CN2127755Y - 蜗杆凸轮间歇分度机构 - Google Patents

Abstract

一种蜗杆凸轮间歇分度机构，由箱体(1)立体垂 直交叉支撑着分别穿有蜗杆凸轮(10)和分度盘(5)的 输入轴(11)和输出轴(2)；蜗杆凸轮(10)上螺旋状齿 廓曲线与分度盘(5)上等分的由支撑轴(7)支撑的滚 针轴承(6)相啮合，蜗杆凸轮(10)曲线廓面两端有螺 旋升角为零的过渡直廓面，当蜗杆凸轮(10)旋转，即 带动分度盘(5)上的滚针轴承(6)逐个转动并使之分 度盘(5)有一段定位角度，从而实现间歇分度输出。

Description

本实用新型属于机械式间歇传动机构，确地说是一种蜗杆凸轮间歇分度机构。

目前各种机械上采用的间歇机构为机械式的棘轮机构、马氏机构，不整齿轮机构，而电、气、液压方面则采用液压马达和步进电机控制，在这些传动机构中，机械机构传动冲击性大平稳性差、噪音大，只能用于传动扭距小、转速低的分度装置中，对间歇分度精度及保持性都不能保证，电动和液压及气动间歇传动机构需要涉及马达和管线路的联接，对于间歇分度机构的配套性及所使用机械的制造和维修都很困难，而且同步协调性差，特别是气动、液压都存在着噪音高、精度和平稳性差、等缺点。

本实用新型的目的就是要设计一种传动平稳、能同步间歇地传递不同扭距、而且适合于高速实现间歇分度，具有输出精度高、噪音小，结构紧凑，使用安装方便的蜗杆凸轮间歇传动装置。

本实用新型是这样实现的，由六面各自相互垂直的方柱状长方体箱体（1），其上有六面都可安装的定位面及螺孔，其上设有油标（16）及油塞（19）、（18），其呈长方状的两对侧面上各自支承着内部呈立体交叉垂直的输出轴（2）和输入轴（11），输出轴为阶台状，两端依次用法兰状的支撑套（4）、锁紧螺母（3）、密封油封和园锥滚子轴承分别支撑 输出轴两端对称形式（箱体轴出轴对称）或采用另一端用锥滚子轴承加轴承压片和压盖（8）；用调整螺栓（9）调整输出轴偏移并用预紧螺母锁定；穿套在输出轴（2）上的分度盘（5）靠依在轴中部的凸台上并用园柱销和内六角螺栓定位锁紧，分度盘外园环周面上钻有与输出轴垂直且等分均布的孔，孔内装有支撑轴（7）及穿在支承轴（7）上的滚针轴承（6），支承轴（7）用锁紧螺栓锁紧在分度盘（5）上；输入轴（11）由两端的支撑刻度盘（14），内套有偏心套（15）及内部的园锥滚子轴承支撑，并通过和油封和锁紧螺母轴向锁紧和密封；输入轴（11）中部穿有用平键周向固定的蜗杆凸轮（10），两端用园螺母（12）和止退垫圈（13）固定，输入轴（11）及支承部分可以是两端对称伸出，也可以是单向伸出，两侧支承可以用偏心套（15）微量调整与输出轴（2）的距离；蜗杆凸轮（10）与分度盘（5）上等分固定的支撑轴（7）相穿联的滚针轴承（6）配合，采用蜗杆蜗轮的原理，使旋转的蜗杆凸轮（10）带动分度盘（5）上各滚针轴承（6）依次沿蜗杆凸轮（10）上的曲线廓面转过，并能在曲线两端的平滑定位廓面上靠两支相间的轴承实现蜗杆凸轮（10）转动下的输出轴（分度盘）的定位；两支相邻的实现转动，蜗杆凸轮曲线齿廓为左旋或右旋。

