CN100335819C - 对称内啮合平行分度凸轮装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种对称内啮合平行分度凸轮装置，属于间歇分度和步进输送设备领域。该装置包括传动齿轮系、平面分度凸轮轴、分度回转体和机座，其结构特征为：两结构组成完全相同的平面分度凸轮轴位于分度回转体销齿中心圆内，传动齿轮系驱动平面分度凸轮轴同步转动，分度回转体绕机座的固定轴旋转，多片平面分度凸轮的结构尺寸和工作轮廓具有互换性。该装置具有同时啮合的销齿数多、承载能力大、分度数大、定位精度高、制造成本低、输入、输出同轴、结构紧凑等优点。作为一种间歇分度和步进输送机构的新一代产品，该发明装置具有广阔的市场前景和经济效益。

Description

对称内啮合平行分度凸轮装置

技术领域：

本发明属于间歇分度和步进输送设备领域，具体涉及一种对称内啮合平行分度凸轮装置。

背景技术：

在各种自动加工机床、自动装配和输送等生产机械中，均需要间歇分度或步进输送设备。通常生产工艺要求这种设备分度或步进运动时间短，定位精度高，承载能力大，以提高生产率和生产产品的质量。同时，在许多应用场合，还需要有输入、输出轴线平行的结构特征。为了满足这种特殊的工艺要求，分度凸轮装置是最好的选择。现有的平行分度凸轮装置中，通常有一组平面分度凸轮和分度盘的销齿啮合，分度凸轮安装在分度盘销齿中心圆的外侧，类似于齿轮传动的外啮合传动。然而这种布置缺点较多，分度数较大时，与凸轮接触的两个相邻销齿相距较近，使它们与凸轮啮合的压力角增大，尤其在分度盘的休止期，导致承载能力和定位精度下降。无论在分度盘的休止期，还是在分度期，只有一组凸轮与分度盘的销齿啮合，承载能力小。分度盘较大时，因不能利用分度盘内的空间，其结构不紧凑，占用空间大。

另一种公知的行星分度凸轮机构(中国专利02124122.8)是一种平行分度凸轮机构。它包括输入轴、输出轴及凸轮-针轮副，凸轮为行星轮，凸轮上设置有根据分度数而定的异形齿。由于凸轮既要公转又要自转，因而分布于凸轮周边上的异形齿各不相同，这样的凸轮加工成本是很高的。

发明内容：

为了克服现有的平行分度凸轮装置分度数较大时，承载能力小，定位精度低，结构不紧凑的不足，又避免凸轮采用复杂的异形齿，本发明提供一种对称内啮合平行分度凸轮装置。该装置不仅输入、输出同轴布置，结构紧凑，体积小，凸轮制造成本低，而且承载能力和定位精度高，不会随分度数增大而降低。

本发明对称内啮合平行分度凸轮装置，包括传动齿轮系、平面分度凸轮轴、分度回转体和机座，其特征在于：平行分度凸轮轴位于分度回转体销齿中心圆内，减小了休止期分度凸轮与分度回转体销齿啮合的压力角，从而避免了休止期承载能力和定位精度的下降。两结构组成完全相同的凸轮同时与分度回转体的销齿啮合，且对称布置在分度回转体回转轴线的两侧，既增加了参与啮合的销齿数，提高了分度期和休止期的承载能力，又充分利用了分度回转体内的空间，减小了整体结构尺寸。所有平面分度凸轮的结构尺寸和工作轮廓都是相同的，具有互换性，因而可大大减小凸轮的制造成本。一个主动齿轮和两个从动齿轮组成传动齿轮系，从动齿轮对称布置在主动齿轮的两侧，使主动齿轮的轴线同轴于分度回转体的回转轴线。分度回转体可绕机座的固定轴线转动，其上的销齿均匀分布在以回转轴线为中心的圆周上。当主动齿轮外啮合驱动两个从动齿轮，使两组平面分度凸轮同步转动时，分度凸轮与分度回转体的销齿啮合，使分度回转体按给定的运动规律分度转动或静止定位。

附图说明：

图1对称内啮合平行分度凸轮装置的结构示意图。

图2对称内啮合平行分度凸轮装置的剖面图。

其中：1.心轴、2.端盖、3.轴用挡圈、4.轴承、5.轴、6.螺栓、7.轴用挡圈、8.固定盘、9.螺栓、10.回转盘、11.轴承、12.销齿圈、13.轴套、14.轴套、15.分度凸轮、16.滚针、17.密封圈、18.齿轮、19.法兰盘、20.螺栓、21.键、22.螺钉、23.压板、24.轴承、25.密封圈、26.齿轮轴、27.螺栓、28.键

具体实施方式

心轴1与固定盘8用螺栓27联接构成机座的右腔，以利于安装平面分度凸轮系；与法兰盘19用螺栓20联接构成机座的左腔，以利于安装传动齿轮轮系。

平面分度凸轮轴系由多片形状相同的平面分度凸轮15和传动轴5连接而成。传动轴5由两个角接触轴承11支承。凸轮与轴之间采用键28联接以传递扭矩。一侧凸轮的端面紧靠轴肩，另一侧的凸轮端面通过轴套13与轴端由轴用挡圈7定位的轴承内圈接触。凸轮之间有轴套14进行轴向定位，相邻两片之间的相位差为180°。轴承11的外圈位于机座的孔中，且只能单方向移动，这样与轴向固定的轴承内圈组合使传动轴5不能轴向窜动。传动轴5的一端与齿轮18连接，轴端由压板23和螺钉22使齿轮紧靠轴承的内圈。两组结构完全相同的平面分度凸轮轴对称布置在心轴轴线的两侧。

