自动车床凸轮设计详解
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自动机床上有一种特别的轴叫凸轮轴,由安装在凸轮轴上的凸轮实现自动化.凸轮的运动决定加工顺序、加工时间、工具的进刀、停止等,是不借助人力进行一系列加工的.
这样,在自动机床上凸轮发挥的作用就非常大了,凸轮设计的精确极大地影响作业效率和产品的品质.尤其工程顺序,主轴旋转数,进刀量三要素成为凸轮设计的根本,给作业效率、产品品质带来直接地很大地影响.为了决定这些,必须充分地研究产品的形状、精度材质等条件.
并且,该公司使用的自动机床一般是被叫作走心型自动机床.此文本凸轮设计需要的机械数据是以T-7为基准作成的.
目录
1. 一般说明
2. 凸轮的种类
3. 不切削运转
4. 切削运转
5. 尺寸调整
6. 设计书的作成
7. 凸轮设计的实例
(附表) 凸轮设计符号一览表
1. 一 般 说 明
1. 切削原理
走心型万能自动机床,刀具仅在半径方向运转,材料一边旋转一边和主轴台共同向轴方向运转.两个组合在一起运转,可以加工成各种各样的形状.以下是各种加工方式：
1.由刀具的移动切削（主轴台不动）如图1
2.由主轴台的运转切削（刀具不动）如图2
3.刀具和主轴台组合运动切削。如图3
图1 图2 图3
刀具台和主轴台,由各自的凸轮控制运转,通常,凸轮旋转一回就作成一个产品,因此凸轮的设计,计算刀具和主轴的正确运转及其绕主轴360°旋转的正确分布两个作业要大致地区分开来.
2. 运转的种类
刀具台和主轴台的旋转,包含以下几个意义.
(1) 不切削运转 非生产角
刀具一点也不接触工作物的运转.刀具和主轴台从最初的作业位置向其他作业位置移动运转,主轴台为进刀作业前进，后退运转.弹簧的开闭伴随着此运转.这些运转和必要时间由机械的重要项目来决定.
凸轮导程计算公式
凸轮导程是指凸轮上任意一点在旋转一周过程中，相对于凸轮轴线移动的距离。在机械传动中，凸轮导程的计算是非常重要的，它直接关系到传动的速度、力度和效率。本文将介绍凸轮导程计算的公式，通过生动、全面和有指导意义的内容帮助读者更好地理解和应用。
首先，计算凸轮导程的公式如下：
导程 = (2 × π × R × A) / N
其中，导程表示凸轮上某点在旋转一周过程中相对于凸轮轴线移动的距离，单位为毫米（mm）；R表示凸轮的半径，单位为毫米（mm）；A表示凸轮上该点距离凸轮轴线的径向距离，单位为毫米（mm）；N表示凸轮旋转一周所分成的等分数。
凸轮导程的计算需要进行凸轮的几何分析，具体步骤如下：
1. 确定凸轮的半径R，这是凸轮导程计算的基础。
2. 确定凸轮上待计算导程的点，测量该点距离凸轮轴线的径向距离A。
3. 确定凸轮一周要分成的等分数N。这个数值一般会根据具体的传动要求和机械结构来确定，可以是几个、十几个或者更多的等分。
4. 将所得到的数据代入导程计算公式中，进行运算即可得到凸轮导程的数值。 需要注意的是，凸轮导程的计算结果一般为理论值，在实际应用中还需要考虑到机械制造的误差和传动的摩擦等因素，进行适当的修正和调整。
凸轮导程的计算是机械设计和制造中一项基础性工作，它直接关系到机械传动的性能和效果。准确计算凸轮导程有助于保证传动的平稳性、高效性、可靠性和寿命。通过合理的导程设计，可以实现机械传动的速度匹配，避免传动冲击和过载现象的发生。此外，凸轮导程的计算还能帮助工程师对机械系统进行优化设计，提高传动效率和节约能源。
总之，凸轮导程计算是机械传动设计中一项重要而复杂的工作。准确计算凸轮导程对于保证传动的效率和可靠性至关重要。本文通过介绍凸轮导程计算的公式和步骤，希望能帮助读者更好地理解和应用凸轮导程的计算方法，并在实际应用中取得良好的传动效果。
凸轮机构原理
凸轮机构是一种常见的机械传动装置，它通过凸轮的旋转运动将其上连接的零件带动实现特定的运动规律。在本文中，将介绍凸轮机构的原理及其应用。
