T_WLJC 15-2018 弧面凸轮机构设计规范.docx

T/WLJC?15-2018 弧面凸轮机构设计规范 1?范围 本标准规定了弧面凸轮机构设计的基本原则、典型过程和主要方法。 本标准适用于高速无间隙传动装置用弧面凸轮机构。 2?术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 2.1 弧面凸轮机构??globoidal?cam?mechanism 主动凸轮的基体为圆弧回转体，凸轮轮廓制成凸脊状，通过工作面螺旋升角的变化实现 分度盘的间歇运动和定位，从动转盘上装有轴线沿分盘圆周均布的滚子。如图?1?所示。 图?1 弧面凸轮机构 3?工作原理和基本形式 3.1 工作原理 当凸轮旋转时，在分度段，凸轮的轮廓推动转盘滚子，使转盘分度转位；在停歇段，转 盘上相邻的两个滚子跨夹在凸轮凸脊的两侧，使转盘停止转动；如图?2?所示。从动转盘的运 动规律可按转速、负载等工作要求设计，可以通过调整中心距来消除滚子与凸轮槽间的间隙 及补偿磨损。 1 T/WLJC?15-2018 （a）停歇段示意图 （b）分度段示意图 图?2 弧面凸轮机构工作原理 3.2 特点 弧面凸轮机构具有以下特点： 1）结构简单，刚性好，承载能力在凸轮机构中是最大的。 2）设计限制少，分度范围宽：n=1~24，在小分度数时，与圆柱凸轮机构相比，具有明 显的优势。 3）中心距可作微调，即可加预紧，消除间隙，使得该机构可获得较好的动力特性和运 动特性，运行平稳，可用于高速、中速和低速各种场合。 4）精度高，分度精度可达±（15″~30″）。 5）凸轮工作曲面复杂，加工难度大、成本高。 6）若分度数超过?24，预紧易卡死，该机构优势变得不明显。 3.3 基本形式 弧面凸轮机构有以下两种基本形式（如图?3?所示）： a) 脊型：输出运动静止时，由两个相邻的滚子骑在凸轮的凸脊上，使从动盘保持确定 的位置。 b) 槽型：输出运动静止时，一个滚子处于凸轮的沟槽内，两相邻的滚子骑在沟槽两边 的凸脊上，使从动盘定位。 （a）脊型 （b）槽型 图3??弧面凸轮机构的基本形式 2 T/WLJC?15-2018 在分度较少时，多采用脊型结构，凸轮加工比较简单。在分度数较多时，脊型结构在预 紧时易用卡死，多采用槽型结构。 3.4 旋向形式 针对输入和输出运动方向不同，弧面凸轮机构有左旋和右旋，分别用?L?和?R?表示，如 图?4?所示。两种旋向形式输入运动方向不同，而输出运动的方向是一样的。 3.5 从动滚子形式 弧面凸轮机构的从动滚子有圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子等形式，从加工方便性考虑， 圆柱滚子使用较多。 h??=??2π（a）左旋（L h??=??2π 图4??弧面凸轮机构的旋向 4?基本参数 4.1 概述 弧面凸轮机构的基本参数包括运动参数和几何参数。其中与圆柱凸轮机构基本参数的定 义和计算是完全一致的有：分度数、分度角、动静比、动程角、从动滚子数、凸轮头数、中 心距。反映自身特点的结构几何尺寸有：滚子尺寸、从动盘尺寸、径距比、凸轮尺寸等。见 图?5。 4.2 分度数?n 从动盘输出轴在回转一周的过程中转动或停歇的次数称为分度数?n，一次转动和停止的 一个运动?循环为一个分度。 分度数?n?由刀具自动交换装置的动作要求确定。若?n?选取太小，压力角大，传动特性差； 若?n?选取太大，从动盘径向尺寸大，结构复杂，使得转动惯量大，运动速度受到限制，功率 消耗也较大。 4.3 分度角 一个分度从动件转过的角度称为分度角??h，见式（1）。 其?……………………………………………（1） 3 T/WLJC?15-2018 图?5 弧面凸轮机构几何尺寸关系 4.4 动静比 在一个分度中，从动件运动时间??d与静止时间?j的比值，见式（2）。 d?=??公?……………………………………………（2） 动静比由刀具自动交换装置的动作要求确定，一般是给定值。 4.5 动程角 凸轮在从动件运动时间内转过的角度。给定 后，动程角??h见式（3）。 h?= 公 ???………………………………………（3） 公 式中，??I由凸轮每转一周驱动从动件的分度次数?I?来确定，见式（4）。 I?=????……………………………………………（4） 一般地，凸轮每转一周，驱动从动件分度一次，即?I=1，?I一般为?2π。 4.6 从动滚子数?m 从动滚子数?m?为从动盘上滚子的总数。 4.7 凸轮头数功 每一个分度凸轮拨过的滚子数，见式（5）。 4 m?= T/WLJC?15-2018 其?……………………………………………（5） m越大，凸轮的形状越复杂。在压力角和分度数?许的情况下，常取?m=2。 4.8 中心距?C 输入轴与输出轴的轴线间距。它是机构设计时重要的原始参数。 4.9 滚子尺寸 滚子宽度??0和滚子半径?0，可根据接触刚度确定，也常用类比法设计，选用标准件。 4.10?