專(zhuān)利名稱(chēng)：凸輪裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凸輪裝置，更具體地說(shuō)，涉及一種能夠把工作缸的活塞的伸縮運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動(dòng)架(turret)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的凸輪裝置。
無(wú)需舉出一個(gè)象圖37所示的那樣的例子，事實(shí)上，人們已經(jīng)提出了各種類(lèi)型的、利用既作為驅(qū)動(dòng)件又作為往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作缸a的活塞c的伸長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)作為從動(dòng)件的旋轉(zhuǎn)桿b的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。
然而，正如我們從表示活塞的運(yùn)動(dòng)特性的曲線(xiàn)圖-圖38所看到的那樣，工作缸a在活塞c的一個(gè)均勻加速區(qū)域內(nèi)是逐漸啟動(dòng)的(以下將把這一區(qū)域稱(chēng)作“啟動(dòng)區(qū)”，因?yàn)榛钊窃谶@一區(qū)域內(nèi)啟動(dòng)的。這一區(qū)域也可以稱(chēng)作“加速區(qū)”，因?yàn)樵趩?dòng)區(qū)內(nèi)活塞c是加速的)，此后，在一個(gè)預(yù)定的區(qū)域內(nèi)經(jīng)歷勻速運(yùn)動(dòng)(以下將把這個(gè)區(qū)域稱(chēng)作“勻速區(qū)”)，而以某一速度運(yùn)動(dòng)的時(shí)候撞到缸體上，以致最終停止。為了說(shuō)明時(shí)方便起見(jiàn)，活塞與缸體相碰并停止的那個(gè)時(shí)間將被稱(chēng)作“在接觸停止時(shí)”(upon stoppage)。因此，在啟動(dòng)區(qū)內(nèi)和在接觸停止時(shí)，會(huì)引起震動(dòng)和沖擊，這樣，已有技術(shù)所產(chǎn)生的問(wèn)題是，從動(dòng)件在其旋轉(zhuǎn)開(kāi)始和結(jié)束的時(shí)候不能平滑地旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
因此，本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種凸輪裝置，這種凸輪裝置能夠把穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)恒定地施加到做為從動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)架上，并且，不借助于復(fù)雜的控制就能夠把往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的凸輪裝置包括一個(gè)作為從動(dòng)件的可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)架;一個(gè)作為操縱件的用以把動(dòng)力施加給轉(zhuǎn)動(dòng)架的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī);以及一個(gè)與往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞相連的、用以把活塞的伸縮運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動(dòng)架的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并能夠與活塞一起相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)架移動(dòng)的滑動(dòng)板。該滑板被制造成在滑板運(yùn)動(dòng)方向上，對(duì)應(yīng)的兩端部具有平坦部分，而在中部具有一加工成山-谷形狀的凸輪部分。轉(zhuǎn)動(dòng)架具有若干個(gè)布置在轉(zhuǎn)動(dòng)架的圓周周邊上并與滑板相接觸的輥?zhàn)?，以使輥?zhàn)与S著滑板的移動(dòng)而滾動(dòng)。當(dāng)滑板的平坦部分因活塞的伸縮運(yùn)動(dòng)而處于同轉(zhuǎn)動(dòng)架相遇的位置時(shí)，這些輥?zhàn)幼柚罐D(zhuǎn)動(dòng)架的轉(zhuǎn)動(dòng)，而當(dāng)滑板的凸輪部分由于活塞的伸縮運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)到一個(gè)該凸輪部分同轉(zhuǎn)動(dòng)架上的輥?zhàn)酉嘟佑|的位置時(shí)，這些輥?zhàn)优c滑板的運(yùn)動(dòng)或行進(jìn)(procession)以及凸輪部分的山-谷形狀相協(xié)同下的轉(zhuǎn)動(dòng)促使轉(zhuǎn)動(dòng)架以與活塞的伸縮運(yùn)動(dòng)相符合的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并在往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)區(qū)內(nèi)或在接觸停止時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)架與滑板的平坦部分相遇。
因此，根據(jù)本發(fā)明的凸輪裝置，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)架處在滑板的平坦部分上并在活塞的啟動(dòng)區(qū)或接觸停止時(shí)與該平坦部分相面對(duì)時(shí)，由上述的多個(gè)輥?zhàn)幼柚罐D(zhuǎn)動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，即便轉(zhuǎn)動(dòng)架遭受到在啟動(dòng)范圍內(nèi)或在接觸停止時(shí)所產(chǎn)生的沖擊，轉(zhuǎn)動(dòng)架的轉(zhuǎn)動(dòng)也決不會(huì)受到?jīng)_擊的影響，這是因?yàn)樵谄教共糠郑D(zhuǎn)動(dòng)架本來(lái)就沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)。


圖1是表示凸輪裝置的整體的透視圖。
圖2是表示凸輪裝置的整體的側(cè)視圖。
圖3是表示凸輪裝置的從圖2的箭頭Ⅲ方向上看去的一個(gè)視圖。
圖4是說(shuō)明運(yùn)轉(zhuǎn)情況的示意圖，表示活塞的行進(jìn)導(dǎo)致滑板使轉(zhuǎn)動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)狀態(tài)，圖中示出了轉(zhuǎn)動(dòng)架的旋轉(zhuǎn)相位1的狀態(tài)。
圖5是說(shuō)明運(yùn)轉(zhuǎn)情況的示意圖，表示活塞的行進(jìn)導(dǎo)致滑板使轉(zhuǎn)動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)狀態(tài)，圖中示出了轉(zhuǎn)動(dòng)架的旋轉(zhuǎn)相位2的狀態(tài)。
圖6是說(shuō)明運(yùn)轉(zhuǎn)情況的示意圖，表示活塞的行進(jìn)導(dǎo)致滑板使轉(zhuǎn)動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)狀態(tài)，圖中示出了轉(zhuǎn)動(dòng)架的旋轉(zhuǎn)相位3的狀態(tài)。
圖7是說(shuō)明運(yùn)轉(zhuǎn)情況的示意圖，表示活塞的行進(jìn)導(dǎo)致滑板使轉(zhuǎn)動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)狀態(tài)，圖中示出了轉(zhuǎn)動(dòng)架的旋轉(zhuǎn)相位4的狀態(tài)。
圖8是說(shuō)明運(yùn)轉(zhuǎn)情況的示意圖，表示活塞的行進(jìn)導(dǎo)致滑板使轉(zhuǎn)動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)狀態(tài)，圖中示出了轉(zhuǎn)動(dòng)架的旋轉(zhuǎn)相位5的狀態(tài)。
圖9是說(shuō)明運(yùn)轉(zhuǎn)情況的示意圖，表示活塞的行進(jìn)導(dǎo)致滑板使轉(zhuǎn)動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)狀態(tài)，圖中示出了轉(zhuǎn)動(dòng)架的旋轉(zhuǎn)相位6的狀態(tài)。
圖10是說(shuō)明運(yùn)轉(zhuǎn)情況的示意圖，表示活塞的行進(jìn)導(dǎo)致滑板使轉(zhuǎn)動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)狀態(tài)，圖中示出了轉(zhuǎn)動(dòng)架的旋轉(zhuǎn)相位7的狀態(tài)。
圖11是說(shuō)明運(yùn)轉(zhuǎn)情況的示意圖，表示活塞的行進(jìn)導(dǎo)致滑板使轉(zhuǎn)動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)狀態(tài)，圖中示出了轉(zhuǎn)動(dòng)架的旋轉(zhuǎn)相位8的狀態(tài)。
圖12是說(shuō)明運(yùn)轉(zhuǎn)情況的示意圖，表示活塞的行進(jìn)導(dǎo)致滑板使轉(zhuǎn)動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)狀態(tài)，圖中示出了轉(zhuǎn)動(dòng)架的旋轉(zhuǎn)相位9的狀態(tài)。
圖13是說(shuō)明運(yùn)轉(zhuǎn)情況的示意圖，表示活塞的行進(jìn)導(dǎo)致滑板使轉(zhuǎn)動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)狀態(tài)，圖中示出了轉(zhuǎn)動(dòng)架的旋轉(zhuǎn)相位10的狀態(tài)。
圖14是說(shuō)明運(yùn)轉(zhuǎn)情況的示意圖，表示活塞的行進(jìn)導(dǎo)致滑板使轉(zhuǎn)動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)狀態(tài)，圖中示出了轉(zhuǎn)動(dòng)架的旋轉(zhuǎn)相位11的狀態(tài)。
圖15是說(shuō)明運(yùn)轉(zhuǎn)情況的示意圖，表示活塞的行進(jìn)導(dǎo)致滑板使轉(zhuǎn)動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)狀態(tài)，圖中示出了轉(zhuǎn)動(dòng)架的旋轉(zhuǎn)相位12的狀態(tài)。
圖16是說(shuō)明運(yùn)轉(zhuǎn)情況的示意圖，表示活塞的行進(jìn)導(dǎo)致滑板使轉(zhuǎn)動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)狀態(tài)，圖中示出了轉(zhuǎn)動(dòng)架的旋轉(zhuǎn)相位13的狀態(tài)。
