
【机】 translation cam
【化】 translation
cam
【机】 adjustable toe piece; cam
平移凸轮(Translating Cam)是凸轮机构中的一种特殊类型,其核心特征在于凸轮本身作直线往复运动(平移运动),而非旋转运动。该机构通过凸轮的特定轮廓直接推动或控制从动件(如推杆、滚子)实现预期的直线或摆动输出动作。以下是其详细解释:
结构特征:
平移凸轮通常为板状或楔形块,轮廓表面加工有特定曲线(如渐开线、摆线或自定义轮廓)。凸轮沿固定导轨作水平或垂直方向的直线滑动。
运动传递:
当凸轮平移时,其轮廓与从动件接触点持续变化,迫使从动件按预设规律作往复直线运动或摆动。运动精度取决于凸轮廓线的设计精度与接触副的动力学特性。
压力角(Pressure Angle):
指凸轮轮廓法线与从动件运动方向间的夹角。压力角过大会导致机构自锁或磨损加剧,通常需控制在30°以内。计算公式为:
$$ alpha = arctanleft(frac{dy/dx}{1 + (dy/dx)}right) $$ 其中 ( y = f(x) ) 为凸轮廓线方程。
基圆半径(Base Circle Radius):
虽常见于旋转凸轮,但在平移凸轮中可类比为最小曲率半径,影响轮廓平滑度与接触应力。
用于推送工件至加工工位,如电子元件插装设备中的精准定位机构。
控制墨辊的间歇性抬升与贴合动作,确保油墨均匀转移。
驱动综框完成经纱开口运动,实现高速织造(参考《机械设计手册》第5版,成大先主编)。
中文术语 | 英文术语 |
---|---|
平移凸轮 | Translating Cam / Wedge Cam |
从动件 | Follower |
压力角 | Pressure Angle |
基圆半径 | Base Circle Radius |
轮廓曲线 | Cam Profile Curve |
第3章详细分析平移凸轮的动力学建模与优化算法。
国家标准定义核心术语与分类标准。
多篇论文探讨平移凸轮的疲劳寿命与材料选型(e.g., DOI:10.1115/1.4038765)。
特性 | 平移凸轮 | 旋转凸轮 |
---|---|---|
运动形式 | 直线往复 | 圆周运动 |
空间占用 | 适合狭长空间布局 | 需径向空间 |
高速适应性 | 加速度较低,振动小 | 高速时易产生惯性冲击 |
设计复杂度 | 轮廓方程更易参数化 | 需考虑角位移映射 |
通过上述分析可见,平移凸轮凭借其直线运动特性与可控性,在精密机械领域具有不可替代性。设计时需综合考量动力学性能、材料强度及润滑条件,以确保长期运行的可靠性。
平移凸轮是凸轮机构的一种特殊类型,其核心功能是通过凸轮的直线往复运动驱动从动件实现特定运动规律。以下是详细解释:
基本定义
平移凸轮(Translating Cam)的凸轮主体呈板状,通常做直线往复运动。其轮廓曲线或凹槽与从动件(如滚子、平底推杆)接触,将凸轮的平移运动转化为从动件的往复移动或摆动。
运动特性
与旋转凸轮不同,平移凸轮的运动轨迹为直线,因此从动件的运动规律直接由凸轮轮廓的几何形状决定。例如,当凸轮轮廓为斜面时,从动件可实现匀速上升;若轮廓为曲线,则可实现加速度变化的复杂运动。
典型应用场景
常见于自动机床的进给机构、纺织机械的导纱装置,以及需要精确直线行程控制的设备中。其优势在于结构紧凑且能实现高速往复运动。
设计参数
关键参数包括凸轮行程长度、轮廓曲线方程(如抛物线、正弦曲线等)以及压力角限制。压力角需小于允许值(通常30°-38°),以避免从动件卡死。
与其他凸轮的对比
相较于盘形凸轮(旋转运动)和圆柱凸轮(空间运动),平移凸轮更适合短行程、高频率的直线驱动需求,但承载能力相对较低。
可通过具体机械设计手册查阅轮廓曲线计算公式,例如抛物线轮廓的升程公式可表示为: $$ h = frac{4H}{beta}theta quad (0 leq theta leq beta/2) $$ 其中$H$为总升程,$beta$为凸轮工作段角度。
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