平行分度凸轮机构结构设计及强度校核.doc题目:平行分度凸轮机构结构设计及强度校核完成期限:学****中心:专业名称:机械制造与自动化学生姓名:学生学号:指导教师:平行分度凸轮机构结构设计及强度校核一、绪论随着自动机械向高速化、精密化及轻量化的发展,对间歇机构提出越来越高的要求。棘轮、槽轮、不完全凸轮机构等间歇机构由于分度定位精度低,运动不够稳定,以及高速吋存在冲击等不足,一般适用于低速、轻载的场合。凸轮型间歇传动机构结构简单、能自动定位、动静比可任意选择,具有高速度、高分度精度、冲击噪音小的特点,因此已成为间歇和步进机构的主要发展方向,广泛应用于各种多工位自动机械、直线步进运动机械中,成为这些动化机械中的关键部件。目前实际应用中的分度凸轮机构主要有三种类型:平行分度凸轮机构、弧面分度凸轮机构及圆柱分度凸轮机构,如图1所示。a)讯而分叱C轮b)删柱分喪凸轮c)平行分度凸轮图1凸轮机构1、分度凸轮机构发展和分类在现有凸轮分度机构中,圆柱凸轮分度机构出现的最早,该机构是有普通的圆柱凸轮机构发展而来,在二十世纪上半页,圆柱分度凸轮机构已得到广泛应用。其凸轮体呈圆柱体状,凸轮轴线与分度盘轴线垂肓相错,均布于分度盘周向的诸滚子轴线与分度盘轴线平行。由于机构的限制,仅适用于分度数较多的低速传动场合。弧面分度凸轮机构又叫滚子齿形凸轮分度机构、圆弧面凸轮步进机构、蜗杆式凸轮机构、蜗形凸轮机构、球面凸轮机构。其凸轮体呈弧面蜗杆状,凸轮轴线与分度盘轴线呈垂直交错,滚子沿分度盘的径向呈辐射状均布安装。该机构类似弧面蜗杆传动,凸轮相当蜗杆,分度盘相当蜗轮,滚子数相当蜗轮齿数。在蜗杆传动中,蜗轮等速转动,而在弧面分度凸轮机构中,分度盘是间歇的非等速转动。现在我国已经可以设计制造各种规格和使用要求的弧面分度凸轮机构,并开始进行标准系列化牛产。弧面分度凸轮机构属于空间凸轮,输入轴与输出轴呈空间垂直交错,它可以通过预载来消除啮合间隙,适用于高速、高精度、重载的场合,是冃前性能最好的一种分度凸轮机构。弧面分度凸轮机构从50年代开始投产以来,经过不断改进,已成为凸轮分度机构的主流产品。圆柱分度凸轮和弧面分度凸轮统称空间分度凸轮。空间分度凸轮廓而形状复杂,设计加工数据的计算量大,编程也比较麻烦,而且其制造成本高。因而出现了一种新型间歇转位机构——平行分度凸轮机构。平行分度凸轮机构是的凸轮为平板型,凸轮是由两片或者多片盘形平而凸轮组成,分度盘上的滚子相应的分成两层或多层;传动时滚子分别依次与相应的盘形凸轮啮合。凸轮轴线、分度盘、滚子轴线相互平行,是一种平而型共辘凸轮分度机构。工作中始终至少有两个滚子分别与两个凸轮接触,其中一个凸轮为驱动凸轮,另一个起几何封闭作用。该机构是现有三种分度凸轮机构中出现得最晩的一种,由于其在替代传统的间歇机构和对机构改造方面的巨大作用,自八十年代以来,平行分度凸轮发展很迅速,冃前在发达国家如美国和日本都有标准系列化的产品,其研究仍在继续深入,其技术水平代表世界先进水平。我国自七十年代来跟踪和消化国外的技术,在理论分析和设计水平已接近国际先进水平,现存的问题是凸轮的制造水平和产品的加工质量等综合能力有待进一步提高。平行分度凸轮机构由从动盘和分度凸轮组成冃前,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。影响平行分度凸轮机构型式的因素有: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动配制。机构的型式确定后,选择合适的运动规律,可确定分度凸轮轮廓的设计方法。平行分度凸轮机构又名共辘盘形分度凸轮机构,是共辘凸轮机构用于分度转位的一种机构形式。它是一种几何封闭的间歇运动机构,每个凸轮轮廓曲线都是由几段函数曲线组合而成的。因此,它比一般的平而凸轮机构的设计要复杂得多。冃前,在国外平行分度凸轮机构已广泛应用于包装、轻化、纺织、食品等自动机械中。与其它种类的间歇转位机构相比,平行分度凸轮机构具有定位精度高,分度范围大,动静比选择范围宽可实现长时间停歇,结构简单易于加工制造,能使分度转位机构获得较为理想的运动和动力特性等特点。2、国内外研究现状我国对凸轮机构的应用和研究已有多年的历史,冃前仍在继续扩展和深入。1983年全国第三届机构学学术讨论会上关于凸轮机构的论文只有8篇,涉及设计、运动规律、分析、廓线的综合等四个研究方向。到了1990年第七届会议,凸轮机构方而的论文22篇,又增