【正文】 CAD可以繪制精確的凸輪。錄制仿真了動畫影象,通過在輪廓曲線上找特殊點的策略,驗證了該凸輪機構(gòu)在純滾動接觸階段內(nèi)接觸點都在瞬心線上的特征早期的工程技術(shù)人員大多采用作圖法繪制凸輪輪廓，這種方法的效率低、精度差、很難精確地得到壓力角和曲率半徑等設(shè)計參數(shù)。如何實現(xiàn)直動從動件凸輪機構(gòu)的純滾動接觸是解決相對滑動接觸方式,并迅速提高凸輪機構(gòu)工作效率的最有效途徑。只需設(shè)計出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，就可使從動件實現(xiàn)各種預(yù)期的運動規(guī)律，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、設(shè)計方便。裝配完成后再與自行研制的SZP820型輸紙機連接進(jìn)行高速輸紙試驗，取得了很好的工程實際效果，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計目的。該機構(gòu)為國外印鈔機械公司如KBA等擁有的獨特專門技術(shù)。 考慮到共軛盤形分度凸輪機構(gòu)的裝配精度對超越式進(jìn)紙的效果起著非常重要的影響，論文對于盤形分度凸輪機構(gòu)的裝配精度控制也做了較為詳細(xì)的控制分析，建立合理可行的裝配技術(shù)方案。 文中所研究的進(jìn)紙運動機構(gòu)的技術(shù)關(guān)鍵是一共軛盤形分度凸輪機構(gòu)。根據(jù)分析結(jié)果,完成了一套能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定從動件運動規(guī)律的純滾動接觸凸輪機構(gòu)的完整輪廓曲線設(shè)計的方案,設(shè)計得到的凸輪機構(gòu)不但能夠在回程、近休止和推程的機構(gòu)運動階段保持純滾動接觸,還能實現(xiàn)遠(yuǎn)休止運動階段,并且針對運動規(guī)律相同但行程大小不同的凸輪機構(gòu)提出縮放輪廓的設(shè)計方式,大大簡化了該種凸輪機構(gòu)的制造工藝。凸輪機構(gòu)之所以能在各種自動機械中獲得廣泛的應(yīng)用，是因為它兼有傳動、導(dǎo)引及控制機構(gòu)的各種功能。凸輪機構(gòu)由凸輪、從動件或從動件系統(tǒng)和機架組成，凸輪通過直接接觸將預(yù)定的運動傳給從動件。但是由于凸輪與從動件之間的高副接觸方式會增加機構(gòu)的功率損耗,因此對其在高效率傳動系統(tǒng)中的使用形成了較大限制。如何實現(xiàn)直動從動件凸輪機構(gòu)的純滾動接觸是解決相對滑動接觸方式,并迅速提高凸輪機構(gòu)工作效率的最有效途徑。凸輪機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，可以準(zhǔn)確實現(xiàn)要求的運動規(guī)律等優(yōu)點。當(dāng)凸輪機構(gòu)用于傳動機構(gòu)時，可以產(chǎn)生復(fù)雜的運動規(guī)律，包括變速范圍較大的非等速運動，以及暫時停留或各種步進(jìn)運動；凸輪機構(gòu)也適宜于用作導(dǎo)引機構(gòu)，使工作部件產(chǎn)生復(fù)雜的軌跡或平面運動；當(dāng)凸輪機構(gòu)用作控制機構(gòu)時，可以控制執(zhí)行機構(gòu)的自動工作循環(huán)。最后,以一個實際凸輪機構(gòu)的設(shè)計為例,設(shè)計出一套完整凸輪機構(gòu)輪廓曲線,并在三維軟件Solidworks中建立模型,利用COSMOSMotion軟件對其進(jìn)行運動學(xué)仿真,測量運動過程中從動件的運動特征,發(fā)現(xiàn)仿真結(jié)果與計算結(jié)果一致。