搖擺式凹面從動件之盤形凸輪機構的設計

劉俊宏

指導教授 ： 吳隆庸

國立清華大學/工學院/動力機械工程學系/碩士(2009年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2009.00517

摘要

凸輪機構是藉由凸輪與從動件之直接接觸接觸，使從動件達到所預期的運動。凸輪機構中，凸輪與從動件間的接觸面積很小，因此易導致過大的接觸應力。接觸應力會受到材料性質、物體形狀、施加力量、曲率半徑等影響。本文改變從動件之形狀，將平面從動件改為內凹圓曲面從動件，並分析其分別所受到之最大接觸應力的差異。
本文透過瞬心向量法，求出凸輪輪廓與壓力角的方程式。再將凸輪輪廓參數方程式代入曲率半徑公式求出凸輪輪廓各點之曲率半徑，並藉由曲率半徑加以判斷凸輪輪廓是否產生過切現象，以確保凸輪機構能適當運動。計算回位彈簧係數，查詢產業型錄，選取適當的彈簧，使凸輪機構在運動過程中，凸輪與從動件持續保持接觸。根據動力學觀念取力矩平衡，計算出凸輪與從動件之間的表面接觸力，再將所求出之表面接觸力與曲率半徑帶入赫茲接觸應力理論公式，計算出凸輪旋轉一週期時各點之最大接觸應力。最後再分析凸輪機構中各項設計參數對最大接觸應力所造成之影響，設計參數包括基圓半徑、偏位量、凸輪與從動件旋轉軸心距、升程、升程角等。

關鍵字

凹面從動件 ； 接觸應力 ； 凸輪機構

參考文獻

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