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  • 作者：東莞市森氏精密機(jī)械有限公司 2019-11-23 09:53 510
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    原理
    凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)推動(dòng)從動(dòng)件作規(guī)定往復(fù)移動(dòng)或擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)。凸輪具有曲線輪廓或凹槽，有盤形凸輪、圓柱凸輪和移動(dòng)凸輪等，其中圓柱凸輪的凹槽曲線是空間曲線，因而屬于空間凸輪。
    從動(dòng)件與凸輪作點(diǎn)接觸或線接觸，有滾子從動(dòng)件、平底從動(dòng)件和尖端從動(dòng)件等。尖端從動(dòng)件能與任意復(fù)雜的凸輪輪廓保持接觸，可實(shí)現(xiàn)任意運(yùn)動(dòng)，但尖端容易磨損，適用于傳力較小的低速機(jī)構(gòu)中。為了使從動(dòng)件與凸輪始終保持接觸，可采用彈簧或施加重力。具有凹槽的凸輪可使從動(dòng)件傳遞確定的運(yùn)動(dòng)，為確動(dòng)凸輪的一種。
    一般情況下凸輪是主動(dòng)的，但也有從動(dòng)或固定的凸輪。多數(shù)凸輪是單自由度的，但也有雙自由度的劈錐凸輪。凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，最適用于要求從動(dòng)件作間歇運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。它與液壓和氣動(dòng)的類似機(jī)構(gòu)比較，運(yùn)動(dòng)可靠，因此在自動(dòng)機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)、印刷機(jī)和紡織機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。高速凸輪的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，制造要求較高。
    分度盤選型前 必須先了解的事項(xiàng)1.工件的材質(zhì)：A：鋁、銅等材質(zhì)，可選氣剎B：鑄鐵、鋼等材質(zhì)可選油剎或者齒式油剎
    凸輪機(jī)構(gòu)是一種常見的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它是由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架組成的高副機(jī)構(gòu)。當(dāng)從動(dòng)件的位移、速度和加速度必須嚴(yán)格地按照預(yù)定規(guī)律變化，尤其當(dāng)原動(dòng)件作連續(xù)運(yùn)動(dòng)而從動(dòng)件必須作間歇運(yùn)動(dòng)時(shí)，則以采用凸輪機(jī)構(gòu)最為簡(jiǎn)便。凸輪從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于凸輪的輪廓線或凹槽的形狀，凸輪可將連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 [1] 凸輪機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)機(jī)械、儀器和操縱控制裝置。凸輪機(jī)構(gòu)之所以得到如此廣泛的應(yīng)用，主要是由于凸輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)要求，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)要求的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
    當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)用于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，可以產(chǎn)生復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，包括變速范圍較大的非等速運(yùn)動(dòng)，以及暫時(shí)停留或各種步進(jìn)運(yùn)動(dòng)；凸輪機(jī)構(gòu)也適宜于用作導(dǎo)引機(jī)構(gòu)，使工作部件產(chǎn)生復(fù)雜的軌跡或平面運(yùn)動(dòng)；當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)用作控制機(jī)構(gòu)時(shí)，可以控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自動(dòng)工作循環(huán)。因此凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造方法對(duì)現(xiàn)代制造業(yè)具有重要的意義。
    工件的精度要求:A：20秒以內(nèi)可選AR系列（為任意角度之分度盤）B：15秒以內(nèi)可選HR系列（為任意角度之分度盤）C、10秒以內(nèi)可考慮加裝光學(xué)尺（圓光柵）；但是圓光柵價(jià)格比較高，所以如 果只做定位加工時(shí)可考慮選擇HI系列（可達(dá)±5秒）但HI系列為（1” 或5”）之倍數(shù)的固定角度之分度盤，不可做連續(xù)切削加工。

    如果機(jī)床有那些預(yù)留的第四軸接口，則事后想追加任何同系統(tǒng)的第四軸做 四軸聯(lián)動(dòng)時(shí)，皆可隨心所欲。
    如果機(jī)床無那些預(yù)留的第四軸的接口，但事后想追加第四軸則可選用本司所提供的系統(tǒng)單軸控制器，但這個(gè)單軸看著系統(tǒng)不能與機(jī)械的X、Y、Z 三軸的任一軸聯(lián)動(dòng)，只能第四軸動(dòng)完，另三軸再動(dòng)。