圖17是曲線(xiàn)圖，它表示由轉(zhuǎn)動(dòng)架所描繪的或者繪制的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)呈現(xiàn)一種變形的正弦曲線(xiàn)，這種形狀的曲線(xiàn)取決于凸輪部分的形狀。
圖18是表示氣缸的動(dòng)作的回路圖。
圖19是一幅表示根據(jù)一個(gè)特定的例子的活塞的運(yùn)動(dòng)特性的曲線(xiàn)圖。
圖20是用來(lái)解釋確定本發(fā)明的凸輪裝置的凸輪部分的形狀的xy坐標(biāo)系以及一根原點(diǎn)線(xiàn)的示意圖。
圖21是表示當(dāng)六個(gè)輥?zhàn)右韵嗟鹊慕嵌乳g隔布置時(shí)，確定輥?zhàn)拥闹行能壽E的一個(gè)例子的向量圖。
圖22是八個(gè)輥?zhàn)右韵嗟鹊慕嵌乳g隔布置的情況下的一個(gè)例子的示意圖。
圖23是用來(lái)解釋由輥?zhàn)拥闹行能壽E確定凸輪的輪廓線(xiàn)的例子的示意圖。
圖24是用來(lái)解釋由表示凸輪輪廓線(xiàn)的向量圖直接確定凸輪輪廓線(xiàn)的一個(gè)例子的示意圖。
圖25是表示轉(zhuǎn)動(dòng)架的轉(zhuǎn)位角是45°的情況的示意圖。
圖26是表示轉(zhuǎn)動(dòng)架的轉(zhuǎn)位角是60°的情況的示意圖。
圖27是表示轉(zhuǎn)動(dòng)架的轉(zhuǎn)位角是90°的情況的示意圖。
圖28是表示轉(zhuǎn)動(dòng)架的轉(zhuǎn)位角是135°的情況的示意圖。
圖29是表示轉(zhuǎn)動(dòng)架的轉(zhuǎn)位角是180°的情況的示意圖。
圖30是表示轉(zhuǎn)動(dòng)架的轉(zhuǎn)位角是225°的情況的示意圖。
圖31是表示轉(zhuǎn)動(dòng)架的轉(zhuǎn)位角是240°的情況的示意圖。
圖32是表示轉(zhuǎn)動(dòng)架的轉(zhuǎn)位角是270°的情況的示意圖。
圖33是表示轉(zhuǎn)動(dòng)架的轉(zhuǎn)位角是300°的情況的示意圖。
圖34是表示轉(zhuǎn)動(dòng)架的轉(zhuǎn)位角是315°的情況的示意圖。
圖35是表示轉(zhuǎn)動(dòng)架的轉(zhuǎn)位角是360°的情況的示意圖。
圖36是表示凸輪部分的山-谷形狀導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)架描繪的一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)的曲線(xiàn)圖，該曲線(xiàn)是一個(gè)變形的勻速曲線(xiàn)。
圖37是一個(gè)用來(lái)解釋現(xiàn)有技術(shù)的示意圖。
圖38是一個(gè)表示普通活塞的運(yùn)動(dòng)特性的曲線(xiàn)圖。
(實(shí)施例1)正如從圖1～3所看到的那樣，凸輪裝置1具有一個(gè)作為從動(dòng)件的、能夠順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)架2(以下，把順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)動(dòng)作簡(jiǎn)稱(chēng)為“轉(zhuǎn)動(dòng)”);一個(gè)作為操縱裝置的、用以使轉(zhuǎn)動(dòng)架2轉(zhuǎn)動(dòng)的、呈往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)形式的工作缸4;以及，一個(gè)起直線(xiàn)動(dòng)動(dòng)凸輪的作用的、與工作缸4的活塞6相連的、可把活塞6的伸縮運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動(dòng)架2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并與活塞6一起相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)架2而移動(dòng)的滑板8。這些構(gòu)件均安裝在一個(gè)未示出的支座上。
如圖2所示，滑板8是一個(gè)滑動(dòng)件，其被制造成在滑動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向(即縱向)上的相對(duì)應(yīng)的兩端部具有平坦部分10，10，而在其中部則具有一個(gè)凸輪部分12?；?沿著支座的導(dǎo)軌(未示出)移動(dòng)，以便隨著活塞6的伸縮運(yùn)動(dòng)而在一個(gè)由活塞6的行程長(zhǎng)度所限定的預(yù)定范圍內(nèi)進(jìn)行直線(xiàn)型往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此，轉(zhuǎn)動(dòng)架2能夠被直線(xiàn)型往復(fù)運(yùn)動(dòng)所轉(zhuǎn)動(dòng)。
通過(guò)下面的說(shuō)明，有關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)架2是如何相對(duì)于滑板8轉(zhuǎn)動(dòng)的具體細(xì)節(jié)將逐步明朗。
尤其是參見(jiàn)圖1和圖3，滑板8具有兩個(gè)相互平行布置的、沿著滑板的運(yùn)動(dòng)方向延伸的平板凸輪14f和14b。兩個(gè)平板凸輪14f和14b相互之間隔開(kāi)一定的距離，這一距離稍稍大于下面將要描述的轉(zhuǎn)動(dòng)架2的轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)的厚度。正如從圖2中垂直于紙面的方向所看到的那樣，平板凸輪14f和14b分別相當(dāng)于前面的一個(gè)和后面的一個(gè)。在圖3～圖16中，平板凸輪14f和14b分別用實(shí)線(xiàn)和虛線(xiàn)描繪。
正如在圖2的平面圖上所看到的那樣，由于平板凸輪14f和14b實(shí)質(zhì)上相對(duì)于一根線(xiàn)而對(duì)稱(chēng)，因此，將只描述一個(gè)平板凸輪14f。
平板凸輪14f被制成在該平板凸輪的縱向的相對(duì)應(yīng)的兩端部具有平坦區(qū)16，16，而在其中部則具有一個(gè)山-谷狀的區(qū)17。平板凸輪14f和14b被共同用來(lái)在它們的平坦區(qū)16，16和16，16時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的平坦部分10，10的功能，而在它們的山-谷狀區(qū)域17和17時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的凸輪部分12的功能。在滑板8的縱向，凸輪部分12所占的那一段長(zhǎng)度被稱(chēng)作凸輪配給長(zhǎng)度Xh，這一凸輪配給長(zhǎng)度Xh實(shí)質(zhì)上相應(yīng)于工作缸4的勻速區(qū)(已經(jīng)在現(xiàn)有技術(shù)的說(shuō)明中作了描述)。
如圖1-3所示，山-谷狀區(qū)域17具有一條脊線(xiàn)，該脊線(xiàn)由第一弧形部分171，第二弧形部分172和第三弧形部分173組成，第一弧形部分171呈向下凸的弧形形狀，其與左側(cè)平坦區(qū)16接續(xù)并從該平坦區(qū)16升起;第二弧形部分172呈向上凸的弧形形狀，其與第一弧形部分171接續(xù)并且相當(dāng)于所謂的正弦曲線(xiàn)的1/4一段;第三弧形部分173呈一逐漸向下凸的弧形形狀。其與第二弧形部分172連續(xù)，并處于低于右側(cè)平坦區(qū)16的位置，其尾端連續(xù)不斷地終止于右側(cè)平坦區(qū)16。從整體上看，這條脊線(xiàn)實(shí)際上呈一波浪狀。
如上所述，由于山-谷狀區(qū)域17呈一波浪狀，因此，當(dāng)具有平板凸輪14f和14b(如前所述，這兩個(gè)平板凸輪按直線(xiàn)對(duì)稱(chēng)的形式制造)的滑板8被工作缸4直線(xiàn)地往復(fù)驅(qū)動(dòng)時(shí)，后面將要描述的轉(zhuǎn)動(dòng)架2的從動(dòng)輥221、222……如此地?fù)Q位，以致于順序地交替地補(bǔ)位，結(jié)果是，轉(zhuǎn)動(dòng)架2能夠在與滑板8的直線(xiàn)型往復(fù)運(yùn)動(dòng)相符合的方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。更具體地說(shuō)，從圖2看來(lái)，當(dāng)活塞6伸長(zhǎng)且滑板8從右邊移向左邊時(shí)，則轉(zhuǎn)動(dòng)架2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，反之，當(dāng)活塞6縮回且滑板8從左向右移動(dòng)時(shí)，則使已經(jīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)的轉(zhuǎn)動(dòng)架2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
正如從圖1和圖3所看到的那樣，轉(zhuǎn)動(dòng)架2基本上由一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)20和若干個(gè)輥?zhàn)?21、222……所組成，這些輥?zhàn)友刂D(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)20的圓周邊緣交替地分設(shè)在轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)20的前表面20a和后表面20b上，與滑板8的平坦部分10，10和凸輪部分12相接觸，且根據(jù)滑板8的直線(xiàn)性往復(fù)運(yùn)動(dòng)而滾動(dòng)(如圖所示，在本實(shí)施例中，在轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)20的前表面20a和后表面20b上各設(shè)置了三個(gè)輥?zhàn)?，總共是六個(gè)輥?zhàn)?。
在這一實(shí)施例1中，由于代表著從動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)架2示范性地能在120°的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，輥?zhàn)?2的數(shù)量為6個(gè)，而滑板8的凸輪部分12的山-谷狀區(qū)域17內(nèi)的山-谷數(shù)為2。然而，在使得轉(zhuǎn)動(dòng)架2在不同于上述角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，輥?zhàn)?2的數(shù)量以及山-谷狀區(qū)域17內(nèi)的山-谷的數(shù)量要改變，以適應(yīng)該轉(zhuǎn)動(dòng)范圍。以下將把表示轉(zhuǎn)動(dòng)范圍的角度-如上述的120°-稱(chēng)作“轉(zhuǎn)位角度”。
一根旋轉(zhuǎn)軸24安裝于轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)20的中心處，而且通過(guò)軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在支架上(未示出)。
