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變角速度下的促動(dòng)彈簧高速凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

K.Y.Ahn,J.H.Kim and S.H.Kim
機(jī)械工程,KAIST,373-1,
Kusong-dong,Yusong-gu,Taejon305-701,Korea


1緒論：
　　　在重的載荷、大的加速度下運(yùn)轉(zhuǎn)和類似的動(dòng)態(tài)特性控制條件下，促動(dòng)彈簧凸輪機(jī)構(gòu)是一個(gè)既簡(jiǎn)單又可靠的裝置。這種機(jī)構(gòu)過(guò)去常常被用做在幾十毫秒內(nèi)完成開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換作用的真空斷路器【1】。在這種機(jī)構(gòu)中，凸輪的角速度是變化的，因?yàn)槊總€(gè)負(fù)載下的彈簧都使凸輪旋轉(zhuǎn)。由于這個(gè)原因，常規(guī)設(shè)計(jì)技術(shù)中設(shè)定凸輪在不變的速度下運(yùn)轉(zhuǎn)是不合適的。這種促動(dòng)彈簧設(shè)計(jì)或者變速凸輪過(guò)去很少被研究。Rothbart設(shè)計(jì)了一個(gè)變速凸輪，這個(gè)凸輪是被一個(gè)螺紋式快速來(lái)回的由圖解凸輪外形輪廓組成的機(jī)構(gòu)開(kāi)動(dòng)的【2】。Barkan建議了一個(gè)凸輪設(shè)計(jì)方法，那就是用簡(jiǎn)略的促動(dòng)彈簧凸輪系統(tǒng)的能量方程式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算【3】。后來(lái)的學(xué)者更為簡(jiǎn)單的認(rèn)為，能量損失就像能量守恒方程式缺少系數(shù)一樣。
這份論文提出的變角速度凸輪設(shè)計(jì)方法是建立在一個(gè)完善的促動(dòng)彈簧凸輪系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型基礎(chǔ)上的。在這個(gè)動(dòng)態(tài)模型中，外力和摩擦力是一起的，而接下來(lái)的運(yùn)動(dòng)是隨真空斷路器在關(guān)閉過(guò)程中的需求而定的。凸輪運(yùn)動(dòng)和凸輪形狀是根據(jù)被提議的設(shè)計(jì)方法確定的。分析不同慣量凸輪形狀的作用，慣性凸輪被改進(jìn)以滿足明確的旋轉(zhuǎn)角這個(gè)必要條件。然后將這種設(shè)計(jì)凸輪的仿真結(jié)果和最初的凸輪進(jìn)行比較。