CN2639618Y - 间歇式机械传动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种间歇式机械传动机构，包括转盘或直线间歇运动机构和驱动转盘以精密分角度间歇转动或驱动直线间歇运动机构运动的驱动机构，驱动机构包括用于带动推动机构按固定轨迹运动的主动机构和推动机构，所述的转盘或直线间歇运动机构上有多个与推动机构传动接触的传动块，所述的转盘或直线间歇运动机构为单向运动机构，推动机构为推块，推块包括推动传动块的推动部和用于卡住传动块的限位部。由于转盘的圆周定位由推块的限位部限定传动块的位置来定位，这样其定位精度就由推块和传动块来限制，定位准确，推块的限位部与传动块之间无正向或反向间隙，可有效防止每步转动的角度不足或过大的问题。

Description

间歇式机械传动机构

技术领域：

本实用新型涉及一种间歇式机械传动机构，特别涉及一种往复运动输入，精密等分360°分角度转动输出机构。

背景技术：

目前，公知的原有的旋转间歇输出运动机构有槽轮，不完全齿，棘轮等。不完全齿的设计参数较复杂，零件的外形要特种机床加工，槽轮机构中的轴和盘的磨损将影响其精度。而且上两种均以圆周运动为运动输入，在运动中对输出运动的间歇时间无法调节。棘轮机构无法防止运动过位。

摆销步进运动机构，其运动的定位精度低，运动刚度低。无运动超越制动机构。

还有由步进电机为动力的步进机构，需变频器等电子设备，其控制方式较复杂，并且其步进过程中在重负荷时每步可能有失稳，每步步进不精密，要通过反馈控制。

发明内容：

本实用新型的目的就是为了解决以上问题，提出一种间歇式机械传动机构，其定位准确，有效的防止每步转动的角度不足或过大。

为实现上述目的，本实用新型提出一种间歇式机械传动机构，包括转盘或直线间歇运动机构和驱动转盘以精密分角度间歇转动或驱动直线间歇运动机构运动的驱动机构，在驱动机构包括用于带动推动机构按固定轨迹运动的主动机构和推动机构，转盘或直线间歇运动机构上有多个与推动机构传动接触的传动块，转盘或直线间歇运动机构为单向运动机构，推动机构为推块，推块包括推动传动块的推动部和用于卡住传动块的限位部。

由于采用了以上的方案，由于转盘的圆周定位由推块的限位部限定传动块的位置来定位，这样其定位精度就由推块和传动块来限制，定位准确，推块的限位部与传动块之间无正向或反向间隙，可有效的防止每步转动的角度不足或过大的问题。

