弧面分度凸轮机构的主要动力学参数

名      称

单位

计算公式及说明

凸轮(包括凸轮轴)的转动惯量J₁

kg·m²

式中　ρ—— 材料密度，kg/mm³

m₁—— 凸轮质量(包括轴)，kg

转盘(包括滚子)的转动惯量J₂

kg·m²

式中    m₂—— 转盘质量，kg

工作台的转动惯量J₃

kg·m²

式中   B₃、r₃—— 工作台的厚度及外径，mm

m₃—— 工作台的质量，kg

转盘与工作台上在分度期间的惯性力矩M_i2、最大惯性力矩(M_i2)_max

N·m

转盘与工作台上在分度期间的最大载荷力矩(M_r2)_max

N·m

设计时作为已知条件，根据实际工作情况测定

转盘与工作台上在分度期间的最大摩擦力矩(M_f2)_max

N·m

式中　μ'—— 当量摩擦因数

r'—— 当量摩擦半径，mm

Q_max—— 转盘与工作台上的最大载荷，N

转盘与工作台上在分度期间的最大阻力矩(M₂)_max

N·m

(M₂)_max＝(M_r2)_max+(M_f2)_max+(M_i2)_max

如(M_r2)_max和(M_f2)_max较难计算，在设计时可近似按10%～20%的(M_i2)_max估算此二项之和

凸轮上需要的最大驱动力矩(M_d1)_max

N·m

凸轮产生最大驱动力矩所需要的电动机功率P_max

kW

式中    η—— 电动机到凸轮间传动系统的效率

n₁—— 凸轮的转速

验算电动机、传动系统、凸轮等的转动惯量是否足够，即J≥J_e

如J＜J_e则应增加从电动机到凸轮间传动系统的转动惯量来满足；如无法增加J ，则电动机功率应按能产生凸轮上最大驱动力矩(M_d1)_max来计算，公式见本表式(2)

kg·m²

式中　　J—— 电动机、传动系统、凸轮等换算到凸轮轴上的等效转动惯量

J₁、J_d、J_i—— 凸轮、电动机、第i个传动件的转动惯量

ω₁、ω_d、ω_i—— 凸轮、电动机、第i个传动件的角速度

式中　　J_e—— 维持机械系统正常工作所需要的换算到凸轮轴上的等效转动惯量

δ_p—— 电动机许用的转差率

如电动机传动系统及凸轮有足够大的转动惯量时(即J≥J_e)，机构实际所需要的电动机功率P

kW

式中  k—— 工作情况系数，根据电动机的过载特性、凸轮转速n₁及机构运动规律特性值等选定，一般k＝1.5～2.0

电动机传动系统和凸轮等的转动惯量可起类似于飞轮储能的作用，以帮助电动机克服转盘在分度期的惯性力矩峰值，因此可用本表式(2)计算电动机功率。但此时应验算传动系统等的转动惯量是否足够

凸轮工作曲面上在节圆半径处的最大圆周力 F_t1max，在转盘上的最大轴向力 F_a2max

N

F_t1方向与凸轮工作曲面上在节圆半径 r_p1处的圆周速度方向相反

凸轮工作曲面上的最大轴向力 F_a1max，转盘上在节圆处的最大圆周力 F_t2max

N

F_al方向与转盘在 r_p2处的圆周速度方向相同

凸轮工作曲面上的最大径向力 F_r1max，转盘上的最大径向力 F_r2max

N

方向由节点分别指向凸轮、转盘旋转中心