cos11??2?222c2 （3.32） ac????cos?2?? （3.33） - 27 -
211?sin?250?1sin?1?751.67????将式（2.29）展开后取实部得 cos?222?22?2l1??l?l2cos?l??2sin?2?0??1l1sin?1?sin?2?sin1?12?22?22 ?2?751.67cos?2l2cos?2 2 （3.34） ??sin?1,l2?0.067?cos?1?250l?mm751.67mm11?tan?22.34）得 将数据分别代入公式（?0.067?1????cos?2?cos?2? （3.35） 2????cos?2?5?1根据设计要求，曲柄转速为50r/min，可以算得 ???1?arcsin1370.?s0.067sin?1???92.1??1??50?7cos?rad?/?cos?arcsin??0.067sin??????603 ? 1 ? ? （3.36） ac??湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料 ??0.067?cos??2?cos?arcsin(?0.067sin??)?2.23）和式（2.36）代入式（2.33）得 1将式（?????? （3.37） 将以上公式每隔5°取一个点进行计算，并绘制???1曲线如下图所示 图3.14 滑块“加速度-角度”图像 2a?1.28m/s??1?360?）??180?可知在1时加速度最为c0max，最小值?1?0（或时加速度最小ac0min??1.46m/s2。 由于滑块受到执行机构（退杯机构）的外力作用，其大小约等于200N，由两个曲柄滑块机构共同平衡，因此每个滑块所受的外力为100N，方向竖直向下（图示从右往左）。综合考虑曲柄滑块运动时产生的加速度，因此曲柄滑块运动中所受的加速度大小 2acmax?acmin?g?1.46?9.8?11.26m/s （3.38） 21.46m/s 1.46其中由曲柄滑块自身运动产生的加速度大小为?100%?13.00.26200，相对较小。 ?1.46曲柄滑块向上运动所产生的最大惯性力F?max?mac0max?9.8?100%?6.0P0， （3.39） 因此机器运行平稳，不会很大的震动和噪音，工人工作环境良好。 3.3执行机构的形状设计 3.3.1预热、加热工序执行机构的设计 预热、加热都是对纸杯进行加热，是纸杯纸上的涂膜曾融化，为下一步卷底、滚花做准备。这两道工序的执行机构都是加热装置。考虑到纸杯杯底的形状呈圆形，所以采用的加热机构也呈杯底形状，具体尺寸按照杯底的尺寸来设计。保证一定的间隙和距- 28 - 湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料 离，防止加热不均、不足，同时也避免过热一直烧坏纸杯。并且在其内放入一定型号的线圈，通入一定强度的电流。 图3.15 预热、加热工序杯结构图 3.3.2卷底工序执行机构的设计 （1）卷底工序执行机构动作要求 卷底机构需要在杯底径向有一个压紧力，使得杯底能够也杯壁压紧粘合在一起，因此需要设计一个内腔形状与杯底形状一样的装置，当该装置竖直向上运动到极限位置的时候，能刚好与杯底接触并产生一定的压力。并且为了是杯底各向卷底都均匀、结实，要给定纸杯一个旋转运动，使得杯底各个方向均匀压紧，才能大大提高纸杯的粘合质量。除此之外，待整个工序组向上达到最高位置并处于远休止过程中，还需要给杯子一个轴线方向的压紧力，需要的运动规律“向上工进——停歇——向下退出”，同样也选用凸轮机构。
图3.16 卷底压紧机构结构简图
（2）卷底工序执行机构运动简图
考虑到此处的空间限制，无法直接安装凸轮。要完成这种运动规律，常见的运动机构只有凸轮。所以考虑将凸轮的位置“转移”到一个可以安装凸轮的地方，通过一个杠杆将此处需要的运动规律转换成一定的位置在通过凸轮机构完成该运动规律，具体如
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湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料 下图所示：
图3.17 卷底压紧机构结构简图
机构中包含3个活动构件和4个低副，根据自由度计算公式F?3n?2pL?pH可以得到该机构的自由度F?3?3?2?4?0?1。该机构能够实现预期的工作运动规律。考虑到执行构件的运动行程很小，所以这里采用直线往复移动来代替需要的旋转往复运动。在一定很小的范围，用实际中的一个左右移动副和上下移动副代替理论的旋转副，很小行程范围内可以达到运动传递的目的，此时所造成的。
（3）卷底压紧机构的运动计算
实际执行机构的上下往复的行程约为5mm，即：D1D2?5 mm 。考虑到综合尺寸，选定机架间尺寸空间的限制，将该机构的原动件的运动由一个凸轮来完成，在摆杆轴向的很小的位移由执行机构在凸轮上的移动完成，不会影响机构的正常工作，所以不做单独的考虑设计。
（4）四杆机构的结构计算
根据尺寸D1D2?5 mm ，由于角度β很小，因此有B1B2?D1D2?5 mm ，根据机器的整体布局图，可以取杆长AC1?AC理有：
AC1?B1B2?AB1?C1C2 2?465 mm ，取AB1?290 mm ，则由杠杆平衡原
（3.40）
因此有：
C1C2?5?465290?8.0 mm （3.41）
根据压紧机构的凸轮行程，结合工序组结构的运动规律，分配凸轮的运动时间如下表： 表3.3 滚花工序时间分配表 时间安排（s） 0.3（90°） 加热机构 压紧机构
明显，压紧机构凸轮的行程为8.0mm，小于工序组支撑架的凸轮行程，选择同一基圆半径明显符合要求。所以选择同一基圆半径和相同的运动规律，从而简化设计计算，同时为了简化加工工艺，凸轮材料也选择相同的材料QT700-2。
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0.6（180°） 推程 推程 0.9（270°） 远休止 远休止 1.2（360°） 回程 近休止 近休止 近休止 回程 湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料 根据前面的设计以及表4.4的运动时间分配，此处选择滚动直动从动件，采用轴承作为制动从动件，轴承型号和工序组支撑板的轴承型号选择相同的，即：61903，设计出凸轮的轮廓形状如下图：
图3.18 卷底压紧机构凸轮轮廓线
（5）卷底压紧机构布局图
图3.19卷底压紧机构布局图
（4）凸轮轮廓线的设计