凸輪
關(guān)注創(chuàng)建者：非標機械論壇 創(chuàng)建時間：2022-05-12
凸輪的視頻教程
凸輪+搖桿機構(gòu)的Workbench動力學仿真，視頻免費無聲音，操作細致，提供附件（需購買）練習。
凸輪+搖桿機構(gòu)的Workbench動力學仿真，得到了整個傳動機構(gòu)的動力學特性，視頻免費無聲音，操作細致，提供附件（需購買）練習。
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-低副 固定副、旋轉(zhuǎn)副、滑移副、圓柱副、球鉸副、胡克副（萬向節(jié)）、螺桿副 2、 定義運動副-基本副 平行約束、垂直約束、方向約束、點面約束、點線約束 3、 定義運動副-耦合副（齒輪副、耦合副(皮帶輪、鏈輪、滑輪)） 4、 定義運動副-特殊副（高副）（點-線副、線-線副） 5、 定義運動副-機械手旋轉(zhuǎn)副（實例） 6、定義運動副-關(guān)節(jié)球鉸副（實例） 7、 定義運動副-齒輪傳動（實例） 8、定義運動副-凸輪機構(gòu)
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凸輪的實例教程
為保證各活動組分在變焦過程中按設(shè)計要求移動活動組分，保證其表面間隔尺寸，一般都使用凸輪結(jié)構(gòu)驅(qū)動各組分的運動，因此，凸輪曲線的設(shè)計也必然是光學設(shè)計的重要任務(wù)。
在進行凸輪曲線設(shè)計時，不僅要考慮凸輪轉(zhuǎn)動時確保各活動組分之間準確的間隔尺寸，保證在變焦過程中光學系統(tǒng)像面的穩(wěn)定，還要考慮到運動曲線的平滑性以及曲線的陡度，避免運動中的卡滯現(xiàn)象，當然還要考慮到凸輪加工的工藝性。
圖1.變焦系統(tǒng)凸輪優(yōu)化設(shè)計窗體
初始數(shù)據(jù)填寫以及各選擇項的選擇
本程序可以對機械補償式變焦系統(tǒng)進行凸輪優(yōu)化設(shè)計，因此只有在輸入機械補償式變焦光學系統(tǒng)的數(shù)據(jù)之后才能進行。此時可從工具條的“設(shè)計”中選擇“變焦系統(tǒng)凸輪優(yōu)化設(shè)計” 菜單，此時界面上出現(xiàn)小窗體如圖1。
①初始數(shù)據(jù)的填寫
連續(xù)變焦系統(tǒng)的凸輪一般都是采用圓筒式結(jié)構(gòu)，依靠凸輪的轉(zhuǎn)動驅(qū)動活動組沿光軸方向按要求規(guī)律移動。為此在設(shè)計凸輪曲線之前先要給出凸輪圓筒的直徑值以及凸輪轉(zhuǎn)動角度值，然后要給出凸輪曲線的坐標點數(shù)，便于加工需要。同時為了滿足加工和使用的要求，還必須在曲線的兩端各增加一定數(shù)量點數(shù)的前后延伸曲線坐標參數(shù)。所以，在圖1的界面上要求填寫相應(yīng)的選取坐標點數(shù)、前沿點數(shù)、后沿點數(shù)、凸輪直徑以及凸輪轉(zhuǎn)動角度等參數(shù)。填寫完以上數(shù)據(jù)，點擊“確定”鍵即可自動繪制凸輪運動曲線圖。在此同時界面上還會顯示一個書簽式選項，分別提供繪制凸輪運動曲線、凸輪運動速率、焦距變化曲線、凸輪參數(shù)數(shù)據(jù)以及返回上一步等。
圖2.凸輪運動曲線系列
② 選擇項的選擇