該機構(gòu)為國外印鈔機械公司如KBA等擁有的獨特專門技術(shù)。裝配完成后再與自行研制的SZP820型輸紙機連接進(jìn)行高速輸紙試驗，取得了很好的工程實際效果，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計目的。本論文對其進(jìn)行了較為深入的研究分析，系統(tǒng)闡述了超越式進(jìn)紙機構(gòu)的設(shè)計原理和主關(guān)鍵機構(gòu)共軛盤形分度凸輪機構(gòu)的工作原理和參數(shù)化設(shè)計，推導(dǎo)出參數(shù)設(shè)計函數(shù)方程，并對共軛盤形分度凸輪的加速度通用公式做了詳細(xì)的推導(dǎo)與實踐應(yīng)用。論文中所涉及的理論分析和制造工藝，對此類平面凸輪的參數(shù)設(shè)計和制造提供了一條有效的工程技術(shù)途徑。其缺點是：凸輪與從動件為點接觸或線接觸，壓強大，易于磨損，難加工，成本高?；凇皟蓸?gòu)件的相對運動可以用與這兩構(gòu)件相固連的1對瞬心線的純滾動來實現(xiàn)”這1瞬心線性質(zhì),推導(dǎo)出能夠滿足預(yù)定的從動件運動規(guī)律要求的純滾動接觸直動從動件盤形凸輪機構(gòu)輪廓曲線的計算公式,并研究了該種凸輪機構(gòu)的臨界壓力角、許用壓力角、機構(gòu)效率、基圓半徑等各項參數(shù)的特征和機構(gòu)特征。在CAD二維設(shè)計階段，CAD的作用僅僅是使工程人員得以擺脫煩瑣、精度低的手工繪圖，可重復(fù)利用已有的設(shè)計方案。參數(shù)化設(shè)計具有造型精確，造型速度快，避免了手工取點造型的復(fù)雜過程，完成三維實體模型可以不斷的修改的特點?，F(xiàn)代三維CAD已經(jīng)輻射到對整個制造企業(yè)生產(chǎn)、管理進(jìn)行全方位的輔助，對制造業(yè)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。對心尖頂直動從動件中推程角Φo=90?從動件在推程時按等速、等加速、等減速及按正弦加速度、余弦加速度運動，取凸輪機構(gòu)的許用壓力角[α]=30?根據(jù)諾模圖可確定其最小基圓半徑，即h/rb=,由此可近似的確定最小基圓半徑為r min=h/=2/即取r min=r0。，當(dāng)繞線軸3快速轉(zhuǎn)動時，經(jīng)齒輪帶動凸輪1緩慢地轉(zhuǎn)動，通過凸輪輪廓與尖頂A之間的作用，驅(qū)使從動件2往復(fù)擺動，因而使線均勻地纏繞在軸上。當(dāng)帶有凹槽的凸輪1轉(zhuǎn)動時，通過槽中的滾子，驅(qū)使從運件2作往復(fù)移動。它的缺點是凸輪輪廓與從動件之間為點接觸或線接觸，易于磨損，所以通常多用于傳力不大而需要實現(xiàn)特殊運動規(guī)律場合。這種凸輪是一個繞固定軸轉(zhuǎn)動并且具有變化半徑的盤形零件，如圖31和圖32所示。將移動凸輪卷成圓柱體即成為圓柱凸輪，如圖 所示。(2)滾子從動件。如圖所示，從動件與凸輪輪廓表面接觸的端面為一平面。為了使凸輪與從示 例 : 內(nèi)燃機配氣機構(gòu)（）、 繞線機構(gòu)（）、沖床裝卸料機構(gòu) （）、送料機構(gòu)（） 從以上所舉各列可以看出凸輪機構(gòu)：組成： 原動件1——凸輪具有變化向徑或變化輪廓曲線，常為等速回轉(zhuǎn)。這種從動件結(jié)構(gòu)最簡單，尖頂能與復(fù)雜的凸輪輪廓保持接觸，因此理論上可以實現(xiàn)任意預(yù)期的運動規(guī)律。(3) 平底從動件從動件的端部是一平底，這種從動件與凸輪輪廓接觸處在一定條件下易形成油膜，利于潤滑，傳動效率較高，且能傳動較大的作用力，故常用于高速凸輪機構(gòu)中，（c）所示。 以凸輪回轉(zhuǎn)中心到其輪廓的最小向徑為半徑所繪制出的圓稱為基圓，半徑用r0表示。