偏心蜗形凸轮机构的设计与分析

实践 证 明 ， 形 凸轮 机 构 精度 高 、 蜗 动特 性 好 、 载 承 能力 大 、 构 紧凑 ， 当今 世界 先 进 的 间歇 转位 机 构 ， 结 是 有着 广 阔的应 用前 景 ， 其设 计 由于 可查 阅资料 少 。 但 特
Ｈ ：、 （Ｒ ｓ 十 ｃｓ － ｘ） １ ｃｓ ） ＝ ２・１ ／２ ｉ 缸 ｏａ ４ ／ ＋ ｏａ ； Ｈ７ （ 一 ｎ （
ｃ 盯 ； ： ｖ ２ （，ｘ Ｈ，）一 。｜ ） ｊ 一￣— ｈ＿ ｝ ／ Ｒ — ／２ ２
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。
作 者 简 介 ： 武 奎 ， ，９ ２年 生 ，９ ７年 桂 林 电子 工 业 学 院机 械 制 造 与 设 备 专 业 毕 业 ， 师 。 张 男 １７ ｌ９ 教
【 中图分类号 】 Ｔ ３ ．７ Ｈ１２４ ０ 引 言
【 文献标识码】 Ａ
【 文章编号 】 １０ — ７ Ｘ（０ ７ ０ — ０ ９ ０ ０ ３ ７ ３ ２ ０ ）２ ０ ０ － ２
例， 曲线 各 点 瞬 时升 程 ｈ为 ： ＝ ２ １ ｃｓ＇）其 公式 ｈ Ｈ／（ 一 ｏｋｒ， ｒ
ｓｎ ２。 ｉ ａ／
心蜗 形 凸轮分 为 以下 三 类 ， 分别 给 出其设 计方 法 。 并
２ １ 沿 轴 方 向 偏 ．
・ 心
如 图 ４ 图 ５所 、
示 ，设 偏 心 值 为 （ 偏 心时 为正值 ， 正 负偏 心 时 为 负 值 ） ， 则 其 最大 升 程 日 、 瞬 时 升 程 ｈ 和 修 正
任 意 动静 时 间 比的特 性 ， 替 代槽 轮 、 轮 、 可 棘 不完 全 齿 轮 等间歇 机构 而广 泛用 于汽 车 、 械 制造 、 机 包装 、 电子 、 医药 、 影 、 材 和食 品等行 业各 种具 有 间歇转 位或 步 摄 建 进运 动 的 自动 机械 、 自动生 产线 和数 控加工 中心换 刀
于没 有相 关设 计 资料 可查 ， 又极 易被设 计者 所忽 视 ， 所
以在 走过 不少 弯路 的情 况下 经过 分析 研究 ，我们 将偏
●
如 图 ２蜗 形 凸轮工 作 曲面展 开 图所示 ，若 相邻 两 个 滚子 间 夹角 为 ， 位盘 滚子 中心 回转 半径 为 ， 转 则 其 凸轮 曲线最 大 升程 为相邻 滚子 的 中心 距 ， ： ２ 即 Ｈ＝ Ｒ・
正 常位 置 的蜗形 凸轮 中心
图 ｌ 蜗 形 凸轮 机 构
工 作 原 理 图
转 ，当蜗 形 凸轮 曲线 部 分 转过 角 （ 形 凸轮 曲线 蜗 部分 所 对 应 的 中 心角 ） ， 时
轴线 为 Ｘ轴 ，定位 棱 中心
线 为 Ｙ轴 ，假 设 当蜗 形 凸
转位 盘就 转 过 角 ， 蜗形 凸轮 直线 部分 转 位 盘停 止 在
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９ ・
Hale Waihona Puke 维普资讯 第 ２期（ 总第 ９ ５期）
机 械 管 理 开 发
２０ ０ ７年 ４月
２２ 沿 ｙ 轴 方 向偏 心 ．
３ 结束 语
如图 ６ 图 ７所示。 偏心值为 ｙ 正偏心时为正 、 ， 设 （