该机构的蜗杆凸轮（10）的齿廓面是由两端螺旋升角为零的两段齿廓与中间段跟分度盘上的滚针轴承（6）配合并所给予输出轴变正弦角加速度，变梯形角加速度或变等角速度运动规律的一段螺旋曲线齿廓相连接的一条蜗杆凸轮齿廓组成，蜗杆凸轮与相应的分度盘上分度数n个轴承配合以实现输入轴（11）即（蜗杆凸轮）每旋转一周实现输出轴（分度盘）旋转360°／n的角度，并靠蜗杆凸轮上的螺旋升角为零的齿部部分实现蜗杆凸轮（10）旋转下的输出轴定位。

蜗杆凸输（10）的齿廓可以由三段螺旋升角为零的齿廓相间连接两段螺旋齿廓组成一条连续的齿廓，当与相应分度盘上的几个滚针轴承（6）配合时，以实现输入轴（即蜗杆凸轮）旋转半周，输出轴（分度盘）转过360°／2n角度，并保持间歇分度。

蜗杆凸轮（10）的齿廓又可为两条不连续的重叠曲线，其两条曲线部分为平行的双头螺旋状，其中前段曲线始端与定位齿廓相连，后段曲线终端与定位齿廓相连。曲线齿廓部分为相同运动规律的完整螺旋曲线，并且两脱曲线在园周面上平行相间360°／n，当与n分度的分度盘（5）配合时，使两段曲线能按照同一个运动规律连续将分度盘（5）上的两个滚针轴承（6）平稳地转过，从而实现输入轴（蜗杆凸轮）转动一周；输出轴（2）即分度盘转过2×360°／n的度角。

分度盘上的分度数（即滚针轴承数）n为偶数。并等分分度盘（5）。本实用新型所采用的分度数n为6、8、12。利用这三种分度盘可以与三种凸轮组合出分度输出等分园周3、4、6、8、12、16、24七种等分的分度机构。

该机构决定输出轴运动与静止的参数为蜗杆凸轮的曲线齿廓的园周角度 数值的大小与使输出动作的周期T的比值，即固定周期下取决于位移曲线的升程S值的大小。

本实用新型蜗杆凸轮（10）其齿廓空槽宽度尺寸由相配的滚针轴承（7）直径相等的刀具包络形成。

本实用新型偏心套（15）和支撑刻度盘（14）是两侧对称安装并同时调整。

本实用新型的优点在于克服了目前使用中的马氏机构和棘轮机构的冲击性，使分度间歇传递刚性冲击减小，传递平稳，能适应传递扭距大、高速分度间歇，而且噪音小、体积小、六面均有安装定位面，输出分度精度能达20角秒，是包装、冲压机械，组合机床，加工中心及应用分度或间歇传动机械的理想机构。

现结合附图说明本实用新型的实施例：

图1为蜗杆凸轮机构的主剖视图；图2为侧剖视图；图3为8分度输出的蜗杆凸轮与分度盘的啮合图；图4为12分度输出的蜗杆凸轮与分度盘的啮合图；图5为6分度输出的蜗杆凸轮与分度盘的啮合图；

表1为蜗杆凸轮齿部曲线与分度滚针轴承组合表格；

表2为蜗杆凸轮曲线齿廓所选用的变正弦加速度及变梯形加速度及变等速的角位移、角速度、角加速度、和冲击动的图表。

其中图中：表1箱体、2输出轴、3预紧螺母、4支承套、5分度盘、6滚针轴承、7支撑轴、8压盖、9调整螺栓、10蜗杆凸轮、11输入轴、12园螺母、13止退垫圈14、支撑刻度盘、15偏心套、16、油标、17盖板、18、油塞、19油塞。

