[发明专利]一种凸轮轮廓线生成仪及生成方法

说明书

技术领域

本发明属于教学仪器领域，具体涉及一种凸轮轮廓线生成仪及生成方法。

背景技术

凸轮机构在机械设计中扮演着重要的角色，凸轮只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到任意的预期运动，而且结构简单、紧凑、设计方便，因此在自动机床、轻工机械、纺织机械、印刷机械、食品机械、包装机械和机电一体化产品中得到广泛应用；凸轮机构主要作用是使从动件按照工作要求完成各种复杂的运动，包括直线运动、摆动、等速运动和不等速运动。

凸轮机构一般是由凸轮，从动件和机架三个构件组成的高副机构；凸轮通常作连续等速转动，从动件根据使用要求设计使它获得一定规律的运动.凸轮机构能实现复杂的运动要求，广泛用于各种自动化和半自动化机械装置中。

在对凸轮进行教学研究的过程中，往往会选择盘形凸轮，如图2所示，盘形凸轮的参数包括有推程角φ₁、远休止角φ₂、回程角φ₃、近休止角φ₄、行程h、基圆半径r、偏心距e和构成凸轮轮廓线的推程曲线、远休止曲线、回程曲线、近休止曲线，以及偏心圆和作用在凸轮轮廓线上的从动件，行程h为盘形凸轮旋转一周从动件运动的位移，对应为凸轮上凸轮轮廓线与凸轮基圆间的距离，偏心距为从动件运动中偏离基圆圆心的距离，运动过程中从动件的延长线始终与偏心距构成的偏心圆相切，推程曲线为凸轮轮廓线上行程h增加的那段曲线，远休止曲线为行程h保持最大且不变的那段凸轮轮廓线，回程曲线为行程h逐渐减小的那段凸轮轮廓线，近休止曲线为从动件行程h保持最小且不变的那段凸轮轮廓线，即远休止曲线和近休止曲线是圆弧曲线。

推程曲线和回程曲线会选择几种具体的特殊凸轮轮廓线的其中一种进行研究，比如，能实现凸轮从动件作匀速直线运动的凸轮轮廓线，实现凸轮从动件按简谐运动规律加减速的凸轮轮廓线，实现凸轮从动件按等加速等减速的规律运动的凸轮轮廓线，实现凸轮从动件按摆线的规律运动的凸轮轮廓线；这四种轮廓线具有从有无穷大的冲击到无冲击的过渡的性质，适用于轻载至重载等所有的工作环境，对于凸轮的教学研究来讲具有极强的代表性；在对应的曲线规律下，通过图解法或解析法，去研究凸轮的压力角、推程角、回程角、远休止角、近休止角、偏心距、基圆及行程就可以找到其中的各种关系。

在目前的教学研究中，抽象的图解法及难懂的解析法一直作为教学过程中的不二之选，不论是针对哪种曲线来讲，通过这两种方法去总结凸轮的特性都不容易，因为对于机械学科来讲，单纯的书面表达和口头描述并无益于学习者达到很好的学习效果，所以，为了达到更好的教学效果，在对凸轮的了解过程中，有必要增加一种更加直观、操作性好和演示性强的辅助教学仪器，以帮助学习者更加深入的了解凸轮的特性，同时也为机械教学的传授变得更加简单明了、方便直观。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明为了克服凸轮教学过程中抽象难懂、实践性不强的缺点，提供一种凸轮轮廓线生成仪及生成方法，使得凸轮教学的传授更加简单明了、方便直观，操作性好且演示性强。

(2)技术方案

一种凸轮轮廓线生成仪，包括有机架，安装于机架上的等加速等减速曲线组件、摆线曲线组件、匀速曲线组件、简谐曲线组件、曲线选择组件、曲线绘制平台、控制操作系统；