0引言

在煙草包裝機械領域，各種平麵凸輪機構或空間凸輪機 構被廣泛地應用於產品設計中，其中不乏結構或原理新穎的 機構形式。

空間凸輪機構包括弧麵凸輪機構、圓柱凸輪機構以及端 麵凸輪機構W,該類凸輪機構的一個明顯特點是凸輪呈空間 形狀，且凸輪廓麵無法沿一定方向投影成一條能夠包含凸輪 廓麵特性的凸輪廓線。若平麵凸輪的回轉軸線與從動件的擺 動軸線呈空間垂直狀態，則二者之間的運動則為空間運動， 平麵凸輪與從動件組成的機構也就是空間機構。

由於平麵凸輪與空間凸輪之間的特性差異，將平麵凸輪 作為空間機構的構件之一，關鍵是要解決從動件滾子及其與 凸輪輪廓之間的齧合問題。近年來，有不少關於空間凸輪機 構點齧合網以及球形滾子從動件S的研究，並取得了一定 的成果，也為平麵凸輪空間機構的研究提供了研究思路。

1結構與工作原理

為該平麵凸輪空間機構的結構示意圖，其主要 由一個平麵凸輪（圖中所示為平麵槽凸輪）和一個球形滾子 （球的中間部分）擺動從動件構成。該平麵凸輪的輪廓麵曲 率沿凸輪軸線方向沒有變化，故其與一般平麵凸輪基本相 同，但其旋轉軸心線在擺動從動件擺動的平麵內。

從動件的球形滾子以點齧合的方式在凸輪槽內滾動，當 滾子在凸輪的近休止段滾動時，球形滾子中心點距離凸輪回 轉中心線的距離不變，此時從動件的擺角也保持不變；當滾 子在凸輪的升程段滾動時，球形滾子中心點距離凸輪回轉中 心線的距離將逐漸增加，此時從動件的擺角相對初始位置時 也開始增大，隨著從動件擺角的變化，同時還伴隨著球形滾 子沿凸輪軸線方向在輪廓麵上的滑移運動；當滾子在凸輪的 遠休止段滾動時（假設存在遠休止段），過程類似近休止段; 當滾子在凸輪的回程段滾動時，過程與升程相反，但同樣隨 著球形滾子沿凸輪軸線方向在輪廓麵上的滑移運動，隻是滑 移方向相反。

圖1平麵凸輪空間機構結構示意圖

2凸輪設計

2.1建立坐標係

平麵凸輪空間機構的坐標係如圖2、3所示。固定坐標 係。-羅：z軸與凸輪的回轉軸重合，*軸重合於從動件的回轉軸(功與凸輪回轉軸(zQ的公垂線。y軸與z軸的交點即為 原點O, *軸與從動件的回轉軸的交點設為0, y軸的正向由 。指向0, x軸與從動件回轉軸砰行從動件坐標係。_f-x_fy_fz_f ■■與從動件固接的坐標係。 瑯11為從動件的回轉軸，恒與x軸平行。軸與從動件軸線重 合，方向由球形滾子中心0指向從動件坐標係原點％。該坐 標係隨從動件一起繞嶼作定軸轉動，其角位移用啓表示。

凸輪坐標係O_c—x_cy_cz_c:與凸輪固接的坐標係。z°軸為 凸輪的回轉軸，與z軸重合。原點Q與原點。重合，為凸輪的 基準點。該坐標係隨凸輪繞％軸作定軸轉動，其角位移用Q表

ZpCo

3.結束語

本文以平麵凸輪和球形滾子從動件構建了平麵凸輪空 間機構，論述了該機構的工作原理，推導出了凸輪輪廓坐標 公式，方便了該機構今後在實際工程中的應用。該類型空間 機構能夠在一般空間凸輪機構或平麵凸輪機構無法正常工 作的場合下工作，拓寬了凸輪機構的應用範圍

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