
【機】 translation cam
【化】 translation
cam
【機】 adjustable toe piece; cam
平移凸輪(Translating Cam)是凸輪機構中的一種特殊類型,其核心特征在于凸輪本身作直線往複運動(平移運動),而非旋轉運動。該機構通過凸輪的特定輪廓直接推動或控制從動件(如推杆、滾子)實現預期的直線或擺動輸出動作。以下是其詳細解釋:
結構特征:
平移凸輪通常為闆狀或楔形塊,輪廓表面加工有特定曲線(如漸開線、擺線或自定義輪廓)。凸輪沿固定導軌作水平或垂直方向的直線滑動。
運動傳遞:
當凸輪平移時,其輪廓與從動件接觸點持續變化,迫使從動件按預設規律作往複直線運動或擺動。運動精度取決于凸輪廓線的設計精度與接觸副的動力學特性。
壓力角(Pressure Angle):
指凸輪輪廓法線與從動件運動方向間的夾角。壓力角過大會導緻機構自鎖或磨損加劇,通常需控制在30°以内。計算公式為:
$$ alpha = arctanleft(frac{dy/dx}{1 + (dy/dx)}right) $$ 其中 ( y = f(x) ) 為凸輪廓線方程。
基圓半徑(Base Circle Radius):
雖常見于旋轉凸輪,但在平移凸輪中可類比為最小曲率半徑,影響輪廓平滑度與接觸應力。
用于推送工件至加工工位,如電子元件插裝設備中的精準定位機構。
控制墨輥的間歇性擡升與貼合動作,确保油墨均勻轉移。
驅動綜框完成經紗開口運動,實現高速織造(參考《機械設計手冊》第5版,成大先主編)。
中文術語 | 英文術語 |
---|---|
平移凸輪 | Translating Cam / Wedge Cam |
從動件 | Follower |
壓力角 | Pressure Angle |
基圓半徑 | Base Circle Radius |
輪廓曲線 | Cam Profile Curve |
第3章詳細分析平移凸輪的動力學建模與優化算法。
國家标準定義核心術語與分類标準。
多篇論文探讨平移凸輪的疲勞壽命與材料選型(e.g., DOI:10.1115/1.4038765)。
特性 | 平移凸輪 | 旋轉凸輪 |
---|---|---|
運動形式 | 直線往複 | 圓周運動 |
空間占用 | 適合狹長空間布局 | 需徑向空間 |
高速適應性 | 加速度較低,振動小 | 高速時易産生慣性沖擊 |
設計複雜度 | 輪廓方程更易參數化 | 需考慮角位移映射 |
通過上述分析可見,平移凸輪憑借其直線運動特性與可控性,在精密機械領域具有不可替代性。設計時需綜合考量動力學性能、材料強度及潤滑條件,以确保長期運行的可靠性。
平移凸輪是凸輪機構的一種特殊類型,其核心功能是通過凸輪的直線往複運動驅動從動件實現特定運動規律。以下是詳細解釋:
基本定義
平移凸輪(Translating Cam)的凸輪主體呈闆狀,通常做直線往複運動。其輪廓曲線或凹槽與從動件(如滾子、平底推杆)接觸,将凸輪的平移運動轉化為從動件的往複移動或擺動。
運動特性
與旋轉凸輪不同,平移凸輪的運動軌迹為直線,因此從動件的運動規律直接由凸輪輪廓的幾何形狀決定。例如,當凸輪輪廓為斜面時,從動件可實現勻速上升;若輪廓為曲線,則可實現加速度變化的複雜運動。
典型應用場景
常見于自動機床的進給機構、紡織機械的導紗裝置,以及需要精确直線行程控制的設備中。其優勢在于結構緊湊且能實現高速往複運動。
設計參數
關鍵參數包括凸輪行程長度、輪廓曲線方程(如抛物線、正弦曲線等)以及壓力角限制。壓力角需小于允許值(通常30°-38°),以避免從動件卡死。
與其他凸輪的對比
相較于盤形凸輪(旋轉運動)和圓柱凸輪(空間運動),平移凸輪更適合短行程、高頻率的直線驅動需求,但承載能力相對較低。
可通過具體機械設計手冊查閱輪廓曲線計算公式,例如抛物線輪廓的升程公式可表示為: $$ h = frac{4H}{beta}theta quad (0 leq theta leq beta/2) $$ 其中$H$為總升程,$beta$為凸輪工作段角度。
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