附图1附图2是本实用新型的6分度输出的装配图，图中，外壳是呈立方体状的箱体（1）。该箱体（1）既可支承内部其他另件，又可利用其任一表面进行定位，并通过每一个表面周边上已加工好的螺纹孔进行连接紧固；输出轴（2）靠其伸出端上与箱体配合紧固的输出支承套（4）和两端的园锥滚子轴承支承在箱体（1）上，拆下输出支承套（4）便于已与输出轴（2）装配好的分度盘（5）的拆装，锁紧螺母（3）和旋在压盖（8）上的开槽平端紧定螺钉（9）对输出轴（2）进行轴向调整和紧固，在输出轴伸出端有油封密封；分度盘（5）由内孔与输出轴（2）相配合，轴向靠轴肩定位，周向用园锥销定位，并用内角园柱头螺钉与轴肩紧固，在分度盘周面上均匀分布着6、8或12个滚针轴承（6），滚针轴承（6）的安装是通过其支承轴（7）与分度盘（5）周面上分布精度很高的内孔（分度精度为±15″）进行配合，并用分度盘端面上与之对应的螺钉顶往住，滚针轴承（6）的结构形式见附图3；主动件蜗杆凸轮（10）与输入轴（11）通过平键连接形成静配合，并借助两个园螺母（12）和2个止退垫围（13）进行轴向紧固，输入轴（11）靠两端分别对应相同的输入支承套（14），偏心套（15）和园锥滚子轴承支承在箱体上，其安装轴向与输出轴相垂直，拆下输入支承套（14）便于蜗杆凸轮（10）与输入轴（11）的一起拆装，在其外端面划有周向均布的刻度线；偏心套（15）用于微量调节输入轴（11）与输出轴（2）间的中心距，这样既能保证装配时消除蜗杆凸轮（10）与滚针轴承（6）的啮合间隙，并施加一定予紧力，以吸收工作时引起的振动，又可以通过调节偏心套（15）补偿长时间使用后二者之间的磨损；在偏心套（15）外端面亦标有高点刻度线，调节两偏心套（15），使每个偏心套（15）上的高点刻度线与输入支承套（14）端面上的刻度线保持相同的相对位置，使两支承处偏心一致，在输入支承套（14）和偏心套（15）上有O型密封圈，在输入轴（11）的伸出端有油封起密封作用，箱内润滑采用按一定比例混合的机械油与狸基润滑脂，加油量的多少通过油标（16）观察；（18）为放油塞（19）为加油塞，不过油标（16）和油塞（18）、（19）的位置还要取决于该间歇传动箱的安装方式，该附图（1）是安装面为输出轴（2）的对应面，若采用其余表面做安装面，油标（16）油塞（18）（19）的位置也应改变，在其它另件全部装配完毕后用盖板（17）加密封胶将整个箱体密封。

结合附图1附图2详细说明该机构的工作原理，输入轴（11）以某一选定的转速带动蜗杆凸轮（10）连续运转，蜗杆凸轮（10）其形状类似于普通蜗杆，所不同是其工作曲不是呈连续的螺旋线，而是由分度曲面和定位环面两部分组成，前者推动滚针轴承（6）使分度盘转位，后者使分度盘停歇，这样输出轴（2）就作间歇性的分度转动。

该实用新型的优点首先在于：克服了目前普遍使用的间歇传动机构中存在的刚定冲击这一缺点。传动平稳，能适应传递大扭距和高速传动的要求，间歇分度精度高且稳定，一般能保持在±20″范围之内，蜗杆凸轮（10）中曲面部分是由刀具和工件的相对运动而成，使输出分度可以实现速度连续、加速度连续，且无刚放冲击的运动规律，其中最理想的有变正弦加速度规律，变梯形加速度规律和变等速加速度规律。

表1是蜗杆凸轮齿部曲线与分度滚针轴承组合表格

表2为蜗杆凸轮曲线所选用的变正弦角加速度，变梯形角加速度，及变等角速的角位移，角速度、角加速度，冲击跃动的图表。

Claims (8)