從圖2的界面上可以看出，通過對機械補償式變焦系統(tǒng)進行凸輪優(yōu)化設(shè)計，可以控制變焦組分的運動曲線的方程軌跡，也可以根據(jù)需要使得系統(tǒng)焦距值按需要的曲線關(guān)系設(shè)計凸輪曲線。一般情況下，為了活動組的運動靈活方便，主要考慮變焦組和活動組的運動連續(xù)平滑，運動曲線不要過陡，避免運動卡死現(xiàn)象。
展開 為保證各活動組分在變焦過程中按設(shè)計要求移動活動組分，保證其表面間隔尺寸，一般都使用凸輪結(jié)構(gòu)驅(qū)動各組分的運動，因此，凸輪曲線的設(shè)計也必然是光學設(shè)計的重要任務(wù)。
在進行凸輪曲線設(shè)計時，不僅要考慮凸輪轉(zhuǎn)動時確保各活動組分之間準確的間隔尺寸，保證在變焦過程中光學系統(tǒng)像面的穩(wěn)定，還要考慮到運動曲線的平滑性以及曲線的陡度，避免運動中的卡滯現(xiàn)象，當然還要考慮到凸輪加工的工藝性。
圖1.變焦系統(tǒng)凸輪優(yōu)化設(shè)計窗體
初始數(shù)據(jù)填寫以及各選擇項的選擇
本程序可以對機械補償式變焦系統(tǒng)進行凸輪優(yōu)化設(shè)計，因此只有在輸入機械補償式變焦光學系統(tǒng)的數(shù)據(jù)之后才能進行。此時可從工具條的“設(shè)計”中選擇“變焦系統(tǒng)凸輪優(yōu)化設(shè)計” 菜單，此時界面上出現(xiàn)小窗體如圖1。
①初始數(shù)據(jù)的填寫
連續(xù)變焦系統(tǒng)的凸輪一般都是采用圓筒式結(jié)構(gòu)，依靠凸輪的轉(zhuǎn)動驅(qū)動活動組沿光軸方向按要求規(guī)律移動。為此在設(shè)計凸輪曲線之前先要給出凸輪圓筒的直徑值以及凸輪轉(zhuǎn)動角度值，然后要給出凸輪曲線的坐標點數(shù)，便于加工需要。同時為了滿足加工和使用的要求，還必須在曲線的兩端各增加一定數(shù)量點數(shù)的前后延伸曲線坐標參數(shù)。所以，在圖1的界面上要求填寫相應(yīng)的選取坐標點數(shù)、前沿點數(shù)、后沿點數(shù)、凸輪直徑以及凸輪轉(zhuǎn)動角度等參數(shù)。填寫完以上數(shù)據(jù)，點擊“確定”鍵即可自動繪制凸輪運動曲線圖。在此同時界面上還會顯示一個書簽式選項，分別提供繪制凸輪運動曲線、凸輪運動速率、焦距變化曲線、凸輪參數(shù)數(shù)據(jù)以及返回上一步等。
圖2.凸輪運動曲線系列
② 選擇項的選擇
從圖2的界面上可以看出，通過對機械補償式變焦系統(tǒng)進行凸輪優(yōu)化設(shè)計，可以控制變焦組分的運動曲線的方程軌跡，也可以根據(jù)需要使得系統(tǒng)焦距值按需要的曲線關(guān)系設(shè)計凸輪曲線。一般情況下，為了活動組的運動靈活方便，主要考慮變焦組和活動組的運動連續(xù)平滑，運動曲線不要過陡，避免運動卡死現(xiàn)象。
展開 在現(xiàn)代機械工程中，凸輪軸承作為一種重要的機械元件，發(fā)揮著支撐和傳動的重要作用。它在機械運動中扮演著穩(wěn)定支撐的角色，確保機械設(shè)備能夠穩(wěn)定、高效、準確地運行。本文將從凸輪軸承的定義、工作原理、分類、應(yīng)用、維護保養(yǎng)以及未來發(fā)展趨勢等方面進行深入探討，旨在全面解析凸輪軸承https://www.misumi.com.cn/vona2/mech/M0800000000/M0807000000/在機械運動中的重要性。
一、凸輪軸承的定義與工作原理