當(dāng)凸輪繼續(xù)回轉(zhuǎn)Φs角時，從動件與凸輪廓線BC段接觸，BC是以O(shè)為圓心的一段圓弧，因此從動件靜止不動，這其間從動件呈休止?fàn)顟B(tài)，對應(yīng)的Φs角叫遠(yuǎn)休止角(Φs)。）所示，其橫坐標(biāo)代表凸輪轉(zhuǎn)角(因通常凸輪等角速度轉(zhuǎn)動，故橫坐標(biāo)也代表時間t)，縱坐標(biāo)代表從動件位移，表明從動件位移與凸輪轉(zhuǎn)角或時間t的關(guān)系曲線稱為從動件的位移曲線。從動件在推程、回程時的位移、速度和加速度方程分別為 （51）和 （52）與式（51）相應(yīng)的從動件曲線、。以推程為例，設(shè)從動件在前半個推程作等加速運動，后半個推程作等減速運動，兩段加速度的絕對值相等，則推程前半段位移方程為 （a）當(dāng)時，即 則 （b）將式（b）代入式（a），得，推程后半段的位移方程可由運動線圖的對稱性求得。如圖所示，用同樣方法可求得等減速段的位移曲線。用光滑曲線連接這些點，即得到從動件的位移線圖，其方程為圖中及，由此可導(dǎo)出從動件在推程時的位移、速度和加速度方程為 （）用同樣方法可導(dǎo)出從動件在回程時運動方程為 （）由上可知，簡諧運動的加速度為余弦，故又稱其為余弦加速度運動規(guī)律。第三章 盤形凸輪的設(shè)計方法凸輪機構(gòu)設(shè)計的主要任務(wù)，就是根據(jù)給定從動件的運動規(guī)律來設(shè)計凸輪的輪廓曲線。今已知從動件的位移線圖（）、凸輪的基圓半徑rb(最小半徑rmin)，凸輪以等角速度ω1順時針回轉(zhuǎn)，要求繪出此凸輪的輪廓。由于尖頂始終與凸輪輪廓相接觸，所以反轉(zhuǎn)后尖頂?shù)倪\動軌跡就是凸輪輪廓。A39。A39。④在位移線圖上量取各個位移量，并在相應(yīng)的射線上截取A1 A39。⑤將A0、AA…、A3各點連成光滑的曲線，便得到所要求的凸輪輪廓。平底從動件的凸輪輪廓的繪制方法與上述相似。三、偏置從動件盤形凸輪當(dāng)凸輪機構(gòu)的構(gòu)造不允許從動件軸線通過凸輪軸心時，或者為了獲得較小的機構(gòu)尺寸，機械中有時采用偏置從動件盤形凸輪機構(gòu)。因此，若以凸輪回轉(zhuǎn)中心O為圓心，以偏距e為半徑作圓稱為偏距圓，則從動件在反轉(zhuǎn)運動中依次占據(jù)的位置必然都是偏距圓的切線（圖中B1AB2AB3A3…），從動件的位移（A1 A39。四、凸輪輪廓曲線繪制設(shè)計對心尖頂直動從動件盤形凸輪機構(gòu)凸輪輪廓，已知從動件的運動規(guī)律如右圖所示，凸輪以角速度ω按順時針方向轉(zhuǎn)動，基圓半徑rb=25mm，行程h=4mm，根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理設(shè)計出凸輪輪廓曲線且步驟如下： 取長度比例尺uL=，畫出基圓和從動件尖頂離軸心O最近是從動件的初始位置，如圖左所示，從動件與凸輪輪廓在點BO(CO)杰出的位置， 在基圓上自O(shè)CO開始，沿ω的反方向量取推程角Φo=90?遠(yuǎn)休止角Φs=30?，回程角Φo39?！瓌t1139。、C2B2=2239。 0，實際輪廓為一平滑線。 0，實際輪廓曲線發(fā)生相交，圖中陰影部分的輪廓曲線在實際加工時將被切去，使這一部分運動規(guī)律無法實現(xiàn)。圖314所示為尖頂直動從動件凸輪機構(gòu)。由以上分析可以看出，為了保證凸輪機構(gòu)正常工作并具有一定的傳動效率，必須對壓力角加以限制。常見的依靠外力維持接觸的凸輪機構(gòu)，其從動件是在彈簧或重力作用下返回的，回程不會出現(xiàn)自鎖。用圖解法檢驗時，可在凸輪理論輪廓曲線比較陡的地方取若干點（如圖中的BB2等點），作出過這些點的法線和從動件B