平移式凹面從動件之盤形凸輪機構設計與分析

陳端偉

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(2008年)

摘要

凸輪為一個曲線接觸面或槽的機件，與其他機件為直接接觸，能將預期的運動傳遞到從動件的機械元件。凸輪機構中，當凸輪與它的從動件受力而互相接觸時，它們實際的接觸面積非常小，因此接觸應力會相當高。接觸應力會受到材料性質、接觸物體的幾何形狀以及施加力量的影響，若接觸物體的曲率半徑很小將會導致很大的應力。
本文藉由瞬心向量法，選定盤形凸輪系統的相關條件、從動件的尺寸及從動件運動曲線函數後，定出凸輪系統的三個速度瞬心的位置。凸輪與從動件的接觸點就可以藉由從動件的位置以及這些瞬心的位置決定。藉這些條件即可導出凸輪節曲線的向量參數方程式、壓力角的方程式、凸輪輪廓的向量參數方程式及凸輪輪廓的曲率半徑。將凸輪機構受力狀態分析之後，即可用赫茲接觸應力理論計算凸輪與從動件的接觸應力，並將各種不同從動件（凹面從動件、滾子從動件、平面從動件）的接觸應力加以分析比較。推導、列述這些方程式、分析且比較其接觸應力，並分別以實例繪圖說明整個解析的過程以及所得到的結果。目的在於發展一套解析法來計算凹面從動件之盤形凸輪的輪廓，同時分析此種凸輪機構的接觸應力，以說明凹面從動件的優點，最後再比較各設計參數對最大接觸應力之影響。

關鍵字

凹面從動件 ； 凸輪輪廓 ； 接觸應力

參考文獻

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