6第六章回转、分度与定位机构

分度运动步骤4：分度活塞退回
• 分度工作台1下降→推杆8向下移动→推杆9向左移动 →微 动开关动作→油孔21进油 →分度油缸右腔20进油→活塞齿 条22退回原处→内齿轮13与12脱开→齿轮12顺时针回转 → 挡块15、16回到原处，准备下一次分度
六、 回转、分度与定位机构的应用
1、分度工作台
（1）定位销式分度工作台
圆柱凸轮分度机构 Cylindrical cam index mechanism
Biblioteka Baidu
圆柱凸轮分度机构也称为 直角型凸轮分度机构，其 基本构件为圆柱凸轮1和滚 子盘2 圆柱凸轮分度机构中滚子的 刚度以及滚子与凸轮的啮合 性能均不及蜗杆凸轮分度机 构，故一般多用于中、低速 及中、轻载的场合，如刀库、 回转式料仓等。
圆柱凸轮分度机构 Cylindrical cam index mechanism
三、不完全齿轮机构 不完全齿轮机构用于多工位自动机和半自动机工作台的间 歇 转 位 ( Intermittent indexing) 、 计 数 机 构 ( Counting mechanism)及某些间歇进给(Intermittent feed)机构中。
锁止弧 填料 填料
锁止弧
使运动平稳
蜂窝煤饼压制机
东华大学专用
瞬心线附加杆
作者：孙志宏
四、多齿盘定位装置
多齿盘（端面齿盘）定位装置由 两个齿数和齿形相同的端面齿盘对 合而成，通常，一个齿盘固定不动， 另一个齿盘与分度回转部件固连， 其工作原理图如图6-13所示，分度 时，油缸5活塞上升，抬起动齿盘1 及工作台，动齿盘1与定齿盘2脱开， 然后转位油缸驱动转位机构4带动 动齿盘1转位，到预定位置后油缸5 活塞下移，动齿盘1落下，与定齿 盘重新啮合并压紧，使分度回转部 件定位。 多齿盘定位装置用于定位精 度高、承受工作载荷较大的场合， 如回转工作台、回转刀架等，应用 较为广泛。
不完全齿轮机构的特点 不完全齿轮机构的结构简单、制造容易、工作可靠， 设计时从动轮的运动时间和静止时间的比例可在较大范围 内变化。
当从动轮由停歇而突然到达某一转速，以及由某一转 速突然停止时，此机构具有较大冲击（刚性冲击）。因此， 它只宜用于主动轮低速、轻载的场合。
单齿内啮合轮传动 Internally meshed singletooth intermittent gearing
六、 回转、分度与定位机构的应用
（2）鼠牙盘式分度工作台
六、 回转、分度与定位机构的应用
2、回转工作台 （1）闭环数控回转工作台
（2）开环数控回转工作台
3、刀架 （1）四方刀架
图6-19 车床四方刀架 1-手柄 2、8-销子 3、4-轴套 5-凸轮 6、10-弹簧 7-定位销 9-钢球
（2）回转刀架
图6-13 多齿盘分度回转台原理图 1-上齿盘 2-下齿盘 3-立轴 4-转位机构 5-往复缸
五、 插销定位装置
插销定位装置的基本定位元件是定位销和定位套（或分度盘）。工作时， 当分度机构分度后，定位销与固定在分度回转部件上的定位套（或分度 盘的定位套）配合，使分度回转部件定位。
五、 插销定位装置
工作台回转分度 • CNC再发指令→伺服电机回转→大齿轮10回转 → 带动工作台 2 回转分度 → 接近目标位置时， 挡块1碰到第一个行程开关→工作台2减速→挡 块1碰到第二个行程开关→工作台2准停→新的 定位销8正好对准定位套7
工作台下降，定位夹紧（锁紧）