如圖1～3所示，輥?zhàn)?21、222……當(dāng)中，在前表面20a上的各個(gè)輥?zhàn)?21、223和225(圖中用實(shí)線(xiàn)所繪制的)可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在沿著轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)20的周邊以120°的角度間隔布置的中心輥261、263和265(圖中用實(shí)線(xiàn)所畫(huà)的)上，而在后表面20b上的各個(gè)輥?zhàn)?22、224、226(圖中用虛線(xiàn)所畫(huà)的)沿著轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)20的周緣以120°的角度間隔布置，以便分別介于在前表面20a上的輥?zhàn)?21和223、輥?zhàn)?23和225及輥?zhàn)?25和221之間，輥?zhàn)?22、224和226分別安裝在中心軸262、264和266(圖中用虛線(xiàn)所畫(huà)的)上，這幾根軸與軸261、263和265的相位差為60°。
因此，正如從圖1～16所看到的那樣，當(dāng)從平面圖上看去時(shí)，在轉(zhuǎn)動(dòng)架2的前表面20a和后表面20b上的各個(gè)輥?zhàn)?21、222……看上去好象是沿著轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)20的周緣以60°的角度間隔布置的。
當(dāng)活塞6的伸縮運(yùn)動(dòng)使得滑板8的平坦部分10，10處在與轉(zhuǎn)動(dòng)架2相遇的位置上時(shí)，輥?zhàn)?21、222……當(dāng)中的一部分，亦即，輥?zhàn)?21和222或者輥?zhàn)?23和224協(xié)同地、抑制地動(dòng)作，以便阻止轉(zhuǎn)動(dòng)架2轉(zhuǎn)動(dòng)，但當(dāng)活塞6的伸縮運(yùn)動(dòng)使得滑板8的凸輪部分12行進(jìn)到該凸輪部分12與轉(zhuǎn)動(dòng)架2上的任意一個(gè)輥?zhàn)?2相接觸的位置時(shí)，滑板8的行進(jìn)、凸輪部分12的山-谷形狀以及輥?zhàn)?2的旋轉(zhuǎn)相互協(xié)作，以便使轉(zhuǎn)動(dòng)架2在與活塞6的伸縮運(yùn)動(dòng)相一致的轉(zhuǎn)動(dòng)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。上述的若干個(gè)輥?zhàn)?21、222……的半徑都是彼此相等的。
就工作缸4而論，活塞6在一缸體28內(nèi)部往復(fù)運(yùn)動(dòng)。如圖18所示，活塞6具有一個(gè)活塞頭6a和一個(gè)活塞桿6b。活塞桿6b的末端6b′用合適的固定裝置固定到滑板8的一個(gè)縱向端，因此，把活塞6和滑板8結(jié)為一體。再者，如圖18所示，活塞6是通過(guò)一個(gè)速度控制閥30和一個(gè)開(kāi)關(guān)閥32而往復(fù)運(yùn)動(dòng)的。圖18中其余的標(biāo)號(hào)的意義將在下面描述。
然后，在象上面那樣的構(gòu)造的凸輪裝置1中，轉(zhuǎn)動(dòng)架2按照下列相位1-13的次序轉(zhuǎn)動(dòng)(見(jiàn)圖4-16)。相位1-13發(fā)生在活塞6的向前行程(在圖4-16中從右向左移動(dòng))內(nèi)，而向后行程內(nèi)的相位就是相位1-13的簡(jiǎn)單顛倒，因此，將不再敘述。
(相位1見(jiàn)圖4)由于活塞6縮回且自身沒(méi)有移動(dòng)，因此，轉(zhuǎn)動(dòng)架2也不運(yùn)動(dòng)。僅輥?zhàn)?21和222與左邊的平坦部分10相接觸。
(相位2見(jiàn)圖5)當(dāng)活塞6稍微伸長(zhǎng)且滑板8根據(jù)活塞的伸長(zhǎng)量而從右向左推進(jìn)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)架2的輥?zhàn)?21和222在左邊的平坦部分10上滾動(dòng)，在保證轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)20不轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，使得轉(zhuǎn)動(dòng)架2接近凸輪部分12。在這種移動(dòng)或行進(jìn)情況下，輥?zhàn)?21和輥?zhàn)?22分別處于為方便起見(jiàn)而假定的通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)架2的中心的一條假想豎直線(xiàn)27的左側(cè)和右側(cè)，因此，防止轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)20順時(shí)針和逆時(shí)針移動(dòng)，進(jìn)而阻止轉(zhuǎn)動(dòng)架2轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，在左邊的平坦部分10上，滑板8的直線(xiàn)型運(yùn)動(dòng)僅僅使輥?zhàn)?21和222轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，轉(zhuǎn)動(dòng)架2的轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)20不轉(zhuǎn)動(dòng)而是停頓。所設(shè)計(jì)的這種停頓狀態(tài)與活塞6以均勻的加速度逐漸開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的那個(gè)“啟動(dòng)區(qū)”相對(duì)應(yīng)(關(guān)于啟動(dòng)區(qū)，在現(xiàn)有技術(shù)的說(shuō)明中已經(jīng)作了描述)。停頓狀態(tài)可以調(diào)整，以符合工作缸4的負(fù)載特性。
在相位2的情況下，滑板8的進(jìn)程、轉(zhuǎn)動(dòng)架2的轉(zhuǎn)動(dòng)角度以及所需要的時(shí)間(這幾個(gè)參數(shù)都是取消量綱的或者是無(wú)量綱的)均表現(xiàn)為零。然后，至于滑板8在各個(gè)相位的進(jìn)程和轉(zhuǎn)動(dòng)架2在各個(gè)相位的轉(zhuǎn)動(dòng)角度以及在各個(gè)相位里轉(zhuǎn)動(dòng)架達(dá)到必需的轉(zhuǎn)動(dòng)角度所需的時(shí)間，它們的數(shù)值將在每一個(gè)相關(guān)相位的說(shuō)明的最后計(jì)算。量綱的取消意味著這是一個(gè)無(wú)單位的表示體系，在此體系中，滑板8的進(jìn)程、轉(zhuǎn)動(dòng)架2的轉(zhuǎn)動(dòng)角度(最大轉(zhuǎn)動(dòng)角度等于120°)和這一轉(zhuǎn)動(dòng)角度所需的時(shí)間當(dāng)中的每一個(gè)的最大值均設(shè)定為1。
當(dāng)通過(guò)啟動(dòng)區(qū)域之后，活塞6勻速移動(dòng)(在對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的說(shuō)明中，已經(jīng)對(duì)勻速運(yùn)動(dòng)作了描述)。以該速度運(yùn)動(dòng)著的活塞6與工作缸體28的一個(gè)端面28a(見(jiàn)圖18)相碰并停止。在下面將要描述的相位3-13中，活塞6在勻速區(qū)內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
(相位3見(jiàn)圖6)隨著活塞6的進(jìn)一步伸長(zhǎng)，正與左側(cè)的平坦部分10接觸的輥?zhàn)?21和222逐漸開(kāi)始與凸輪部分12接觸，因此，輥?zhàn)?21接觸平板凸輪14f的山-谷狀區(qū)域17的第一弧形區(qū)171，以便開(kāi)始上爬，與此同時(shí)，輥?zhàn)?22接觸平板凸輪14b的山-谷狀區(qū)域17的第三弧形區(qū)173，以便開(kāi)始下降。
進(jìn)程…0.1，轉(zhuǎn)動(dòng)角度…0.011，所需時(shí)間…0.1(相位4見(jiàn)圖7)輥?zhàn)?21正上爬凸輪14f的第一弧形區(qū)171，輥?zhàn)?22走下平板凸輪14b的第三弧形區(qū)173。另一方面輥?zhàn)?23正準(zhǔn)備走下平板凸輪14f的第二弧形區(qū)172。
進(jìn)程…0.2，轉(zhuǎn)動(dòng)角度…0.068，所需時(shí)間…0.2
(相位5見(jiàn)圖8)輥?zhàn)?21仍然在爬平板凸輪14f的第一弧形區(qū)171的路途中，而輥?zhàn)?22即將完成走下平板凸輪14b的第三弧形區(qū)173的動(dòng)作。輥?zhàn)?23正在走下凸輪14f的第二弧形區(qū)172的途中。
進(jìn)程…0.3，轉(zhuǎn)動(dòng)角度…0.178，所需時(shí)間…0.3(相位6見(jiàn)圖9)輥?zhàn)?21即將完成爬凸輪14f的第一弧形區(qū)171的工作，而輥?zhàn)?22開(kāi)始爬平板凸輪14b的第三弧形區(qū)172。輥?zhàn)?23仍然在從凸輪14f的第二弧形區(qū)172走下來(lái)的途中。
進(jìn)程…0.4，轉(zhuǎn)動(dòng)角度…0.328，所需時(shí)間…0.4(相位7見(jiàn)圖10)輥?zhàn)?21完成了爬凸輪14f的第一弧形區(qū)171的工作，而輥?zhàn)?22正在爬平板凸輪14b的第二弧形區(qū)172的途中。輥?zhàn)?23仍然在從凸輪14f的第二弧形區(qū)172走下來(lái)的途中。
進(jìn)程…0.5，轉(zhuǎn)動(dòng)角度…0.5，所需時(shí)間…0.5(相位8見(jiàn)圖11)輥?zhàn)?22在爬平板凸輪14b的第二弧形區(qū)172的途中，而輥?zhàn)?23已經(jīng)完成了從平板凸輪14f的第二弧形區(qū)172走下來(lái)的工作。此時(shí)，輥?zhàn)?24正準(zhǔn)備走下平板凸輪14b的第一弧形區(qū)171。
進(jìn)程…0.6，轉(zhuǎn)動(dòng)角度…0.672，所需時(shí)間…0.6(相位9見(jiàn)圖12)輥?zhàn)?22仍然在上爬平板凸輪14b的第二弧形區(qū)172的途中，而輥?zhàn)?23正準(zhǔn)備爬平板凸輪14f的第三弧形區(qū)173。與此同時(shí)，輥?zhàn)?24在從平板凸輪14b的第一弧形區(qū)171走下來(lái)的途中。
進(jìn)程…0.7，轉(zhuǎn)動(dòng)角度…0.822，所需時(shí)間…0.7(相位10見(jiàn)圖13)輥?zhàn)?22即將完成爬平板凸輪14b的第二弧形區(qū)172的工作，而輥?zhàn)?23正在爬平板凸輪14f的第三弧形區(qū)173的途中。另一方面，輥?zhàn)?24正在從平板凸輪14b的第一弧形區(qū)171走下來(lái)的工作。
進(jìn)程…0.8，轉(zhuǎn)動(dòng)角度…0.932，所需時(shí)間…0.8(相位11見(jiàn)圖14)輥?zhàn)?23即將完成爬平板凸輪14f的第三弧形區(qū)173的工作，而輥?zhàn)?24即將完成從平板凸輪14b的第一弧形區(qū)171走下來(lái)的工作。
