凸轮分割器选型计算

1、凸凸 轮轮 分分 割割 器器（工作原理、选型计算）（工作原理、选型计算）一、凸轮分割器介绍一、凸轮分割器介绍 高速精密凸轮间歇分割器已被广泛应用于现代工业的自动化部分，它已成为当今世界上精密驱动的主流装置。产品涉及包装、印刷、制药、化工、烟草、电子电器、玻璃陶瓷、汽车制造等自动化生产线及各种通用机械设备，他们作为自动化机器的核心传动装置，发挥着至关重要的作用。1.凸轮分割器应用凸轮分割器应用2.凸轮分割器结构图凸轮分割器结构图 凸轮分割器，也习惯称间歇分割器。凸轮分割器是实现间歇运动的机构，具有分度精度高、运转平稳、传递扭矩大、定位时自锁、结构紧凑、体积小、噪音低、高速性能好、寿命长等显著特点

2、，是替代槽轮机构、棘轮机构、不完全齿轮机构、气动控制机构等传统机构的理想产品。二、凸轮分割器分类二、凸轮分割器分类 凸轮分割器种类繁多，根据所使用的凸轮的种类不同可分为弧面凸轮分割器、平面凸轮分割器、圆柱凸轮分割器等。1.弧面凸轮分割器弧面凸轮分割器 弧面凸轮分割器是输入轴上的弧面共轭凸轮与输出轴上的分度轮无间隙垂直啮合的传动装置。弧面凸轮轮廓面的曲线段驱使分度轮转位，直线段使分度轮静止，并定位自锁。 通过该机构将连续的输入运动转化为间歇式的输出运动。 动作准确：无论在分割区，还是静止区，都有准确的定位。完全不需要其它锁紧元件。可实现任意确定的动静比和分割数。 特点是精度高。速度快、扭矩大、体

3、积小等，因此它可以用在各种步进驱动的自动组合机，加工机械，金属加工器械，包装机，食品机械，医药器械和其他的工业使用。2.平面凸轮分割器平面凸轮分割器 平面凸轮分割器是输入轴上的平面共轭凸轮与输出轴上的分度轮无间隙平行啮合的传动装置。 平面凸轮轮廓面的曲线段驱使分度轮转位，直线段使分度轮静止，并定位自锁。通过该机构将连续的输入运动转化为间歇式的输出运动。3.圆柱凸轮分割器圆柱凸轮分割器 圆柱凸轮分割器曲线的运动特性好，传动是光滑连续的，振动小，噪声低，传动平稳。三、从动件的间歇运动形式三、从动件的间歇运动形式 弧面凸轮分割器、平行凸轮分割器和圆柱凸轮分割器，它们都是通过特定的凸轮带动分度盘（从动

4、轴）运动，从而将连续均匀的输入运动转变成有规律的间歇分度运动。凸轮的曲线部分驱动分度盘转位，直线（圆弧）部分使分度盘牢固自锁在准确位置。从动件可实现的间歇运动形式如下：1.等间进动等间进动 从动件回转一圈，转过的每一角度完全相等，这种方式最为多见。2.异间进动异间进动 从动件回转一圈，转过的角度有大有小。3.回摆回摆 凸轮始终向单一方向旋转，从动件有规律回摆。可分为停留和无停留回摆形式。4.无隙减速机无隙减速机 从动件永无停留。这实际上是一种高速无隙减速机，和伺服电机相连，可增大其输出扭矩。5.抓放机构抓放机构 除了能够摇摆之外，还可实现上下进动，这是一种极为紧凑的集成单元，精度极高，在国外被

5、称为P&P机械手。凸轮分割器型号 型号表示方式RU 80 DF 08 120 2 R S3 VW 1 X 80表示输入轴与输出轴的距离为80mmDF表示型号为凸缘型08表示分割等份为8120表示驱动角（回转角）为120 2表示曲线类型R表示向右旋转每转停一次（L，R2，L2）S3输入轴的方式VW本体安装螺丝孔面1表示安装方式（1，2，3，4，5，6）X表示特殊要求说明不需要计算或只需要简单计算涉及到的公式及实例 转动惯量2iirmJm 质点质量（Kg）r 旋转半径（m）旋转轴例：m=10Kg r=1m 则J=10Kgm2涉及到的公式及实例 圆盘转动惯量公式22mrJ 例：m=10Kg r=1m