附图说明：

图1是本实用新型间歇式机械传动机构第一种实施例的外观主视图；

图2是本实用新型间歇式机械传动机构第一种实施例的A-A剖视图；

图3是本实用新型间歇式机械传动机构第一种实施例的B-B剖视图；

图4是本实用新型间歇式机械传动机构第一种实施例的C局部放大图；

图5是本实用新型间歇式机械传动机构第一种实施例中驱动机构的正等轴测视立体图；

图6是本实用新型间歇式机械传动机构第二种实施例的外观主视图；

图7是本实用新型间歇式机械传动机构第二种实施例的D-D剖视图；

图8是本实用新型间歇式机械传动机构第二种实施例的E-E剖视图；

图9是本实用新型间歇式机械传动机构第二种实施例的F局部放大图；

图10是本实用新型间歇式机械传动机构第二种实施例的G-G局部剖视图；

图11是本实用新型间歇式机械传动机构第二种实施例驱动机构的正等测视立体图；

图12是本实用新型间歇式机械传动机构第二种实施例驱动机构的正等测视立体图；

图13是本实用新型间歇式机械传动机构第一种实施例推动转盘转动条件原理图；

图14是本实用新型间歇式机械传动机构第二种实施例凸齿和推块的展开示意图；

图15是本实用新型间歇式机械传动机构第二种实施例推动转盘转动条件原理图；

具体实施方式：

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例一：如图1至图5所示，一种间歇式机械传动机构，包括转盘1和驱动转盘1以精密分角度间歇转动的驱动机构，在转盘的转轴上装有防反转离合器，驱动机构包括主动机构和推动机构，转盘上有多个与推动机构传动接触的传动块2，转盘1为单向运动机构，推动机构为推块3，推块3包括推动传动块2的推动部和用于卡住传动块的限位部，限位部位于推动部端部；主动机构包括在滑道中进行滑动的滑块4，推块3固定于滑块4上。推动机构包括第一和第二推块，第一推块和第二推块位于同一滑块4上，为了确保它们相互配合推动传动块运动，两推块保持一定的相对位置关系，第一推块和第二推块应位于与需要传动的传动块2相接触的位置，且保证传动块有效转动。它们在滑块4上相距一定距离，如图4所示，当传动块2运动至其中一个推块的推动部的端部进入限位部后，滑块需要返回，此时另一推块必须保证，在滑块4返回过程中，传动块与推块的斜推面相接触。推块的外轮廓应小于两传动块之间的间隙。当传动块2从其中一个推块脱离移向另一推块时，并与其接触时，此时所有传动块2不会被两推块3卡死，使其不能有效转动；当推块3推动传动块转动时，所有传动块不会受推块干涉，而不能转动。为了加工方便，第一推块和第二推块相同，当推块3将销钉卡紧时，第一推块的内侧边缘与第二推块的内侧边缘距过转盘轴心且平行于两内侧边缘的轴线的距离相等。采用此对称布置，使其整体结构受力较为平衡，运动更加稳定。传动块2有多个，它们均匀分布于平行转盘轴线方向，而相应的推块3由滑块4带动沿垂直或平行于转盘轴线的方向运动。传动块2可根据需要选用销钉或滚轴，推块3的推动部包括与销钉或滚轴圆柱侧面相接触的斜推面5，限位部的两侧面与圆柱轴线相平行，且用于嵌入两销钉之间的间隙中。

实施例一的工作原理如下：

1如图4为假设为转盘初始位置，滑块由外动力推动向右运动，第一销钉19与推块的第一斜推面13接触，使转盘绕中心顺时针旋转。

2滑块继续向右运动，第一销钉19滑过第一斜推面13，此时第一销钉19与推块的限位部的第一侧面17接触，第二销钉20与限位部的第二侧面18接触，此时转盘被卡住停止转动，即转盘处于转动间歇时间。

3滑块回程向左运动，在第一销钉19脱离限位部的第一侧面17时，防反转超越离合将发生作用，防止转盘反转，直到第二销钉20与第二斜推面14接触。

4第二销钉20与第二斜推面14接触后，滑块继续左行，第二斜推面14将推动第二销钉20绕转盘中心转动，第二销钉20滑过第二斜推面14与限位部的第三侧面15接触，此时第三销钉21将与限位部的第四侧面16接触，此时滑块继续运动，而转盘将被卡住停止转动，转盘再次处于转动间歇时间。

5滑块向右运动，第二销钉20与限位部的第一侧面17脱离时，超越离合器发生作用，阻止转盘反转，如此重复第一步的动作，从而可以使转盘完成单向圆周间歇运动。

实施例二：如图6至图12所示，与实施例一不同之处在于，多个传动块2均匀分布于转盘1径向方向上，而相应的推块3由滑块4带动沿平行于转盘轴线的方向运动。传动块2为长方形凸齿，推块3为棱柱，它在垂直于转盘轴线的平面上的投影为斜梯形。推块3前部的斜推面5为推动部，它与凸齿端部9相接触，用于推动转盘1；推块的两侧面为限位部，用于嵌入两凸齿之间的等腰棱柱槽内，它们的两侧面紧贴两凸齿之间的侧壁。在此结构中，凸齿的侧边可倒角，使斜推面5与凸齿为面接触，增加耐磨损性能。

实施例二的工作原理简述如下：如图10，推块可以卡住第一、第二凸齿38、39，第一推块、第二推块的限位部第五、第六、第七和第八侧面34、35、36、37为定位面。滑块向右运动时，第四斜推面41与第一凸齿38的齿侧9先接触，推动转盘转动。然后面第二推块限位部的第七和第八侧面36、37定位转盘的圆周角度。滑块向左运动时，第三斜推面40与第二凸齿39的齿侧9先接触，推动转盘转动。然后第一推块限位部的第五和第六侧面34、35定位转盘的圆周角度。在此结构中，凸齿的齿侧可倒角，使第三斜推面40和第四斜推面41与齿开始接触时为面接触，增加耐磨损性能。

实施例三：与实施例一和实施例二不同之处在于，推块3为多对，每对推块3位于同一滑块上，它们均匀分布于转盘的圆周，且配合传动位于不同位置上的凸齿、销钉或滚轴。

实施例四：与实施例一和实施例二不同之处在于，推块3为多个，每个推块3固定于相应的一个滑块4上，每个推块3交替配合推动转盘圆周上的凸齿、销钉或滚轴。

实施例五：与上述实施例不同之处在于，间歇式机械传动机构，包括直线间歇运动机构和驱动直线间歇运动机构运动的驱动机构，直线间歇运动机构为单向运动机构，直线间歇运动机构上有多个与推动机构传动接触的传动块2，该传动块2均匀的分布于直线间歇运动机构上，直线间歇运动机构可以是传动链条或在基体上分布有销钉或滚轴的结构及其它结构。在直线间歇运动机构上安装有单向离合器使其运动方向为单向。推块3配合推动传动块2，使直线间歇运动机构沿直线运动方向运动。

