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降低凸輪分割器振動的關(guān)鍵因素
2020-11-20
凸輪分割器是一種弧面凸輪分度機(jī)構(gòu)，作為彈性機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)及其副件（凸輪滾子）在工作中是有彈性變形的。運(yùn)動副存在間隙和誤差，滾子自轉(zhuǎn)對機(jī)構(gòu)的運(yùn)動有影響。
弧面凸輪機(jī)構(gòu)，通過凸輪與從動件的工作曲面的高副接觸（嚙合），實現(xiàn)運(yùn)動按既定的運(yùn)動規(guī)律傳遞。凸輪工作曲面，決定了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動形式和運(yùn)動規(guī)律 ，而滾子的曲面又決定著凸輪的曲面和嚙合狀態(tài)。
凸輪在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下會產(chǎn)生振動，及彈性變形，嚴(yán)重時會影響整個系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。振動產(chǎn)生的原因很多，比如回轉(zhuǎn)件各部件的阻尼、滑動軸承的油膜振蕩、支撐件的不同心、溫度場等。
在實際生產(chǎn)中，降低凸輪機(jī)構(gòu)振動的努力首先集中在凸輪曲線的選取。設(shè)計和優(yōu)化上，恰當(dāng)?shù)耐馆喦€可以降低凸輪機(jī)構(gòu)的振動，是提高凸輪機(jī)構(gòu)動態(tài)性能簡捷、經(jīng)濟(jì)、有效的方法。根據(jù)高速凸輪凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)要求，凸輪運(yùn)動曲線不僅需要沒有剛性和柔性沖擊，而且要求可達(dá)速度和加速度要盡可能小，要求速度、加速度甚至是躍度連續(xù)。但是這些要求之間往往是相互矛盾的，例如具有較小的可達(dá)速度和可達(dá)加速度的曲線往往不是高階連續(xù)的，而高階連續(xù)的曲線的可達(dá)速度和可達(dá)加速度一般比較大。因此需要在這些條件中根據(jù)實際情況和要求進(jìn)行制衡。
其次，凸輪機(jī)構(gòu)各配件的加工精度和剛性以及裝配精度決定了凸輪分割器整體的剛性。適當(dāng)?shù)膭傂詮?qiáng)度可以有效避免凸輪分割器運(yùn)轉(zhuǎn)中的不良振動和噪聲。凸輪從動件所受激勵來自凸輪廓線。凸輪廓線的激勵中，除了廓線理論作用外，廓線誤差的存在會使機(jī)構(gòu)輸出精度、動力學(xué)響應(yīng)受影響。廓線誤差取決于加工工藝。配件的剛性不足，會過早產(chǎn)生間隙引起沖擊損壞。
另外分度盤滾子的分度誤差是影響機(jī)構(gòu)動態(tài)性能的主要因素，而滾子之間分度角不均勻，就會給裝配帶來很大困難，并使機(jī)構(gòu)性能嚴(yán)重惡化。對有分度誤差的分度盤，按正常中心距裝配，有的分度位置會干涉，避免干涉而増大中心距，在有的分度位置會出現(xiàn)間隙。在有激勵的含間隙機(jī)構(gòu)實驗中，運(yùn)動副在穿越間隙的一剎那，速度會有突然的變化，導(dǎo)致此時出現(xiàn)加速度沖擊，同時產(chǎn)生巨大的碰撞力。這對系統(tǒng)當(dāng)然不利，會導(dǎo)致運(yùn)動副所受沖擊力增大，使其過早磨損和破壞，及產(chǎn)生嚴(yán)重振動和噪聲。
綜上所述，降低凸輪分割器振動和噪聲的關(guān)鍵于凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計、凸輪副材料選擇、凸輪加工質(zhì)量、裝配精度密切相關(guān)。曜田凸輪分割器在大量的理論驗證和實際生產(chǎn)工藝中，非常注重質(zhì)量細(xì)節(jié)，對分割器的振動和噪聲都有十分嚴(yán)格的控制
