Abstract
凸輪機構在高速運轉時, 凸輪輪廓的微小誤差對從動件的運動特性及動態特性會有相當程度的影響; 並因而可能產生過度的噪音、振動、及使機件磨耗速度加快。為了使機械運轉時能安靜平穩、振動程度低、使用壽命長, 凸輪輪廓的精確製造便相當重要。在實際的製造過程中, 輪磨可用以控制凸輪輪廓的精確度及改善表面粗度, 因而使凸輪的表面平滑, 進而使得整個機構的振動及噪音減小、壽命增加, 因此常是凸輪加工的必要步驟。然在加工過程中砂輪會逐漸磨耗, 如果砂輪中心的位置不依據砂輪的外徑變化加以適當的補償, 或補償方式不正確, 則會造成凸輪幾何形狀的誤差, 而使凸輪輪廓外形因件而異; 如果要完全消除製造誤差, 不但需對相關的基本理論有充分的瞭解, 且需花費較多的加工時間與生產成本, 或增添加工設備。因此為了降低成本、加工容易等實際因素的考慮, 吾人必需知道在一定的容許誤差範圍內, 加工刀具或磨輪所能相對變動的範圍。而凸輪加工時, 因刀具位置設定的誤差, 致使所製造出來的凸輪外形和當初設計時的理論值不同, 這將造成從動件實際的運動特性和設計的運動特性不同。本文的目的在於探討若欲製造出理想的平面凸輪輪廓, 則當磨輪的外徑發生變動時, 磨輪的中心應如何作正確的配合。接著利用速度瞬心、向量分析、包絡線及微分幾何的觀念, 提出一套解析法來分析探討在各種不同製造誤差的情形下所製造出的凸輪輪廓, 對從動件位移曲線、速度曲線、加速度曲線等運動特性的影響; 並將實際的計算結果與原設計之各曲線比較, 歸納出一些結論, 以了解製造誤差對從動件之運動所造成的影響。針對上述問題及分析內容, 本文總計探討了五種不同型式的平面凸輪機構, 分別為徑向滾子端從動件板凸輪、偏心滾子端從動件板凸輪、徑向平板端從動件板凸輪、滾子端搖臂式從動件板凸輪及平板端搖臂式從動件板凸輪。