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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。7 W* E2 a* \4 M' [- a
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第二步是凸輪曲線設(shè)計(jì),,舉個(gè)例子,,一輛車(chē)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(chē)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,。3 p$ T+ s+ L: c
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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,。* \0 x* \# b% P, ?/ u
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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。
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/ q3 p* I: T7 ?3 e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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