進(jìn)程…0.9，轉(zhuǎn)動(dòng)角度…0.989，所需時(shí)間…0.9(相位12見(jiàn)圖15)活塞6馬上就要完成伸長(zhǎng)動(dòng)作。隨著滑板8根據(jù)活塞6在結(jié)束其伸長(zhǎng)動(dòng)作之前所提供的少量伸長(zhǎng)而從右向左的推進(jìn)，轉(zhuǎn)動(dòng)架2的輥?zhàn)?23和224臨近右邊的平坦部分10，而且，當(dāng)輥?zhàn)?21在軸24上方接觸到為了敘述方便起見(jiàn)而假定的那條假想豎直線(xiàn)27時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)20停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
進(jìn)程…1.0，轉(zhuǎn)動(dòng)角度…1.0，所需時(shí)間…1.0(相位13見(jiàn)圖16)在相位12的末尾和相位13的末尾之間的一段時(shí)間內(nèi)，隨著滑板8根據(jù)活塞6在結(jié)束其伸長(zhǎng)動(dòng)作之前所提供的伸長(zhǎng)而從右向左的推進(jìn)，轉(zhuǎn)動(dòng)架2的輥?zhàn)?23和224在右邊的平坦部分10上滾動(dòng)，因此，在保持轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)20不轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)架2離開(kāi)凸輪部分12，最終，活塞6結(jié)束伸長(zhǎng)動(dòng)作。雖然沒(méi)有說(shuō)明，在活塞6結(jié)束伸長(zhǎng)動(dòng)作及轉(zhuǎn)動(dòng)架2的行進(jìn)停止之前，以一速度移動(dòng)著的活塞6與缸體28的端面28a相碰，而且，在活塞6最終停止前，由于碰撞所產(chǎn)生的斥力的作用，活塞6會(huì)稍稍退回一點(diǎn)(關(guān)于停止，在現(xiàn)有技術(shù)的說(shuō)明中已經(jīng)作了描述)。直到這一停止?fàn)顟B(tài)之前，活塞的移動(dòng)僅使得輥?zhàn)?23和224在右邊的平坦部分10上滾動(dòng)。此時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)20不轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使轉(zhuǎn)動(dòng)架2停止。
如上所述，在從相位1的啟動(dòng)開(kāi)始和在相位3的啟動(dòng)結(jié)束的狀態(tài)下，輥?zhàn)?21和222支承在左邊的平坦部分10上，而在從相位12的終了開(kāi)始和在相位13的終了結(jié)束的狀態(tài)下，輥?zhàn)?23和224支承在右邊的平坦部分10上，因此，阻止轉(zhuǎn)動(dòng)架2在順時(shí)針和逆時(shí)針兩個(gè)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，并使之停頓。換句話(huà)說(shuō)，在工作缸4的接觸停止期內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)架2與滑板8的平坦部分10相接觸。
因此，在這種狀態(tài)下，即便當(dāng)工作缸4動(dòng)作而稍微伸長(zhǎng)時(shí)，只要輥?zhàn)?21、222和輥?zhàn)?23、224支承在左邊的和右邊的平坦部分10，10上，轉(zhuǎn)動(dòng)架2就不轉(zhuǎn)動(dòng)，而保持停頓狀態(tài)。
因?yàn)檗D(zhuǎn)位角是120°，所以，輥?zhàn)?25和226即不同滑板8的平坦部分16接觸，也不同滑板8的山-谷狀區(qū)域17接觸。但在后面要描述的其它一些實(shí)施例中，根據(jù)所用的轉(zhuǎn)位角的值的大小，這些輥?zhàn)右教共糠?6和區(qū)域17產(chǎn)生接觸。
通過(guò)上述的相位1-13，轉(zhuǎn)動(dòng)架2描繪或描畫(huà)了一條旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)，如圖17所示，這是一條凸輪曲線(xiàn)(縱坐標(biāo)代表角加速度，橫坐標(biāo)代表時(shí)間)。這里的凸輪曲線(xiàn)并不表示凸輪的形狀，而是確定由凸輪(根據(jù)本實(shí)施例，為凸輪部分12)所驅(qū)動(dòng)的從動(dòng)件(在本實(shí)施例中，是轉(zhuǎn)動(dòng)架2)的運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)。在圖17中，稱(chēng)作停頓(dwell)的那些部分分別對(duì)應(yīng)于在相位1的起始時(shí)間點(diǎn)和相位3的起始時(shí)間點(diǎn)之間的間隔以及在相位12的結(jié)束時(shí)間點(diǎn)和相位13的結(jié)束時(shí)間點(diǎn)之間的間隔，而其它相位則對(duì)應(yīng)除圖17中停頓部分之外的其它間隔。正如從圖17中看到的那樣，轉(zhuǎn)動(dòng)架2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)在其相對(duì)兩端具有停頓部分，凸輪部分12使得轉(zhuǎn)動(dòng)架2描繪了一條介于兩個(gè)停頓部分之間的運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)。因此，這種形式的凸輪曲線(xiàn)將稱(chēng)作雙停頓運(yùn)動(dòng)的凸輪曲線(xiàn)。由于該雙停頓運(yùn)動(dòng)的凸輪曲線(xiàn)的形態(tài)類(lèi)似于變形的正弦曲線(xiàn)，所以，這種雙停頓運(yùn)動(dòng)的凸輪曲線(xiàn)將特別地叫作變形正弦曲線(xiàn)。
在凸輪裝置1中，以下面描述的方式促使轉(zhuǎn)動(dòng)架2在工作缸4的啟動(dòng)區(qū)或者接觸停止區(qū)內(nèi)同滑板8的平坦部分10，10相遇。
(加速區(qū))工作缸4的加速區(qū)(在該區(qū)域內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)架2相遇滑板8的平坦部分10)是由一個(gè)移動(dòng)距離(L)確定的，移動(dòng)距離包括作為因數(shù)的活塞6的平衡運(yùn)行速度(v)和活塞6的加速時(shí)間(t)。
用下列方程式確定活塞6的平衡運(yùn)行速度(v)，加速時(shí)間(t)和移動(dòng)距離(L)v=1.91(S2/A2)·104273/Te---(1)]]>t=6.59WL/(A1P1-R)·10-2---(2)]]>l=0.5vt---(3)]]>
然而，當(dāng)活塞桿6b能夠隨著該活塞桿的全體伸長(zhǎng)(full expansion)而立即走出缸體28時(shí)，使用上面的方程式;當(dāng)活塞桿6b縮回并立即縮進(jìn)缸體28的內(nèi)部時(shí)，上面的方程式(1)和(2)轉(zhuǎn)換成下面的方程式(1′)和(2′)v=1.91(S2/A2)·104273/Te---(1′)]]>t=6.59WL/(A2P2-R)·10-2---(2′)]]>在上述方程式中，因數(shù)如下S1在工作缸4的操作回路中所用的速度控制閥的進(jìn)口側(cè)的總的有效面積(當(dāng)活塞桿6b退回并立即縮進(jìn)缸體28的內(nèi)部時(shí)使用之)S2工作缸4的操作回路中所用的速度控制閥的出口側(cè)的總的有效面積(當(dāng)活塞桿6b能夠隨著活塞桿6b的全體伸長(zhǎng)而立即走出缸體28時(shí)使用它)A1工作缸4的活塞6的進(jìn)口側(cè)的橫截面積A2工作缸4的活塞6的出口側(cè)的橫截面積Te絕對(duì)溫度W安裝在活塞末端的物體的重量L安裝在活塞末端的物體的移動(dòng)行程P1在工作缸4的進(jìn)口側(cè)的內(nèi)壓力P2在工作缸4的出口側(cè)的內(nèi)壓力R工作缸4上的負(fù)載。
上述方程式將參照一具體的例子予以解釋。
在下列條件下確定在加速區(qū)里活塞6移動(dòng)的距離(L)一個(gè)重為10kg的操作物體(w)移動(dòng)的行程(L)為20cm，假定所供應(yīng)的空氣壓力是6kg/cm2，活塞桿6b完全伸長(zhǎng)并能夠走出缸體28，且S2，A2，Te，A1，P1及R的值如下S2＝0.03cm2A2＝16.5cm2Te＝293°K(20℃的室溫)A1＝19.6cm2P1＝6kg/cm2+1.033kg/cm2＝7.033kg/cm2R＝2kg首先，用方程式(1)確定平衡運(yùn)行速度(v)v=1.91(S2/A2)·104273/Te]]>=1.91(0.03/16.5)·104273/Te]]>=33.5cm/秒其次，用方程式(2)確定活塞的加速時(shí)間(t)t=6.59WL/(A1P1-R)·10-1]]>=6.59(10×20)/(19.6×7.033-2)·10-2]]> 因此，根據(jù)方程式(3)能夠確定活塞6的移動(dòng)距離(L)為
L＝0.5vt＝0.5×33.5×0.08＝1.34cm然后，通過(guò)方程式a＝v/t…(4)所確定的加速度(a)為a＝(33.5/0.08)/980＝0.43g從上可以看出，當(dāng)活塞6以0.43g的加速度移動(dòng)1.34cm的距離時(shí)，就可達(dá)到33.5cm/秒的平衡運(yùn)行速度。因此，必須設(shè)置一個(gè)長(zhǎng)度至少為1.34cm的平坦部分10，以便與該加速區(qū)相一致。在接觸停止期間，當(dāng)活塞行進(jìn)致使轉(zhuǎn)動(dòng)架2相遇滑板8的平坦部分10時(shí)，可以為轉(zhuǎn)動(dòng)架2預(yù)先設(shè)定一個(gè)很小的量，這個(gè)量就是在以上述平衡運(yùn)行速度移動(dòng)著的活塞6與缸體28相撞之后，由于缸體28的排斥所導(dǎo)致的活塞6的退回量。然而，由于這個(gè)很小的量通常只是活塞6所擁有的移動(dòng)距離(l)的十分之一，因此，如果把滑板8的兩個(gè)平坦部分10，10都設(shè)定到超過(guò)由方程式(3)所確定的范圍的一個(gè)值，那么，就不會(huì)碰到問(wèn)題。
(勻加速區(qū))
物體以勻加速運(yùn)動(dòng)或勻速運(yùn)動(dòng)的距離(L)由下面方程式確定L＝0.5vt1+vt2…(5)式中t1表示勻加速運(yùn)動(dòng)持續(xù)的時(shí)間，t2表示勻速運(yùn)動(dòng)持續(xù)的時(shí)間。通過(guò)解方程式(5)而求t2，結(jié)果是t2＝(L/v)-0.5t1…(6)這里的t1相當(dāng)于已經(jīng)按照方程式(2)確定了的t(＝0.08秒)。
在方程式(6)中，v相當(dāng)于上述的平衡運(yùn)行速度，其值按照方程式(1)已確定為v＝33.5cm/秒，就達(dá)到20cm的行程來(lái)說(shuō)，通過(guò)把這些數(shù)值代入方程式(6)，即可獲得t2＝(20/33.5)-0.5×0.08＝0.56秒。
此外，通過(guò)從20cm中減去活塞6在加速區(qū)內(nèi)以0.43g的加速度所移動(dòng)的距離1.34cm，則可求得一個(gè)18.66cm的距離，這個(gè)距離就是活塞6在勻速區(qū)內(nèi)移動(dòng)的距離。
通過(guò)上面所述，根據(jù)這一具體例子，活塞6表現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)特性如圖19所示。