凸輪軸承，作為機械傳動系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，主要由凸輪和軸承兩部分組成。凸輪通常呈曲線形狀，用于將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為往復直線運動或改變運動方向；而軸承則負責支撐凸輪，并承受其產(chǎn)生的各種力和力矩。
在機械運動中，凸輪軸承的工作原理相對簡單。當主動件（如電機或發(fā)動機）驅(qū)動凸輪旋轉(zhuǎn)時，凸輪通過其特殊的曲線形狀，使從動件（如推桿或滑塊）產(chǎn)生往復直線運動。在這個過程中，軸承為凸輪提供穩(wěn)定的支撐，確保凸輪能夠準確、可靠地完成其運動軌跡。
二、凸輪軸承的分類
根據(jù)用途、結(jié)構(gòu)、材料等因素，凸輪軸承可分為多種類型。以下是一些常見的分類方式：
按用途分類：可分為傳動型凸輪軸承和支撐型凸輪軸承。傳動型凸輪軸承主要用于傳遞動力和運動，而支撐型凸輪軸承則主要用于支撐凸輪和承受載荷。
按結(jié)構(gòu)分類：可分為滑動軸承和滾動軸承。滑動軸承依靠潤滑油膜實現(xiàn)凸輪與軸承之間的相對運動，適用于低速、重載的場合；滾動軸承則通過滾動體（如滾珠、滾柱）實現(xiàn)相對運動，適用于高速、輕載的場合。
按材料分類：可分為金屬軸承、非金屬軸承和復合材料軸承。
展開 大凸輪小凸輪大凸輪小凸輪大凸輪小凸輪
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創(chuàng)建凸輪的輪廓線
點擊machinery》cam中的第2個按鈕如下圖，開始創(chuàng)建凸輪的輪廓線。
（3.1）設(shè)置凸輪的基本參數(shù)
按照上圖，設(shè)置是
盤形凸輪；
基圓半徑為35mm；
凸輪的厚度是10mm；
凸輪轉(zhuǎn)動的方向是Z軸方向。
（3.2）確定創(chuàng)建凸輪輪廓的依據(jù)
分別指定：
從動件用上一步剛創(chuàng)建的從動件運動規(guī)律
這是一個對心凸輪機構(gòu)
推桿在平移
是尖頂推桿
（3.3）瀏覽凸輪輪廓線上的點數(shù)據(jù)集
按FINISH退出凸輪的創(chuàng)建。
則主窗口中凸輪出現(xiàn)。
4. 創(chuàng)建凸輪機構(gòu)
點擊machinery》cam中的第3個按鈕如下圖，開始創(chuàng)建凸輪的輪廓線。
（4.1）指定名字
這里指定凸輪機構(gòu)的名字，推桿的名字，以及凸輪輪廓。
直接下一步。
（4.2）確定從動件的個數(shù)以及凸輪-從動件之間的連接方式
這里設(shè)定只用一個從動件，二者之間用約束的形式連接。
直接下一步。
（4.3）確定凸輪。
使用前面所創(chuàng)建的凸輪。
下一步。
（4.4）確定凸輪和地面的連接方式。
選擇凸輪與地面通過轉(zhuǎn)動副相互連接。
下一步。
（4.5）指定從動件的形狀及運動形式。
這里只能瀏覽，
它是尖頂，平移，對心。
下一步。
（4.6）指定從動件的幾何參數(shù)
設(shè)定推桿的總長為100mm，尖端是20mm，其截面為5mm的圓形，直立。
下一步。
（4.7）指定從動件與機架之間的連接方式
確定它與地面之間是移動副。
下一步。
（4.8）空。
下一步。
（4.9）指定推桿上所施加的載荷
不施加。
下一步。
（4.10）定義質(zhì)量參數(shù)。
使用默認值，完成。
創(chuàng)建的凸輪機構(gòu)如下圖所示。
5. 施加驅(qū)動
給凸輪-地面之間的轉(zhuǎn)動副施加旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
驅(qū)動使用默認值。
6.
