弧面凸輪數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)概述-全文預(yù)覽
【正文】 桿材料、 蝸輪材料不僅要求具有足夠的強(qiáng)度，更重要的是要具有良好的跑合性能、耐磨性能和抗膠合性能。計(jì)算準(zhǔn)則：開(kāi)式傳動(dòng)中主要失效形式是齒面磨損和輪齒折斷，要按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。中心距 a=(d1+d2+2x2m)/2=160mm蝸桿頭數(shù) z1=1蝸輪齒數(shù) z2=62齒形角 a=20。導(dǎo)程角小時(shí)，效率低，但可以自鎖，通常γ＝176。導(dǎo)程角大時(shí)，效率高，通常γ＝15176。對(duì)于傳遞運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)，z2可達(dá)200、300，甚至可到1000?！榱藴p少蝸輪滾刀的個(gè)數(shù)和便于滾刀的標(biāo)準(zhǔn)化，就對(duì)每一標(biāo)準(zhǔn)的模數(shù)規(guī)定了一定數(shù)量的蝸桿分度圓直徑d1，而把及分度圓直徑和模數(shù)的比稱為蝸桿直徑系數(shù)q，即： q =d1/m（3）蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2蝸桿頭數(shù)可根據(jù)要求的傳動(dòng)比和效率來(lái)選擇，一般取z1＝110，推薦 z1＝1，2，4，6。（1）模數(shù)m和壓力角α：在中間平面中，為保證蝸桿蝸輪傳動(dòng)的正確嚙合，蝸桿的軸向模數(shù)ma1和壓力角αa1應(yīng)分別相等于蝸輪的法面模數(shù)mt2和壓力角αt2，即ma1=mt2=m αa1=αt2蝸桿軸向壓力角與法向壓力角的關(guān)系為:tgαa=tgαn/cosγ式中：γ導(dǎo)程角。為了改善嚙合狀況，將蝸輪分度圓柱面的母線改為圓弧形，使之將蝸桿部分地包住，并用與蝸桿形狀和參數(shù)相同的滾刀范成加工蝸輪，這樣齒廓間為線接觸，可傳遞較大的動(dòng)力。從動(dòng)盤滾子中心線在在坐標(biāo)系中的坐標(biāo)：用矢量形式表示為：設(shè)從動(dòng)盤中心線上一點(diǎn)D，在坐標(biāo)系的矢徑為，在坐標(biāo)系的矢徑為，從坐標(biāo)系變換到的變換矩陣為，從坐標(biāo)系變換到的變換矩陣為，可知：子坐標(biāo)系滾中心線r處在的坐標(biāo)方程： 整理得弧面凸輪的理論廓面方程為：式中p為旋向系數(shù)，當(dāng)凸輪的分度期廓面為左旋時(shí)取p=+1，右旋時(shí)取p=1。與轉(zhuǎn)盤2相連的動(dòng)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)盤滾子圓柱面在坐標(biāo)系中的坐標(biāo)：r、ψ滾子圓柱形工作面的方程參數(shù)，Rr滾子半徑；凸輪與滾子的共軛接觸方程：φ滾子的位置角；凸輪工作輪廓在坐標(biāo)系中的坐標(biāo)：θ凸輪轉(zhuǎn)角，p凸輪的旋向系數(shù)，左旋為+1，右旋為1?；∶嫱馆喤c從動(dòng)盤滾子實(shí)際工作表面相接觸的凸輪工作廓面為實(shí)際廓面，從動(dòng)盤滾子中心線在空間軌跡曲面為理論廓面。其最大速度值較小，最大加速度不大，可以將凸輪的尺寸做得小些，扭矩也較小，一般在負(fù)荷未知的情況下優(yōu)先選用修正正弦運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 (3)無(wú)因次最大躍動(dòng)J max最大躍動(dòng)J max表示加速度的最大斜率，其值的大小與從動(dòng)件的振動(dòng)有關(guān)。各種運(yùn)動(dòng)曲線的無(wú)因次速度V，無(wú)因次加速度A，無(wú)因次躍動(dòng)J的最大值Vmax、Amax、J max皆為凸輪曲線的固有特性值，從運(yùn)動(dòng)學(xué)考慮，選擇凸輪曲線時(shí)應(yīng)分析這些因素?；∶嫱馆喌拈L(zhǎng)度l：選取合適的凸輪長(zhǎng)度l是很重要的，因?yàn)楫?dāng)凸輪長(zhǎng)度太短時(shí)，易使傳動(dòng)中斷，太長(zhǎng)又容易發(fā)生干涉，凸輪的長(zhǎng)度一般根據(jù)下列公式進(jìn)行選取并圓整：用于高速間歇分度的弧面凸輪機(jī)構(gòu)，振動(dòng)、噪聲、沖擊和磨損對(duì)工作性能的影響是十分嚴(yán)重的，因此在選擇從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)主要應(yīng)考慮使其具有較良好的動(dòng)力學(xué)特性，保證其加速度不太大而且不突變。標(biāo)準(zhǔn)中選取了中心距作為系列設(shè)計(jì)時(shí)弧面凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)先數(shù)系的自變量，這樣不同的中心距對(duì)應(yīng)不同的箱體尺寸，滿足不同的功率需要，同一中心距選定不同的凸輪也可以實(shí)現(xiàn)不同的輸出。、330176。、210176。即90176。但在滿足使用要求的前提下，不要一味追求小的動(dòng)靜比，這樣會(huì)使動(dòng)程角減小，負(fù)荷慣性矩增大，而且容易產(chǎn)生薄脊現(xiàn)象，降低凸輪負(fù)載能力?？紤]到該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分度數(shù)I一般在2~24之間選擇（見(jiàn)表21），常用的分度數(shù)多為6或8。