因此，根據(jù)實(shí)施例1的凸輪裝置，在工作缸4的啟動(dòng)區(qū)(加速區(qū))或在接觸停止時(shí)，當(dāng)輥?zhàn)?21，222……當(dāng)中的兩個(gè)輥?zhàn)?21，222或223，224支承在滑板8的相對(duì)應(yīng)的兩端中任意一端的平坦部分10上時(shí)，這兩個(gè)輥?zhàn)?21，222或223，224阻止轉(zhuǎn)動(dòng)架2轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，在啟動(dòng)區(qū)內(nèi)或在接觸停止時(shí)，即便轉(zhuǎn)動(dòng)架2接收到了由工作缸4產(chǎn)生的沖擊，轉(zhuǎn)動(dòng)架2的轉(zhuǎn)動(dòng)也決不會(huì)受到?jīng)_擊的影響，這是因?yàn)樵谄教共糠?0，轉(zhuǎn)動(dòng)架2根本就沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)之緣故。因此，無(wú)需復(fù)雜的控制就能夠使代表從動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)架2恒定地穩(wěn)定地轉(zhuǎn)動(dòng)。
工作缸4的啟動(dòng)區(qū)(在此區(qū)域內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)架2與滑板8的平坦部分10相遇)是由活塞6的移動(dòng)距離(l)確定的，而且能夠與作為移動(dòng)距離(l)的因數(shù)的平衡運(yùn)行速度(v)和加速時(shí)間(t)一道，利用下列方程式方便地確定v＝1.91(S2/A2)·104 t＝6.59WL(A1P1-R)]]>·10－2l＝0.5vt因此，平坦部分10的長(zhǎng)度能夠很容易地轉(zhuǎn)換出來(lái)。平坦部分不影響作為從動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)架2的轉(zhuǎn)動(dòng)，即便作為操縱裝置的工作缸4的活塞6在啟動(dòng)區(qū)內(nèi)移動(dòng)或在接觸停止時(shí)也是如此。上面已經(jīng)描述的例子是針對(duì)活塞桿6b伸長(zhǎng)并能夠離開(kāi)缸體28這種情況的，但是，在活塞桿6b收縮并立即退到缸體28內(nèi)的情況下，就應(yīng)使用前面描述過(guò)的方程式(1′)和(2′)，能夠輕易地獲得類(lèi)似的作用和效果。
先前描述的凸輪裝置1的凸輪部分12的輪廓可以通過(guò)下述的方法計(jì)算。
首先，如圖20所示，只有轉(zhuǎn)動(dòng)架2處在一個(gè)假想的xy坐標(biāo)系的理想的位置，這個(gè)坐標(biāo)系的xy平面平行于轉(zhuǎn)動(dòng)架2的旋轉(zhuǎn)平面，這個(gè)理想的位置稱(chēng)作轉(zhuǎn)動(dòng)架2的初始位置。一根經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)架2的中心Oc且平行于x軸的假想線(xiàn)被稱(chēng)作原線(xiàn)LB原線(xiàn)LB作為一個(gè)基準(zhǔn)，用以表明連接各個(gè)輥?zhàn)?21，222……226的位置-亦即各個(gè)輥?zhàn)?21，222……226的中心位置A1，A2……A6-與轉(zhuǎn)動(dòng)架2的中心Oc的那些連線(xiàn)(為了說(shuō)明時(shí)方便起見(jiàn)，這些連線(xiàn)稱(chēng)作從動(dòng)半徑b)相對(duì)于原線(xiàn)LB是什么角。與基準(zhǔn)原線(xiàn)LB的逆時(shí)針夾角稱(chēng)作“正角”，與基準(zhǔn)原線(xiàn)LB的順時(shí)針夾角將稱(chēng)作“負(fù)角”。因此，在本實(shí)施例中，當(dāng)把轉(zhuǎn)動(dòng)架2放在初始位置時(shí)，輥?zhàn)?21和222處在形成負(fù)角的位置，輥?zhàn)?23和226正好處在原線(xiàn)LB上，而輥?zhàn)?24和225則處在形成正角的位置。
然后，輥?zhàn)?21，222，……226各自的從動(dòng)半徑b相對(duì)于原線(xiàn)LB所成的角τp1，τp2……τp6由方程式(7)表示τp＝τo-τhS …(7)式中，τo＝τh(Gn-3)Gm，τh＝2π/n，Gn＝1，2，……，Gm+2，Gm＝Nr/n。
上述因數(shù)如下τo當(dāng)把轉(zhuǎn)動(dòng)架2放在初始位置時(shí)，各個(gè)從動(dòng)半徑b和原線(xiàn)LB之間的夾角的通項(xiàng)。由于各個(gè)輥?zhàn)拥慕嵌仁歉鞑幌嗤模虼?，?duì)于輥?zhàn)?21，222，……226來(lái)說(shuō)，通項(xiàng)τo表示為τ01，τ02，……τ06(在圖20中，只標(biāo)出了與滑板8有關(guān)系的τ01～τ04，這些下面將敘述)。
τh轉(zhuǎn)動(dòng)架2的轉(zhuǎn)位角(在本實(shí)施例中是120°)。
S取消了量綱的凸輪曲線(xiàn)(無(wú)量綱時(shí)間T的一個(gè)函數(shù)，它由S＝S(T)給出，其中，T和S為0≤T≤1，0≤S≤1。因此，S＝0適用于T＝0，S＝1適用于T＝1)n等分?jǐn)?shù)(由360°/τh所表示的數(shù)，在本實(shí)施例中，τh是120°，因此，等分?jǐn)?shù)是3)。
Nr輥?zhàn)拥目倲?shù)(安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)架上的輥?zhàn)拥臄?shù)量。在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)劫盤(pán)20的前、后表面20a和20b上各有三個(gè)，總共為六個(gè))。
Gm輥?zhàn)颖稊?shù)(由Nr/n所表示的一個(gè)數(shù)。在本實(shí)施例中，由于Nr是6，n是3，所以，Gm是2)Gn分配給輥?zhàn)?21，222……226當(dāng)中對(duì)滑動(dòng)板8有影響的四個(gè)輥?zhàn)?21-224的數(shù)(在本實(shí)施例中，六個(gè)輥?zhàn)臃謩e由標(biāo)號(hào)221，222……226表示，而Gn數(shù)字表示給標(biāo)號(hào)22作下標(biāo)的小的數(shù)字1-4)其次，將參考圖21，以輥?zhàn)?21為例對(duì)用以確定輥?zhàn)又行牡南蛄繄D加以說(shuō)明。
由于轉(zhuǎn)動(dòng)架2處在xy坐標(biāo)內(nèi)，所以，與輥?zhàn)又行腁1的實(shí)際位移(這種位移是因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)架2被滑板8的運(yùn)動(dòng)或行進(jìn)推動(dòng)所引起的)相對(duì)應(yīng)的假想的移動(dòng)了位置可以看作是位置A1′，位置A1′是在xy坐標(biāo)中把初始位置A1轉(zhuǎn)一角度τ所得到的。
然而，事實(shí)上，轉(zhuǎn)動(dòng)架2是安裝在凸輪裝置1上的，如前所述，它只能相對(duì)于未示出的支架轉(zhuǎn)動(dòng)，而且，轉(zhuǎn)動(dòng)架2是因滑板8的直線(xiàn)型往復(fù)運(yùn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的，因此，并不處在xy坐標(biāo)系內(nèi)的滑板8的實(shí)際進(jìn)程x必須予以考慮。這個(gè)x可以用等式(8)表示x＝xhT …(8)其中，滑板8的移動(dòng)或行進(jìn)方向(示即滑板8的伸長(zhǎng)方向)是在-X方向，各個(gè)因數(shù)如下xh凸輪配給長(zhǎng)度T無(wú)量綱的時(shí)間(沒(méi)有單位)，(T＝t/tht滑板8移動(dòng)完進(jìn)程x實(shí)際需要的時(shí)間(秒)th滑板8移動(dòng)經(jīng)過(guò)凸輪轉(zhuǎn)位(indexing)長(zhǎng)度x實(shí)際需要的時(shí)間(秒)還假定，在無(wú)量綱時(shí)間T＝0時(shí)，輥?zhàn)?2的相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)的中心坐標(biāo)是(x0，y0)。
如上所述，轉(zhuǎn)動(dòng)架2因滑板8的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)，必須說(shuō)明的是，預(yù)先假定只允許轉(zhuǎn)動(dòng)架2轉(zhuǎn)動(dòng)而不允許它在滑板8的行進(jìn)方向上進(jìn)行直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。因此，必須考慮到，根據(jù)輥?zhàn)又行膹腁1到A1′的位移，(如圖21所示)把轉(zhuǎn)動(dòng)架2直截了當(dāng)?shù)叵蛴乙苿?dòng)一個(gè)相當(dāng)于滑板8的進(jìn)程的距離x。換句話(huà)說(shuō)，一旦移動(dòng)到A1′，輥?zhàn)又行腁1就平移到A1″。通過(guò)在T＝0和T＝1之間的范圍內(nèi)重復(fù)這種操作，則以T＝0為開(kāi)始的輥?zhàn)又行牡能壽E就可以確定。
在XY坐標(biāo)的原點(diǎn)為0且矢量用符號(hào)“→[ ]”表示的情況下，表示A1″點(diǎn)的矢量-亦即，→[OA1″]用方程式(9)表示。
→[P4]＝→[C1]+→[B2]+→[L3] …(9)方程式(9)中各因數(shù)意義如下→[C1]表示轉(zhuǎn)動(dòng)架2的中心位置的一個(gè)已知的矢量，該矢量用方程式(10)表示→[C1]＝c1ejξ＝c1(cosξ+jsinξ) …(10)→[L3]滑板8在X方向上的一個(gè)移動(dòng)量，其用方程式(11)表示→[L3]＝x(一個(gè)在真正的軸線(xiàn)方向上擁有尺寸x的矢量) …(11)→[B2]通過(guò)把表示輥?zhàn)又行腁1在T＝0時(shí)的矢量B20(＝→[OCA]＝b2ejτo)順時(shí)針轉(zhuǎn)一個(gè)角度τ所得出的一個(gè)矢量，其用方程式(12)表示。
→[B2]＝→[B20]e-jτ＝b2e-jτoe-jτ＝b2ej(τo-τ)＝b2{cos(τ0-τ)+jsin(τ0-τ)} …(12)。
上述數(shù)字式b2ejτ0中的轉(zhuǎn)位角“τO”實(shí)際意指轉(zhuǎn)位角“τo”。同樣地，上述的有關(guān)轉(zhuǎn)位角τ的表示也同樣對(duì)待。
通過(guò)把方程式(10)、(11)和(12)代入方程式(9)，則得出方程式(13)→[P4]＝→[C1]+→[B2]+→[L3]＝c1ejξ+b2ej(τ0-τ)+x …(13)。
另一方面，通過(guò)使用τ＝τhS …(14)x＝xhT …(8)τo＝τh(Gn-3)/Gm，(這里Gn＝1，2，……，Gm+2)， …(從方程式(7)得來(lái))，則方程式(13)可轉(zhuǎn)化為方程式(15)→[P4]＝c1ejξ+b2ej{(Gn-3)τh/Gm-τhS｝+xhT …(15)。
然后，就可以用下面的方程式(16)和(17)換算XY坐標(biāo)來(lái)表示輥?zhàn)又行牡能壽E。
