[发明专利]一种凸轮及设计方法

权利要求书

1.一种凸轮，包括双波峰波谷凸轮曲面和中部圆形凸台，其特征在于：所述的双波峰波谷凸轮曲面形状曲面光滑连续，圆柱滚轮沿凸轮面运动的轨迹曲线、轴向速度曲线和轴向加速度曲线处处连续可导。

2.根据权利要求1所述的一种凸轮，其特征在于：所述的双波峰波谷凸轮曲面形状由与之配合的圆柱滚轮的运动三维轨迹方程确定，滚轮运动三维轨迹方程见公式组(1)，

x＝Rcosθ θ∈[0,2π]

y＝Rsinθ θ∈[0,2π]

其中x、y、z为圆柱滚轮在凸轮曲面上的X、Y、Z轴方向的行程，h为圆柱滚轮沿凸轮运动的Z轴最大行程，C为常数，θ为圆柱滚轮在凸轮曲面上的旋转角度，θ∈[0,2π]，k为符号系数，为整数，当k取值为偶数时，公式(1)中的±取为+，当k取值为奇数时，公式(1)中的±取为-。

3.根据权利要求2所述的一种凸轮，其特征在于：所述的常数C确定如下，使由公式组(1)确定的滚轮运动三维轨迹的h/2平面与以R为半径、以Z轴为对称轴的圆柱G_Z的H/2平面共面，其中H为圆柱G_Z高度，H＞h+Φ，Φ为滚轮直径，R为凸轮半径。

4.根据权利要求1所述的一种凸轮，其特征在于：所述的双波峰波谷凸轮曲面和中部圆形凸台之间加工与凸轮曲面形状相似或相同的避刀槽。

5.一种凸轮设计方法，其特征在于，通过以下步骤实现：

第一步，确定凸轮半径R和滚轮沿凸轮运动的Z轴最大行程h；

第二步，确定以R为半径、以Z轴为对称轴的圆柱G_Z，圆柱高度H＞h+Φ，Φ为滚轮直径，圆柱G_Z底面中心为笛卡尔垂直坐标系XYZ的原点0；

第三步，根据公式组(1)的滚轮运动三维轨迹方程，调整常数C值，使滚轮运动三维轨迹的h/2平面与第二步确定的圆柱G_Z的H/2平面共面，

x＝Rcosθ θ∈[0,2π]

y＝Rsinθ θ∈[0,2π]

其中x、y、z为圆柱滚轮在凸轮曲面上的X、Y、Z轴方向的行程，h为圆柱滚轮沿凸轮运动的Z轴最大行程，C为常数，θ为圆柱滚轮在凸轮曲面上的旋转角度，θ∈[0,2π]，k为符号系数，为整数，当k取值为偶数时，公式(1)中的±取为+，当k取值为奇数时，公式(1)中的±取为-；

第四步，过滚轮运动三维轨迹与XOZ平面的交点，作平行于X轴的直线X′，以直线X′对称轴绘制直径Φ的圆柱G_X，圆柱G_X位于YOZ平面同侧，高度L＞R-Φ/2，其底面距YOZ平面的距离为Φ/2；

第五步，以Z轴为旋转轴，将第四步确定的圆柱G_X沿滚轮运动三维轨迹进行体扫掠，并与第二步确定的圆柱G_Z进行布尔减运算，得到的曲面即为的凸轮曲面形状。

6.根据权利要求5所述的一种凸轮设计方法，其特征在于：还包括第六步，根据第五步确定的凸轮曲面形状和第一步确定的凸轮半径R加工凸轮。