机械毕业设计（论文）圆盘凸轮分度机构的设计【全套图纸三维】.doc

圆盘凸轮分度机构的设计摘要 共轭盘形分度凸轮机构主要用于两平行轴间的传动。当主动凸轮连续旋转时，从动转作间歇步进分度转位，从而把连续旋转地输入运动形式转化为具有停歇区的分度运动输出形式。 本文主要介绍了共轭盘形分度凸轮机构方案的选择，理论廓线和工作廓线的计算方法。同时利用机械专用三维软件SolidWorks 对零件进行实体创建与装配，可以更好的帮助理解二维图中所表达的信息，各实体零件装配在一起，可以显示整个机构的特征。利用C语言精确计算共轭盘形凸轮的轮廓，用作图法验证其轮廓的精确性。对此更能反映此机构的运动特性，使运动特性达到设计的要求。本文介绍了分度凸轮机构常用运动规律的主要特性比较及其使用场合，以及在设计过程中遇到的一些问题及解决方法。本机构具有结构紧凑、运动平稳的特点，适用于高速高精度的场合。关键字：平行分度凸轮机构；模拟仿真；实体装配The design of disk-shaped indexing cam mechanismAbstract Disk-shaped conjugate cam mechanism mostly used between the two parallel transmission axes. When the initiative cam rotates continuously, the driven wheel will do the intermittently indexing delocation , thus the continuous input rotary movement would be translated into the output indexing movement which has rest areas. This paper mainly introduces the selection of the disk-shaped conjugate cam mechanism, theoretical profiles and the calculation of these working profiles. The disk-shaped conjugate cam contours are calculation by C Program language, while its accuracy is tested by the method of construction. At the same time, the utility of machine-specific three-dimensional software-SolidWorks to create entities of establishment and assembly will help us to understand the information that expression by the two-dimensional chart. Meanwhile if we put the entities of the assembly parts together, the characteristics of this mechanisms movement, to ensure that the movement characteristics of this indexing cam mechanisms movement and the application of its occasions as well. Besides, the olutions and problems, which would occur during the process of design, are alos provided . This