对于实施例一，限位部结构还可以是位于推动部端部一侧的卡槽，传动销旋转到指定位置时即卡入此卡槽中。推块也可以是只有一个，而滑块则可以朝水平和垂直于水平两个方向运动。这样推块可以往复定位于两个不同的位置推动传动块2如：销钉以精密分角度间歇转动。

对于转盘也可包括分布其上的销钉和限位柱，限位部嵌入传动块和限位柱之间，进行精确定位。

对于实施例二，凸齿也可换为平行于轴线的销钉，由销钉传动，可以将转盘的齿变化为内齿结构，推块推动内齿盘转动。凸齿的形状也不限于长方体，也可采用其它结构。

本实用新型的优点如下：

由于转盘的圆周定位由滑块的两侧与销钉或齿接触，定位准确，无正向或反向间隙，有效的防止每步转动的角度不足或过大。

本实用新型的输出旋转运动的旋转定位精度是由零件的几何外形决定，而且零件的工作面为圆柱面(如销钉)，平面(如滑块)。较易保证其精度，不需专用机床加工。本实用新形的动力工作面和圆周定位面分离，动力面磨损不影响其定位精度。由往复运动为输入，输入运动由滑道定位，滑道的直线运动精度也较易于保证，也比较耐磨损。

由于转盘由斜面推动，当斜面与圆柱面的夹角较小，有增力作用。

动力面和定位面分开。斜推面5为动力面，在大的摩擦力的作用下磨损，而限位部的两侧面为定位面与销钉或齿面接触较充分，磨损较小。销钉可更换。

在端面销钉转盘结构中，销钉，及孔为圆柱面，滑块的各面为平面，加工较容易，精度也较容易保证。在圆周齿式结构中，各作用面均为平面，有较高的使用寿命。端面销钉结构中，滑块对销钉的作用力无轴向分力，运动较平稳。

滑块运动到一端后，可以直接地控制输入运动的返回运动时间，如气缸的换向时间，也可以用机械结构控制返回运动时间，如行程控制，从而控制输出的精密旋转运动的间歇时间。

可以有多种安装形式及可转换为需要的角度步进转动。可以有端面销钉式，径向圆周齿式结构，也可以用于链式传动，或直接驱动物料，也可通过齿轮传动转换为需要的角度步进转动。

可以在一个机构中对称布置，使其整体结构受力较为平衡。

可以将斜推面加工为有缓冲功能的曲面，使机构的冲击减小。此机构的材料一般采用优质碳素合金钢。销钉宜用高速钢制造，滑块的各面均应有较高的表面光洁度。盘齿及滑块均应淬火及渗氮或相当的热处理。

在图2中，输出轴和转盘为一体，销钉直径为Φ8.00，它们均布在转盘1上。第一推块和和二推块固定在滑块4上，在滑道内滑动。滚珠和套圈构成超越离合器。

在图4中，销钉共18个，均匀分布在半径为57.811mm的圆周上。此刻滑块正卡住销钉，转盘停止转动，滑块随外动力可以在此位停留。滑块宽12.00mm，两滑块的外沿距离为22.00mm，滑道对称面过转盘的轴心。

在图7中，输出轴22与转盘为一体，通过轴承安装在第一和第二外壳23、33上，推块固定在滑块4上，滑块4在滑道25中滑行。滚珠30和套圈32构成超越离合器。

在图8中，转盘1外径为104.00mm，齿底距圆心42.00mm，推块顶面距轴心42.572mm。

在图9中，转盘1齿宽为7.00mm，推块高18.00mm，推块的两面夹角为20°，推块与侧面的角为14.23°。滑块宽12.00mm，两滑块的外沿距离为20.00mm，滑道对称面过转盘的轴心。

在图10中，第三斜推面40和第四斜推面41，在外动力作用下往复运动推动齿盘转动。

在转盘端面销钉双斜面结构中，当圆销钉数变化后，齿宽，滑道宽度，销钉分布的圆径等都要根据其几何关系作调整。同样，转盘径向齿式双斜面结构中，当转盘齿数变化后，齿宽，滑道宽度，齿的斜面的夹角度数也要根据几何关系作调整。

