关于凸轮盘和圆柱 (AutoCAD Mechanical 工具集)

使用凸轮传动装置,用户可以利用最小数目的传动装置,实现过程控制范围内需要的任何实际运动。

系统设计过程的基础是使用标准化的运动规律来开发新的凸轮传动装置。

AutoCAD Mechanical 工具集 基于运动图中绘制的截面来创建凸轮(平板凸轮和柱形凸轮)。AutoCAD 使用五次多项式(可提供最广范围应用的运动规律)创建运动截面。只有当邻近运动截面的边界条件知道了后,才有可能计算运动截面,因此需要定义这些边界条件。也可以为运动图的现有截面计算速度和加速度。凸轮曲线路径可通过计算的凸轮截面确定。也可以扫描现有的凸轮轮廓并将其转化为运动图。

运动规律及其原理是从与 VDI 2143 类似的标准中导出的。运动曲线通过运动(迟滞时间、恒速度、倒转和运动)来定义。凸轮设计的诀窍就是要将这些运动曲线进行平滑的无冲击的连接:

这就解释了除了凸轮轮廓之外还需要速度和加速度的原因。这些曲线使用户可以检查设计的凸轮轮廓是否平滑并且无冲击。

有各种不同的运动规律,例如用于运动曲线轮廓的数学公式。一个如 VDI 的基准可以检查并比较各种不同的运动规律,例如抛物线、简单正弦曲线波形、改进正弦曲线波形、五次多项式等等。一个如 VDI 2143 第二页中表 3 的表格可以显示计算的结果并给出建议值。其中,五次多项式提供了最广范围应用的运动规律。(它在 16 种情况的 10 种中排在首位,而不适用于任何其他情况。)因此,我们使用这种运动规律。

只有已知邻近运动曲线的条件后,才有可能计算运动曲线。所以必须首先定义这些边界条件。

速度 f' 代表凸轮轮廓倾斜度的变化。 速度必须不包括任何突变。这就意味着我们必须接受邻近速度曲线的边界条件。这可以通过使用公称默认值,或者从使用邻近速度值的工程图中指定。Æ 交叉表示运动方向被反转。如果 f'=0 并且是水平的,那么凸轮上的滚子是静止的。速度 f' 曲线代表需要的驱动力矩。

加速度 f" 也不应该有任何突变。加速度的设计原则与之前的解释相同。加速度 f" 曲线代表了惯性力。

这两种曲线都应该尽可能的平滑,以使凸轮传动装置仅受比较缓和的力。可以使用边界条件和数据点来改变曲线形状。