mechanism, which is characterized by compact structure and stable movement, is available to high-speed, high-precision occasions. Key word: parallel indexing cam mechanism ; simulation; entity assembly 目录 摘要IAbstractII目录III前言第一章 总述1.1 分度运动的含义1.2从动系统工作原理1.3平行分度凸轮机构概述第二章 设计方案的选择2.1常用间歇机构的介绍和比较2.1.1单向间歇运动机构2.1.1.1棘轮机构2.1.1.2槽轮机构2.1.1.3不完全齿轮机构2.1.1.4 针轮机构2.1.1.5凸轮单向间歇运动机构2.1.2往复间歇运动机构2.1.3常用的间歇分度机构性能比较2.2常用的凸轮分度机构2.2.1平行分度凸轮机构2.2.2圆柱分度凸轮机构2.2.3弧面分度凸轮机构第三章 平行凸轮分度机构的设计3.1平行分度凸轮机构3.1.1 平行分度凸轮机构的基本结构与工作原理3.1.2 平行分度凸轮机构的分类3.1.3 平行分度凸轮机构的主要特点3.2 平行共轭盘形分度凸轮机构的主要运动参数和几何尺寸3.2.1 平行凸轮主要运动参数3.2.2平行共轭盘形分度凸轮机构的主要几何尺寸计算3.2.2.1几何尺寸计算3.2.2.2 计算各个滚子的起始位置角3.3校对与验证平行凸轮分度机构的几何尺寸3.3.1、校对压力角3.3.2、径距比K的确定3.3.3、曲率半径校核3.3.4、校核接触应力3.4平行分度凸轮机构的连续性条件第四章 分度凸轮机构的常用运动规律4.1 量纲运动参数4.2 分度凸轮机构的常用运动规律第五章 平行凸轮分度机构凸轮轮廓的C语言编程5.1主要运动参数和几何尺寸的编程与运算结果5.1.1主要运动参数和几何尺寸的编程5.1.2主要运动参数及几何尺寸的运算结果5.2 平行共轭盘形分度凸轮机构理论廓线和工作廓线的精确计算5.3 平行共轭盘形分度凸轮机构理论廓线和工作廓线的C语言程序5.3.1 第一个滚子的C语言程序：5.3.2 第二个滚子的C语言程序第六章平行凸轮分度机构实体的创建与转配6.1 实体的创建6.1.1 转盘轴的创建过程6.1.1.1以拉伸的方式创建轴的基本体6.1.1.2 以除料方式切除键槽机构6.1.2 转盘轴键的创建过程6.1.3 转盘轴的垫圈创建步骤6.1.4 凸轮实体的创建过程6.1.4.1 主题创建6.1.4.2 两端面加厚特征的创建6.1.4.3 键槽的创建6.1.4.4 倒角6.1.4.5 建销孔6.1.5 转位盘的创建过程6.1.5.1 转位盘主体的创建6.1.5.2 滚子轴的创建方式6.1.6 上箱体实体的创建过程6.2 平行分度凸轮机构的实体装配第七章 凸轮轮廓的画法7.1共轭盘形分度凸轮轮廓的作图法总结参考文献致谢前言在各种机械，特别是自动机和自动控制装置中，常要求某些执行件实现周期性的转位和步进分度动作，以及各种及其工作台的周期性的转位的断续型运动等。能够实现这类动作的机构简称为间歇运动机构。间歇机构的种类很多，被广泛的应用于食品包装机械、印刷机械、纺织机械、烟草机械、制药机械、玻璃陶瓷机械、化工灌装机械、电器制造装配自动生产线。伴随着科学技术的发展，加工效率的提高，高速、精密、平稳的间歇机构得到了广泛的应用。主要间歇机构有棘轮机构、槽轮机构、针轮机构、不完全齿轮机构和凸轮机构。间歇机构的运动形式是动停动停，由此便会产生冲击和加速度，加剧机械装置的磨损，影响机械的工作性能。因此常在高速、高精度、高平稳的间歇机构中多采用凸轮机构。常用的平行分度凸轮机构主要有弧面分度凸轮机构、圆柱分度凸轮机构、平行分度凸轮机构等。凸轮机构是由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的运动规律的构件，一般做往复直线运动或摆动，称为从动件。