• 中央液压缸16上腔回油（卸荷）→分度工作台 2 靠自重回位 → 圆柱定位销 8 插入定位孔衬套 7 →间隙消除油缸6进油→油缸6中的活塞顶向分 度工作台2 →消除径向间隙→夹紧液压缸9上腔 进油→活塞拉杆22下降→锁紧分度工作台2
第六章 回转、分度与定位机构
一、槽轮机构 槽轮机构又称为马尔他机构，其构造简单，机械效率高，且运 动平稳，在自动机床的转位机构、电影放映机卷片机构、蜂窝 煤加工机构等自动机械中得到广泛应用。
一、槽轮机构
拨盘 1 — 主动构件，作连续回转运动 圆柱销 A — 安装于拨盘上 槽轮 2 — 从动构件，有径向槽、锁止弧
数控机床分度工作台 １．分度工作台特点
• 分度工作台只能完成分度运动，不能实 现圆周进给。分度工作台的分度只限于 某些特定的角度。如 90°、60°或45° 等。 • 定销式分度工作台的定位分度主要靠工 作台的定位销和定位孔实现，分度的角 度取决于定位孔在圆周上的分布数量。
定销式分度工作台图例
定销式分度工作台
分度运动步骤2：分度工作台回转分度
• 分度工作台1抬起→推杆8向上移动→推杆9向右移动 →微 动开关复位→油孔19进油 →分度油缸左腔23进油→活塞齿 条22向右移动→带动齿轮12转动→内齿轮13转动→分度工 作台1转动
分度运动步骤3：分度工作台回转下降，并定位夹紧
• 分度工作台 1 转到 90°附近 → 挡块 15 碰到推杆 18→ 微动开 关动作→油孔2进油 →压紧油缸上腔10进油→活塞3下降→ 工作台 1 下降 → 鼠齿盘 6 及 7 在新的位置重新啮合，并定位 夹紧
分度前的准备工作：松开锁紧机构，拔出定位销
• CNC发出分度指令→夹紧液压缸9上腔回油（卸荷）→弹簧（21）顶起→液 压缸活塞（22）在弹簧的作用下复位上升 →分度工作台（2）放松→同时间 隙消除油缸（6）卸荷 →管道（15）进油至中央液压缸（16）下腔→中央液 压缸活塞（17）上升→由螺栓（18）下端上升→支座（5）上升→带动止推 轴承（13）上升抬起顶住底座（12）→通过螺钉（4）和锥套（3）将分度工 作台（2）上升→使得定位销（8）和定位孔衬套（7）分离
图6-3 Y70100齿轮磨床分度机构
图6-4 Y70100齿轮磨床分度机构分度过程
二、凸轮式间歇机构 常用于需要高速间歇转位的分度装置和要求步进动作的 机械中，例如多工位立式半自动机中工作盘的转位，某些包 装机的间歇供料传动系统。
凸轮式间歇机构的类型: 圆柱凸轮间歇运动机构 蜗杆凸轮间歇运动机构
鼠齿盘式分度工作台
鼠牙盘式分度工作台主 要由工作台面底座 、夹 紧液压缸、分度液压缸 和鼠牙盘等零件组成， 鼠牙盘是保证分度精度 的关键零件， 在每个齿盘的端面有数 目相同的三角形齿。 当两个齿盘啮合时 ，能 自动确定周向和径向的 相对位置。
分度运动步骤1：分度工作台上升，鼠齿盘脱离啮合
• 油孔4进油→进入压紧油缸下腔11→活塞3上升 →通过止推 轴承5和14将分度工作台1抬起→鼠齿盘6和7脱离啮合 →内 齿轮13（与工作台轴心连接）上升套入齿轮12
齿轮与齿条传动 Intermittent pinion and rack
圆锥不完全齿轮传动 Intermittent bevel gearing
球拍 6 铣刀 靠模凸轮 8
作者：潘存云教授
9
7
不完全齿轮1 5
不完全齿轮1
2
1
3
4
乒乓球拍专用靠模铣床
东华大学专用 作者：孙志宏
退煤饼
压制
不完全齿轮
（3）转塔刀架
2．基本组成