X＝c1cosξ+b2cos{(Gn-3)τh/Gm-τhS｝+XhT …(16)Y＝c1sinξ+b2sin{(Gn-3)τh/Gm-τhS｝ …(17)當(dāng)輥?zhàn)拥臄?shù)量為8，輥?zhàn)酉髨D22所示的那樣布置時(shí)，方程式(7)要變化成方程式(18)τo＝τh(Gn-3.5)/Gm，(其中，Gn＝1，2，…，Gm+2) …(18)在這種情況下，僅僅除了角度τo(它是當(dāng)把轉(zhuǎn)動(dòng)架2放在初始位置時(shí)，每個(gè)輥?zhàn)拥闹行南鄬?duì)于原線(xiàn)LB形成的角)要用上述的方程式(18)代替之外，計(jì)算方法同輥?zhàn)訑?shù)是6的情況下的計(jì)算方法是一樣的，因此，本文不再敘述。
下面將敘述在如圖21所示的輥?zhàn)訑?shù)為6的情況下(Nr＝6，Gm＝2，n＝3)，用以計(jì)算各個(gè)輥?zhàn)又行牡能壽E的方程式。
這時(shí)，把表示輥?zhàn)訑?shù)的第二下標(biāo)引進(jìn)方程式(13)中的矢量(但→[C1]為所有輥?zhàn)铀灿?，則方程式(13)轉(zhuǎn)化成方程式(19)→[P41]＝→[C1]+→[B21]+→[L31]＝c1ejξ+b2ej(τ01-τ)+x …(19)對(duì)于第一個(gè)輥?zhàn)觼?lái)說(shuō)，Gm＝2，Gn＝1，τh＝2π/3，這些都是與方程式(7)有關(guān)的，而τ01用方程式(20)表示τ01＝τh(Gn-3)/Gm＝{(2π/3)/2}(1-3)＝-2/3π …(20)
根據(jù)方程式(14)，τ由方程式(21)得出τ＝-(2/3π)-(2/3π)S…(21)因此，方程式(19)可轉(zhuǎn)化為方程式(22)→[P41]＝P4ejη＝c1ejξ+b2ej{-2/3)π-(2/3)πs}+xhT …(22)通過(guò)方程式(23)和(24)換算成(X，Y)坐標(biāo)來(lái)表示→[P41]，表示第一輥?zhàn)拥闹行能壽EX1＝P4cosη＝c1cosξ+b2cos{-(2/3)π-(2/3)πS}+xhT …(23)Y1＝P4sinη＝c1sinξ+b2sin{-(2/3)π-(2/3)πS} …(24)類(lèi)似地，第二、第三和第四個(gè)輥?zhàn)拥闹行能壽E如下[第二個(gè)輥?zhàn)拥闹行能壽E]→[P42]＝→[C1]+→[B22]+→[L32]＝c1ejξ+b2ej(τ02-τ)+x …(25)τ02＝τh(Gn-3)/Gm＝{(2π/3)/2}(2-3)＝-π/3 …(26)
x2＝c1cosξ+b2cos｛-(1/3)π-(2/3)πS｝+xhT …(27)Y2＝c1sinξ+b2sin{-(1/3)π-(2/3)πS} …(28)[第三個(gè)輥?zhàn)拥闹行能壽E]→[P43]＝→[C1]+→[B23]+→[L33]＝c1ejξ+b2ej(τ03-τ)+x …(29)τ03＝τh(Gn-3)/Gm＝｛(2π/3)/2｝(3-3)＝0 …(30)X3＝c1cosξ+b2cos｛-(2/3)πS｝+xhT …(31)Y3＝c1sinξ+b2sin{-(2/3)πS} …(32)[第四個(gè)輥?zhàn)拥闹行能壽E]→[P44]＝→[C1]+→[B24]+→[L34]＝c1ejξ+b2ej(τ04-τ)+x …(33)τ04＝τh(Gn-3)/Gm＝｛(2π/3)/2｝(4-3)＝π/3 …(34)X4＝c1cosξ+b2cos｛π/3-(2/3)πS｝+xhT…(35)Y4＝c1sinξ+b2sin{π/3-(2/3)πS} …(36)
如上所述，根據(jù)方程式(23)，(24)，(27)，(28)，(31)，(32)，(35)和(36)可以確定在T＝0和T＝1之間的范圍內(nèi)各個(gè)輥?zhàn)拥闹行能壽E。
在輥?zhàn)优渲脭?shù)(Nr)為6，等分?jǐn)?shù)(N)為3的情況下，第一至第四個(gè)輥?zhàn)咏佑|凸輪，參與使轉(zhuǎn)動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)的工作，而第五和第六個(gè)輥?zhàn)硬唤佑|凸輪，不參與使轉(zhuǎn)動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)的工作，結(jié)果是，后兩個(gè)輥?zhàn)拥闹行能壽E在凸輪形狀方面沒(méi)有形響。
下面參照附圖23介紹一個(gè)根據(jù)各個(gè)輥?zhàn)拥闹行能壽E確定凸輪輪廓的例子。
在圖23中，首先把根據(jù)方程式(23)，(24)，(27)，(28)，(31)，(32)，(35)和(36)所確定的各個(gè)輥?zhàn)拥闹行能壽E畫(huà)出。然后，以各個(gè)輥?zhàn)拥闹行能壽E上的點(diǎn)為圓心畫(huà)出一些半徑均等于各個(gè)輥?zhàn)?21，222……226的半徑d/2的圓，這里，d代表輥?zhàn)又睆?。與這些圓外切的幾條連續(xù)曲線(xiàn)就構(gòu)成了根據(jù)由凸輪位移方程式τ＝τhS(T)所給出的位移量驅(qū)動(dòng)每一個(gè)從動(dòng)件的那個(gè)凸輪的輪廓線(xiàn)(凸輪曲線(xiàn))，式中，τ代表位移，τh代表轉(zhuǎn)位角，S(T)是無(wú)量綱位移。在圖23的例子中，凸輪曲線(xiàn)是一個(gè)變形的正弦曲線(xiàn)。
如圖23的例子所示，在輥?zhàn)颖稊?shù)(multiple)Gm(其表示為Gm＝Nr/n)＝2的轉(zhuǎn)動(dòng)架2中，四個(gè)輥?zhàn)油揭苿?dòng)，因此，形成四種類(lèi)型的輥?zhàn)又行能壽E和四種類(lèi)型的凸輪輪廓。
因此，這四條凸輪輪廓線(xiàn)各具有一個(gè)向右升起形部分和一個(gè)向右下降形部分，它們肩負(fù)以下職責(zé)并且協(xié)同履行共軛凸輪的任務(wù)。
向右升起形部分相當(dāng)于凸輪的、適宜于在凸輪的移動(dòng)或行進(jìn)方向上推輥?zhàn)右员闶箯膭?dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)的那一凸輪輪廓部分，其將稱(chēng)作上升行程。
向右下降形部分相當(dāng)于凸輪的、適宜于在凸輪行進(jìn)方向的反方向推輥?zhàn)右员阕柚箯膭?dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)的那一凸輪輪廓部分，其超過(guò)了預(yù)定的位移且將稱(chēng)作下落行程。
下面的表1表明了假定在各自的通過(guò)把T＝0和T＝1之間分成10個(gè)間隔而確定的無(wú)量綱時(shí)間，與輥?zhàn)酉嘟佑|的凸輪輪廓線(xiàn)(如圖23所示)的行程是上升行程(用R表示)和下落行程(用F表示)中的哪一個(gè)。
表10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10根據(jù)輥?zhàn)?的輪廓線(xiàn)1 R R R R R R R R R R R根據(jù)輥?zhàn)?的輪廓線(xiàn)2 F F F F R R R R R R R根據(jù)輥?zhàn)?的輪廓線(xiàn)3 F F F F F F F R R R R根據(jù)輥?zhàn)?的輪廓線(xiàn)4 F F F F F F F F F F F從表1可以清楚地看出，各個(gè)輥?zhàn)油浇佑|四條輪廓線(xiàn)，而且，在任何時(shí)間點(diǎn)，上升行程和下落行程都是聯(lián)合的。換句話(huà)說(shuō)，轉(zhuǎn)動(dòng)架2在其轉(zhuǎn)動(dòng)受到約束的同時(shí)而運(yùn)轉(zhuǎn)。
順便說(shuō)說(shuō)，對(duì)于使本例子的轉(zhuǎn)動(dòng)架2轉(zhuǎn)動(dòng)τh(＝2π/3)來(lái)說(shuō)，所有的四條輪廓線(xiàn)并不總都是必需的。
通過(guò)研究由輥?zhàn)?21和222的軌跡所產(chǎn)生的輪廓線(xiàn)并結(jié)合圖23和表1，可以理解，在第四和隨后的時(shí)間點(diǎn)形成的輥?zhàn)?22的輪廓線(xiàn)從那時(shí)開(kāi)始由下落行程變?yōu)樯仙谐?。由輥?zhàn)?21所形成的輪廓線(xiàn)假定其上升行程在那個(gè)時(shí)候產(chǎn)生一移交部分以便在第四時(shí)間點(diǎn)交接，但在第五和隨后的時(shí)間點(diǎn)，由于移交給了由輥?zhàn)?22形成的輪廓線(xiàn)，所以，輥?zhàn)?21的輪廓線(xiàn)就可以省去了。
另外，通過(guò)研究由輥?zhàn)?22和223的軌跡形成的輪廓線(xiàn)，可以理解，在第七和隨后的時(shí)間點(diǎn)形成的輥?zhàn)?23的輪廓線(xiàn)從那時(shí)開(kāi)始由下落行程轉(zhuǎn)變?yōu)樯仙谐?。由輥?zhàn)?22形成的輪廓線(xiàn)，假定其上升行程在那個(gè)時(shí)候產(chǎn)生一個(gè)移交部分，以便在第八時(shí)間點(diǎn)交接，而在第九和隨后的時(shí)間點(diǎn)，由于移交給了由輥?zhàn)?23形成的輪廓線(xiàn)，所以，輥?zhàn)?22的輪廓線(xiàn)就可以不再起作用了。
類(lèi)似的移交也適用于回落行程，而且，輥?zhàn)?23在第一和此前的時(shí)間點(diǎn)所形成的輪廓線(xiàn)以及輥?zhàn)?24在第五和此前的時(shí)間點(diǎn)所形成的輪廓線(xiàn)都可以取消。
通過(guò)上面所述，凸輪部分12的必要的輪廓線(xiàn)具有以下兩個(gè)外形。
更詳細(xì)地說(shuō)，平板凸輪14f的山-谷狀區(qū)域17的輪廓線(xiàn)具有一個(gè)由輪廓線(xiàn)1至3所構(gòu)成的外形，它是輥?zhàn)?21形成的輪廓線(xiàn)1與輥?zhàn)?23形成的輪廓線(xiàn)3相交的產(chǎn)物。
平板凸輪14b的山-谷狀區(qū)域17的輪廓線(xiàn)具有一個(gè)由輪廓線(xiàn)2至4所構(gòu)成的外形，它是輥?zhàn)?22形成的輪廓線(xiàn)2與輥?zhàn)?24形成的輪廓線(xiàn)4相交的產(chǎn)物。
除了上述的根據(jù)輥?zhàn)又行牡能壽E確定凸輪輪廓的方法之外，也可以直接根據(jù)一個(gè)矢量→[P6]的尖端的軌跡確定凸輪輪廓，如圖24所示。
參見(jiàn)圖24，當(dāng)方程式(9)被T微分時(shí)，得出方程式(37)
(d)/(dT) [→[P4]]＝ (d)/(dT) [→[B2]]+ (d)/(dT) [→[L3]]＝ (d)/(dT) [b2ejτ0e-jτ]+ (d)/(dT) [xhT]＝-jb2ejτ0e-jτ(dτ)/(dT) +xh＝-jb2e(τ0-jτ)(dτ)/(dT) +xh＝b2(dτ)/(dT) sin(τ0-τ)+xh-jb2(dτ)/(dT) cos(τ0-τ) …(37)式中dτ/dT＝d(τhS)/dT＝τhV成立，而V代表凸輪曲線(xiàn)的無(wú)量綱的速度。
輥?zhàn)又行能壽E的斜度角φ相當(dāng)于這樣一個(gè)角-即該角相對(duì)于實(shí)軸方向做了一個(gè)→[P4]被T微分的微分，而且，通過(guò)使用方程式(37)的一個(gè)實(shí)數(shù)部分和一個(gè)虛數(shù)部分而用方程式(38)表示為tanφ＝- (b2［dc/dT］cos(c0-c))/(b2［dc/dT]sin(c0-c)+xh) …(38)