具有传动、导向和控制多方面的功能。当它被作为传动机构时，可以产生复杂的运动规律；当它被作为导向机构时，可以使工作机械的动作端产生复杂的运动轨迹；当它被作为控制机构时，可控制执行机构的工作循环。凸轮机构还具有：高速时平稳性好、重复精度高、运动特性好、机构的构件少、体积小、刚性大、周期控制简单、可靠性好、寿命长等等的特点。因为它具有这些特点，所以被广泛用于各种自动机械中。例如，自动包装机械、自动成型机、自动机床、纺织机械、农业机械、印刷机械、刀机构、高速压力机械、食品机械、自动办公设备、自动售货机、陶瓷机械、加工中心换自动送料机械、物流机械、电子机械、自动化仪表、服装加工机械、玻璃机械，弹簧机械和汽车等。凸轮机构是自动、半自动机械中广泛使用的传动或控制机构，它的设计和制造是工程技术领域的重要研究课题。近年来，随着计算机技术和数控技术的广泛应用和发展，凸轮机构的设计方法、制造过程也发生着深刻变化。通过对凸轮廓线（廓面）的研究，运用解析的方法建立其数学模型，然后由计算机进行凸轮轮廓几何数据计算，大大提高了设计效率、准确性和可靠性。因此，在凸轮机构的设计与制造中，如何建立凸轮轮廓精确地集合模型是设计者需要解决的重大问题。 随着社会的发展和科技的进步，各种自动机械正朝着高效率、高精度、自动化程度高、优良的性能价格比、寿命长、操作简单、维修方便等方向发展。为适应这种发展形势，满足自动机的要求，作为自动机核心部件的分度凸轮机构必须具有特性优良的凸轮曲线和高速、高精度的性能。 由于计算机软件和数控技术的日益普及，各种CAD/CAM软件的运用，为高速高精度凸轮机构的设计、制造和检测提供了有利条件。凸轮曲线特性优良与否直接影响凸轮机构的精度，效率和寿命。多年来，世界上许多凸轮专家创造出了数十种特性优异的凸轮曲线。这些凸轮曲线完全能够满足各种自动机械的要求。其中，最常用的是修正正弦曲线、修正梯形曲线和修正等速曲线等。利用这些通用凸轮曲线，输入一定参数，就能得到满足工作特性要求的凸轮曲线，从而制造出满足工作要求的凸轮机构。 本设计主要针对平行分度凸轮机构进行理论分析，结构设计，实体造型，实体装配，模拟仿真，C语言编程。平行分度凸轮机构是一种比较复杂的共轭凸轮机构，是共轭凸轮机构用于分度转位的一种形式，它是一种新型的间歇运动机构。它是依靠共轭的一对凸轮交替的强制驱动从动盘上两侧交错排列的两组滚子，实现工作台的分度转位运动，工作台停止依靠两凸轮的圆弧区段实现紧锁。其主要是凸轮盘，从动盘两侧分别装有若干个均匀分布的滚子，凸轮盘的轴与从动盘的轴相互平行，滚子的轴线也与转盘的轴线平行。当凸轮盘旋转时，其分度段轮廓线推动滚子促进分度盘分度，当凸轮转位到停歇段轮廓时，转盘上相应的滚子抵制凸轮转动。在一个运动周期中，每个凸轮都要依次推动若干个滚子，每个滚子都有一段相应的凸轮轮廓曲线，这些轮廓曲线像接力赛似的，一段接一段推动相应的滚子完成各自的角位移。因此，每个凸轮轮廓线是有几段简单的凸轮轮廓曲线组合而成。所以此种机构不需要任何辅助装置，就能获得良好的定位作用。 分度凸轮轮廓与机构类型是紧密相连的，影响平行分度凸轮机构形式的因素很多，主要有凸轮的片数，头数，从动件的滚子数，分度数，凸轮与从动件的初始位置和相对配制。机构的形式确定后，选择合适的运动规律，可确定分度凸轮轮廓的设计方法。 由于凸轮的轮廓曲线在设计时可根据工作要求和运动特点进行选择，并且机构运动时始终保证有两个滚子分别与两个凸轮啮合，其中一个凸轮驱动，另一个凸轮则保证机构锁合。因此采用平行分度凸轮机构能使分度转为机构获得较为理想的运动和动力特性。加之这类机械是平行轴传动，结构紧凑，完全可以用来代替槽轮机构，特别是当工作台的工位数较少时，其优点更为突出。第一章 总述 在科学技术高度发达的今天，有很多产品都是用自动机械尤其是高精度机械制造成产出来的，而自动机械在工作时需要运动与停歇，运动的目的是为了把产品转移到下一工位，间歇的目的是为了给不同工位上的机械手以足够的作业时间。