凸輪設(shè)計(jì)很難，為何高端設(shè)備要用凸輪

一往冇前

凸輪結(jié)構(gòu)的應(yīng)用及優(yōu)點(diǎn)

凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪，從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件組成的高副機(jī)構(gòu)，凸輪是一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，一般為主動(dòng)件，作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。

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只需設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，便可使從?dòng)件得到任意的預(yù)期運(yùn)動(dòng)，而且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、設(shè)計(jì)方便，因此在自動(dòng)機(jī)床、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、印刷機(jī)械、食品機(jī)械、包裝機(jī)械和機(jī)電一體化產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用。凸輪機(jī)構(gòu)最大的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)高速化，結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高；最大的缺點(diǎn)是不可變，不能變更動(dòng)作時(shí)間（角度） 。

之前有個(gè)客戶研發(fā)了一臺(tái)純凸輪結(jié)構(gòu)的設(shè)備，設(shè)計(jì)了用了不少異形凸輪，產(chǎn)量比以前的老機(jī)型高了很多；而且很多前輩也這么說，他們接觸到的很多國外設(shè)備也都是這樣的。

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, Y$ S9 l1 v: @5 q如何學(xué)凸輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
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（玩凸輪，數(shù)學(xué)沒過關(guān)，就盡早放棄）玩凸輪系統(tǒng)，先念數(shù)學(xué)，數(shù)學(xué)不過關(guān)就放棄，甭玩，這么最省心，否則，矢量問題，微積分就不懂，怎么玩都白搭，一個(gè)矢量關(guān)系是明擺著的問題，修正一下就解決了所有問題，而不會(huì)這個(gè)，那個(gè)機(jī)器就一直玩不出來，就像買一輛沒有發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車，完全沒有意義，多看，多學(xué)，多積累，從純數(shù)學(xué)關(guān)系式開始學(xué)，矢量問題，受力問題，一直學(xué)到扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，把扭振學(xué)好了，可以處理凸輪軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)了，就70%過關(guān)，以后就看造化了。

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淺談凸輪的設(shè)計(jì)
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凸輪設(shè)計(jì)應(yīng)該分成三步，第一步是參數(shù)確定，就是根據(jù)從動(dòng)件的動(dòng)作要求，確定凸輪的各種初始參數(shù)，以擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪為例，像凸輪旋轉(zhuǎn)速度，擺桿長度，最小和最大理論輪廓半徑，擺桿中心位置，凸輪旋轉(zhuǎn)方向，如果有共軛的話還有主副擺桿夾角等參數(shù)。

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第二步是凸輪曲線設(shè)計(jì)，舉個(gè)例子，一輛車從A地到B地，路程（這個(gè)路程的長短是在第一步里確定的）是一定的，速度和時(shí)間是駕駛員掌控的，到底要省油呢，還是要安全呢，還是要快呢，還是要車子損耗少呢。這就要駕駛員自己去掌控。這么多要求之間是要互相權(quán)衡的，沒有最好，只有根據(jù)要求，哪個(gè)更合理，更接近理想。凸輪設(shè)計(jì)時(shí)，我們就是駕駛員，要設(shè)計(jì)出一條最合理的凸輪曲線，以滿足工況的要求。凸輪與凸輪曲線之間的關(guān)系：凸輪其實(shí)就是帶有不規(guī)則輪廓的零部件，而凸輪曲線是從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)曲線，凸輪曲線的設(shè)計(jì)宗旨是在滿足機(jī)械運(yùn)動(dòng)的前提下，使得從動(dòng)件走的盡量圓滑，無振動(dòng)，耗能少。對于我們平時(shí)設(shè)計(jì)凸輪，一般的凸輪曲線，只對從動(dòng)件最終位置有要求的話，正弦曲線就算很好的選擇，也可選修正正弦，梯形等。當(dāng)然時(shí)候還有對從動(dòng)件在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的速度甚至加速度更甚至躍度有要求。

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雖然這種情況少，但真碰到，要設(shè)計(jì)的話，可是得花很長時(shí)間去計(jì)算的，需要數(shù)學(xué)功底的。其實(shí)凸輪曲線更廣泛的應(yīng)用應(yīng)該是在伺服電機(jī)上，只不過我們學(xué)機(jī)械的稱為凸輪曲線，而搞伺服電機(jī)的稱為曲線而已，在權(quán)衡最大速度，最大加速度，時(shí)間，振動(dòng)，負(fù)載，電機(jī)電流，脈沖頻率等過程中，設(shè)計(jì)出一條最好的運(yùn)動(dòng)曲線。

第三步，凸輪設(shè)計(jì)根據(jù)第二步計(jì)算得出的最大速度，最大加速度，慣性矩等值，計(jì)算出凸輪面所受的最大載荷，再根據(jù)凸輪本身旋轉(zhuǎn)速度，潤滑條件，工作溫度，與凸輪接觸的零件的材料（通常為滾子），選擇合理的材料，厚度，熱處理方式等。當(dāng)然凸輪設(shè)計(jì)還要考慮機(jī)加工零位，裝配零位，微調(diào)方便，從動(dòng)件拆起來方便等。如果是彈性封閉凸輪的話，還要考慮彈簧的壽命等。

尹志春

穩(wěn)定，可靠，執(zhí)行速度快，耐用，維護(hù)少，缺點(diǎn)是貴

zc1401

用ADAMS，知道執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，凸輪輪廓線軟件能夠生成。

xianban7

機(jī)械凸輪成本高，對設(shè)計(jì)要求高。還是電子凸輪方便

okmeiyou

穩(wěn)定性好吧，尤其是重復(fù)穩(wěn)定性。

zuce

我承認(rèn)  凸輪是真不會(huì)

大白小白

xianban7 發(fā)表于 2022-10-21 20:55
機(jī)械凸輪成本高，對設(shè)計(jì)要求高。還是電子凸輪方便

+ C, r# m' E' h4 j, K& I$ D電子凸輪可以實(shí)現(xiàn)速度曲線，但是實(shí)現(xiàn)不了各種機(jī)械凸輪輕松搞定的傳動(dòng)、控制等功能，特別是高速重載工況。
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/ o2 p& V4 L! U  \: V$ ~$ _" ^% C我覺得，機(jī)械凸輪設(shè)計(jì)好，成本比電子凸輪低。

大白小白

xianban7 發(fā)表于 2022-10-21 20:55
/ i0 q" M& ~) [% b; Y- E2 C0 r# J機(jī)械凸輪成本高，對設(shè)計(jì)要求高。還是電子凸輪方便

. p, d6 g( T1 L! r有請狄大人聊聊電子凸輪。@qishib8
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  M/ Q: c0 U& i' g4 o

liuxiaoran

尹志春 發(fā)表于 2022-10-21 15:06
穩(wěn)定，可靠，執(zhí)行速度快，耐用，維護(hù)少，缺點(diǎn)是貴

- E8 ]/ ?& k( h$ g% f. `" U你真是三教九流什么都會(huì)，哈哈。
1 ?; u: `$ s' U# {* E

liuxiaoran

1，設(shè)計(jì)什么不難？？
0 W7 E/ Y3 k. T% v% x2，抄襲都很容易，凸輪你也可以抄襲啊。。