一、凸轮机构的基本原理
凸轮机构由凸轮、从动件和驱动件组成。其中，凸轮是核心部件，它通常形状为圆柱体，其轴线与从动件轴线平行。凸轮的外表面通常具有不规则的形状，以满足特定的运动要求。从动件与凸轮接触并被驱动进行运动，驱动从动件的力来自于驱动件。
凸轮机构的工作原理是基于凸轮的旋转运动。当凸轮旋转时，凸轮上的形状会与从动件进行接触，从而产生驱动力。凸轮的形状决定了从动件的运动规律，可以实现直线运动、转动运动或复杂的轨迹运动等。
在凸轮机构中，凸轮的运动通常是以连续的方式完成的。当凸轮旋转一周后，以不同速度和运动规律运动的从动件会回到初始位置，从而实现特定的往复或连续运动。在某些凸轮机构中，凸轮的速度和角度可以通过其他传动装置进行调节，以实现调整从动件的运动规律。
二、凸轮机构的应用
凸轮机构广泛应用于各种机械设备中，其中最常见的是内燃机的气门控制系统。在内燃机中，凸轮机构负责控制气门的开关，以实现燃烧室的进气和排气。凸轮机构通过凸轮和气门杆的连接，将凸轮的旋转运动转换为气门的上下运动，从而实现气门的开启和关闭。不同类型内燃机根据其工作原理和要求，凸轮机构的设计和形状也会有所不同。
此外，凸轮机构还应用于机床、自动化生产线、纺织机械等领域。在机床中，凸轮机构可以用于驱动工作台、进给机构和切削工具等，以实现工件的加工和加工过程的自动化。在自动化生产线中，凸轮机构可以配合其他传动装置，如链条、齿轮等，实现物料的输送和组装。而在纺织机械领域，凸轮机构则常用于纺纱机、织布机等的驱动系统，以实现纱线的拉伸和布匹的运动。
凸轮机构的应用范围非常广泛，其原理简单可靠，具有良好的可控性和稳定性。通过根据具体的运动要求设计凸轮的形状和相关的传动装置，可以实现各种复杂的运动规律，为机械运动的控制和操作提供了有效的解决方案。
专题二 凸轮机构作图专题
需要注意的地方：
1.滚子从动件凸轮机构的基圆半径是在理论轮廓线上度量的，压力角、位移、行程也均在理论轮廓上画出。
2.凸轮上任意一点的压力角是该点受力方向和该点速度方向所夹的锐角
受力方向判断：受力方向即为凸轮上该点的法线方向，特别的，对于凸轮理论轮廓线为圆时，受力方向为该点与圆心的连线方向。
速度方向判断：速度方向即为从动件的导路方向。对于对心从动件凸轮机构，直观上看，速度方向为接触点与转动中心为O的连线；对于偏置从动件凸轮机构，直观上看，速度方向为过接触点且与偏距圆相切的直线方向，注意：这样的切线有两条，从动件在机架（转动中心O）的哪一侧，则为哪一侧的切线。
3. 位移量应在从动件的导路方向上做出，对于对心从动件凸轮机构，应在接触点与转动中心为O的连线上做出，如第5题；对于偏置从动件凸轮机构，应在那条偏距圆的切线上做出，如第6题。
4.行程与位移量的不同之处是行程是最大位移量，最大位移量发生在凸轮轮廓的最大曲率半径处，首先应找出最高点，连结基圆与轮廓线的交点与转动中心为O并延长与凸轮轮廓线的交点即为最高点，对于对心从动件凸轮机构，最大位移量为最高点与所作直线和基圆较近侧交点的连线；对于偏置从动件凸轮机构，最大位移量为最高点与所作偏距圆的切线和基圆较近侧交点的连线，如第11题。
1．图示为一偏心圆盘凸轮机构，凸轮的回转方向如图所示。要求：（1）说明该机构的详细名称； （2）在图上画出凸轮的基圆，并标明图示位置的凸轮机构压力角和从动件2的位移；
（3）在图上标出从动件的行程 h及该机构的最小压力角的位置。
解：(1) 偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构。 (2) ， ，s如图所示。 (3) h及 发生位置如图示。
2．试在图示凸轮机构中，（1）标出从动件与凸轮从接触点C到接触点D时，该凸轮转过的转角 ；2）标出从动件与凸轮在D点接触的压力角 ；（3）标出在D点接触时的从动件的位移 s。