1、一种蜗杆凸轮间歇分度机构由方柱状长方体箱体(1)，及其呈长方状的两对侧面上各自支承着的立体交叉垂直的输出轴(2)输入轴(11)及其两端的支撑密封件、油封、预紧螺母、园锥滚子轴承、油标(16)油塞(18、19)、支承套(4)、压盖(8)、调套螺栓(9)、盖板(17)园螺母(12)、止退垫圈(13)及螺栓和定位销组成；其特征在于输出轴为台阶状，穿套在输出轴(2)上的分度盘(5)靠依在轴中部的凸台上并用园柱销和内六角螺栓定位锁紧，分度盘外园环周面上钻有与输出轴(2)垂直且等分均布的孔，孔内装有支撑轴(7)及穿套在支承轴(7)上的滚针轴承(6)，支撑轴用锁紧螺钉锁紧在分度度盘(5)上；输入轴(11)由两端的支撑刻度盘(14)内套有偏心套(15)及内部的园锥滚子轴承、油封及锁紧螺母支撑并密封，其上穿有用平键周向固定的蜗杆凸轮(10)两端用园螺母(12)和止退垫圈(13)固定，输入轴(11)及两端支撑部分可以是两端伸出对称，也可以是单向伸出，两侧支承用偏心套(15)微量调整与输出轴(2)的距离；使滚针轴承(6)与蜗杆凸轮(10)曲线廓面实现预压接触，从而达到无间隙啮合传动；蜗杆凸轮(10)是与分度盘(5)上的等分园周固定的支撑轴(7)相穿联的滚针轴承(6)相配合；利用蜗杆凸轮(蜗杆)与分度盘上的滚针轴承(蜗轮)的配合，使旋转的蜗杆(10)带动分度盘(5)上的各滚针轴承(6)依次沿蜗杆凸轮(10)上的曲线齿廓面转过，并能在曲线两端的平滑定位廓面上靠两支相间的滚针轴承实现蜗杆凸轮转动下的输出轴(分度盘)定位，相邻两支实现滚针轴承与转动，蜗杆凸轮曲线齿廓为左旋或右旋两种。

2、按照权利要求1所述的蜗杆凸轮间歇分度机构，其特征在于蜗杆凸轮（10）的齿廓面是由两端螺旋升角为零的两段齿廓与中间段的跟分度盘上滚针轴承（6）配合并能给输出轴变正弦角加速度，变梯形角加速度及变等角速度运动规律的一段螺旋曲线齿廓相连接的一条蜗杆凸轮齿廓组成，蜗杆凸轮与相应的分度盘上的n个轴承配合以实现输入轴（11）即蜗杆凸轮每旋转一周，实现输出轴旋转360°／n的角度，并靠蜗杆凸轮上的螺旋升角为零的齿廓部分实现蜗杆凸轮（10）旋转下的输出轴定位。

3、按照权利要求1或2所述的蜗杆凸轮间歇分度机构，其特征在于蜗杆凸轮（10）的齿廓可由三段螺旋升角为零的齿廓相间的两段螺旋齿廓组成一条连续的齿廓，当与相应的分度盘上的n个滚针轴承配合时，以实现输入轴（蜗杆凸轮）旋转半周，输出轴（分度盘）转过360°／2n角度，并保持间歇分度。

4、按照权利要求1所述的蜗杆凸轮间歇分度机构，其特征在于蜗杆凸轮（10）的齿廓又可为两条不连续重叠曲线，其两条曲线部分为平行的螺旋状，其中前段曲线始端与定位齿廓相连，后段曲线终端与定位齿廓相连，平行曲线廓为相同运动规律的完整螺旋曲线并且两条曲线在园周面上平行相间360°／n，kn分度的分度盘（5）上的滚针轴承配合，实现输入轴（11）转动一周，输出轴（2）转过2×360°／n的角度。

5、按权利要求1所述的蜗杆凸轮间歇分度机构，其特征在于分度盘上的分度数（即滚针轴承数），n为偶数，并等分分度盘（5）、本实用新型新采用的分度数n为6、8、12、并可利用这三种分度盘与三种蜗杆凸轮组合成分度输出等分园周3、4、6、8、12、16、24七种等分的分度机构。

6、按照权利要求1所述的蜗杆凸轮间歇分度机构，其特征在于输出轴运动与停止的参数为蜗杆凸轮的曲线齿廓所对应的园周角度数值的大小与周期T的比值；即固定周期下取决于位移曲线的升程S值的大小。

7、按照权利要求1或2、3、4所述的蜗杆凸轮间歇分度机构，其特征在于蜗杆凸轮（10）其齿廓空槽宽度尺寸由相配的滚针轴承（6）直径相等的刀具包络形成。

8、按照权利要求1所述的蜗杆凸轮间歇分度机构，其特征在于偏心套（15）和刻度盘（14）是两侧对称安装并同时调整。

Images