从原料到成品需要多个加工阶段，而从半成品到成品的加工需要一定的工位，工位就需要运动与停歇。 具有间歇运动的自动与智能机械的运动是否更高效更平稳，取决于使用什么样的分度装置。因此平行分度凸轮机构是很好的选择。1.1 分度运动的含义 在机械设计中，分度运动主要有直线式的传送带或旋转式的工作台两类。这两类运动都必须满足精密的位置精度要求。凸轮驱动的精密间歇机构具有较高的分度精度，适合于高速生产，并具有高承载能力和低维修率，能满足用户所需要的特殊运动特性，是一种很有发展前途的新兴的凸轮驱动分度机构。这种机构是有凸轮、从动件、从动系统以及驱动系统组成的。1.2从动系统工作原理 分度系统的从动件一般为圆柱形滚子，滚子固定在从动盘上，而从动盘多固定在输出轴上，该轴支承在固定于箱体内的轴承上，从而构成了从动系统。 当电动机作用于驱动系统，使运动按一定的要求输出到凸轮轴上时，凸轮轴便以一定的转速旋转，通过凸轮的轮廓带动与之啮合的从动轮，从而使精密间歇分度运动有输出轴输出。在啮合过程中，通过凸轮轮廓的变化来控制和引导从动件的旋转或停顿，以完成预先要求的间歇运动。凸轮以固定的速度旋转、输出、停顿和启动，这个工程周期性的循环。1.3平行分度凸轮机构概述 在自动机械中，平行分度凸轮机构具有广泛的应用。该机构由从动盘和分度凸轮组成，从动盘的结构简单，一般采用从动盘节圆半径和滚子数来描述；而分度凸轮的结构整体上不复杂，但其轮廓形状不规则，影响因素多，难以用简单的参数来描述。研究平行分度凸轮机构及其凸轮的表达模型，对于制定分度凸轮的设计标准，提高制造和应用中的互换性，具有重要的意义。分度凸轮轮廓与机构类型是紧密相关的。影响平行分度机构形式的因素由：凸轮的片数、头数，从动盘的滚子数、分度数，凸轮与从动盘的初始相对位置和相对运功配制。机构的形式确定后，选择合适的运动规律，可确定分度凸轮轮廓的设计方法。 目前，根据凸轮的头数不同，平行分度凸轮机构可分为单头式、双头式和多头式。根据从动盘的分度数不同，平行分度凸轮机构可分为一分度式、二分度式和多分度式。 平行分度凸轮机构用于两平行轴间的间歇分度步进传动。凸轮旋转时，利用凸轮与从动盘滚子保持良好的形封闭，控制从动盘按指定的运动规律分度转动。对于凸轮与从动盘的相对运动，传统的描述方法采用动静比和一段运动函数。由于凸轮转动一周，从动盘可能转动一次，也可能转动多次；从动盘可按相同的运动规律转动，也可按不同的运动规律转动。因此，传统的描述法不能全面反映机构的运动特性。应用凸轮机构的运动谱可弥补传统方法的不足。所谓机构的运动谱是凸轮转动一周从动盘的运动变化规律，是由多段连续函数组成的曲线。它的横坐标是凸轮转角，纵坐标是从动盘的分度转角。对于平行分度凸轮机构，从动盘的运动变化规律不仅随着凸轮的整圈转动而呈周期性变化，而且在一圈内也可以呈现等周期变化或不等周期变化，以满足不同工作机械的要求。 设计中，首先要根据给定的动静比和运动函数确定机构的运动谱。为了建立平行分度凸轮机构的一般设计方法，满足不同机器的工艺要求，需要寻找运动谱的通用表达模型。根据以上分析，设想凸轮转动一周，从动盘可做不等周期分度，各次分度时的运动规律也可能不同，这样组成的运动谱，具备了通用运动谱的完备信息，可称为平行分度凸轮机构的一般运动谱。上述的单周期运动谱，多周期运动谱，都可以认为是它特例。凸轮与从动盘的初始相对位置直接影响机构的类型。滚子的初始位置是指分度开始前、处于停歇期时，从动盘上各滚子的位置。为了保证停歇期从动盘的可靠定位，与凸轮轮廓接触的滚子个数（简称初始接触滚子数）应大于等于2，它们应对称分布在凸轮和从动盘连心线的两侧，以简化机构的设计。因此，凸轮与从动盘的初始相对位置决定于初始接触滚子数。在停歇期，初始接触滚子数为奇数的机构称为1型机构，而2型机构则具有偶数个初始接触滚子数。