展開 
凸輪的最新內(nèi)容
二組元連續(xù)變焦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式如圖1，其計算結(jié)果及凸輪曲線分別如圖2及圖3。
二組元連續(xù)變焦系統(tǒng)實質(zhì)上是對三組元變焦補償形式的簡化。他利用后面的變焦組的軸向移動產(chǎn)生系統(tǒng)變焦比，由于變焦系統(tǒng)運動產(chǎn)生的相面位移量有前組位移補償。該形式變焦系統(tǒng)的前組不是固定組，為此對此類系統(tǒng)還要在前方設(shè)置一塊保護玻璃使系統(tǒng)密封。
由于四組元連續(xù)變焦系統(tǒng)有兩個變焦組，可以減輕補償組的負擔，減緩補償組凸輪曲線的陡度趨于平滑，可以進一步提高系統(tǒng)變焦比。
凸輪曲線是在設(shè)計機械補償式連續(xù)變焦光學系統(tǒng)時，為保證系統(tǒng)像面位置穩(wěn)定，用高斯光學理論計算變焦組和補償組的運動曲線。為此，在本設(shè)計時就自動計算出了系統(tǒng)凸輪曲線坐標值并繪出凸輪曲線如圖6，通過工具條上“圖文”菜單隨時可以顯示凸輪曲線的參數(shù)坐標值如圖7所示。
凸輪曲線是在設(shè)計機械補償式連續(xù)變焦光學系統(tǒng)時，為保證系統(tǒng)像面位置穩(wěn)定，用高斯光學理論計算變焦組和補償組的運動曲線。為此，在本設(shè)計時就自動計算出了系統(tǒng)凸輪曲線坐標值并繪出凸輪曲線如圖6，通過工具條上“圖文”菜單隨時可以顯示凸輪曲線的參數(shù)坐標值如圖7所示。
雙組聯(lián)動補償式連續(xù)變焦系統(tǒng)的凸輪曲線如圖3所示。
圖3.雙組聯(lián)動變焦系統(tǒng)凸輪曲線
圖4.雙組聯(lián)動變焦像偏貢獻曲線
此外為了了解雙組聯(lián)動型變焦像面偏離及補償原理，還可以利用菜單條上“像偏”菜單分別觀察各組元在變焦過程中對像偏及補償?shù)呢暙I曲線，如圖4。圖中左側(cè)為各組元產(chǎn)生像面偏移的獨立貢獻，右側(cè)圖為各組元依次對想偏移綜合累計補償效果。
由于雙組聯(lián)動型補償曲線比較緩和且前后對稱，因此在低變倍比時曲線接近直線，此時把補償曲線做線性化處理，可是變焦曲線和補償組曲線均為直線，可以完全省去系統(tǒng)凸輪結(jié)構(gòu)，類似于光學補償運動形式。
由于雙組聯(lián)動型補償曲線比較緩和且前后對稱，因此在低變倍比時曲線接近直線，此時把補償曲線做線性化處理，可是變焦曲線和補償組曲線均為直線，可以完全省去系統(tǒng)凸輪結(jié)構(gòu)，類似于光學補償運動形式。
圖1.線性雙組聯(lián)動系統(tǒng)高斯計算窗體
由于補償曲線的線性化直接帶來系統(tǒng)遺留線面位移，和光學補償一樣，只要像面位移量控制在系統(tǒng)焦深或系統(tǒng)軸向像差允差范圍內(nèi)，可以使用。
凸輪從動件運動分析（附帶完整建模、計算、前后處理腳本命令）。
一 瞬態(tài)動力學分析（凸輪從動件運動）
一對心直動尖底從動件盤形凸輪機構(gòu)，從動件位移s隨時間的變化，模型示意圖如圖所示。
1.選擇單元和材料屬性：
/clear,start
!清除內(nèi)容并從新開始
/prep7
!進入前處理
!
精密齒輪、凸輪和電機也可以作為驅(qū)動裝置的一部分。在自適應(yīng)光學中，通常通過機械致動器使反射鏡變形，以改變其光學屬性，從而校正光學像差。
大多數(shù)構(gòu)成結(jié)構(gòu)設(shè)計的部件都是用于固定或移動光學元件的，但有些部件還能保護光學元件免受污染、熱載荷和不必要的外部光線的影響。比如，鏡筒、擋板和外殼是用于保護光學路徑的典型組件。
在這部分設(shè)計流程中，重量和尺寸因素也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
在設(shè)計時可以參照連續(xù)變焦的設(shè)計方法，不需要進行凸輪曲線設(shè)計，將連續(xù)變焦中的曲線運動簡化為直線運動即可，如右圖1。
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