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平行分度凸轮机构的多样化设计 西北轻工业学院 成阳’-712081 杨芙莲 葛正浩彭国勋 摘要 本文着重讨论了性鳇优良的三片式平行丹度凸轮机构的 2 从动坐标系五qrl，q％q同心。 啮合原理、设计方法及特点，并对平行分度凸轮机构的其它特殊形式 3 凸轮轮廓坐标系X202匕，置、乓固结于凸 作了榴单舟绍． 轮上，随凸轮匀速转动。 关键词平行分度凸轮机构多样化设计。 一、引言 平行分度凸轮机构是一种平面凸轮间歇转位机构，适用 于高速、高精度的各种分度操作，广泛应用于轻工、电子、 食品、包装等自动机械中。该种机构在国外已有系列化产 品，在我国尚属研究试制阶段。 平行分度凸轮机掏～般设计成整分割的二片式，若我们 设凸轮的理论廓线为R 席伊，实际廓线戈 称这种设计为普通式，那么同普通式有别的其它设计就称为 平行分度凸轮机构的多样化设计。如图一 a 为二片式平行 分度凸轮机构。图中输入轴和输出轴分别为i、5，输出轴 0、0，一实际廓线的矢径、矢角。 上固连着从动盘3，从动盘3由两层沿周向均布的多个滚子 组成．输入轴l驱动两共轭凸轮连续转动，通过凸轮轮廓的 开程段、圆弧段同从动盘3上的两层滚子4顺次接触，实现 输出轴5的转位运动和停歇。 也转换到．k02‘中得凸轮的理论廓线： R ReJ 一9z’ 3 ◇ M舻 fL+QeA-oz a b 圈一 n l的平行分度凸轮机构 i。。嘴舞群粼 ㈨ 对平行分度凸轮机构进行研究的过程中，发现能完成间 ‘， Lcos O】一02 +Ccos ∥一02一圆 歇分度的平行分度凸轮机构，除我们常见的普通式外，遂有 性能优良的三片式及不等分度等其它多种形式． 凸轮的实际廓线是理论廓线沿其法向移动滚子半径^ 二、三片式平行分度凸轮机构的啮合方程及 设计 1．三片式平行分度凸轮机构的啃台方程 图～ b 为三片式平行分度凸轮机构的简图。和二片式 L～ rcos【p—pP +0 ～pPl 的不同之处是精入轴1上多了一片锁合凸轮5，则共有三片 共轭凸轮，相应地从动盘3上有三层沿周向均布的滚子。用 平面共轭曲线啮合原理和微分几何基本理论，可推导出其啮 台方程。 建立圈二所示矢量关系。L表示从动滚子位置矢量，R 表示凸轮理论轮廓线矢量，c表示两轴中心距矢量，口为 啮台方程可求出凸轮轮廓曲线。作为凸轮机构，为避免尖点 从动盘中心， 口为凸轮中，lL,．建立三个坐标系： I 机构的绝对坐标系XOY，0为凸轮中心。 提高承载能力，对机构的最大压力角要加以限制等等．诸如 此类问题，都涉及到该机构的设计约束条件及准则a 三、多样化平行分度凸轮机构的优点与实例 1 不报切条件 发展平行分度凸轮机构的多样他设计具有以下优点； 当设谢^参效选择不当时，凸轮的廓线会出现根切。这种 】 在机梅剐度和承藏艟力方面，兰片式优于：片式 有根切的凸轮在实际应用中，会引起从动盘运动规律畸变， 由于三片式是在二片式的基础上增加了一片棱台凸轮 i寰子同凸轮晚离正常接触，产生冲击。 和对应的从动滚子，使机构在停留时凸轮同滚于的接齄点由 兰片式凸轮机构的根切发生在一个分度周期的中点，设 两点增加到四点，传动过程中也有较多身j滚予同凸轮接触． 该处速度为圪，．由凸轮的理论廓线矢量函数R 阳审可 2 在设计参数相同的情况下，兰片式机构比 片式 机构的最大压力角小 知．为不发生根切，在凸轮整个运动周期中，矢角应是时间 例直Ⅱ，设计参数相同的一分度机构 如醋一 ，二片式 t的单值：噌函数，即： 的最大压力角为26．8。，而三片式最大压力角为19．3口。这 盟 o 给平行分度凸轮机构的运动带来益处。 出 3 平行分度凸轮机构的多样化设计拓宽了设计范围 由此可推导出不根切条件： 平行分度凸轮机梅一般完成的是等分割操作，即分度数 ， 一0^ 为整数。但在生产实际中．存在不等分割操作．如机构转两 c t^K，+o^ 圈完成一个分度，这时分度数为05，就属于多样化设计． 式中，1一从动滚子回转半径 躅三为分度数n 8／3的二片式平 亍j 度凸轮机构蔺圈． C一中心距 0^一凸轮动程角 1^一从动盘分度角 、澳剿。：专j 2 墁大压力角准则 压：打角计算和摆动滚子从动件扳式凸轮机构相同．由三 …粥_j 片凸轮昀每一片和滚子啮合时压力角的计算可知，最大压力 图三 n 8，3的平行分j蔓凸轮机构 角a。发生在第3片锬台凸轮的起始位置n设计时要求： 4 平行分度凸轮机构的多样化设计给机构的择优选 a。g【a】 取提供了条件 k1一许用压力角，可取60。。 如图一为分度数n 1的二片式和三片式平行分度凸 。 结构不干涉条件 轮机构，具有相同的中心距和运动规律．当要求机构刚度 在设计中，有时凸轮实际廓线的最大值o。