凸輪機構的發展方向

楊子劍

摘 要：凸輪機構是最早應用于機械行業的回轉機構之一，具有凸出的曲線輪廓或凹槽的曲線輪廓構件，一般作為為主動原件，帶動從動元件實現等速回轉運動或往復運動。

關鍵詞：凸輪機構；電子凸輪；數學模型

中圖分類號：TH137 文獻標識碼：A

凸輪機構在現今機械工程領域中有著廣泛的應用，是一種具有曲線輪廓或凹槽的構件，它與從動件通過高副接觸，使從動件獲得連續或不連續的任意預期運動。在機械行業中，廣泛應用著各種凸輪機構，它的作用主要是將凸輪的連續轉動轉化為從動件的往復移動或擺動。

但凸輪機構存在著不可避免的缺陷，比如凸輪與從動件間的接觸多為線接觸甚至會出現點接觸，這樣使凸輪機構在工作中容易磨損，并且由于只能用于傳動力不大的場合；由于凸輪與傳動件產生滑動，所以對外輪廓精度要求很高，需用精密機床進行加工；凸輪不能傳動行程過大的從動件，會使凸輪的體積過大質量過重。然而電子凸輪的出現擬補了機械凸輪的缺陷。

1 電子凸輪簡介

電子凸輪發展于機械凸輪，與機械凸輪不同的是，將凸輪的軌跡點輸入到驅動裝置內，以計算的方式進行伺服控制，以達到與機械凸輪系統相同運動目的的軟件系統。

電子凸輪的運動軌跡靈活，并且容易修改，可以根據實際工作要求更改凸輪的運動軌跡，不需要像機械凸輪一樣需重新加工，增加成本，機械凸輪長時間運轉會因磨損產生噪音，電子凸輪可以減輕運行阻力及噪音，減輕機身重量，提高效率。在功能運用方面，電子凸輪可以選擇是周期性運行或是單次運行；主動軸與從動軸的位置可以為相對性或者是絕對性，從啟動位置到終點是否一致可以將電子凸輪曲線分為開式曲線或閉式曲線。

2 數學模型的建立

設定從動件運動規律為s=s（δ），基圓半徑為r0，滾子半徑為rt，偏心距為e。

選取xOy坐標系，B0點為凸輪輪廓線起點。開始時滾子中心處于B0點處，當凸輪轉過δ角度時，推桿位移為s0由反轉法作圖可看出，此時滾子中心處于

3 電子凸輪程序清單（圖2）

結語

電子凸輪能方便的實現從動元件的復雜運動，而且操作簡單。達到減少耗能，減少摩擦，降低成本等優點，電子凸輪機構可以實現“等速運動”，“改進等速運動”，“等加速等減速運動”，等運動規律，替代一些不適合安裝機械凸輪的設備。

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