当采用实施例一或二的结构时，为了有效的推动传动块运动，两推块的相对位置及尺寸要受到一定的限制，在其中一特定条件的计算公式如下：

如图13为第一实施例中，推块、转盘和销钉的投影局部图，如图13所示，两推块尺寸完全相同，且第一推块的内侧边与第二推块的外侧边距对称轴的距离m相等，O₁₀为转盘中心，r₁为销钉半径，d₁为销钉直径，a₁为推块的宽度，n₁为分角度数(销钉孔数)，H₁为两个推块的外边的轮廓的宽度，R₁为销钉在转盘的分布半径，ω₁₀为推块在图示的位置时销钉O₁₁中心与转盘中心的连线与对称轴的夹角。ω₂₀为推块在图示的位置时销钉O₁₂中心与转盘中心的连线与对称轴的夹角。K₁为推块ABCD的D点到斜面GH的距离。β₁为斜面的角度。

推块在如图的位置，

卡住销钉O₁₁和O₁₂，滑块向下运动，推块EFGH将推动销钉及转盘转动2*ω₁₀角度。滑块再向下运动，推块ABCD将推动销钉及转盘转动ω₂₀-ω₁₀角度。

如图13所示的端面销钉结构所存在的约束关系为：

2*ω₁₀＜360°/n₁                                      式(1)

ω20-ω₁₀＜360°/n₁                                   式(2)

ω₁₀+ω₂₀＝360°/n₁                                  式(3)

H_1min＝a₁+r₁*(1+cosβ₁)                             式(4)

H_1max＝2*a₁+r₁*(1-cosβ₁)                           式(5)

n₁＞＝3                                                式(6)

a₁+2*r₁＜2*R₁*sin(180°/n₁)                        式(7)

K₁＞2*R₁*CSCβ₁-2*(H-a₁)ctg(β₁)                  式(8)

梯形ABCD≌梯形FEHG                                       式(9)

∠FGH＝∠ADC                                             式(10)

上述式(1)-(10)为单向转动的条件。

在已知r₁，a₁，n₁，ω₁₀，满足单向转动的条件下，

    ω₂₀＝360°/n₁-ω₁₀                               式(11)

    R₁＝(a₁+2*r₁)/((sin(ω₁₀)+sin(360°/n₁-ω₁₀)).式(12)

    H₁＝a₁+R₁((sin(360°/n₁-ω₁₀)-sinω₁₀).       式(13)

上述式(11)-(13)满足使转盘进行步进转动并卡紧，进行精密分度圆周运动。

如图14所示，径向齿式结构的齿和推块的展开。d为齿宽，a为推块的宽度，n为分角度数，H为两个推块的外边的轮廓的宽度。c为两斜面的顶点的距离，e两为推块的内侧到对称中心线的距离。如图14所示，要能推动转盘转动的部分条件为：

   H＞a+d           式(14)

   H＜2*a           式(15)

   b＜c+(H-a-b)cosγ式(16)

   e＝a-H/2         式(17)

如图15所示，径向齿式结构的齿和推块的侧面投影。a为推块的宽度，b为齿宽，d为齿厚，n为分角度数，H为两个推块的外边的轮廓的宽度。h1为推块的斜面段的高度，h2(OS)为齿底半径，h3推块的顶部到转盘中心的距离。ω₁为齿KLMN与对称中心线的夹角，ω₂为齿GHIJ与对称中心线的夹角，

ABCDEF和A’B’C’D’E’F’为两个推块的外形投影，GHIJ和KLMN为齿盘上的两个齿。在如图的位置是推块ABCDEF推块卡住齿GHIJ和齿KLMN。齿KLMN在推块A’B’C’D’E’F’的推动下，齿GHIJ和齿KLMN将转动到G’H’T’J’和K’L’M’N’，转盘将转动ω₂-ω₁角度。在回程时，转盘回到如图位置，转盘转动2*ω₁角度。

如图15所示，要能推动转盘转动的条件为：

     n＞2                                  式(18)

     OS＝OQ＝OS’＝OQ’.                   式(19)

     2*ω₁＜360°/n.                      式(20)

       ω₁+ω₂＝360°/n                  式(21)

       ω₁＜180/n                         式(22)

h3＞d/2(secω₁+secω₂)/(tgω₂-tgω₁)  式(23)

H＝2[(h1+h3)tgω₂-d/2*sec ω₂]           式(24)

a＝(h1+h3)(tgω₂+tgω₁)-d/2*(secω₂+secω₁)

