ECHANCALSCIENCEECHNOLOGYar1999提出了一种球面包络蜗杆分度凸轮、钢球、嵌装钢球的分度盘三体式结构的新型球面包络蜗杆分度凸轮机构;并介绍了其结构形式,推导了分度盘上球面齿廓方程,啮合方程,球面包络蜗杆分度凸轮廓面方程,最后指出了这种新型球面包络蜗杆分度凸轮机构优良的结构特性。关键词分度凸轮机构球面包络蜗杆啮合滚动传动TH112.弧面分度凸轮机构是一种性能优良的高速、高精度、大载荷、长寿命的间歇分度和步进机构,广泛用于各种自动机械、机械手和自动线上,成为间歇分度和步进输送机构的一个发展方向。但是,传统的弧面分度凸轮机构由于采用柱面(或锥面)滚子与圆柱(或圆锥)刀具按照对偶范成法加工的空间凸轮曲面的线接触传动,凸轮与滚子的瞬时接触线在理论上是一条空间曲线,其上各点的相对速度不同,使凸轮与滚子间产生相对滑动,造成不均匀磨损,从而影响其使用性能。为此,文献[]通过采用与滚子大小和轮廓曲面曲率不同的刀具,按非对偶范成法(修正中心距或修正分度加工凸轮轮廓曲面,或者通过滚子修形来使得机构能在原来滚子瞬时接触线上的可控点处完成共轭运动,进而实现点啮合传动,这种方法有效地减小了凸轮与滚子之间的相对滑动,但也相对增加了制造上的困难。文献[]则将蜗轮蜗杆传动理论与技术引入到弧面分度凸轮机构研究中,提出了包络蜗杆分度凸轮机构的新概念,建立了包络蜗杆凸轮副的运动几何模型,构造了平面、圆柱面和渐开线柱面包络蜗杆分度凸轮机构三种基本的结构形式。将凸轮看成蜗杆,分度盘及滚子看成是蜗轮,即分度盘采用均布有轮齿的齿轮状整体结构,用分度盘的轮齿去创成凸轮齿廓面。分度盘两两啮合的新型球面包络蜗杆分度凸轮机构。结构原理新型球面包络蜗杆分度凸轮机构采用凸轮、钢球和分度盘三体式结构。钢球与蜗杆分度凸轮廓面、钢球与分度盘上的钢球球座两两啮合,实现近似的滚动传动。球面包络蜗杆分度凸轮是指采用固定在分度盘上的球面轮廓刀具,与分度盘的联接可以采用剖分式钢球镶嵌结构、轴向孔式钢球固定结构、固定式钢球保持架结构或滚珠球窝式钢球安装结构等。剖分式钢球镶嵌结构是普通分度盘垂并在其圆周球齿对应位置挖出大半球形球然后将钢球嵌入,再用定位销和螺栓将两片分度盘联接固定紧即可球形凹坑可用球度盘轮齿与凸轮廓面材料采用软硬搭配的摩擦副形式,利于降低磨损,提高使用寿命,也改善了加工工艺性,并有头立铣刀及回转台式精密分度头在铣床上剖分式钢球镶嵌结构效地减小了分度凸轮机构装置的整体体积。但是在包络蜗杆分度凸轮机构中,由于空间为交错轴传动,两传动体在啮合点处的速度不共线,分度盘及轮齿与分度凸轮两体式结构仍不可避免产生不同程度的相对滑动。为了减小和克服凸轮与分度盘轮齿之间的相对滑动,改善机构性能,本文提出了凸轮、钢球、分度盘三体式结构,加工,进一步提高精度还可采用数控机床进行加工。轴向孔式钢球固定结构是将分度盘在圆周上开出轴向孔(大半个圆孔)然后将钢球沿分度盘轴向孔方向装入后,再在孔的两边用压板将钢球轴向定位固定钢球保持架结构是把分度盘视为滚珠轴承内环,将钢球保持架固定在分度盘圆周上,钢球在保持架上定位,收稿日期:19980506大连理工大学大连116024大连轻工业学院大连116034)王其超等:新型球面包络蜗杆分度凸轮机构的研究253分别为o1x1y1zo2x2y2z位矢量。若已知转角函数为简化公式而又不失一般性,令等速回转的除了上述凸轮角速度,轴向孔式钢球固定结构分度盘的接触方式,使钢球在分度盘上实现近似的滚动,所示的滚珠球窝式钢球安装结构。这种结用小滚珠的近似滚动来替代钢球与分度盘球窝之间的滑动,减小了摩擦,从而提高了效率。为防止小滚珠从球窝中滑出,外侧还装有挡环,以保证钢球不脱离分度盘。为了进一步改善结构性球面几何参数示意图如图所示,分度盘上球面齿廓面半径为分度盘中心o1的回转半径为则分度盘上球面齿廓面方程在o1x1y1z包络蜗杆分度凸轮廓面形状和分度盘上钢球安装球座的钢球与分度盘上钢球球座现点啮合,进而实现近似的滚动传动。acosΩcoacosΩsinΗj分度盘上球面齿廓方程如图o1x1y1zo2x2y2z方向相反,两坐标系均为右手直角坐标系,两坐标系的原点o1o2的距离为凸轮与分度盘的中心距分别为分度盘和式与凸轮的回转角速度矢量,并分别与轴同向。并有杆分度凸轮机构由于采用凸轮、钢球、分度盘三体式结构,传动中钢球沿各个方向都可以转动,钢球自动绕相对滑动最小的瞬时转动轴转动,因此相对滑动可以最小,近似地实现滚动。从而减小磨损,提高了传动效率。sinΩcosΗcosinΩcosΗsinΥ1根据共轭曲面的接触条件:在蜗杆钢球心轨迹法剖面上的瞬时接触线是一个与钢球直径相同的大圆,因而在凸轮廓面上不会发生一类界限干涉情况,钢球廓面上的二类界限曲线决定其有效共轭区域,(10)新型球面包络蜗杆分度凸轮机构兼顾了传动性和工艺是球面包络蜗杆分度凸轮廓面上对应的共轭接触性要求,结构简单,安装方便。钢球可以选用标准件,而且加