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研究生: 劉俊宏
論文名稱: 搖擺式凹面從動件之盤形凸輪機構的設計
指導教授: 吳隆庸
Wu, Long-Iong
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 56
中文關鍵詞: 凹面從動件接觸應力凸輪機構
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  • 凸輪機構是藉由凸輪與從動件之直接接觸接觸,使從動件達到所預期的運動。凸輪機構中,凸輪與從動件間的接觸面積很小,因此易導致過大的接觸應力。接觸應力會受到材料性質、物體形狀、施加力量、曲率半徑等影響。本文改變從動件之形狀,將平面從動件改為內凹圓曲面從動件,並分析其分別所受到之最大接觸應力的差異。
    本文透過瞬心向量法,求出凸輪輪廓與壓力角的方程式。再將凸輪輪廓參數方程式代入曲率半徑公式求出凸輪輪廓各點之曲率半徑,並藉由曲率半徑加以判斷凸輪輪廓是否產生過切現象,以確保凸輪機構能適當運動。計算回位彈簧係數,查詢產業型錄,選取適當的彈簧,使凸輪機構在運動過程中,凸輪與從動件持續保持接觸。根據動力學觀念取力矩平衡,計算出凸輪與從動件之間的表面接觸力,再將所求出之表面接觸力與曲率半徑帶入赫茲接觸應力理論公式,計算出凸輪旋轉一週期時各點之最大接觸應力。最後再分析凸輪機構中各項設計參數對最大接觸應力所造成之影響,設計參數包括基圓半徑、偏位量、凸輪與從動件旋轉軸心距、升程、升程角等。


    摘要 I 誌謝 II 目錄 III 圖目錄 VI 表目錄 VIII 符號說明 IX 第一章 前言 1 1-1 概述 1 1-2 文獻回顧 1 1-3 研究動機與目的 1 第二章 搖擺式盤型凸輪輪廓與曲率半徑 4 2-1 平面機構的瞬心 4 2-2 向量法求凸輪輪廓 5 2-2-1 向量法求搖擺式平面從動件凸輪輪廓 6 2-2-2 向量法求搖擺式內凹圓曲面從動件凸輪輪廓 8 2-3 曲率半徑之計算 10 2-4 凸輪輪廓過切與機構能否適當運動之判斷 10 2-4-1 平面從動件凸輪之判斷 11 2-4-2 內凹圓曲面從動件凸輪之判斷 11 第三章 搖擺式盤形凸輪接觸應力分析 12 3-1 最大接觸應力 12 3-2 回位彈簧設計 12 3-3 搖擺式盤形凸輪輪廓表面接觸力 20 3-3-1 搖擺式平面從動件凸輪輪廓表面接觸力計算 20 3-3-2 搖擺式內凹圓曲面從動件凸輪輪廓表面接觸力計算 25 3-4 搖擺式盤形凸輪接觸應力 30 3-4-1 搖擺式平面從動件凸輪接觸應力計算 31 3-4-2 搖擺式內凹圓曲面從動件凸輪接觸應力計算 33 3-5 本章結果與討論 36 第四章 設計參數對最大接觸應力之影響 41 4-1 凸輪基圓半徑對最大接觸應力之影響 41 4-2 凸輪與從動件旋轉軸心距對最大接觸應力之影響 44 4-3 從動件升程對最大接觸應力之影響 45 4-4 從動件偏位量對最大接觸應力之影響 50 4-5 從動件升程角對最大接觸應力之影響 51 4-6 本章結果與討論 53 第五章 結論 54 參 考 文 獻 55

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