,通過同步帶再實現(xiàn)工件自轉(zhuǎn)180度,;一個動力源電機,一套機械傳動,,同步帶傳動,,工件的整體旋轉(zhuǎn)和同步帶傳動之間是復雜的機械傳動關(guān)系;分解成獨立運動后,,電機帶動工件整體轉(zhuǎn)90度,,然后加一個旋轉(zhuǎn)氣缸,自身轉(zhuǎn)180度,,無機械傳動,,無同步帶,無帶輪了,,無帶輪內(nèi)部的軸承,,只是增加了一個標準件旋轉(zhuǎn)氣缸, 機械大大簡化,,維護點大大減少,,設(shè)計大大簡單直接,只是需要把原來機械傳動實現(xiàn)的約束關(guān)系,,工件旋轉(zhuǎn)角度通過電器控制直接實現(xiàn),。 |
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