弧面分度凸轮通用方程式研究.pdf

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1、研究与分析2012年第5期(总第121期)·机械研究与应用·弧面分度凸轮通用方程式研究陈兆荣(常州机电职业技术学院，江苏常州213164)摘要：弧面分度凸轮的廓面方程式在相关的文献和设计手册上是针对某种工况下推导出来的，缺少通用性，容易引起误读，笔者根据凸轮和滚子的空间啮合原理，考虑凸轮的旋向、转盘的转向对凸轮廓面方程的影响后，推导出通用方程式。在此基础上，运用现代CAD设计软件，建立精确的凸轮三维模型，为弧面分度凸轮的研究与设计提供便利。关键词：机械设计；弧面分度凸轮；通用方程式中图分类号：TH12文献标识码：A文

2、章编号：1007—4414(2012)05—0022—02StudyonthegeneralequationofgloboidalindexingcamChenZhao——rong(Changzhouinstituteofmechatronictechnology，ChangzhouJiangsu213164，China)Abstract：Somespecificcondition，contoursurfaceequationsofgloboidindexingcamhaveintroducedinsomerelev

3、antlitera—tureanddesignhandbook．Buttheyareeasytocausemisunderstandingbecauseofthelackofuniversality．Consideringthein—fluenceongloboidalindexinganncontoursurfaceequationofthecanlturninganddiskturning，ageneralformulaisderivedbasedonthethemyofspaceengagementofthec

4、amandtheroller．Onthisbasis，aprecise3dmodelofthecaincanbeestab—lished，usingmodernCADdesignsoftware，tofacilitatetheresearchanddesignofgloboidalindexingcam．Keywords：mechanicaldesign；globoidindexingcam；generalequation1坐标系的建立轮径向且与轴夹角为0，Y轴由右手法则确定。如图1所示，建立如下4个三维坐标系。(3

5、)与分度盘固联的动坐标系(0一XzY。)，(1)与分度盘固联的固定坐标系or。(0。一取0、。：轴分别与0。、。、轴重合，滚子轴线即转盘的Xoy。)，如图1取转盘中心为0，分度盘轴线方向为径向线为：，方向如图l，Y：轴由右手法则确定。(4)为计算方便，另选定一与机架相连的辅助定。轴，方向如图1所示，分度盘中心与凸轮中心连线方向为。轴，Y。轴根据右手法则确定。坐标系Or3(03一X3Y33)，坐标原点与O重合，3、：轴分别与。、z轴重合，Y轴由右手法则确定。丁向z02共轭接触方程式tz2弧面分度凸轮廓面是分度盘按指定运

6、动规律运r动时，分度盘上滚子曲面与凸轮包络而成的共轭曲(a)面，因此凸轮工作曲面与从动盘滚子的共轭接触点必须满足以下三个条件¨。(1)在共轭接触位置，两曲面上一一对应的共轭接触点必须重合。一(2)两曲面在共轭接触点处必须相切，不产生干涉，且在共轭接触点的邻域也无曲率干涉。‘(3)在共轭接触点处，两曲面的相对运动速度必．(b)须与其公法线相垂直。即满足方程式：图1弧面分度凸轮坐标图l2·n=0(1)凸轮的旋向和转盘的转向有四种组合方式如(2)与凸轮固联的动坐标系or。(0。一3fIY．)，坐1、图2所示。首先推导凸轮逆

7、时针旋转、转盘逆时针标原点取凸轮中心，凸轮轴线方向为z。轴，为凸旋转的廓面方程。在此基础上总结凸轮和转蕊小同旋向组合的通用方程式。凸轮和转盘旋向的定义为：收稿日期：2012—08—24作者简介：陈兆荣(1970一)，男，江苏如东人，工程师，主要从事CAD、机械设计、铸造等方面的』二作。·22··机械研究与应用·2012年第5期(总第121期)研究与分析从图1中面对箭头看，凸轮的转向为逆时针时，转Vl2l2×r2+1×c(4)角取正值；反之，凸轮顺时针旋转时，转角取负值。面对。箭头看，转盘逆时针旋转，角位移咖i取正值；

8、反向旋转，角位移i取负值。-z==[≤毒≤][≤≤≤]c5(a)凸轮逆转．转盘顺转(b)凸轮颓转．转盘逆转(c)凸轮顺转．转盘顺转图2弧面分度凸轮机构简图2．1滚子曲面方程由图1知滚子圆柱面在动坐标系or：中的方程：=(2，Y2，z2)：(r，Rco，RsinB)(2)式中：r为共轭接触点在轴上的坐标；R为滚子半径；为滚子与凸轮啮合角。2．2法