为了表达初始接触滚子数的不同，设定机构运动谱曲线通过坐标原点表示奇数接触滚子分度凸轮机构，而偏离坐标原点的运动谱曲线则表示偶数接触滚子分度凸轮机构。第二章 设计方案的选择 间歇运动机构是将主运动的均匀转动转换为时动时停的周期性运动的机构。间歇运动机构的形式众多，根据其主要工作特性一般可以分为单向运动和往复运动两类。步进间歇机构的主要特征是其输出构件作具有周期性的停歇单项运动，即其继续运动的特点是单方向的、有规律的、时动时停的。它的应用很广泛，在金属切削机床、冲压机械以及轻工、纺织等行业的许多设备中都有应用。分为单向间歇运动机构和往复间歇运动机构。主要包括：棘轮机构、槽轮机构、针轮机构、不完全齿轮机构和凸轮机构。 以下分别讨论其特点和应用。2.1常用间歇机构的介绍和比较2.1.1单向间歇运动机构 这种机构广泛应用于生产中，如牛头刨床上工件的进给运动,转塔车床上刀具的转位运动,装配线上的步进输送运动等。实现单向运动中的停歇是这种机构设计的关键。在机构运动过程中,当主动件与从动件脱离接触,或虽不脱离接触但主动件不起推动作用时，从动件便不产生运动。棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮单向间歇运动机构和擒纵机构等都用这种方法来实现间歇运动。2.1.1.1棘轮机构棘轮机构可分为齿式和摩擦式两大类。棘轮机构的典型结构是由摇杆、棘爪、棘轮、止动爪和机架组成。可将主动摇杆连续往复摆动变换为从动棘轮的单向间歇转动。其棘轮轴的动程可以在较大范围内调节，具有结构简单、制造方便和运动可靠等特点，但冲击、噪音大，且运动精度低。对于齿式棘轮机构，由于回程时棘爪在棘轮上滑行，齿尖容易磨损，并产生噪声。为了使棘爪能顺利进入棘轮的轮齿，棘爪位移必须大于棘轮运动角的相对位移，这就不可避免的存在冲击。摩擦性棘轮虽然无上述缺点，但运动准确性较差。因此一般棘轮机构不宜用于高速或精度较高的场合，常用于以下几种要求中：进给、转位或分度、制动、超越、计数等。棘轮上的齿大多做在棘轮的外缘上，构成外接棘轮机构，也有做在圆筒内缘上的，这时构成内接棘轮机构。2.1.1.2槽轮机构槽轮机构的典型机构是由由主动拨盘、从动槽轮及机架组成。可分为外接和内接两种。可将主动拨盘的连续转动变换为槽轮的间歇转动。槽轮机构具有机构简单、制造容易、工作可靠和机械效率高等特点。但槽轮机构在工作时，槽轮的角速度不是常数，在转位开始与终止时，均存在角加速度，从而产生冲击，并且它随转速的增加及槽轮的槽数减少而加剧，故一般不宜与高速场合。当槽轮的转位精度要求较高时，除了锁止弧定位外，还需附加精确定位装置。为了满足某些特殊的工作要求，在某些机械中还用到一些特殊型式的槽轮机构，如不等臂长的多销槽轮机构、球面槽轮机构、偏置槽轮机构等。2.1.1.3不完全齿轮机构不完全齿轮机构是由普通齿轮机构演变而得的一种间歇运动机构。不完全齿轮机构的主动轮的轮齿不是布满在整个圆周上，而只有一个或几个齿，并根据运动时间与停歇时间的要求，在从动轮上加工出与主动轮相啮合的齿。不完全齿轮机构设计灵活、从动轮的运动角范围大，很容易实现一个周期中的多次动、停时间不等的间歇运动。但加工复杂；在进入和退出啮合时速度有突变，引起刚性冲击，不宜用于高速转动；主、从动轮不能互换。不完全齿轮机构同齿轮啮合相同，可分为外啮合、内啮合及不完全齿轮齿条机构。2.1.1.4 针轮机构针轮机构由外针轮和内针轮两种结构形式。针轮机构的形式较简单，其工作特点和槽轮机构类似，利用一般锁止圆弧实现停歇运动。针轮机构的应用范围较广。2.1.1.5凸轮单向间歇运动机构凸轮单向间歇运动机构的主动件是半径为的圆柱凸轮，从动件是在端面圆周上均布一圈柱销的圆盘。当凸轮按箭头所示方向转动时，凸轮的曲线槽推动柱销,使圆盘向左转动;当柱销运动到前一柱销位置时,柱销进入凸轮槽内。这时,凸轮槽位于凸轮圆柱体的圆周上，凸轮的转动不能推动柱销运动，故圆盘不动，从而完成一次间歇运动。