從動桿

從動桿結構包括齒圈、滾子、從動桿、輸入軸、輸出軸、偏心輪、機架，輸出軸上固裝有偏心輪，輸出軸一端支承在機架上，另一端支承在系桿架的軸孔內，偏心輪與從動桿相接觸，從動桿裝置在系桿架的導路上，從動桿另一端上裝有滾子，滾子與齒圈諧波廓線相嚙合，齒圈固定裝置在機架上，系桿架與輸入軸為一體，其迴轉中心與輸出軸迴轉中心重合。

基本介紹

• 中文名：從動桿
• 外文名：follower lever
• 結構：一般與凸輪結合工作
• 分類：直動從動桿和擺動從動桿
• 材料：耐磨鋼
• 套用：機械設計製造

從動桿分類

按從動桿的形狀分

1．尖頂從動桿

如圖中（D）、（G）所示，它能與任何形狀的凸輪保持接觸，以實現從動桿的運動規律，但尖頂易磨損，適用於作用力較小的低速凸輪機構。

2．滾子從動桿

如圖中（E）、（H）所示，在從動桿上安裝了一個可以轉動的滾子，可減少磨損，增大承載能力，因此套用最廣。

3．平底從動桿

如圖中（F）、（I）所示，從動桿與凸輪輪廓表面接觸的端面為平面，受力平穩，利於潤滑，但不能與凹形凸輪輪廓接觸，常用於高速重載凸輪機構。

從動桿

按從動桿的運動形式分

1．直動從動桿

如圖中（D）、（E）、（F）所示，從動桿相對於機架往復移動。如圖正置凸輪機構中，若從動桿的導路通過凸輪轉動巾心，稱為對心直動從動桿；如圖偏置凸輪機構中，若從動桿的導路中心偏離轉動中心一定距離e（偏心距），稱為偏置直動從動桿。

正置和偏置凸輪機構

2．擺動從動桿

如圖中（G）、（H）、（I）所示，從動桿相對機架做往復擺動。

從動桿的材料

工作時，由於從動桿與凸輪直接接觸，工作表面容易磨損，可能因此產生衝擊，所以要求凸輪和從動桿的工作表面硬度高，耐磨而心部有良好的韌性。一般來說，凸輪最常用的材料是45鋼，經調質處理後使用。如相對速度較大，熱處理方法可改為表面淬火以提高其耐磨性。

工作時受衝擊、振動，要求表層硬的凸輪，可採用20Cr經滲碳淬火後使用，或採用40Cr表面高頻淬火後使用。與凸輪接觸處的從動桿材料，常用的是45鋼經表面淬火。要求較高的可用20Cr滲碳淬火或工具鋼T8、T10淬火後使用。

從動桿的常用運動規律

在工程設計工作中，設計凸輪輪廓必須首先知道從動桿的運動規律。在一般的情況下，從動桿的運動規律是不能隨便選擇的。它的選擇原則是，首先應滿足設計的機械工作性能的動作要求，同時要考慮到凸輪輪廓便於加工製造，以保證必要的精度且成本低。例如各種自動與中自動工具機及專用設備，為了使被加工零件獲得較高的表面光沾度，並使工具機或設備的載荷穩定，控制刀架的從動桿必須作等速運動。有的加工設備，要求加工的工作行程速度慢，而退刀的空回行程速度快，以節約非生產輔助時間，因此刀架作慢速進給，快速退回的運動規律。紡織機上的繞線凸輪機構，為了使紗線均勻地繞在滾筒上，必須使從動桿作等速運動。而對內燃機中控制氣門開閉的凸輪機構，要求保證進氣量大，氣門開閉愈快愈好，全開的時間愈長愈好，因此從動件的工作行程應該是等加速度和等減速度的運動規律。施工用的提升機，為了使提升斗獲得允許最大的提升速度，以提高生產率，但又要保證安全，因此操縱電機的凸輪機構，應使提升機開始以等加速度上升，當增至允許的最大速度時作等速提升，快提升至目的地時則作等減速提升，最後停在要求的位置。

從動桿的運動規律種類較多，下面只介紹一種常用的從動桿運動規律——等速運動規律。

等速運動規律，即當凸輪等速迴轉時，從動桿在凸輪作用下，其速度等於常數。即
v₂=v₀=常數
S₂=v₀t
a₂=0

由上式可知從動桿的速度線圖為一水平直線如圖（b）所示；位移線圖為一傾斜直線如圖（a）所示；加速度線圖為與橫坐標重合的直線如圖（c）所示。

位移、速度、加速度線圖

當從動桿運動時，由於速度為常數，所以加速度必然為零。在運動開始和終了時，由於速度突然改變，由0變至正v₀或由正v₀變至負v₀，或由負v₀變至0， 故在上述各點，理論上的瞬時加速度趨於無窮人， 即a=dv/dt→∞。

從理論上分析，上述各點加速度為∞，而從力學中知F=ma，則各點將產生無窮大慣性力， 但在生產實踐中發現，由於材料的彈性變形等因素影響，上述慣性力不可能是無窮的。

當從動桿作直線往復運動，且從動桿的導路通過凸輪的迴轉中心，即對心式直動尖端從動桿凸輪機構如圖5—18所示。當從動桿按等速運動規律運動，凸輪按等角速度迴轉，此時畫出的凸輪輪廓曲線是阿基米德螺旋線。其作圖方法：①以O₁為圓心，O₁O₂為半徑畫一圓，截取圓心角中¨ 並等分為四等分，②延長O₁O₂至4點令O₂4等於導程h，並將O₂4也等分為四等分，③分別以O₁為圓心，O₁1、O₁2、O₁3、O₁4為半徑畫圓弧，分別與相應的從O₁作的等分角輻射線相交於0ˊ、1ˊ、2ˊ、3ˊ、4ˊ，④最後光滑連線0ˊ、1ˊ、2ˊ、3ˊ、4ˊ各點即得阿基米得螺旋線。

阿基米德螺旋線的繪製

在生產實踐中，要加工阿基米德螺旋線的凸輪、也很方便，只要利用萬能銑床，將工件卡住後，使銑床工作檯按一定比例關係轉動和移動，則在銑刀切削下，工件走過的軌跡即是。
這種運動速度規律的優點是得到被加工的零件光潔度較高，工具機工作時載荷平穩，凸輪製造工藝簡單，成本低。缺點是開始運動或停止運動時易產生衝擊，只適用於低速運動的機器設備。