• 工作部分 分度工作台（2）、矩形工作台（11）、 上底座（12） • 定位部分 定位销（8）、定位孔衬套（7）、马蹄 形环行槽等。 • 夹紧部分 锁紧液压缸（9）、锁紧液压缸活塞22 • 顶起部分 中央液压缸（16） • 传动及支承部分 双列圆柱滚子轴承（19）、滚针 轴承（ 14 ）、推力圆柱滚子轴承（ 13 ）、齿轮 （10）等。
不完全齿轮机构的类型 外啮合不完全齿轮机构 内啮合不完全齿轮机构
单齿外啮合传动 Externally meshed single-tooth intermittent gearing
部分齿外啮合传动 Externally meshed severaltooth intermittent gearing
蜗杆凸轮分度机构又称为 弧面凸轮分度机构，用于 两垂直交错轴间的间歇分 度步进传动，分度运动起、 停瞬时无任何冲击，高速 平稳性好，分度定位精度 高，但凸轮加工复杂，常 用于如回转刀架、换刀机 械手等中。
蜗杆凸轮分度机构 Hourglass cam index mechanism
为保证滚子与蜗杆凸轮工 作面的正确啮合，安装时， 蜗杆凸轮2的轴向位置用两端 的螺母1调整，其轴线与滚子 盘轴线垂直交叉。滚子盘安 装时，须使其轴线位于蜗杆 凸轮定位环面的对称平面上 以便定位环面与两滚子均匀 接触。滚子盘轴线与蜗杆凸 轮轴线的距离可通过垫片3加 以调节，以消除滚子与凸轮 突脊之间的间隙及补偿磨损。 此外，调整滚子盘轴的轴承 衬套端面与箱体之间的垫片 （图中未示出）厚度，使滚 子中心平面与蜗杆凸轮轴线 共面。
外槽轮机构 External Geneva drive
一、槽轮机构
外槽轮机构 External Geneva drive
内槽轮机构 Internal Geneva drive
槽条机构 Geneva rack mechanism
球面槽轮机构 Spherical Geneva drive
不等臂长多销槽轮机构 Nonequivalent arm and multiple-pin Geneva drive
主动轮1为只有一个 齿或几个齿的不完全齿 轮，从动轮2由正常齿 和带有锁止弧的厚齿彼 此相间地组成。
当主动轮1的有齿部分 作用时，从动轮2就转动； 当主动轮1的无齿圆弧部分 作用时，从动轮2停止不动。 因而当主动轮连续转动时， 从动轮获得时转时停的间歇 运动。
每当主动轮连续转过一圈时，图所示机构的从动轮分别间歇转 过1/8圈和1/4圈。
图6-14 花键轴铣床分度定位装置 1-油缸 2-箱体 3-凸轮 4-扇形齿轮 5-分度盘 6-活塞齿条 7-固定挡块 8-挡块 9-定位销 10-滚子 11-棘爪 12-锥销 13-主轴
分度时，压力油进入油缸1左腔，使活塞齿条6向右移动，经扇形齿轮4、锥销12带 动凸轮3向逆时针方向转动。当凸轮3转过11°时，滚子10沿凸轮上升曲线B移动， 从分度盘5的定位槽中拔出定位销9。此时棘爪11在分度盘5的端面齿面上移动，分 度盘不动。凸轮3继续转动时，滚子10沿凸轮的C面移动，定位销9仍停留在拔销位 置。当棘爪11继续滑动少许后，碰到端面齿直面，带动分度盘5转动，从而使主轴 13转位，当滚子3沿凸轮的D面移动结束时，定位销9重新插入分度盘的一个定位槽 中使主轴13定位。这时，活塞杆6顶在固定挡铁7上，挡块8压合行程开关，发讯号
偏置外槽轮机构 Offset external Geneva drive
偏置内槽轮机构 Offset internal Geneva drive
曲线槽外槽轮机构 Curved groove external Geneva drive
曲线槽内槽轮机构 Curved groove internal Geneva drive