此外，还有瞬时停顿的间歇运动机构。2.1.2往复间歇运动机构 在往复间歇运动的机构中，应用最广的是凸轮机构,其中还有其他常用的两种类型。往复摆动间歇运动机构：它利用连杆上一点的一段近似圆弧来实现摇杆带停歇的往复摆动构件 的一端通过铰链与连杆在点处联接，另一端通过铰链与摇杆联接，并且铰链必须位于圆弧的圆心处。当点在虚线圆弧段上运动时,摇杆不动；点在其轨迹的实线段上运动时,摇杆往复摆动一次。往复移动间歇运动机构：它利用导杆上的一段圆弧导路来实现移动杆带动停歇的往复直线运动。曲柄的长度等于圆弧导路半径,它的转动中心与圆弧中心重合，当曲柄逆时针转动时，滚子在圆弧导路中运动，导杆不动，移动杆也不动。当滚子运动到圆弧导路终点时,导杆开始向右摆动,移动杆向右移动。当导杆摆到右极限位置后，导杆又向左摆到,移动杆便退回到起始位置这样，曲柄转一周移动杆就完成一次带停歇的往复直线运动。2.1.3常用的间歇分度机构性能比较从主动件运动形式上来看，槽轮机构、共轭分度凸轮机构、弧面分度凸轮机构、圆柱分度凸轮机构均为转动。从主、从动件轴线相对位置来看，槽轮机构、共轭分度凸轮机构的两轴线是平行的；弧面分度凸轮机构、圆柱分度凸轮机构的两轴线均为垂直交错的。从从动件分度期的运动规律来看，当槽轮机构的槽数为一定时，运动规律及动停比是确定的；共轭分度凸轮机构、弧面分度凸轮机构、圆柱分度凸轮机构可按转速和载荷等要求进行设计和选用。从主动轴最高转速来看，槽轮机构为100转每分；共轭分度凸轮机构为1000转每分；弧面分度凸轮机构为3000转每分；圆柱分度凸轮机构为300转每分。从适用的场合来看，槽轮机构适用于低速，中、轻载的场合；共轭分度凸轮机构适用于中、高速轻载的场合；弧面分度凸轮机构适用于高速，中、重载的场合；圆柱分度凸轮机构适用于中、低速，中、轻载的场合。从制造成本来看，槽轮机构成本较低，圆柱分度凸轮机构成本较高，共轭分度凸轮机构则适中一些，弧面分度凸轮机构成本最高。从加工设备要求来看，槽轮机构由普通机床加工就行，共轭分度凸轮机构需要普通数控机床来加工，弧面分度凸轮机构要至少两个回转坐标的数控机床才能加工，圆柱分度凸轮机构在至少有一个回转坐标的数控机床上加工。 2.2常用的凸轮分度机构凸轮分度机构是由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的运动规律的构件，一般做往复直线运动或摆动，称为从动件。凸轮分度机构在应用中的基本特点在于能使从动件获得较复杂的运动规律。因为从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线，所以在应用时，只要根据从动件的运动规律来设计凸轮的轮廓曲线就可以了。与传统间歇机构相比，凸轮机构有如下特点： （1）、传动平稳，适于高速分度 （2）、分度准确分度精度可达+-10" （3）、机构简单，分度盘的转位、刹车和定位完全有凸轮控制实现不需另加装置 （4）、传递扭矩大 （5）产品已标准化和系列化，有专业厂生产凸轮分度机构也有很多缺点，主要是凸轮为高副接触（点或线接触），压强较大，容易磨损；凸轮轮廓加工比较困难；费用较高。所以通常凸轮分度机构用于载荷不大的控制机构。分度凸轮机构根据其结构形式可以分为三种类型:平行分度凸轮机构、圆柱分度凸轮机构与弧面分度凸轮机构。这三种间歇分度凸轮机构结构比较相似,主要由凸轮和带有滚子的分度转盘组成,通过凸轮推动分度转盘作间歇运动。该机构把凸轮的连续转动转换为分度转盘的间歇转动,分度转盘时转时停,并按照预先规定的凸轮曲线运动。2.2.1平行分度凸轮机构平行分度凸轮机构，又称共轭凸轮分度机构。凸轮有两片形状完全相同的盘形凸轮A,B安装在输入轴上的一对共轭凸轮与装在输出轴上的分度轮作无间隙啮合传动，使连续的输入运动转化为间歇的输出运动。安装时，A凸轮的背面与B凸轮的背面相对并岔开一个相位角。分度盘上的棍子分成上下两层。