凸輪曲線特性速度(Vm)、加速度(Am)、入力扭矩(Qm)對凸輪分割器機構的精度,壽命有著非常的的影響,選定適合的凸輪曲線,對機構而言,是一項非常重要的因素。
一般而言常用的凸輪曲線為變形正弦曲線(MS)、變形梯形曲線(MT),變形等速度曲線(MCV)其選用原則如下:
使用范疇及計算
例一:適用于間歇回轉圓盤
選用適當大小及規格之間歇分割器及所需動力之馬達,請根據下列的內容計算,分割器計算設計
1. 間歇分割定位等分: N=6 S:分割數
2. 每等分回轉時間:秒
3. 入力軸之回轉數:n=80rpm:凸輪軸速度(每分鐘回轉數)
4. 凸輪曲線:修正正弦曲線
5. 回轉盤之尺寸:O300X20t
6. 夾具之重量:3kg/組
7. 工作之重量:0.25kg/組
8. 轉盤依靠其底部之滑動面支持本身重量負荷,有效 半徑:R=100(m/m)
9. 夾具固定于節圓直徑O200(m/m)處
解答 1~1 間歇分割定位等分:N=6 1~2 回轉時間和定位時間之比為1:2,因此轉位角度(INDEX ANGLE),h=360°x1/1+2=120° 1~3 入力軸之回轉數:n=80rpm 1~4 凸輪曲線系修正正弦曲線,因此Vm=1.76 Am=5.53 Qm=0.99 1~5 負載扭矩:Tt
1. 慣性扭矩:Tt
(a)轉盤重量:W1 夾具重量:W2 工作重量:W3 則
W1=π/4x402x3x7.8x1/1000=29.405(kg)
W2=4x8=32(kg)
W3=0.5x8=4(kg)
(b)回轉盤慣性矩:I1
夾具慣性矩:I2
工作慣性矩:I3
各為 I1=W1R2/2G=29.405x0.22/2x9.8=0.060(kg x m x s2)
I2=W2Re2/G=32x0.152/9.8=0.0753(kg x m x s2)
I3=W3Re2/G=4x0.152/9.8=0.0092(kg x m x s2)
(c)總慣性矩:I
I=I1+I2+I3 I=0.060+0.0735+0.0092=0.1426(kg x m x s2)
(d)出力軸最大角加速度:a
a=Amx2π/Nx(360/hxn/60)2=5.53x2π/8x(360/120x80/60)2=69.49(rad/s2)
(e)靜扭矩(慣性扭矩):Ti
Ti=1.a Ti=0.1426x 69.49=9.90.9(kgx m)
1-6實際負載扭矩:Te,安全負載之因數fc=1.5
Te=Tt.c=11.381x1.5=17.072(kg.m)
1-7入力軸扭矩:Tc,注:入力軸起動負載扭矩視為0,因此Tca=0
TC=360/H.NXQmxTe+Tca=360/120x8x0.99x17.072=0+6.334(kg.m)
1-8計算所需之馬力:p
P=TCxn/716xj(hp)或p=tcxn/975xj(kw)
Thp=Tcxn/716xj(hp)或p= tcxn/975xj(kw)
假設效率j=60%
那么p=6.334x80/716x0.6=0.18(hp)或p=6.334x80/976x0.6=0.87(kw)
事實上。以上所計算之值為啟動時最大馬力,而連續傳動所需之馬力為1/2
2. 摩擦扭矩:Tf=μ
w.R=0.15×(29.405+32+4) ×0.15=1.472(Kg . m)
Tf=x
w x R=0.15x (11.026+18+1.5) x 0.1=0.458(kgx m)
3. 工作扭矩:Tw
在間歇分割時沒有作功,因此Tw=0
4. 以上總負載扭矩:Tt
Tt=Ti+Tf+Tw=9.909+1.472+0=11.381(kgx m)
1~9選擇適用之間歇分割器
根據以上所計算的資料以及入力軸之轉數80rpm來選擇、凡是出力軸扭矩高于以上所計算的Te值者均可選用。因為Te=17.072(kg-m),所以應采用RU-110DF型。