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研究生: 劉紘宇
Hung-Yu Liu
論文名稱: 無暫停定速比共軛凸輪之輪廓設計與最佳化
指導教授: 吳隆庸
Long-Iong Wu
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: 2004
畢業學年度: 92
語文別: 中文
論文頁數: 101
中文關鍵詞: 無暫停定速比共軛凸輪搖擺滾子從動件向量表示法
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  • 本文所探討之無暫停定速比共軛凸輪,使用搖擺滾子從動件共軛凸輪向量表示法,配合加速度為零與無暫停之位移運動曲線,可獲得原始的共軛凸輪輪廓。考慮凸輪帶動滾子轉動之軌跡,若將位移運動曲線加以延伸,可對原始輪廓不連續處加以連接,形成完整之共軛凸輪輪廓。在設計參數的部分,主要參數有軸心距、速比、搖臂長度、凸輪齒數、滾子半徑等。以上參數對於凸輪輪廓所產生的影響,亦加以討論。至於共軛凸輪輪廓設計參數之最佳化,以壓力角曲線之等效最大值最小化為目標。最佳化之拘束條件有:壓力角最大值須小於30°、避免凸輪輪廓過切、避免同層相鄰滾子干涉、限制滾子中心軌跡等;設計變數為速比、凸輪齒數、搖臂長度與滾子半徑等四個變數。以全域搜尋之方式尋找不同速比與凸輪齒數下之壓力角最佳值。因具有壓力角最佳值之參數組合並非唯一,故加入接觸比拘束條件再次進行最佳化,可得到完整之最佳化結果。最後並將無暫停定速比共軛凸輪與正齒輪進行比較。


    第一章 前言 1 1-1 概敘 1 1-2 文獻回顧 2 1-3 研究動機與目的 3 第二章 基本原理 5 2-1 平面機構的瞬心 5 2-2 搖擺滾子從動件凸輪輪廓向量表示法 6 2-3 搖擺滾子從動件共軛凸輪輪廓向量表示法 8 第三章 無暫停定速比之共軛凸輪輪廓設計 12 3-1 共軛凸輪運動曲線設計 12 3-1-1 上升區間 12 3-1-2 折返區間 15 3-1-3 共軛凸輪輪廓 18 3-2 各項參數對共軛凸輪輪廓之影響 22 3-2-1 起動角度 24 3-2-2 速比 25 3-2-3 凸輪齒數 27 3-2-4 滾子半徑 28 3-2-5 搖臂長度 29 第四章 無暫停定速比共軛凸輪之參數最佳化 31 4-1 拘束條件之設定 31 4-1-1 接觸比 31 4-1-2 壓力角 35 4-1-3 滾子中心軌跡 35 4-1-4 凸輪輪廓外形過切 38 4-1-5 同層相鄰滾子干涉 39 4-2 無暫停等速比共軛凸輪之參數最佳化 41 4-2-1 最佳化程式架構 43 4-2-1-1 壓力角最大值 43 4-2-1-2 求取壓力角最大值之程式架構 47 4-2-1-3 拘束條件之程式設定架構 49 4-2-2 無暫停等速比共軛凸輪參數最佳化之程式數據 49 4-2-3 單層無暫停等速比凸輪參數最佳化之程式數據 54 4-3 無暫停定速比共軛凸輪之參數最佳化 56 4-3-1 無暫停減速比共軛凸輪參數最佳化之程式數據 57 4-3-2 無暫停加速比共軛凸輪參數最佳化之程式數據 59 4-4 壓力角最佳化數據之分析與探討 60 4-4-1 壓力角最佳化數據之物理模型 60 4-4-1-1 壓力角最佳化數據之預測 61 4-4-1-2 壓力角最佳化預測數據之幾何證明 62 4-4-1-3 壓力角最佳化預測數據之驗證 64 4-4-2 壓力角最佳化之結果與探討 67 4-4-2-1 接觸比拘束條件 68 4-4-2-2 無暫停等速比共軛凸輪之最佳化與探討 72 4-4-2-3 單層無暫停等速比凸輪之最佳化與探討 75 4-4-2-4 無暫停定速比共軛凸輪之最佳化與探討 76 第五章 無暫停定速比共軛凸輪與正齒輪之比較 80 5-1 無暫停定速比共軛凸輪與漸開線齒輪之比較 80 5-1-1 漸開線齒輪之輪廓向量表示法 80 5-1-2 無暫停定速比共軛凸輪與漸開線齒輪輪廓之比較 83 5-1-3 無暫停定速比共軛凸輪與漸開線齒輪之比較 84 5-2 無暫停定速比共軛凸輪與擺線齒輪之比較 85 5-2-1 擺線齒輪輪廓向量表示法 86 5-2-2 無暫停定速比共軛凸輪與擺線齒輪輪廓之比較 88 5-2-3 銷子輪輪廓向量表示法 91 5-2-4 無暫停定速比共軛凸輪與銷子輪輪廓之比較 93 第六章 結論與建議 97 參考文獻 100

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