传动时上、下两层滚子分别顺次与A,B凸轮接触，凸轮共轭曲面与从动盘上的各层滚子依次相啮合，来实现输出轴的分度运动与定位的，从而将连续的回转运动转变为间歇运动输出。平行分度凸轮机构是利用一组平面共轭凸轮为主运件进行连续匀速转动输入。凸轮和分度盘的轴线平行，故称为平行分度凸轮机构。该机构属于共轭凸轮机构，可消除传动间隙。主要性能结构特点：1、结构简单，成本低，维护安装方便2、分度精度高，一般分为四级。3、机构适用于分度次数<600次/分，中、轻载的场合。 图2-1 平行分度凸轮机构2.2.2圆柱分度凸轮机构圆柱分度凸轮机构，主动凸轮呈圆柱状，从动转盘上装有几个沿转盘圆周方向均匀分布的滚子，其轴线与转盘轴线平行。凸轮与分度盘轴线垂直交错。当凸轮旋转时，其分度段轮廓推动滚子使转盘分度转动；当凸轮转到其停歇轮廓时，转盘上的两个滚子跨夹在凸轮的圆环面突脊上，使转盘停止转动。圆柱滚子与凸轮轮廓间的间隙难以消除，容易产生跨越冲击，滚子轴的刚度及凸轮的啮合性能、高速性和精密性均不及平面或弧面分度凸轮机构。故一般多用于中低速及中轻载场合。圆柱凸轮的分度轮廓也有左旋、右旋与单头、多头之分。主要性能特点：1、最小的版面空间。2、固定的中心距。3、结构紧凑。适用范围：直角分度机构采用桶形凸轮，从动滚轮与从动盘端面垂直安装。分度机构的停歇范围在3-24等分中选取，附加的停顿和特殊的运动也可以得到。 图2-2 圆柱分度凸轮机构2.2.3弧面分度凸轮机构弧面分度凸轮机构是通过一个具有简谐运动曲线的弧面凸轮与一个具有精确分度的分度轮作垂直交叉无间隙啮合传动，凸轮与分度盘轴线垂直交错，滚子在分度盘上均布、辐射状安装，是连续的输入运动变为均匀的间歇运功，从而实现各种自动装置中所要求的送料、转位、进给、换刀等动作。弧面凸轮分度装置由安装在输入轴上的弧面凸轮和安装在输出轴上的从动盘两大部分组成，从动盘上沿径向呈辐射状均匀排列一定数目的滚子。输入轴带动凸轮均速转动，凸轮与从动滚子间作无间隙啮合运动，正如变螺角旋弧面的曲面段与滚子啮合时，仅带动棍子自传，从动盘处于静止状态，没有运动输出；当凸轮螺旋角不为0时，凸轮工作面与滚子啮合，驱动滚子带动从动盘绕其轴线转动。该机构如弧面蜗杆传动，但蜗杆传动中蜗杆与蜗轮等速转动，而该机构凸轮等速转动，分度盘做间歇的非等速转动。这样从动盘上的滚子依次与凸轮啮合，于是就实现了输出运动的间歇转位运动。主要性能特点：1、 由于曲线是光滑连续的因而传动平稳，运转可靠，承载能力大并适合于高速传动场合，其最高传动频次可达2000r/min。2、 在曲线运动段和静止段均可实现自锁定位，且定位精度高。因而外部连接系统不需再设定位装置。3、 分度精度高，一般分为四级。4、 安装方便，维护费用低。本机结构外设六个安装面，用户可仍选一个面为安装面。在使用时除定期加换润滑油和定期调整啮合间隙外，一般不需特殊维护。5、 由于凸轮、分度轮均等均采用优质合金材料经精密加工制成，因而使用寿命长，可靠性高。 图2-3 弧面分度凸轮机构第三章 平行凸轮分度机构的设计课题题目：平行分度凸轮机构。已知设计条件：凸轮转速n=100r/min，从动转盘为八分度，载荷中等，凸轮连续旋转，中心距c=123mm。3.1平行分度凸轮机构3.1.1 平行分度凸轮机构的基本结构与工作原理平行凸轮分度机构主要用于两平行轴间的间歇分度步进传动。主动凸轮由前后（或上下）两片盘形凸轮组成。这两片凸轮在制造时廓线完全相同，安装时，使前后两片成镜像对称错开一定相位角安装，故称为共轭分度凸轮机构，见图3-1,3-2,3-3中实线与虚线所示。从动转盘2前后两端面上也装有几个径向均匀分布的滚子（图中装在后侧端面的滚子用虚线表示）。当凸轮旋转时，其前后两侧的廓线分别与相应的滚子接触，相续推动转盘分度转位或抵住滚子起限位作用。当凸轮转到其圆弧形廓线与滚子接触时，转盘停止不动。由于机构工作时是由两片凸轮按设计要求同时控制从动转盘的运动，因此凸轮与滚子之间能保持良好的形封闭，不必附加弹簧等其他装置就能获得较好的几何锁合。