而對(duì)于六個(gè)輥?zhàn)右韵嗟鹊慕情g隔相互隔開(kāi)布置的情況來(lái)說(shuō)，方程式(38)中的因數(shù)給出如下t0= (th)/(Gm) (Gn-3), Gn=1,2……，Gm+1 …(39)對(duì)于八個(gè)輥?zhàn)右韵嗟鹊慕情g隔相互隔開(kāi)布置的情況來(lái)說(shuō)，方程式(38)中的因數(shù)給出如下t0= (th)/(Gm) (Gn-3.5), Gn=1,2……，Gm+1 …(40)現(xiàn)在再返回圖24，由于表示凸輪輪廓的矢量→[P6]是用表示輥?zhàn)又行牡氖噶俊鶾P4]和表示與凸輪相接觸的輥?zhàn)拥陌霃降氖噶俊鶾B5]的“和”表達(dá)的，所以，下列方程式(41)成立→[P6]＝→[P4]+→[B5] …[41]式中→[P4]已經(jīng)根據(jù)方程式(15)～(17)而求得，→[B5](它是一個(gè)長(zhǎng)度等于輥?zhàn)拥陌霃?＝d/2)且指向把輥?zhàn)又行能壽E的斜度角φ順時(shí)針旋轉(zhuǎn)π/2所得到的那個(gè)方向的矢量)可以用下列方程式(42)表示
→[B5]＝ (d)/2 ejφe-jπ/2＝-j (d)/2 ejφ＝ (d)/2 sinφ-j (d)/2 cosφ …(42)根據(jù)上述關(guān)系，凸輪輪廓的坐標(biāo)→[P6]＝(X′，Y′)可以用方程式(43)和(44)表達(dá)X′＝X+(d/2)sinφ＝x0+b2cos(τ0-τ)+x+(d/2)sinφ …(43)Y′＝Y(jié)-(d/2)cosφ＝y(tǒng)0+b2sin(τ0-τ)-(d/2)cosφ …(44)(實(shí)施例2)正如從圖25看到的那樣，實(shí)施例2是針對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)架2的轉(zhuǎn)位角為45°、山-谷狀區(qū)域17加工成這樣一種形狀-即使得轉(zhuǎn)動(dòng)架2有可能畫(huà)出一條呈變形的正弦曲線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)且輥?zhàn)拥臄?shù)量是8個(gè)這樣一種情況的。
(實(shí)施例3)正如從圖26看到的那樣，實(shí)施例3是針對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)架2的轉(zhuǎn)位角為60°、山-谷狀區(qū)域17具有這樣一種形狀-即使得轉(zhuǎn)動(dòng)架2有可能畫(huà)出一條為一變形的正弦曲線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)、并且輥?zhàn)訑?shù)是6個(gè)這樣一種情況的。
(實(shí)施例4)正如從圖27看到的那樣，實(shí)施例4是針對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)架2的轉(zhuǎn)位角為90°、山-谷狀區(qū)域17具有這樣一種形狀-即使得轉(zhuǎn)動(dòng)架2有可能畫(huà)出一條為一變形的正弦曲線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)、并且輥?zhàn)訑?shù)是8這樣一種情況的。
(實(shí)施例5)正如從圖28看到的那樣，實(shí)施例5是針對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)架2的轉(zhuǎn)位角為135°、山-谷狀區(qū)域17具有這樣一種形狀-即使得轉(zhuǎn)動(dòng)架2有可能畫(huà)出一條為一變形的正弦曲線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)、并且輥?zhàn)訑?shù)是8這樣一種情況的。
(實(shí)施例6)正如從圖29看到的那樣，實(shí)施例6是針對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)架2的轉(zhuǎn)位角為180°、山-谷狀區(qū)域17具有這樣一種形狀-即使得轉(zhuǎn)動(dòng)架2有可能畫(huà)出一條為一變形的勻速曲線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)、并且輥?zhàn)訑?shù)是6這樣一種情況的。在這里，變形的勻速曲線(xiàn)是指具有圖36所示形狀的用于雙停頓運(yùn)動(dòng)的凸輪曲線(xiàn)。
(實(shí)施例7)正如從圖30看到的那樣，實(shí)施例7是針對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)架2的轉(zhuǎn)位角為225°、山-谷狀區(qū)域17具有這樣一種形狀-即使得轉(zhuǎn)動(dòng)架2有可能畫(huà)出一條為一變形的勻速曲線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)、并且輥?zhàn)訑?shù)是8這樣一種情況的。
(實(shí)施例8)
正如從圖31看到的那樣，實(shí)施例8是針對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)架2的轉(zhuǎn)位角為240°、山-谷狀區(qū)域17具有這樣一種形狀-即使得轉(zhuǎn)動(dòng)架2有可能畫(huà)出一條為一變形的勻速曲線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)、并且輥?zhàn)訑?shù)是6這樣一種情況的。
(實(shí)施例9)正如從圖32看到的那樣，實(shí)施例9是針對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)架2的轉(zhuǎn)位角為270°、山-谷狀區(qū)域17具有這樣一種形狀-即使得轉(zhuǎn)動(dòng)架2有可能畫(huà)出一條為一變形的勻速曲線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)、并且輥?zhàn)訑?shù)是8這樣一種情況的。
(實(shí)施例10)正如從圖33看到的那樣，實(shí)施例10是針對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)架2的轉(zhuǎn)位角為300°、山-谷狀區(qū)域17具有這樣一種形狀-即使得轉(zhuǎn)動(dòng)架2有可能畫(huà)出一條為一變形的勻速曲線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)、并且輥?zhàn)訑?shù)是6這樣一種情況的。
(實(shí)施例11)正如從圖34看到的那樣，實(shí)施例11是針對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)架2的轉(zhuǎn)位角為315°、山-谷狀區(qū)域17具有這樣一種形狀-即使得轉(zhuǎn)動(dòng)架2有可能畫(huà)出一條為一變形的勻速曲線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)、并且輥?zhàn)訑?shù)是8這樣一種情況的。
(實(shí)施例12)正如從圖35看到的那樣，實(shí)施例12是針對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)架2的轉(zhuǎn)位角為360°、山-谷狀區(qū)域17具有這樣一種形狀-即使得轉(zhuǎn)動(dòng)架2有可能畫(huà)出一條為一變形的勻速曲線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)、并且輥?zhàn)訑?shù)是6個(gè)這樣一種情況的。
上面的實(shí)施例1，3，6，8，10和12可以這樣概述-即轉(zhuǎn)動(dòng)架2的與由活塞6的伸長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的滑板8的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)相一致的轉(zhuǎn)位角τh是60°≤τh≤360°(其中τh＝60n，n為自然數(shù));滑板8的凸輪部分12的山-谷加工成具有這樣一種形狀-即當(dāng)τh≤135°和τh≥180°時(shí)，使得轉(zhuǎn)動(dòng)架2有可能畫(huà)出一條為一變形的正弦曲線(xiàn)或變形的勻速曲線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn);以及，轉(zhuǎn)動(dòng)架2的輥?zhàn)?2的數(shù)量是6。
上面的實(shí)施例2，4，5，7，9和11可以這樣概述-即轉(zhuǎn)動(dòng)架2的與由活塞8的伸長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的滑板8的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)相一致的轉(zhuǎn)位角τh是45°≤τh≤315°(其中τh＝45n，n為自然數(shù));滑板8的凸輪部分12的山-谷加工成具有這樣一種形狀-即使得當(dāng)τh≤135°和τh≥180°時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)架2有可能畫(huà)出一條為一變形的正弦曲線(xiàn)或變形的勻速曲線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn);以及，轉(zhuǎn)動(dòng)架2的輥?zhàn)?2的數(shù)量是8。
實(shí)施例2-12能夠達(dá)到與實(shí)施例1類(lèi)似的作用和效果。
在迄今為止所陳述的凸輪裝置1中，每個(gè)平板凸輪14f和14b的兩端的平坦區(qū)段16和中間的凸輪部分12形成了一個(gè)有關(guān)雙停頓運(yùn)動(dòng)的凸輪曲線(xiàn)，并且，山-谷狀區(qū)域17從整體上看呈波浪形，它是根據(jù)凸輪曲線(xiàn)導(dǎo)出的。變形的正弦曲線(xiàn)，變形的梯形曲線(xiàn)或者變形的勻速曲線(xiàn)都可以用作凸輪曲線(xiàn)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)架2的轉(zhuǎn)位角比較小的時(shí)候，最好是使用變形的正弦曲線(xiàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)架的轉(zhuǎn)位角比較大的時(shí)候，可以?xún)?yōu)先使用變形的勻速曲線(xiàn)。
在實(shí)施例1中，當(dāng)使用圖17所示的變形正弦曲線(xiàn)，并且，在無(wú)量綱時(shí)間T(0～1)被分為20等份的情況下，根據(jù)方程式(16)，(17)，(43)和(44)確定輥?zhàn)又行能壽E(x，y)和凸輪輪廓(x′，y′)時(shí)，所得結(jié)果如表2所示。不難理解，由無(wú)量綱時(shí)間T(0～1)所表示的范圍相應(yīng)于凸輪配給長(zhǎng)度Xh的范圍，而在凸輪行程的相對(duì)應(yīng)的兩端的停頓區(qū)段是不包括的。

權(quán)利要求
