車位跳板平衡凸輪計(jì)算

主板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)平衡凸輪設(shè)計(jì) 1、設(shè)計(jì)要求 主板驅(qū)動(dòng)采用全配重形式，即主板的上升靠配重的重力驅(qū)動(dòng)，而主板的下降靠站在主板上的人的重量驅(qū)動(dòng)。這就要求在確定配重機(jī)構(gòu)尺寸和凸輪廓線時(shí)，在主板工作行程范圍內(nèi)的每個(gè)位置都應(yīng)保證適當(dāng)?shù)钠胶?，也就是說在每個(gè)位置都應(yīng)保證在主板中部增加一個(gè)人的重量就能把主板壓回去，人離開主板后，在配重力的作用下又能使主板向上翻轉(zhuǎn)升起。所以，全配重車位跳板設(shè)計(jì)時(shí)，其關(guān)鍵技術(shù)是平衡凸輪的廓線設(shè)計(jì)。 2、基本尺寸確定 如圖 2-5-1所示，根據(jù)使用要求，主板（包括舌板）最高應(yīng)達(dá)到的位置為 530mm，最 低位置為 300mm。配重機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)中心 A 至主板轉(zhuǎn)軸 O的橫向距離為 圖 2-5-1 主板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 1095mm，縱向距離為 550mm。初步選定滾子半徑 r=35mm， AF 桿長為 755mm， AB桿長為 990mm， AF與 AB的夾角為 140（ BF 桿長為 1600mm）。 7005303001501095400240023050012706075W1600755990140oFA0BBFG3、數(shù)學(xué)模型建立 如圖 2-5-2 所示，建立直角坐標(biāo)系 xoy，主板及其附屬零件的重量為 W，其 重心 E 至轉(zhuǎn)動(dòng)中心 O 的長度為 l1，擺桿的鉸鏈中心為 A（ xA， yA） ,AF 長度為 l2，AB長度為 l ， AF與 AB間的夾角為 /，配重的重力為 G，滾子半徑為 r。 圖 2-5-2 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)受力分析圖 當(dāng)主板與 x 軸成夾角時(shí)，滾子與凸輪輪廓線在 C（ xC， yC）點(diǎn)接觸，過 C的公切線 tt 與主板交與 D（ xD， yD） ,tt 與主板的夾角為， D 點(diǎn)至轉(zhuǎn)動(dòng)中心 O的距離為 l，過 C 點(diǎn)的公法線為 nn。由幾何關(guān)系可得下方程。 coslx D （ 1） sinly D （ 2） 公切線 tt 方程： )(DD xxtgyy （ 3） 公法線 nn 方程： )(2( BB xxtgyy （ 4） B 點(diǎn)所在圓方程： 2322 )()( lyyxx ABAB （ 5） oFGtWEACB3xDxt21nynyB 點(diǎn)到公切線 tt的垂直距離方程： rtg yytgxx BDDB )(1 )()( 2 （ 6） 由式（ 5）、（ 6）得 )()()(1)2/()4(22 tgxxytgryaacbbxDBDBB 式中 )(1 2 tga AADD xytgxytgrtgb 2)()(1)(2 2 32222 2)()(1)(2 lxxytgxytgrtgc AAADD 由式（ 3）、（ 4）得： )()2()2()(tgtgyytgxtgxxBDBDC DDCC yxxtgy )( 把 xoy 坐標(biāo)系逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角至 x/o/y/坐標(biāo)系中，則 c oss ins inc os/CCCCCCyxyyxx A 點(diǎn)到配 重重力 G 作用線的垂直距離 )(1 8 0c o s /21ABABxxyya r c t grld A 點(diǎn)到公法線 nn的垂直距離 )2(1)(2(22tgyyxxtgdBABA O 點(diǎn)到公法線 nn的垂直距離 )2(1)2(23tgtgxydBB O 點(diǎn)到主板重力 W 作用線的垂直距離 d4=l1cos 分別隔離出主板（含平衡凸輪）和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，設(shè)主板在其與 x 軸成角時(shí)，欲達(dá)到平衡作用在 C 點(diǎn)沿法線 nn 方向向上的作用力 N1應(yīng)滿足關(guān)系式 N1=W（ d4/d3）。