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凸輪設(shè)計(jì)應(yīng)該分成三步,第一步是參數(shù)確定,就是根據(jù)從動(dòng)件的動(dòng)作要求,確定凸輪的各種初始參數(shù),以擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪為例,像凸輪旋轉(zhuǎn)速度,擺桿長(zhǎng)度,最小和最大理論輪廓半徑,擺桿中心位置,凸輪旋轉(zhuǎn)方向,如果有共軛的話還有主副擺桿夾角等參數(shù),在這不累述。
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* b: g+ t: n' O# _% x第二步是凸輪曲線設(shè)計(jì),舉個(gè)例子,一輛車從A地到B地,路程(這個(gè)路程的長(zhǎng)短是在第一步里確定的)是一定的,速度和時(shí)間是駕駛員掌控的,到底要省油呢,還是要安全呢,還是要快呢,還是要車子損耗少呢。這就要駕駛員自己去掌控。這么多要求之間是要互相權(quán)衡的,沒(méi)有最好,只有根據(jù)要求,哪個(gè)更合理,更接近理想。凸輪設(shè)計(jì)時(shí),我們就是駕駛員,要設(shè)計(jì)出一條最合理的凸輪曲線,以滿足工況的要求。
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這里談一下凸輪與凸輪曲線之間的關(guān)系。凸輪其實(shí)就是帶有不規(guī)則輪廓的零部件,而凸輪曲線是從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)曲線,凸輪曲線的設(shè)計(jì)宗旨是在滿足機(jī)械運(yùn)動(dòng)的前提下,使得從動(dòng)件走的盡量圓滑,無(wú)振動(dòng),耗能少。對(duì)于我們平時(shí)設(shè)計(jì)凸輪,一般的凸輪曲線,只對(duì)從動(dòng)件最終位置有要求的話,正弦曲線就算很好的選擇,也可選修正正弦,梯形等。當(dāng)然時(shí)候還有對(duì)從動(dòng)件在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的速度甚至加速度更甚至躍度有要求。
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' c; P3 N* I& D! J. {, Q, m( O雖然這種情況少,但真碰到,要設(shè)計(jì)的話,可是得花很長(zhǎng)時(shí)間去計(jì)算的,需要數(shù)學(xué)功底的。其實(shí)凸輪曲線更廣泛的應(yīng)用應(yīng)該是在伺服電機(jī)上,只不過(guò)我們學(xué)機(jī)械的稱為凸輪曲線,而搞伺服電機(jī)的稱為曲線而已,舉個(gè)例子我們平時(shí)乘電梯,有的電梯從一樓到十樓,你會(huì)有明顯感覺(jué)加速或失重,而有的你會(huì)覺(jué)得很平穩(wěn)。這就是凸輪曲線設(shè)計(jì)好壞最直接的感受,在權(quán)衡最大速度,我最大加速度,時(shí)間,振動(dòng),負(fù)載,電機(jī)電流,脈沖頻率等過(guò)程中,設(shè)計(jì)出一條最好的運(yùn)動(dòng)曲線。# E8 n$ s! Q, t6 k% e
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第三步,凸輪設(shè)計(jì)根據(jù)第二步計(jì)算得出的最大速度,最大加速度,慣性矩等值,計(jì)算出凸輪面所受的最大載荷,再根據(jù)凸輪本身旋轉(zhuǎn)速度,潤(rùn)滑條件,工作溫度,與凸輪接觸的零件的材料(通常為滾子),選擇合理的材料,厚度,熱處理方式等。當(dāng)然凸輪設(shè)計(jì)還要考慮機(jī)加工零位,裝配零位,微調(diào)方便,從動(dòng)件拆起來(lái)方便等。如果是彈性封閉凸輪的話,還要考慮彈簧的壽命等。 |
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