当然，对凸轮的加工精度和安装要求也较高。3.1.2 平行分度凸轮机构的分类按头数分：1）、单头型转盘每次转位，转过一个滚子圆心角，如图3-1所示，头数，滚子数,则转盘每次分度期转位角这种形式的机构，凸轮每转半圈，转盘分度一次。2） 、多头型转盘每次转位，转过多个滚子圆心角，如图3-2所示，头数，滚子数，；如图3-3所示，。多头式的机构，凸轮每转一圈，转盘分度一次。图3-1 共轭分度凸轮机构单头型图3-2 共轭分度凸轮机构双头型图3-3 四头型共轭分度凸轮机构 3.1.3 平行分度凸轮机构的主要特点 1、与槽轮，不完全齿轮等间歇运动机构相比，运动性能好，高速下运转振动与噪声比较小。这是因为凸轮机构可以设计合适的轮廓曲线以实现给定的运动特性优良的从动盘运动规律。另外，这种结构还可以施加一定的预载，消除凸轮与从动滚子之间的间隙，从而减小冲击与噪声。2、这种机构的输入轴与输出轴互相平行，与常用的槽轮机构一样，其体积大小也差不多。因此，在分度数、中心距等条件相同时，可以很方便的用平行凸轮分度机构代替槽轮机构。这种现有的自动机械的改造意义很大。基本上不改变原有机器的结构就可以用运动特性好的平行分度凸轮代替槽轮机构，达到提高速度、减少震动、降低噪声的目的。3、与空间凸轮简谐运动机构相比，该机构的凸轮都是平面凸轮机构，加工方便，容易推广。4、结构紧凑、刚性好、承载力大。5、可预紧、消除间歇、运转平稳、无冲击。6.、运动特性好、可方便的实现各种运动规律、工作可靠性高。7、易实现模块化、系列化。8、高速、高精度。9、使用寿命长、磨损小。10、选择范围广。3.2 平行共轭盘形分度凸轮机构的主要运动参数和几何尺寸3.2.1 平行凸轮主要运动参数：1、凸轮转2、凸轮角速度 式（3.1）3、定位分割等份I I为转盘每转一周停歇的次数（转盘转动一周需要停歇八次才能完成设计所需的分度数）I=84、头数 H H指从动转盘在完成一个分度（回转）的过程中，凸轮所需要推动的滚子数，相当于蜗杆的头数 5、转盘滚子数Z 式（3.2）6、凸轮分度期转角 根据停歇期试件尽量大的特点，满足工作特点K后，选择7、凸轮停歇期转角单头H=1时 =360°-多头H>=2时 =360°- 式（3.3） =360°-=180°8、凸轮角位移 以凸轮分度期开始处作为=0°9、分度期时间 式（3.4）10、停歇期时间 式（3.5）11、转盘分度期转位角 式（3.6）12、转盘分度期运动规律 常用的有正弦加速度、改进正弦加速度、改进梯形加速度、改进等速运动规律。本凸轮的运动规律选用改进正弦加速度的运动规律。13、转盘分度期角位移 S为所选运动规律的无因次位移。 式（3.7） 14、转盘分度期角速度 ，V为所选运动规律的无因次速度 式（3.8）15、转盘与凸轮在分度期最大角速比 式（3.9）为所选运动规律的无因次速度最大值16、动停比k，运动系数 式（3.10） 式（3.11）3.2.2平行共轭盘形分度凸轮机构的主要几何尺寸计算3.2.2.1几何尺寸计算1、转盘节圆半径 1）、在图3-4中压力角选用，一般取=45°60° 在此取=60°及，由图3-4得=0.64图3-4 检验最大压力角用的曲线2）、安土伦轮廓线的形成条件，由图3-5验算的最大值。由及，按图3-5得最大允许为0.71，由此可知选用的=0.64合格图3-5 能形成凸轮理论廓线的最大和最小3） 、由图3-6检验凸轮理论廓线不发生曲线本身自交现象的最大值。由I=6及，按图3-6得最大允许值为0.68，故知现选用的=0.64合格。图3-6 凸轮理论廓线不产生自交现象的最大和最小2、凸轮的基圆半径是凸轮轴心到其理论廓线间的最短向径 式（3.12）3、转盘的基准起始位置角 式（3.13）4、凸轮的基准起始向径 式（3.14）=49.08mm5、凸轮的基准起始位置角 式（3.15） 6、滚子中心角 式（3.16）7、滚子半径 式（3.17） 取8、滚子宽度