而此時(shí)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)也要達(dá)到平衡，作用在 C 點(diǎn)沿法線 nn 方向向下的作用力 N2應(yīng)滿足關(guān)系式 N2=G（ d1/d2）。 若要使重力為 G 的配重能把主板頂起來，就應(yīng)滿足 N2N1。另一方面，當(dāng)一個(gè)重力為 W1 的人站到主板重心 E 附近時(shí)，能把主板壓下，也要求滿足 N1 + W1（ d4/d3） N2。所以 N1 和 N2 應(yīng)滿足 N1 + W1（ d4/d3） N2 N1，這樣才能實(shí)現(xiàn)主板上不站人的時(shí)候配重能把主板頂起，同時(shí)主板上站一個(gè)人時(shí)又能把主板壓下。 4、程序框圖 圖 2-5-3 程序框圖 由程序框圖 2-5-3可以看出，此程序時(shí)以三個(gè)循環(huán)語句對滿足條件要求的 C 點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行搜索的。即先以角為變量， 確定主板的一個(gè)位置，再選定一個(gè) D點(diǎn)，使 OD 等于 l，過 D 點(diǎn)作與 OD 成角的直線，把此直線當(dāng)作滾子與凸輪輪廓線接觸點(diǎn)的公切線，不斷地變換角和 l 值，總可以找到滿足條件的角和 l值。有了角和 l值，凸輪輪廓線上 C 點(diǎn)坐標(biāo)即可求得。 5、平衡凸輪曲線數(shù)值計(jì)算 主板的規(guī)格為 2000mm 2400mm，舌板長 400mm，要實(shí)現(xiàn)能與高出或低于站臺(tái) 300mm 的汽車底板搭接，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步確定各參數(shù)的取值：滾子半徑輸入數(shù)據(jù)：r,x A, A, 1, 2, 3, 1,G,W,W 1for =14 to-6 step-2for l=2300 to 1500 step-10for =0 to 60 step 1計(jì)算：x c,y c,N 1,N 2N 1+W 1d 4/d 3N 3N 1next next l輸出： ，l, ,x c,y c,(N 2-N 1),(N 1+W 1d 4/d 3-N 2)next endnr=35mm， A 點(diǎn)坐標(biāo) xA=1095mm， yA=-550mm，主板重心 E 至轉(zhuǎn)動(dòng)中心 O 的距離l=1380mm， AF 桿長 l2=755mm， AB桿長 l3=990mm， AF 與 AB的夾角 1=140，主板重力 W=313N，配重 G=5000N，站在主板上的人重力設(shè)為 W1=600N。 用 Qbasic 語言編程上機(jī)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果列于表 1，從中可以看出，在主板運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)任意位置都有 N2-N10，這就是說明配重能把主板頂起來。在主板運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的任意位置也都有 N1 + W1（ d4/d3） - N20，這說明一個(gè)工作人員站在主板上就能把主板壓下來。另外，在角較大時(shí)， N2- N1數(shù)值較大，這樣有利于鐵鏈拉動(dòng)舌板控制機(jī)構(gòu)，使舌板伸開。 凸 輪的具體結(jié)構(gòu)尺寸可見表 1 中的 xC， yC坐標(biāo)值選定，材料選用厚度為 20mm的 40Cr 鋼板，工作表面高頻淬火，硬度 HRC4045。 表 1 計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果 /（） l/mm /（） xC/mm yC/mm N2- N1/N N1 + W（ d4/d3） - N2/N 14 2300 14 1663.2 -158.7 413 57 12 2300 15 1718.1 -155.9 443 18 10 2300 17 1776.5 -160.0 406 49 8 2300 18 1824.0 -154.7 413 34 6 2300 19 1868.7 -148.5 410 30 4 2300 20 1910.7 -141.7 397 38 2 2300 20 1946.2 -128.8 417 10 0 2300 21 1983.5 -121.5