6、 则J=5Kgm2旋转轴圆盘质量m（Kg）r 旋转半径（m）涉及到的公式及实例 转矩计算公式JTFrTT表示转矩，单位NmF表示力，单位Nr表示旋转半径，单位mJ转动惯量，单位Kgm2角加速度，单位rad/s2凸轮分割器选型实例 已知条件 分割器定位等份N=6 输入轴转速n=50rpm 回转时间与定位时间比k=1：2 凸轮曲线：变形正弦曲线Vm=1.76（曲线特性速度） Am=5.53 （曲线角加速度）Qm=0.99（入力扭矩系数） 转盘的质量m1=10Kg 工位的质量m2=0.5Kg 工件的质量m3=0.1Kg300200分割器圆盘m1工位m2型号格式：RU 80 DF 08 120 2 R

7、 S3 VW 1 X凸轮分割器选型实例 计算驱动角（回转角） 已知时间为1：2（回转时间：定位时间） 驱动角为300200分割器圆盘m1工位m200120211360型号格式：RU 80 DF 08 120 2 R S3 VW 1 X凸轮分割器选型实例 计算负载（Tt） 负载包括：惯性扭矩Ti+摩擦扭矩Tf+做功扭矩Tw 1：惯性扭矩的计算 圆盘的转动惯量I1（圆盘质量m1=10Kg） 工位的转动惯量I2（工位质量m2=0.5Kg） 工件的转动惯量I3（工件质量m3=0.1Kg）)(045. 0215. 0102222111mKgrmI300mm200mm分割器圆盘m1工位m2)( 3 . 0

8、1 . 05 . 06222222mKgrNmI)(06. 01 . 01 . 06222333mKgrNmI总转动惯量I=I1+I2+I3)(81. 006. 03 . 045. 02321mKgIIII凸轮分割器选型实例 计算负载（Tt） 负载包括：惯性扭矩Ti+摩擦扭矩Tf+做功扭矩Tw 1：惯性扭矩的计算 输出轴最大角加速度的计算 Am=5.53 （曲线角加速度） N:工位数 n：电机转速 ：分度角 惯性扭矩Ti)/(175.3660501203606253. 5603602222sradnNAm300mm200mm分割器圆盘m1工位m2总转动惯量I=I1+I2+I3)(81. 006

9、. 03 . 045. 02321mKgIIII)(3 .29175.3681. 0mNITI凸轮分割器选型实例 计算负载（Tt） 负载包括：惯性扭矩Ti+摩擦扭矩Tf+做功扭矩Tw 2：摩擦扭矩的计算u摩擦系数m正压质量R摩擦处的旋转半径 摩擦力矩可大可小，与实际设计有很大关系，特别是摩擦处的正压力未必等于上部自重 此例中摩擦扭矩为0RmTf300mm200mm分割器圆盘m1工位m2凸轮分割器选型实例 计算负载（Tt） 负载包括：惯性扭矩Ti+摩擦扭矩Tf+做功扭矩Tw 3：做功扭矩的计算 做功表示是否圆盘还带有别的负载 此例中没有带有负载所以为0 一般该项为0 经过计算最终负载Tt为300

10、mm200mm分割器圆盘m1工位m2)(3 .29003 .29mNTTTTwfIt凸轮分割器选型实例 实际负载与计算负载的关系 实际负载（选型负载Te）必须比计算负载大，一般要乘以一个大于1的安全系数。 取安全系数为fc=1.5300mm200mm分割器圆盘m1工位m2mKgfmKgfmNfTTcte48. 4)(8 . 9/95.43)(95.435 . 13 .29凸轮分割器选型实例 输入轴扭矩Tc 已知Qm=0.99 启动力矩Tca为0300mm200mm分割器圆盘m1工位m2)(76.21095.4399. 06120360360mNTTQNTcaemcmKgfmKgfTc22. 2)(8 . 9/76.21凸轮分割器选型实例 功率计算（P）602 nTTtTP300mm200mm分割器圆盘m1工位m2WnTP85.1136050276.21602假设效率为60%则功率为113.85/0.6=190W在正常运行