主板驅(qū)動機構(gòu)平衡凸輪設計 1、設計要求 主板驅(qū)動采用全配重形式，即主板的上升靠配重的重力驅(qū)動，而主板的下降靠站在主板上的人的重量驅(qū)動。這就要求在確定配重機構(gòu)尺寸和凸輪廓線時，在主板工作行程范圍內(nèi)的每個位置都應保證適當?shù)钠胶猓簿褪钦f在每個位置都應保證在主板中部增加一個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，全配重車位跳板設計時，其關(guān)鍵技術(shù)是平衡凸輪的廓線設計。 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）最高應達到的位置為 530mm，最 低位置為 300mm。配重機構(gòu)的轉(zhuǎn)動中心 A 至主板轉(zhuǎn)軸 O的橫向距離為 圖 2-5-1 主板驅(qū)動機構(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)學模型建立 如圖 2-5-2 所示，建立直角坐標系 xoy，主板及其附屬零件的重量為 W，其 重心 E 至轉(zhuǎn)動中心 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)動機構(gòu)受力分析圖 當主板與 x 軸成夾角時，滾子與凸輪輪廓線在 C（ xC， yC）點接觸，過 C的公切線 tt 與主板交與 D（ xD， yD） ,tt 與主板的夾角為， D 點至轉(zhuǎn)動中心 O的距離為 l，過 C 點的公法線為 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 點所在圓方程： 2322 )()( lyyxx ABAB （ 5） oFGtWEACB3xDxt21nynyB 點到公切線 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 坐標系逆時針旋轉(zhuǎn)角至 x/o/y/坐標系中，則 c oss ins inc os/CCCCCCyxyyxx A 點到配 重重力 G 作用線的垂直距離 )(1 8 0c o s /21ABABxxyya r c t grld A 點到公法線 nn的垂直距離 )2(1)(2(22tgyyxxtgdBABA O 點到公法線 nn的垂直距離 )2(1)2(23tgtgxydBB O 點到主板重力 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)動機構(gòu)，設主板在其與 x 軸成角時，欲達到平衡作用在 C 點沿法線 nn 方向向上的作用力 N1應滿足關(guān)系式 N1=W（ d4/d3）。而此時驅(qū)動機構(gòu)也要達到平衡，作用在 C 點沿法線 nn 方向向下的作用力 N2應滿足關(guān)系式 N2=G（ d1/d2）。 若要使重力為 G 的配重能把主板頂起來，就應滿足 N2N1。另一方面，當一個重力為 W1 的人站到主板重心 E 附近時，能把主板壓下，也要求滿足 N1 + W1（ d4/d3） N2。所以 N1 和 N2 應滿足 N1 + W1（ d4/d3） N2 N1，這樣才能實現(xiàn)主板上不站人的時候配重能把主板頂起，同時主板上站一個人時又能把主板壓下。 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，此程序時以三個循環(huán)語句對滿足條件要求的 C 點坐標進行搜索的。即先以角為變量， 確定主板的一個位置，再選定一個 D點，使 OD 等于 l，過 D 點作與 OD 成角的直線，把此直線當作滾子與凸輪輪廓線接觸點的公切線，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 點坐標即可求得。 5、平衡凸輪曲線數(shù)值計算 主板的規(guī)格為 2000mm 2400mm，舌板長 400mm，要實現(xiàn)能與高出或低于站臺 300mm 的汽車底板搭接，根據(jù)結(jié)構(gòu)設計，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 點坐標 xA=1095mm， yA=-550mm，主板重心 E 至轉(zhuǎn)動中心 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為 W1=600N。 用 Qbasic 語言編程上機計算，計算結(jié)果列于表 1，從中可以看出，在主板運動范圍內(nèi)任意位置都有 N2-N10，這就是說明配重能把主板頂起來。在主板運動范圍內(nèi)的任意位置也都有 N1 + W1（ d4/d3） - N20，這說明一個工作人員站在主板上就能把主板壓下來。另外，在角較大時， N2- N1數(shù)值較大，這樣有利于鐵鏈拉動舌板控制機構(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 計算機計算結(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