    減磨措施編輯
    凸輪容易磨損，主要原因之一是接觸應(yīng)力較大。凸輪與滾子的接觸應(yīng)力可以看作是半徑分別等于凸輪接觸處的曲率半徑和滾子半徑的兩圓柱面接觸時(shí)的壓應(yīng)力，可用赫芝公式進(jìn)行計(jì)算，應(yīng)使計(jì)算應(yīng)力小于許用應(yīng)力。促使凸輪磨損的因素還有載荷特性、幾何參數(shù)、材料、表面粗糙度、腐蝕、滑動(dòng)、潤(rùn)滑和加工情況等。其中潤(rùn)滑情況和材料選擇對(duì)磨損壽命影響尤大。為了減小磨損、提高使用壽命，除限制接觸應(yīng)力外還要采取表面化學(xué)熱處理和低載跑合等措施，以提高材料的表面硬度。
    高速設(shè)計(jì)編輯
    須把從動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)作是一個(gè)彈性系統(tǒng)來設(shè)計(jì)。系統(tǒng)輸出端部分的運(yùn)動(dòng) s(Φ)和同凸輪接觸端部分的運(yùn)動(dòng)s(Φ)存在著差異，即所謂位移響應(yīng)。因此應(yīng)首先合理地選定s(Φ)，從而求得sc(Φ)，然后由sc(Φ)求凸輪廓線。它的承載能力也可應(yīng)用彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論的計(jì)算方法。高速凸輪從動(dòng)件因慣性力較大，在超過彈簧力和其他外加力時(shí)可能瞬時(shí)脫開凸輪廓線，產(chǎn)生跳動(dòng)而引起振動(dòng)。對(duì)于具有凹槽的確動(dòng)凸輪，從一側(cè)轉(zhuǎn)向另一側(cè)接觸往往會(huì)引起沖擊振動(dòng)。這種現(xiàn)象可以通過合理選擇運(yùn)動(dòng)規(guī)律、正確設(shè)計(jì)彈簧和提高系統(tǒng)的剛性等辦法來解決。高速凸輪還應(yīng)有很高的輪廓制造精度和較低的表面粗糙度，并適當(dāng)選擇潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑方法。
    運(yùn)動(dòng)規(guī)律編輯
    在帶滾子的對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)（圖2）中,凸輪回轉(zhuǎn)一周從動(dòng)件依次作升-停-降-停4個(gè)動(dòng)作。從動(dòng)件位移s（或行程高度h）與凸輪轉(zhuǎn)角Φ（或時(shí)間t）的關(guān)系稱為位移曲線。從動(dòng)件的行程h有推程和回程。
    凸輪輪廓曲線決定于位移曲線的形狀。在某些機(jī)械中，位移曲線由工藝過程決定，但一般情況下只有行程和對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角根據(jù)工作需要決定，而曲線的形狀則由設(shè)計(jì)者選定，可以有多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律。傳統(tǒng)的凸輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律有等速、等加速－等減速、余弦加速度和正弦加速度等。等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律因有速度突變，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的剛性沖擊，只適用于低速。等加速-等減速和余弦加速度也有加速度突變,會(huì)引起柔性沖擊，只適用于中、低速。正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律的加速度曲線是連續(xù)的，沒有任何沖擊，可用于高速。
    為使凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的加速度及其速度變化率都不太大，同時(shí)考慮動(dòng)量、振動(dòng)、凸輪尺寸、彈簧尺寸和工藝要求等問題，還可設(shè)計(jì)出其他各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律。應(yīng)用較多的有用幾段曲線組合而成的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，諸如變形正弦加速度、變形梯形加速度和變形等速的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等，利用電子計(jì)算機(jī)也可以隨意組合成各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律。還可以采用多項(xiàng)式表示的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以獲得一連續(xù)的加速度曲線。為了獲得最滿意的加速度曲線，還可以任意用數(shù)值形式給出一條加速度曲線，然后用有限差分法求出位移曲線，最后設(shè)計(jì)出凸輪廓線。
    一些自動(dòng)機(jī)通常用幾個(gè)凸輪配合工作，為了使各個(gè)凸輪所控制的各部分動(dòng)作配合協(xié)調(diào)，還必須在凸輪設(shè)計(jì)以前先編制一個(gè)正確的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。
    和降低表面粗糙度。凸輪的工作條件是空氣干燥、潤(rùn)滑油潔凈，或采用加有各種添加劑的潤(rùn)滑油。潤(rùn)滑油的粘度和供油方式的選擇要考慮從動(dòng)件的形狀和凸輪的轉(zhuǎn)速等。凸輪和從動(dòng)件的材料匹配應(yīng)適當(dāng)，如硬鋼和鑄鐵價(jià)廉，適用于高速滑動(dòng)；硬鋼和磷青銅的振動(dòng)和噪聲小，還能補(bǔ)償輪廓的不精確。鑄鐵和鑄鐵配對(duì)使用效果尚可。
    但硬鎳鋼和硬鎳鋼、軟鋼和軟鋼等的組合則效果不佳。對(duì)于幾何參數(shù)、潤(rùn)滑、材料和表面粗糙度等，也可采用彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論進(jìn)行綜合計(jì)算，以減少磨損。
    凸輪
    凸輪指的是機(jī)械的回轉(zhuǎn)或滑動(dòng)件（如輪或輪的突出部分），它把運(yùn)動(dòng)傳遞給緊靠其邊緣移動(dòng)的滾輪或在槽面上自由運(yùn)動(dòng)的針桿，或者它從這樣的滾輪和針桿中承受力。凸輪隨動(dòng)機(jī)構(gòu)可設(shè)計(jì)成在其運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)能滿足幾乎任何輸入輸出關(guān)系——對(duì)某些用途來說，凸輪和連桿機(jī)構(gòu)能起同樣的作用，對(duì)于兩者都可以用的工作說，凸輪比連桿機(jī)構(gòu)易于設(shè)計(jì)，并且凸i輪還能做許多連桿機(jī)構(gòu)所不能做的事情，從另一方面來說，凸輪結(jié)構(gòu)比連桿機(jī)易于制造。
    從動(dòng)件
    與凸輪輪廓接觸，并傳遞動(dòng)力和實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的構(gòu)件，一般做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)，稱為從動(dòng)件。凸輪機(jī)構(gòu)在應(yīng)用中的基本特點(diǎn)在于能使從動(dòng)件獲得較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。因?yàn)閺膭?dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于凸輪輪廓曲線，所以在應(yīng)用時(shí)，只要根據(jù)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線就可以了。

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