弧面分度凸輪機構

弧面分度凸輪機構，凸輪轉動時，使從動件作間隙分度運動。這種機構可以在高速下承受較大的載荷，運轉平穩，噪聲和振動都很小，在高速沖床、多色印刷機和包裝機械等自動機械中得到廣泛套用，分度頻率高達每分鐘2000次左右，分度精度達15''。與傳統的間歇分度機構相比，弧面分度凸輪機構在動力學性能、承載能力、分度精度等方面均有不可比擬的優越性，被譽為最理想的間歇傳動機構，具有廣闊的市場前景。

基本介紹

• 中文名：弧面分度凸輪機構
• 外文名：Arc indexing CAM mechanism
• 傳統的：間歇分度機構
• 相比：不可比擬的優越性
• 研究重點：以拓寬弧面凸輪機構的套用領域
• 屬於：空間凸輪機構

空間凸輪機構

凸輪與從動件之間的相對運動為空間運動時，稱為空間凸輪機構。從動件的運動方式有兩種，即往復移動和往復擺動。空間凸輪機構可以使從動件具有較大的行程，或者使從動件實現一些特殊的運動規律，從而得到廣泛套用。空間凸輪的輪廓都是複雜的空間曲面，根據從動件的運動規律計算輪廓的空間坐標，是一項比較複雜的工作。另外，從製造角度出發，通常也沒有必要按空間曲面的坐標進行加工。因此，在常規的空間凸輪設計中，常常採用近似方法。例如將圓柱凸輪的圓柱面展開成矩形平面。而將圓錐凸輪的圓錐面展開成扇形平面等，然後按平面凸輪的輪廓曲線設計方法，計算展開的輪廓曲線坐標。

弧面分度凸輪機構工作原理

下圖為用於兩垂直交錯軸間分度傳博動的弧面凸輪機構，主動凸輪為輪廓呈突脊狀的圓弧迴轉體，從動轉盤上裝有幾個沿周向均勻分布的滾子。凸輪旋轉時，其分度段輪廓推動滾子，使轉盤分度轉位；當凸輪轉到其停歇段輪窩時，轉盤上的兩個滾子跨夾在凸輪的圓環面突脊上,使轉盤停止轉動。

弧面分度凸輪機構

圖中a所示定位圈環面在凸輪中央，適用於高速、輕載和滾子數較少的場合；圖中b所示，定位圓環面位於凸輪兩端，適用於滾子數較多的中、低速和中重載場合。弧面分度凸輪類似於其有變螺旋角的弧面蝸桿，轉盤相當於具有滾子齒的渦輪。所以弧面凸輪也有單頭多頭和左旋、有旋之分。上圖所示為單頭右能弧面凸輪。凸輪和轉盤轉動方向間的關係，可用類似蝸桿渦輪傳動的方法來判定。

弧面分度凸輪機構的結構設計要點

1、應保證轉盤軸線與凸輪軸線重直交錯。

2、轉盤上滾子的中心平面應與轉盤軸線垂直。

3 、轉盤上滾子的中心平面應與凸輪軸線共面，在設計時應考慮有可調整轉盤軸向位置的結構，例如在轉盤軸的軸承襯套端面與箱體間具有可調整厚度的墊片。

4、轉盤軸線應位於凸輪定位環面的對稱平面上，以保證凸輪定環面與左、右兩側滾子接觸良好。設計上應考慮在安裝時具有可調整凸輪軸向置的結構，例如採用在凸輪兩端面用螺母調整其軸向位置。

5、在設計時應考慮中距可調整，以消除滾子與凸輪工作曲面間的間際及適當預緊，例如可採用墊片或用可調整偏心的軸套。

弧面分度凸輪機構研究發展

從弧面凸輪機構的研究與發展分析，弧面凸輪機構未來的研究重點與方向可分為如下幾個方面：

（1） 弧面分度凸輪機構的機構改進與創新針對與圓柱滾子共軛嚙合的弧面凸輪機構在實際套用中存在的缺陷，結合其它理論以及相對成熟的傳動機構，如蝸輪蝸桿傳動機構、齒輪傳動機構、滾珠絲桿傳動機構等，對弧面凸輪機構原理和機構上進行改進，以拓寬弧面凸輪機構的套用領域。

（2） 弧面凸輪機構的動力學研究

弧面凸輪機構主要是運用於高速、高精度的分度與傳動場合，動力學性能的好壞將是弧面凸輪設計與製造質量的主要評價指標之一。有關弧面凸輪機構的動力學研究一直是該領域的一個難題，也將是該領域的重要研究方向。基於弧面凸輪嚙合傳動過程中的摩擦、磨損與潤滑狀態分析，改進弧面凸輪機構的設計參數，進行弧面凸輪機構的摩擦學設計，以改善其動力學特性，以及設計有效的動力學性能測試裝置，將是一個值得研究的課題。