[发明专利]同轴式凸轮连杆高速分度机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种分度机构，尤其涉及一种用于实现高速间歇运动的分度机构。

背景技术

目前常用的间歇机构类型有：凸轮分度机构、棘轮、槽轮以及不完全齿轮机构等。众所周知，棘轮、槽轮以及不完全齿轮机构由于分度精度低、冲击噪音大等缺点，只能应用在对运转速度及分度定位精度要求不高的场合。而凸轮型分度机构，由于具有高转速、高精度的特点，目前已广泛应用于各种印刷、纺织、医药食品包装、电子元器件组装及军工机械等自动机械中。

常用的分度凸轮机构有三种类型，包括弧面分度凸轮机构，圆柱分度凸轮机构和平行分度凸轮机构，如图1、图2和图3所示。其中，弧面凸轮分度机构由美国工程师C.N.Neklutin于20年代初研制发明(Roller Gear Drive，或Globoidal Indexing CamMechanism)，50年代由菲固索公司(Ferguson Machine Co.)首先进行了批量化生产；平行分度凸轮机构(Parallel Indexing Cam Mechanism)由美国商业凸轮制造公司(Commercial Cam &Machine Co.)研制，并且由该公司和菲固索公司联合制造，60年代初引入日本、德国等。此后平行分度凸轮在日本得到迅速的发展。目前该类产品在发达技术国家，已形成专业化、系列化生产；我国从70年代末开始引进该类产品，目前已在10余家企业形成中小批量生产。

上述三种分度机构各具特点，分别适用于不同的应用场合。如，平行分度凸轮机构易于实现小分度数传动，可实现分度数为1的间歇运动，这在印刷、包装机械领域的模切机中得到广泛应用，但该种结构形式难以实现大分度数传动；圆柱分度凸轮机构适合大分度数传动，如在各种电光源检测及灯具装配机械中，常采用20以上的分度数，但该种结构形式实现大分度数传动时，分度盘上布置的滚子数较多，系统惯量较大，故只能用于低速运转。在这三种类型中，弧面分度凸轮机构可实现的分度数范围适中，综合性能好，分度精度高，高速时可实现每分钟2000次分度。

目前随着自动机械向高速化、精密化方向展，对间歇机构的要求越来越高。对于某些应用场合要求间歇机构能够实现更大的分度次数和更高的转速要求。显然，现有分度凸轮机构已难以满足这种高速化、精密化的工况要求，需要研究开发可实现高速间歇运动的新型分度机构。

近年来针对高速分度机构的设计研究具有代表性的研究结果如下：

1990年，Gonzalez-Palacios和J.Angeles(参见Gonzalez-Palacios and Angeles.J，in：The Generation of Contact Surface of Indexing Cam Mechanisms-A UnifiedApproach，Proc ASME Design Automation Conference，Advances in Design Automation，Vol.2(1990)，p359。即：Gonzalez-Palacios and Angeles.J《一种分度凸轮机构接触表面生成的统一方法》美国机械工程师学会自动化设计分会，Vol.2(1990)，p.359中提出了一种输入与输出轴可构成任意角度的球面分度凸轮机构，该种形式概括了目前常用的三种分度凸轮机构，是这三种结构分度凸轮机构的一般形式，但凸轮加工难度较大，结构复杂，未得到实际应用。

1998年，Nishioka和Nishimura(参见M.Nishioka and Nishimura.Synthesis of theInternal Parallel Cam Mechanism.Proceedings of the Institution of MechanicalEngineers，Part C：Journal of Mechanical Engineering Science，1998 Vol.212577-585即西岡和西村(日)，内凸轮机构的综合.机械工程师协会文集，机械工程科学学报，C部：1998 Vol.212577-585)；提出了一个平行分度凸轮机构的通用参数化设计公式，据此给出了采用内凸轮内接式的平行分度凸轮机构，作为主动件的凸轮是内凸轮。该机构的特点是体积较小、分度角较大，但该机构设计时受到较严格的几何约束，参数设计自由度较小，其实际应用受到一定局限。