1.一種凸輪裝置，包括一個(gè)作為從動(dòng)件的可轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)架；一個(gè)作為驅(qū)動(dòng)件的、用以把動(dòng)力施加給轉(zhuǎn)動(dòng)架的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)；以及，一個(gè)與往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞相連的、用以把活塞的伸縮運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動(dòng)架的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并能夠與活塞一起相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)架運(yùn)動(dòng)的滑板，其中，滑板被制成在該滑板的運(yùn)動(dòng)方向上的相對(duì)應(yīng)的兩端部具有平坦部分，而在其中部具有一加工成山-谷狀的凸輪部分，所說(shuō)的轉(zhuǎn)動(dòng)架具有若干個(gè)布置在轉(zhuǎn)動(dòng)架的圓周周緣上的、且與滑板相接觸以便隨著滑板的移動(dòng)而滾動(dòng)的輥?zhàn)?，因此，?dāng)滑板的平坦部分因活塞的伸縮運(yùn)動(dòng)而處于同轉(zhuǎn)動(dòng)架相遇的位置時(shí)，這些輥?zhàn)幼柚罐D(zhuǎn)動(dòng)架的轉(zhuǎn)動(dòng)，但當(dāng)滑板的凸輪部分因活塞的伸縮運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)到一個(gè)該凸輪部分同轉(zhuǎn)動(dòng)架上的輥?zhàn)酉嘟佑|的位置時(shí)，這些輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)動(dòng)與滑板的行進(jìn)以及凸輪部分的山-谷形狀相協(xié)作，使得轉(zhuǎn)動(dòng)架在一個(gè)與活塞的伸縮運(yùn)動(dòng)一致的轉(zhuǎn)動(dòng)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，而且，在往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)區(qū)內(nèi)或在接觸停止時(shí)，該轉(zhuǎn)動(dòng)架只與滑板的平坦部分相遇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的凸輪裝置，其特征是，所說(shuō)的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)是一工作缸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的凸輪裝置，其特征是，工作缸的啟動(dòng)區(qū)由一個(gè)移動(dòng)距離(l)確定，在所說(shuō)的啟動(dòng)區(qū)里，轉(zhuǎn)動(dòng)架相遇滑板的平坦部分，移動(dòng)距離(l)包括一個(gè)作為因數(shù)的活塞加速時(shí)間(t)和活塞的平衡運(yùn)行速度(v)，活塞的加速時(shí)間(t)，平衡運(yùn)行速度(v)和移動(dòng)距離(l)分別由下列方程式確定v=1.91(S2/A2)·104273/Te]]>t=6.59WL/(A1P1-R)·10-2]]>l=0.5vt]]>上面方程式中的因數(shù)S2，A2，T，W，L，A1，P1和R如下S2工作缸的操作回路中所用的速度控制閥的出口側(cè)的總的有效面積A2工作缸的活塞的出口側(cè)的橫截面積T絕對(duì)溫度W安裝在活塞末端的一物體的重量L安裝在活塞末端的該物體的移動(dòng)行程A1工作缸的活塞的入口側(cè)的橫截面積P1在工作缸的入口側(cè)的內(nèi)壓力R工作缸上的負(fù)載
4.根據(jù)權(quán)利要求3的凸輪裝置，其特征是，上述轉(zhuǎn)動(dòng)架的、與由活塞的伸縮運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的滑板直線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)相符合的轉(zhuǎn)位角τh是60°≤τh≤360°(其中τh＝60n，n自然數(shù))，滑板的凸輪部分的山-谷加工成具有這樣一種形狀-即使得所說(shuō)的轉(zhuǎn)動(dòng)架能畫(huà)出一條為一用于雙停頓運(yùn)動(dòng)的凸輪曲線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)，而且，轉(zhuǎn)動(dòng)架的輥?zhàn)訑?shù)為6。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的凸輪裝置，其特征是，上述轉(zhuǎn)動(dòng)架的、與由活塞的伸縮運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的滑板直線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)相符合的轉(zhuǎn)位角τh是45°≤τh≤315°(其中τh=45n，n自然數(shù))，滑板的凸輪部分的山-谷加工成具有這樣一種形狀-即使得所說(shuō)的轉(zhuǎn)動(dòng)架能畫(huà)出一條為一用于雙停頓運(yùn)動(dòng)的凸輪曲線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)，而且，轉(zhuǎn)動(dòng)架的輥?zhàn)訑?shù)為8。
6.一個(gè)凸輪裝置，包括一個(gè)作為從動(dòng)件的且具有若干個(gè)輥?zhàn)拥目赊D(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)架，一個(gè)能夠在與轉(zhuǎn)動(dòng)架的輥?zhàn)影l(fā)生接觸的同時(shí)進(jìn)行往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)凸輪，以及一個(gè)作為操縱件的、用以驅(qū)動(dòng)該直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)凸輪的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，該凸輪裝置是運(yùn)行的，以便把往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其中，所說(shuō)的若干個(gè)輥?zhàn)铀鼈兊陌霃绞潜舜讼嗟鹊?，而且它們以相等的角度間隔布置在一個(gè)中心在轉(zhuǎn)動(dòng)架的回轉(zhuǎn)軸上的圓的周邊上，以便交替地分處在轉(zhuǎn)動(dòng)架的中心平面的右側(cè)和左側(cè);所說(shuō)的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)凸輪由兩個(gè)平行于往復(fù)運(yùn)動(dòng)方向而設(shè)置的且彼此相連的平板凸輪構(gòu)成，每一個(gè)平板凸輪均制成在該平板凸輪的運(yùn)動(dòng)方向上的相對(duì)應(yīng)的兩端部具有平坦部分，而在中部則具有一山-谷狀凸輪部分;在所說(shuō)的平板凸輪的凸輪部分處，位于一側(cè)的多個(gè)輥?zhàn)又械闹辽僖粋€(gè)與平板凸輪中之一的上升行程相接觸，而位于另一側(cè)的多個(gè)輥?zhàn)又械闹辽僖粋€(gè)與另一個(gè)平板凸輪的下落行程相接觸;以及這些輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)動(dòng)與由往復(fù)運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)凸輪的行進(jìn)和凸輪部分的山-谷形狀相配合，使得轉(zhuǎn)動(dòng)架在與往復(fù)運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)回轉(zhuǎn)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.一種凸輪裝置，其特征是，當(dāng)采用一個(gè)其-X方向與直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)凸輪的行進(jìn)方向重合且XY平面與轉(zhuǎn)動(dòng)架的回轉(zhuǎn)平面平行的XY坐標(biāo)系時(shí)，無(wú)量綱的時(shí)間T和無(wú)量綱的位移S由下列方程式(45)和(46)確定T＝t/th…[45]S＝S(T)，0≤T≤1，0≤S≤1…[46]式中t(實(shí)際需要的)時(shí)間(秒)th達(dá)到最大位移所需的時(shí)間(秒)，然后，確定τ。τo＝τh(Gn-3)/Gm …[47]式中τo連接各個(gè)輥?zhàn)拥闹行呐c轉(zhuǎn)動(dòng)架的中心的一個(gè)線(xiàn)段與+X方向的夾角Gn分配給參與轉(zhuǎn)動(dòng)架的運(yùn)轉(zhuǎn)的輥?zhàn)拥臄?shù)字(Gn＝1，2，…Gm+2)τh轉(zhuǎn)位角(在一次運(yùn)轉(zhuǎn)中轉(zhuǎn)動(dòng)架的旋轉(zhuǎn)角度)Gm在多個(gè)輥?zhàn)赢?dāng)中，分配給那些影響滑板的輥?zhàn)拥臄?shù)字(自然數(shù))，然后，確定GmGm＝Nr/n…[48]式中Nr輥?zhàn)涌倲?shù)(安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)架上的輥?zhàn)訑?shù))n等分?jǐn)?shù)(用360°/τh表示的數(shù))，然后確定ττ＝τhS …[49]式中τ轉(zhuǎn)動(dòng)架的位移角度，然后確定xx＝xhT …[50]式中x凸輪的移動(dòng)量xh凸輪配給長(zhǎng)度，然后確定φ 式中φ輥?zhàn)又行能壽E相對(duì)于+X方向而成的斜度角τ′τ被T的微分然后確定τ′τ′＝ (dτ)/(dT)＝ (d)/(dT) (τh×S)＝τhV …[52]式中V凸輪曲線(xiàn)的無(wú)量綱速度，最后，利用輥?zhàn)又行能壽E的坐標(biāo)(X，Y)，按照下列方程式(53)和(54)確定凸輪的輪廓坐標(biāo)(X′，Y′)X′＝X+(d/2)sinφ＝x0+b2cos(τ0-τ)+x+(d/2)sinφ …[53]Y′＝Y(jié)-(d/2)cosφ＝y(tǒng)0+b2sin(τ0-τ)-(d/2)cosφ …[54]式中(xO，yO)在無(wú)量綱時(shí)間T＝0時(shí)，在XY坐標(biāo)系中相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)的中心坐標(biāo)b從動(dòng)半徑的長(zhǎng)度(轉(zhuǎn)動(dòng)架中心和輥?zhàn)又行闹g的長(zhǎng)度)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種凸輪裝置1，在該裝置中，在作為驅(qū)動(dòng)件的一個(gè)工作缸4的啟動(dòng)區(qū)內(nèi)或在接觸停止時(shí)，可使得一個(gè)作為從動(dòng)件的可轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)架2相遇一滑板8的平坦部分10。
文檔編號(hào)F16H27/02GK1111734SQ9412010
公開(kāi)日1995年11月15日 申請(qǐng)日期1994年11月11日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月12日
發(fā)明者植村康弘 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三橋制作所