凸轮分割器原理

凸轮分割器原理

2010-7-23 14:30:00

凸轮分割器的工作原理是,通过输入轴上的共轭凸轮与输出轴上带有均匀分布滚针轴承的分度盘无间隙垂直啮合，凸轮轮廓面的曲线段驱使分度盘上的滚针轴承带动分度盘转位，直线段使分度盘静止，并定位自锁。通常情况下，输入轴旋转一圈（360°），输出轴便完成一动一停的一个分度过程，在一个分度过程中，输出轴有一个转位时间和停止时间之比叫动静比，动静比的大小与凸轮曲线段在整个凸轮圆周上所占的角度大小有关系（通常把这段曲线所占的角度叫动程角），动程角越大，比值越大，分割器运转越平稳；凸轮圆周上直线段所占的角度叫静止角，动程角与静止角之和为360°。

分割器的工位数（即输出轴每次转运的角度⊙除以360°所得的数工位数N，360°÷⊙=N）。工位数N与输出轴分度盘上装载的滚针轴承的数量有关系，通常情况下，分度盘上的滚针轴承数量与工位数相同，当工位N≤4时出现如下情况：N =4时，分度盘上的滚针轴承的数量是2N（每次动程角拨动2个滚针轴承）；工位数N=2时，分度盘上的滚针轴承是3N，凸轮曲线每次拨动3个滚针轴承；当分度数N太大时，由于受分度盘直径的大小影响无法安装太多的滚针轴承，一般采用将凸轮曲线进行分段，同样直线也是分段（但曲线形式也随之可能会改变），这样不会因为滚针轴承数量太多，分布开来其直径太小影响分割器的载荷量。凸轮曲线常用的是：MS（变正弦曲线），MT（变梯形曲线）,MCV50(变等速曲线)，

一般优先MS（变正弦曲线）。

分割器输出轴的分度精度（重复定位精度，即：由一个工位转换到下一个工位所转过的角度误差）由分度盘上均匀分布的滚针轴承之间的位置度误差决定，分度盘上滚针轴承之间的位置误差越小，分割器的分度精度越高，反之就低，一般分度精度分为三级，普通级≤±50″

精密级≤±30″ 高精级≤±15″。

分割器的转动过程（即工位转换过程及停止状态时）是否平稳,与分度盘的分度精度及凸轮曲线的加工精度及凸轮曲线表面粗糙度有关系，由于凸轮与分度盘之间的啮合是无间隙啮合，所以分度盘上的滚针轴承分度不均匀就会产生滚针轴承与凸轮曲线面之间有些可能产生间隙，有些可能产生压力过紧。在分割器工作过程中在惯性矩的作用下就会产生晃动。当凸轮曲线表面粗糙度太大时，滚针轴承在凸轮曲线表面上滚动时就会产生振动，同样转导到输出轴上及与之相配的工位盘上，会影响设备在生产过程中工件的成品率。

凸轮材料有：38CrMoAl氮化；20CrMnTi渗碳淬火；42CrMo淬火。凸轮淬火后需经过

研磨内孔后再研磨曲线。

●所谓分度装置，就是做〔停止→分割→停止→分割

→）的间歇分割回转运动。

●所谓停留，就是出力轴不回转的区间，亦即在滚子

凸轮的从动件滚柱与凸轮曲线密接的状态即称停

留。

●所谓分割，就是出力轴回转的区间，亦即在滚子凸

轮的从动件滚柱与凸轮曲线密接的状态即称停留。

●一般入力轴每一回转，输出轴做一次分割一次停留。

●出力轴一回转之间的停留次数即冲撞次数。这些停留点如被决定了即可做加工组合检查等作业。

●若将出力轴的回转盘与转动型自动机器连接的话，亦可当作机械的主要动力来源。

●若在出力轴上安装链轮或皮带轮，并与链条或皮带配合后，也可当做像间歇性输送的输送带的在线型自动机器。

●摇摆装置就是由入力轴做连续等速回转，而出力轴

做往复式回转运动的装置。

●不仅能做单纯的往复式回转运动，而且还可做某一

程度回转的中间位置、停止位置或回转角度的任意

设置。

●以一对凸轮从动件来挟持滚子凸轮外周的无间隙的

滚子凸轮曲面时，若常给予滚子凸轮与从动件间一

适当压力，则可得一无逆转的良好回转运动。

●在出力轴上装置游戏杆，并在其前端装上导轮及导

杆使其做直线运动则可做工作搬运车。

●在设计间歇性分割装置的分割或停留时，若能同时

运转振动装，则可提高自动机器的信赖性并使其高

速化。

●所谓的罗拉装置，即为减速机。为得到无不均匀的

回转及良好的回转和高转距，减速机是最加的选择

方式。

●以这个机构的特长而言，若滚子凸轮与传动件的咬

合非常良好的话，就可得到极高的传动效率。

●减速机除了可当减速应用之外，亦可当作分度盘最

后从动件的任何分割或定位等。

●变形梯形曲线(M.T CURVE)

变形梯形曲线是今天最广泛用於自动化机

械高速凸轮用曲线，渐取代摆线而用於分度凸轮，其特色为最大加速度(AM)值小，因此若加工精确，则可良好的应用在高速的凸轮上。

●变形正弦曲线(M.S CURVE)

此曲线极为平横圆滑曲线，由於满足曲线的连续性及抑低的最大加速度(AM)值，因此用於负荷未知或变动的场合最不危险。

●变形等速曲线(M.C.V CURVE)

由右图可知，变形等速曲线适用於行程中需要等速运动之场合，但是由於此曲线的最大加速度(AM)值过大，相对产生之惯性亦大，因此除非要有等速运动之场合，否则应避免选用之。

曲线名称用途最大速度Vm 最大加速度Am急跳度Jm 最大扭力系数

Qm

M.T

高速

轻负荷

2.00 ∮4.89 ∮61.4 ∮1.65

M.S

中速

重负荷

1.76 ∮5.53

+ 69.5

- 23.2

∮0.99

M.C.V

低速

重负荷

1.28 ∮8.01

+201.4

- 67.1

∮0.72