主动齿轮轴26与两个传动轴5上的齿轮18组成传动齿轮系。主动齿轮匀速转动时，它同时与两个从动齿轮啮合，使凸轮传动轴同步匀速转动。齿轮轴由两个相同的轴承24支承。由于两个从动齿轮对称布置在主动齿轮的两侧，使作用在主动齿轮上的径向分力能够相互平衡，大大减小了支承轴承24的载荷，有利于提高轴承的寿命。齿轮轴轴颈与法兰盘19之间安装密封圈25，以防润滑剂泄漏。

销齿圈12和回转盘10通过螺栓9联接构成分度回转体，它的一端由轴承4支承在心轴上，另一端通过滚针16与心轴接触。轴承4的内圈由轴用挡圈3轴向固定，其外圈由螺栓6联接的端盖2轴向固定。销齿圈12与心轴1之间装有密封圈17，以防润滑剂泄漏。

齿圈上的销为圆柱销，其轴线平行于分度回转体的轴线，均匀分布在一圆周上构成销齿，销齿数愈多，分度数愈大；销齿的等分圆心角等于分度回转体的分度角。两个相邻的销齿位于齿圈腹板的两侧，分别与对应的分度凸轮啮合。齿圈的腹板可以有多层。

上述的均布于圆周上的销齿数最好大于等于12且为偶数，以有利于结构对称。本实施例中，齿圈的腹板有一层，销齿数为12，分度角为30°，分度数也为12。

分度凸轮15属于平面凸轮，工作轮廓面易于加工，但不同于普通的平面凸轮，其工作轮廓是非封闭的，且对应的圆心角为180°，如图2所示。分度凸轮的工作轮廓由三段直纹曲面组成，即ab、bc和cd，其中ab、cd是按照给定运动规律由前、后两个销齿包络生成的共轭轮廓，bc是圆弧面。

回转分度期间，由于有多片分度凸轮同时与齿圈的销齿啮合，因而可以成倍地提高分度凸轮装置的承载能力。本实施例中，有两片分度凸轮同时与齿圈的销齿啮合。由于啮合的销齿分布对称于回转体的轴线，使凸轮对齿圈的径向作用力能够相互平衡，大大减小了齿圈支承轴承的载荷，有利于延长轴承的寿命。

休止期间，所有凸轮的圆弧段轮廓与齿圈的销齿啮合，啮合压力角较小，接触刚度大，因而负载时的定位精度高。

所有的分度凸轮都是单头的平面分度凸轮，本发明的分度数决定于销齿圈上分布的销齿数；由于平面分度凸轮位于销齿圈的内部，销齿数的增加有利于减小分度凸轮的径向尺寸，因而本发明的分度数是可以很大的。

分度凸轮是间歇分度装置的关键零件，由于平面分度凸轮结构简单，易于加工，且具有互换性，因而其制造成本较低。

本发明由于采用了传动齿轮系和内啮合的平面分度凸轮系的合理组合，保证了输入、输出同轴，不仅可提高凸轮分度装置的承载能力和定位精度，还可以充分利用分度回转体内的空间，减小该装置的结构尺寸，使其体积更小。

Claims (7)

1.一种对称内啮合平行分度凸轮装置，包括传动齿轮系、平面分度凸轮轴、分度回转体和机座，其特征在于：两结构组成完全相同的平面分度凸轮轴位于分度回转体销齿中心圆内，且对称布置在分度回转体回转轴线的两侧；传动齿轮系驱动平面分度凸轮轴同步转动且主动齿轮的轴线同轴于分度回转体的回转轴线。

2.根据权利要求1所述的对称内啮合平行分度凸轮装置，其特征在于其中传动齿轮系的一个主动齿轮外啮合驱动两个从动齿轮，该从动齿轮对称布置在主动齿轮的两侧。

3.根据权利要求1所述的对称内啮合平行分度凸轮装置，其特征在于其中的平面分度凸轮轴由多片形状相同的平面分度凸轮(15)通过键(28)与传动轴(5)联接而成，相邻两片凸轮之间的相位差为180°。

4.根据权利要求1所述的对称内啮合平行分度凸轮装置，其特征在于其中的分度回转体由销齿圈(12)和回转盘(10)通过螺栓(9)联接构成，它的一端由轴承(4)支承在心轴上，另一端通过滚针(16)与心轴接触。

5.根据权利要求1所述的对称内啮合平行分度凸轮装置，其特征在于其中的机座具有左、右两个空腔，心轴(1)与固定盘(8)用螺栓(27)联接构成机座的右腔；与法兰盘(19)用螺栓(20)联接构成机座的左腔。

6.根据权利要求3所述的对称内啮合平行分度凸轮装置，其特征在于其中平面分度凸轮的工作轮廓是非封闭的，对应的圆心角为180°；分度凸轮的工作轮廓由连续的三段直纹曲面组成。

7.根据权利要求4所述的对称内啮合平行分度凸轮装置，其特征在于其中销齿圈上的销为圆柱销，其轴线平行于分度回转体的轴线，均匀分布在一圆周上构成销齿，销齿数为偶数，销齿的等分圆心角等于分度回转体的分度角。

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