                                            式(25)

推块ABCDEF和推块A’B’C’D’E’F’关于直线O₁O₂对称。

如图15所示，在满足单向转动的条件式(14)-(23)时，径向齿式结构的步进转动和卡紧的条件为：

       OP＝a/2*cscω₁+((2a-H)/4-1/2*h*sin(ω₁))ctgω₁式(26)

在满足式(24)和式(25)时，圆盘可单向精密转动。

在已知n，d，ω₁，h1，h2，h3时，步进间歇精密分角度单向转动的条件有：

      2a＞H＞a+d                             式(27)

      ω₁＜180/n                            式(28)

      ω₂＜180/n-ω₁                       式(29)

H＝2[(h1+h3)tgω₂-d/2*secω₂]                     式(30)

a＝(h1+h3)(tgω₂+tgω₁)-d/2*(secω₂+secω₁)    式(31)

    h2＜h3.                                         式(32)

f＞h3-d*(cscω₂-ctgω₂-/2-h2                     式(33)

f＜(h1+h3)*cscω₂-h2-d*ctgω₂                    式(34)

依据上述公式实施例一中可选取的尺寸数据如下：

项数ω₁₀    r₁   a₁  n₁     R₁      H₁

 1    30     1.5    8    3      7.333    11.667

 2    30     1.5    8    4      8.053    10.947

 3    30     1.5    8    5      9.409    9.591

 4    3.6    4      8    25     63.956   15.968

依据上述公式实施例二可选取的尺寸数据如下：

项数ω₁   d    n    h1   h2    h3      a         H

1    15    2    6    5    20    21    30.517    49.172

2    15    3    6    5    20    21    29.292    47.757

3    20    3    6    5    20    21    27.725    39.717

4    20    3    5    8    21    21    43.641    69.364

Claims (9)

1.一种间歇式机械传动机构，包括转盘(1)或直线间歇运动机构和驱动转盘(1)以精密分角度间歇转动或驱动直线间歇运动机构运动的驱动机构，所述的驱动机构包括用于带动推动机构按固定轨迹运动的主动机构和推动机构，所述的转盘或直线间歇运动机构上有多个与推动机构传动接触的传动块(2)，其特征是：所述的转盘(1)或直线间歇运动机构为单向运动机构，所述的推动机构为推块(3)，所述的推块(3)包括推动传动块(2)的推动部和用于卡住传动块的限位部。

2.如权利要求1所述的间歇式机械传动机构，其特征是：所述的主动机构包括在滑道中进行滑动的滑块(4)，推块(3)固定于滑块(4)上。

3.如权利要求2所述的间歇式机械传动机构，其特征是：所述的推动机构包括第一和第二推块，所述的第一推块和第二推块位于同一滑块(4)上，滑块(4)在往返运动中，第一推块和第二推块应位于与需要传动的传动块(2)相接触的位置，且保证传动块有效转动。

4.如权利要求3所述的间歇式机械传动机构，其特征是：所述的第一推块和第二推块相同。

5.如权利要求1或2所述的间歇式机械传动机构，其特征是：所述的推动机构包括多个推块(3)，每个推块(3)固定于相应的滑块(4)上，每个推块(3)分别配合推动转盘圆周上的传动块(2)。

6.如权利要求4所述的间歇式机械传动机构，其特征是：所述传动块(2)有多个，它们均匀分布于平行转盘轴线方向或转盘(1)径向方向，而相应的推块(3)由滑块(4)带动沿垂直或平行于转盘轴线的方向运动。

7.如权利要求6所述的间歇式机械传动机构，其特征是：所述的传动块(2)为销钉或滚轴，所述的推块(3)的推动部包括与销钉或滚轴圆柱侧面相接触的斜推面(5)，所述的限位部的两侧面与圆柱轴线相平行，且用于嵌入两销钉之间的间隙中。

8.如权利要求6所述的间歇式机械传动机构，其特征是：传动块均匀分布于转盘(1)径向方向，而推块(3)由滑块(4)带动沿平行于转盘轴线的方向运动；所述的传动块(2)为凸齿，所述的推块(3)的推动部包括与凸齿齿侧(9)相接触的斜推面(5)，所述的限位部用于嵌入两凸齿之间向外扩的棱柱槽内，它们的两侧面紧贴两凸齿之间的侧壁。

9.如权利要求7或8所述的间歇式机械传动机构，其特征是：所述的推块(3)为多对，每对推块(3)位于同一滑块上，它们均匀分布于转盘的圆周，且传动位于不同位置上的凸齿、销钉或滚轴。

Images