在足球比赛中,往往是通过单人运球,或是2名球员配合过人,在球门前快速突破创造破门机会。运动有如下2个特点。
1. 速度变化(自由选择低速和高速)
2. 方向的变化
在本期栏目中,我们将讲解实现上述特征1和2的由非圆齿轮与连杆组成的组合机构。(参考资料:(株)长冈齿轮制作所;高精度特殊形状齿轮指导手册)
(1)非圆齿轮的特征
非圆齿轮的最大特征是能够产生精确、高速、非等速的运动。它是一种既能精确传递圆齿轮等速运动特性,又同时具备凸轮的速度和加速度控制特性的机械元件。
当一对非圆齿轮中的一个以恒定速度旋转时,另一个将根据节距半径的变化发生不匀速旋转。利用这一特性,可以设计出一种低成本、简单、紧凑且高可靠性的非匀速驱动机构。
(2)非圆齿轮的应用例
下面介绍由1对非圆齿轮与连杆组成的组合机构(【图1】)。
■ 驱动状态解说……匀速快速返回直线运动
· 在一对非圆齿轮中,当主动轮侧匀速旋转时,齿轮侧会根据2个非圆齿轮的旋转轴间距之比改变转速,变为非匀速旋转。
· 利用连杆将齿轮侧的非匀速旋转运动转换为往复直线运动
【图1】中机构的速度变动特性如【图2】所示。
连杆机构行程的约70%可转化为匀速直线运动。作为LCA(低成本自动化)机械构件的应用,包括匀速直线运动和快速返回运动2种使用场景。
随着机床的数控化趋势和计算机软件的发展,利用智慧和匠心使用非圆齿轮的环境日益扩大。