凸轮分割器选型计算

5.抓放机构
• 除了能够摇摆之外，还可实现上下进动， 这是一种极为紧凑的集成单元，精度极高， 在国外被称为P&P机械手。
凸轮分割器型号
• 型号表示方式
RU 80 DF 08 120 2 R S3 VW 1 X 80表示输入轴与输出轴的距离为80mm DF表示型号为凸缘型 08表示分割等份为8 120表示驱动角（回转角）为120° 2表示曲线类型 R表示向右旋转每转停一次（L，R2，L2） S3输入轴的方式 VW本体安装螺丝孔面 1表示安装方式（1，2，3，4，5，6） X表示特殊要求说明
• 动作准确：无论在分割区，还是静止区，都有准确的 定位。完全不需要其它锁紧元件。可实现任意确定的动 静比和分割数。
• 特点是精度高。速度快、扭矩大、体积小等，因此它可 以用在各种步进驱动的自动组合机，加工机械，金属加 工器械，包装机，食品机械，医药器械和其他的工业使 用。
2.平面凸轮分割器
• 平面凸轮分割器是输入轴上的平面 共轭凸轮与输出轴上的分度轮无间隙 平行啮合的传动装置。
Vm=1.76（曲线特性速度） Am=5.53 （曲线角加速度） Qm=0.99（入力扭矩系数） – 转盘的质量m1=10Kg – 工位的质量m2=0.5Kg – 工件的质量m3=0.1Kg
型号格式：RU 80 DF 08 120 2 R S3 VW 1 X
300 200
分割器
工位m2
凸轮分割器选型实例
不需要计算或只 需要简单计算
涉及到的公式及实例
• 转动惯量
J miri2
旋转轴
m 质点质量（Kg）
r 旋转半径（m）
例：m=10Kg r=1m 则J=10Kg·m2
涉及到的公式及实例
• 圆盘转动惯量公式
mr 2 J
2
旋转轴 圆盘质量m（Kg）
r 旋转半径（m）
例：m=10Kg r=1m 则J=5Kg·m2
2.凸轮分割器结构图
• 凸轮分割器，也习惯称间歇分割器。凸轮分割器是实现 间歇运动的机构，具有分度精度高、运转平稳、传递扭矩 大、定位时自锁、结构紧凑、体积小、噪音低、高速性能 好、寿命长等显著特点，是替代槽轮机构、棘轮机构、不 完全齿轮机构、气动控制机构等传统机构的理想产品。
二、凸轮分割器分类
1.等间进动
• 从动件回转一圈，转过的每一角度完全相 等，这种方式最为多见。
2.异间进动 • 从动件回转一圈，转过的角度有大有小。
3.回摆
• 凸轮始终向单一方向旋转，从动件有规 律回摆。可分为停留和无停留回摆形式。
4.无隙减速机
• 从动件永无停留。这实际上是一种高速 无隙减速机，和伺服电机相连，可增大其 输出扭矩。
凸轮分割器
（工作原理、选型计算）
一、凸轮分割器介绍
1.凸轮分割器应用
• 高速精密凸轮间歇分割器已 被广泛应用于现代工业的自动 化部分，它已成为当今世界上 精密驱动的主流装置。产品涉 及包装、印刷、制药、化工、 烟草、电子电器、玻璃陶瓷、 汽车制造等自动化生产线及各 种通用机械设备，他们作为自 动化机器的核心传动装置，发 挥着至关重要的作用。
– 1：惯性扭矩的计算
圆盘m1
300mm 200mm
工位m2
• 圆盘的转动惯量I1（圆盘质量m1=10Kg）
I1
m1r12 2
10 0.152 2
0.045(Kg m2 )
分割器
• 工位的转动惯量I2（工位质量m2=0.5Kg）
I2 Nm2r22 6 0.5 0.12 0.3(Kg m2 )
涉及到的公式及实例
• 转矩计算公式
T Fr
T J
T——表示转矩，单位N·m F——表示力，单位N r——表示旋转半径，单位m J——转动惯量，单位Kg·m2 β——角加速度，单位rad/s2
凸轮分割器选型实例
• 已知条件
– 分割器定位等份N=6 – 输入轴转速n=50rpm – 回转时间与定位时间比k=1：2圆盘m1 – 凸轮曲线：变形正弦曲线
– 1：惯性扭矩的计算
圆盘m1
• 输出轴最大角加速度的计算
Am 2
360
n
2
N 60
5.53
2
360
50
2
6 120 60
36.175(rad / s2 )
• Am=5.53 （曲线角加速度） N:工位数
• n：电机转速
θ：分度角
• 惯性扭矩Ti
TI I 0.8136.175 29.3(N m)
• 平面凸轮轮廓面的曲线段驱使分度 轮转位，直线段使分度轮静止，并定 位自锁。通过该机构将连续的输入运 动转化为间歇式的输出运动。
3.圆柱凸轮分割器
• 圆柱凸轮分割器曲线的运动特性好， 传动是光滑连续的，振动小，噪声低， 传动平稳。
三、从动件的间歇运动形式
• 弧面凸轮分割器、平行凸轮分割器和圆柱凸轮分割器， 它们都是通过特定的凸轮带动分度盘（从动轴）运动，从 而将连续均匀的输入运动转变成有规律的间歇分度运动。 凸轮的曲线部分驱动分度盘转位，直线（圆弧）部分使分 度盘牢固自锁在准确位置。从动件可实现的间歇运动形式 如下：
• 凸轮分割器种类繁多，根据所使用的凸 轮的种类不同可分为弧面凸轮分割器、平 面凸轮分割• 弧面凸轮分割器是输入轴上的弧面共轭凸轮与输出轴 上的分度轮无间隙垂直啮合的传动装置。弧面凸轮轮廓 面的曲线段驱使分度轮转位，直线段使分度轮静止，并 定位自锁。
• 通过该机构将连续的输入运动转化为间歇式的输出运 动。
总转动惯量I=I1+I2+I3
• 工件的转动惯量I3（工件质量m3=0.1Kg）
I I1 I2 I3 0.45 0.3 0.06
I3 Nm3r32 6 0.1 0.12 0.06(Kg m2 )
0.81(Kg m2 )
凸轮分割器选型实例
• 计算负载（Tt）
– 负载包括：惯性扭矩Ti+摩擦扭矩Tf+ 做功扭矩Tw
• 计算驱动角（回转角）
– 已知时间为1：2（回转时间：定位时间） – 驱动角ө为
3600 1 1200
1 2
圆盘m1
300 200
分割器
型号格式：RU 80 DF 08 120 2 R S3 VW 1 X
工位m2
凸轮分割器选型实例
• 计算负载（Tt）
– 负载包括：惯性扭矩Ti+摩擦扭矩Tf+ 做功扭矩Tw