在這種機(jī)構(gòu)中，主動(dòng)凸輪一般做等速連續(xù)旋轉(zhuǎn)，但有時(shí)為了滿足特殊的需要，如需要較長(zhǎng)的停歇時(shí)間，也可以使凸輪作間斷性的旋轉(zhuǎn)。A型凸輪定位段是凸脊，分度盤上的兩個(gè)滾子跨夾在凸脊上，B型凸輪的定位段是一個(gè)凹槽，分度盤上有一個(gè)滾子在定位段槽中?；∶嫱馆喎侄葯C(jī)構(gòu)類似于弧面蝸桿傳動(dòng)，主動(dòng)凸輪為輪廓呈凸脊?fàn)畹膱A弧回轉(zhuǎn)與蝸桿一樣可制成單頭、雙頭或多頭，大于三頭的一般較少使用。其特點(diǎn)是傳動(dòng)效率高,能耗低，發(fā)熱小，傳動(dòng)平衡，靈敏度高，其傳動(dòng)效率雄踞各類減速器之首。目前，弧面凸輪機(jī)構(gòu)還沒(méi)有完善的精度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，也沒(méi)有專門的檢測(cè)工具?；∶嫱馆喌闹圃旒捌淅嫘扌蔚难芯炕∶嫱馆唽?duì)表面質(zhì)量和加工精度的要求非常高，在裝配過(guò)程中，弧面凸輪機(jī)構(gòu)對(duì)加工誤差特別敏感，容易出現(xiàn)裝配干涉。有關(guān)弧面凸輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)研究一直是該領(lǐng)域的一個(gè)難題，也將是該領(lǐng)域的重要研究方向。但是，這些研究大多集中在普通弧面分度凸輪方面。但可查到文獻(xiàn)不多。由于弧面分度機(jī)構(gòu)具有傳動(dòng)速度高、分度精度和動(dòng)力學(xué)性能好、承載能力大、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)機(jī)械，如煙草機(jī)械、包裝機(jī)械、加工中心換刀機(jī)械手等。，并由其所創(chuàng)建的Ferguson公司首先進(jìn)行了系列化標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。它具有高速性能好，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，傳遞扭矩大，定位時(shí)自鎖，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，噪音低、壽命長(zhǎng)等顯著優(yōu)點(diǎn)，是代替槽輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)等傳統(tǒng)間歇機(jī)構(gòu)的理想產(chǎn)品，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用配套于各種組合機(jī)械、機(jī)床加工中心、煙草機(jī)械、化工灌裝機(jī)械，印刷機(jī)械、電器制造裝配自動(dòng)生產(chǎn)線等需把連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為步進(jìn)動(dòng)作的各種自動(dòng)化機(jī)械上的必備的理想功能部件。關(guān)鍵詞：弧面分度凸輪，參數(shù)分析，運(yùn)動(dòng)仿真The globoidal indexing cam rotary tableAbstract:The globoidal indexing cam mechanism,which consists of a driving globoidal indexing cam and driven turret with four or six cylindrical rollers was firstly designed by an American,in 1920s and was manufactured by his own pany in series and globoidal indexing cam mechanism has been using in many kinds of automatic has great advantage over other indexing mechanisms,such as high speed、precise index and excellent kinetics.The indexing cam mechanisms are more suitable to the work conditions where high speed and accurate output precision are needed,and have been widely used in all kinds of multisteps machines,linear intermittent machines due to their advantages of simple structure,automatic positioning pared with other intermittent mechanisms. However,existing indexing cam mechanisms can’t meet the requirements of the fast development of automatic machines.Key words：globoidal indexing cam,Parameter analysis,Motion simulation.
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