值， 负偏 心 时 为 负值 ） 其 最大 升 程 、 时 升程 和 ， 瞬 修 正值 ｅ分别 为 ： ＝ ｈ＝ ／ ・１ ｃｓ＇ ；” ＋ 。 ” 日； ＂Ｈ＂ （一 ｏｋｒ ｅ＝ｅ ｙ ２ ｔ ）
维普资讯
第 ２期（ 总第 ９ ） ５期
机 械 管 理 开 发
ＭＥＣ ＨＡＮＩ ＡＬ Ｃ ＭＡＮＡＧＥ ＭＥＮ ＡＮＤ Ｄ Ｔ ＥＶＥ ＯＰ Ｌ ＭＥ ＮＴ
２０ ｏ ７年 ４月
Ａｐ ． ０ ７ ｒ２ ０
偏 心 蜗 形 凸轮 机 构 的设 计 与分 析
张 武奎
（ 西 综 合 职 业技 术 学 院 山 山西 太原 ０００ ） ３０ ６
【 摘
据 。
要】 论述各种位置的偏心蜗形 凸轮机 构的设计思路及设计方 法，为正确设 计偏 心蜗形凸轮机构提供技术依
【 关键词】 蜗形 凸轮机构 ； 偏心蜗形 凸轮机构 ； 最大升程 ； 瞬时升程 ； 正值 修
和 滚 子 ２组 成 ，主 动 件 蜗 形 凸轮 以角 速度 连 续 旋 转 ，其 工 作 曲 面推 动 转 位 盘 ３上 的滚 子 ２ 使 转位 盘 ，
３按 一 定 运 动 规 律 间歇 回
２ 偏 心蜗 形 凸轮机 构的 分类 及设 计方 法
在 实 际 生产 中蜗 形 凸 轮 由于 受到 周边 零 部 件 的 影 响 难 免 会 出 现 偏 心 现 象， 即如 图 ３所 示 ， 别 以 分
轮 向正 方 向偏 离 时 ，偏 心 值 为正 ，当蜗 形 凸 轮 向负 图３ 蜗形凸轮机构俯视图 方 向偏离 时 ， 心 值为 负 ， 类偏 心蜗 形 凸轮 的设 计 由 偏 此
不动 ， 依靠 蜗形 凸轮 的棱 边卡 住转 位盘 上 的滚子 ， 并 使
转位盘 停位 ， 不再 转 动【 １ 】 。 １ 蜗 形 凸轮机构 的设 计原 理及 方法【 ２ 】
装 置上 。如 图 １所示 ， 它主 要 由蜗形 凸轮 １ 转 位 盘 ３ 、
３
此 ， 须对 其进 行修 正 ， 就 是 出现 了理论 曲线 和修正 必 也 曲线， 计 手册 可知 各点修 正值 ｅ为 ： 查设
－
ｅ＝
Ｖ ‘（／一）一 ／ ‘Ｈ ，１ ２ ‘ 、Ｒ ‘ ｒ ＇ ，’ ＇ 一 一 ／ ４。
中 ｋ为无 因次 时 间或无 因次 转角 ： ＝ ／ ＝６６ 。 ｜ ｊ ｝ １ 由于蜗形 凸轮 曲线 的最 大升程 为滚 子运 动 的弦 向 距 离 ．而实 际上 滚子 是 沿转 位 半径 的 圆弧 运 动 ， 为
蜗形 凸轮机构 以其 运转 平稳 、 动可 靠 、 以获得 传 可
图 ２ 蜗 形 凸轮 工 件 曲面 展 开 图 图 ４ Ｘ 轴 正 偏 心 展 开 图 图 ５ 轴 负
值 ｅ分别 为 ：
偏 心展 开 图
由最 大升 程 及 转 盘 的 运 动 规律 查 相 关设 计手
册 ，可 求得 曲线 各 点瞬 时升 程 ｈ 以余 弦 运 动规 律 为 ，
42偏心蜗形凸轮机构的分类及设计方法在实际生产中蜗形凸轮由于受到周边零部件的影响难免会出现偏心现象即如图3所示分别以正常位置的蜗形凸轮中心轴线为x轴定位棱中心图3蜗形凸轮机构俯视图方向偏离时偏心值为负此类偏心蜗形凸轮的设计由于没有相关设计资料可查又极易被设计者所忽视所以在走过不少弯路的情况下经过分析研究我们将偏心蜗形凸轮分为以下三类并分别给出其设计方法