检验机导杆机构和二倍角结构的设计(4)

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2.4 脉冲式无级变速器六杆机构+角度扩展机构

脉冲式无级变速器六杆机构

如图所示的脉冲式无级变速器的平面六杆机构，由主动件1，机架O及从动件2,3,4和5组成。机构正常运转时，构件O被锁住作为机架。转动丝杠6可调节圆心C点水平方向的位置，使长度O1C与CO５的比值λ产生变化，从而改变从动件5的摆角及其平均角速度。当C点向左移动时，λ值减小，从动件5的摆角及平均角速度随之增大；反之则减小从动件的摆角及平均角速度。在轴O５安装超越离合器（图中未画出），由从动件5带动，从而使输出轴满足单向无级变速要求[3]。

在该机构中，构件2,3,4组成同方位的两个移动副，其中成副两次的为构件3，根据机构同性异性原理，此成副两次的构件可在构件2,3,4中任选，而不改变机构运动特性。设将该机构改成成副两次的构件，由此得机构运动简图（ｂ），其中存在两个四杆机构：由机架ｏ，主动曲柄１，滑块２与导杆４组成的曲柄导杆机构和由机架ｏ，导杆4，滑块3与摇杆5组成的导杆摇杆机构。

由导杆机构知，当曲柄1垂直导杆4时，且摇杆5垂直导杆4时，可获得最大摆角。该六杆机构虽能实现无级变速，理论上只有当O1点和O点与O5点无限接近时才可满足180°，但实际中受零件外形尺寸，零件制造，传力受力要求，不能实现180°要求，若添加二倍角角度扩展机构，虽可满足要求的八杆机构结构趋于复杂。

2.5 单向180°六杆旋转机构+步进电机正反转控制

该机构由 O¬¬AAB正置的曲柄滑块机构在连杆2和机架O上串联Ⅱ级杆组4-5，从而形成平面六杆机构[6]。

图4. 单向180°旋转六杆机构

在杆2上C点的轨迹为γ，其上有一段沿垂直方位的近似直线部分C¬¬1C2C3,故当曲柄1自OAA1逆时针方向旋转φ13至OAA3,C点经过C¬¬1C2C3时，从动导杆5在垂直位置停歇。而当该曲柄继续回转至起始位置OAA1时，导杆5顺时针方向旋转180¬¬°。注意铰接点C与OD重合时，导杆5可能产生绕OD非约束转动。为了消除导杆5的这种不确定运动，则可为滑块4设置较短的固定导槽N。

O¬¬AAB为正置曲柄滑块机构，连杆2上C点的轨迹为γ对称于滑块3的水平导路OAB，它与γ的交点为C2。当C2点为拐点是时，γ在该点附近有一段沿垂直方位的近似直线，当曲柄1转至第2位置，即曲柄1与连杆2重叠成一条直线时，连杆2的瞬心与B2点重合。连杆上C2成为拐点的条件由欧拉-赛伐里公式[3]确定（AJA·OAA=（PA）2 式中A¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬——连杆上任一点；P——连杆上速度瞬心；OA——其轨迹δ在A点的曲率中心；JA——在直线上OAPA上的一个拐点；）

即A2C2 · OAA2=(B2A)2源]自=751-·论~文"网·www.751com.cn/

也即（AB+BC）· OAA=（AB）2

令a=AB/OAA, ρ=BC/OAA,将这两个尺寸参数代入上式经过化简后得

ρ=a2 –a

上式就是这种曲柄滑块机构中各尺寸参数间应满足的条件，设计时应满足a≥3

由曲柄滑块机构知，当主动杆转至垂直导路位置时，存在最小压力角为了保证机构传动良好，设计时通常使γ¬¬min≧40°。该机构特点是可一次性实现180单向转动要求，且能实现较长时间停歇；要实现往复转动，需PLC控制器定时控制电机正反转，可用步进电机控制其正反转，电机正反转控制可参考相关文献。但电机频繁正反转严重影响电机寿命。