【中華百科全書●工學●凸輪】

楊籍富

【中華百科全書●工學●凸輪】

 

凸輪之定義為一具有特定曲面或曲溝之構件，當其旋轉或往復移動時，可使其從動件產生一特定之運動。

 

凸輪無一定之外形，其外形由其任務或運動之條件而定，亦隨從動件之構造而定，然因其構造簡單，只須根據所需產生之運動結果，設計其輪廓外形，在裝造上亦甚為容易。

 

在操作方面，凸輪本身僅具旋轉之運動，經由表面彎曲之變化，可使從動件獲得相當複雜之運動結果，在方向、速率等方面，均可有甚大之變化，故應用於各種機構中，如內燃機、印刷機、紡織機、工具機、各種產業機械、自動機械等。

 

其適用之範圍甚廣，舉凡有特定之周期運動，幾均可以凸輪為其主要之構件。

 

凸輪與其連帶結構，如圖1所示，可為二主要部分，即凸輪（Cam）與從動件（Follower）。

 

如圖之1、2、3等件，其中從動輸（3），附有？

 

輪（Roller），為較佳之設計，可減少磨擦阻力，故亦可減輕動力及構件消耗。

 

4為凸輪本體，5為凸輪軸。

 

凸輪之應用範圍甚廣，且其使用目的亦異常複雜，故其結構及種類，變化甚多，茲舉常見之種類如下：一、盤形偏心凸輪：圖1所示，為最常使用之形式，即凸輪本體為一偏心盤，盤之邊緣曲線（面），乃根據操作目的或運動形式，由圖解法設計成所需之變化，則當其繞軸心旋轉時，令從動件作不同位移或速度變化（由從動件與凸輪心之距離控制之），以符合操作之要求。

 

因凸輪軸心偏於一側，故稱為偏心凸輪（EccentricdiscCams）。

 

二、確動凸輪：上述之偏心凸輪，其從動件之上升，受凸輪推動作用力，有確定之運動，而其下降，則依賴重力作用，非確定之控制，如受阻礙或不能依賴重力作用時，可能脫離凸輪曲面之約束。

 

故有實際之確定下降運動時，可採用有約束作用之構造，如圖2所示。

 

從動件套於凸輪上，可獲確定之上下或左右運動者，稱為確動凸輪（PositiveMotionCams）。

 

三、筒式有槽凸輪（GroovedCylindricalCams）：旋轉之凸輪，如圖3所示，可為筒形，從動件伸入筒面之特定曲線槽內，可獲得確定之左右運動（亦可為上下運動）。

 

設所用凸輪筒為偏心，尚可於同時獲得其他方向之運動，即空間曲線之運動。

 

四、筒式開口凸輪（OpenEndCylindricalCams）：圖4所示，亦為筒式凸輪，其上端開放，構成曲面b，當直軸a旋轉時，輥輪c隨b面而運動，牽制一端固定之挺桿d，而控制曲桿e之運動。

 

五、往復凸輪：圖5所示之凸輪，作往復之運動，以推動從動件。

 

六、球面凸輪：圖6所示，為球面凸輪，使從動件獲得較為複雜之運動，或與筒面凸輪相同之運動。

 

七、錐面凸輪：圖7所示，為錐面凸輪，除可形成左右之不規則周期運動外，尚有徐緩之升降運動。

 

八、可調節凸輪：圖8所示，為一斜板式簡諧運動凸輪，從動件為一垂直之桿，只能作上下之運動，當凸輪板旋轉時，其方向不變，使從動桿上下作簡諧運動，從動桿之升降行程s，受如圖八公式之控制：式中γ為主從軸間距離，α為凸輪板傾斜角，θ為從動桿端點，在板面之偏斜角，故此二角度之調整，可變更其操作動程，為可調節之凸輪，當板面不為水平而具有適當起伏時，復可變更運動之情形。

 

（林裕發）

 

引用：http://ap6.pccu.edu.tw/Encyclopedia/data.asp?id=4462