互包络线机构的工作特点

互包络线机构的工作特点

图1

 

 

图2

互包络线机构是在接触处有滚有滑的高副机构,如齿轮机构,凸轮机构以及其他曲线廓形构件间的啮合传动

(1)被包络线与包络线

如图1。设共轭曲线K1、K2分别固结于一对瞬心线C1、C2上,当瞬心线绕轴心O1、O2以ω1、ω2转动时,共轭曲线K1、K2组成既滚又滑的高副。过K1、K2共轭接触点M的法线必通过此瞬时瞬心线C1、C2的接触点P,即通过相对运动瞬心

今对整个机构加上一个绕O2的-ω2,使从动件C2、K2静止不动,而主动件C1沿C2依次纯滚到P'、P"、P''' 等位置;同时K1沿K2滚滑到M'、M"、M''' 等位置,可见K2将包络各个位置的K1曲线,称K2为包络曲线,K1为被包络曲线。反之,K1将包络各个位置的K2曲线,故K1、K2互相包络,称互包络线或共轭曲线

可用K1对K2的推压传动来实现瞬心线机构C1、C2纯滚动时的瞬时传动比

(2)滑动速度

K1、K2在M点的相对滑动速度υM(K1/K2)等于其相对角速度(ω1-ω2)与接触点M至对应相对瞬心P间距离PM的乘积,其方向垂直于PM:

(3)压力角

从动件上接触点的受力方向(不计摩擦)和其绝对速度的方向间的夹角,为该点压力角。互包络线机构可在设计时控制其压力角αM不超过一定的许用值来保证具有良好的传动特性

(4)互包络线机构的运动条件

设K1、K2是在给定共轭运动下的一对互包络曲线。设共轭运动为1、2两构件绕O1、O2的转动φ1和φ2=φ2(φ1),以及O2相对O1的移动f=f(φ1),h=h(φ1)。此时互包络线K1、K2应满足下列三个运动条件(图2)

1)K1、K2上的任一对对应共轭点,当处于共轭接触位置时,必须重合。即M01(x1,y1)转动φ1时,M02(x2,y2)点移动(f0-f )、(h0-h),并且又转动了φ2,两点将在M点(xM1、yM1)、(xM2、yM2)接触。则

2)K1、K2两曲线在共轭接触点M处必须相切,即具有相同的斜率

3)在共轭接触点M处,K1、K2的相对滑动速度必沿着其公切线方向,或相对滑动速度必垂直于其公法线

化简得: