双十科技精密分度凸轮机构设计应考虑的问题

Date:2020/11/25 9:03:15 / Read: / Source:本站

双十科技精密分度凸轮机构设计应考虑的问题
    (1)精确的零件设计
    设计机构要有很高的精度和耐用寿命,因而各种零件要有一
定的精度以及良好的制造工艺和热处理工艺,尤其啮合表面需要
有很高的硬度,输入,翰出轴和法兰要有一定的刚度,高精度的
凸轮从动件也要给予某些操作保养,从而保持分度机构高精度和
长寿命。
    (2)凸轮的尺寸
    为了节省空间,降低重量,减少惯性作用,缩短从动件位移
行程,希望凸轮基回的尺寸越小越好,这样会减少磨损。
    1)凸轮体宽度It。合适的凸轮体宽度6能保证分度运动的
连续性。宽度太窄,会导致前一个滚子脱离与轮廓的啮合时,后
一个滚子还没进入与另一个轮廓的啮合状态;但太宽也没有必
要,不仅增加了加工最,并可能出现与其他滚子的位皿干涉,因
此b以保证适当的啮合重迭段为宜。
    2)凸轮体最大、最小外径。凸轮体外径太大将浪费材料,
增加惯it;过小使喻合的滚轮不能完全接触。因此其
    3)凸轮轴直径。凸轮轴的直径由应力和挠曲度等因素来确
定,也要有足够的尺寸来满足轴和键梢的尺寸需要。
    4)凸脊厚度。凸脊的厚度包括分度廓面和停顿廓面。对于
径向蜗形凸轮,凸脊截面的形状有两种(图3一29): A型结构,
当分度盘停歇时,与凸脊接触的两滚子相邻,这两滚子轴线与凸
轮轴线不垂直;B型结构,当分度盘停歇时,与凸脊接触的两滚
子不相邻,插人凸轮中部凹槽内的滚子轴线垂直于凸轮轴线。凸
脊有单头和多头之分,其螺旋线方向有左旋和右旋之分。
    凸脊的最小厚度应使凸脊有足够的强度和刚度。
    (3)精密的凸轮从动件
    凸轮驱动分度机构利用的是从动件和凸轮间一个很小的弹性
变形力,是投有预载荷的,在没有弹性变形力时往往会产生严重
的振动和反向冲击,或传动闪动,结果在分度运动和停留时会导
致凸轮和从动件过早磨损。采用预载设计时,因凸轮从动件与凸
轮是滚动硬接触,这种滚动接触会有小的振动,我们设法消除轴
承间隙维持零的反向冲击,消除传动闪动,延长从动件寿命,维
持翰出确定的控制运动。另外在输出、输人轴的支承端都选用精
密轴承,这样无论是在径向载荷还是在轴向载荷作用下,从动轮
和凸轮都能保持固定的精确位置,精确的旋转和分度精度以及机
构的长久寿命。轴承的寿命是指其精度寿命,当其精度下降到不
能完成机构精度要求时,则认为轴承失效。在机构设计中多采用
8000h的B1o寿命。Bio寿命是一个数值,它是在给定速度下,设
计完善水平的凸轮从动件功能的90%的标准寿命。所有CAMEO
分度机构的设计和估价,都是以从动件具有8000h为标准,但在
机构设计时,构件的主要组合部分往往超过10000h。为了计算
方便,CAMCO公司在他们所生产的分度机构能力的表格中,这
个131,能力表示为在翰入转速为50次分度//min时对B10寿命为
8000h从动件的极限载荷能力。如果输人转速不是50次分度/
min,则采用当资折算方法,将其折算到50次分度/min时进行
换算。
    (4)润滑与磨损
    无论是滚子齿轮式、直角式分度机构,还是平行分度式分度
机构,滚子和凸轮轮廓都是共扼曲面啮合,因此可以看成一个非
常特殊的环面蜗杆在传动:它的润滑问题十分重要。在低速时可
认为是与相对速度无关而与正压力有关的库仑摩擦,而在高速时
必须考虑库仑摩擦力和粘性摩擦。这粘性摩擦力与速度成正比,
产生结构阻尼力。因此不同机构和不同转速采用不同粘度的润滑
油,使啮合副在运动时形成油楔,起到动压轴承的作用。
    1)胶合现象。润滑严重不良时会产生胶合现象,这是指两
个接触表面间的吸引作用,引起材料从一个表面向另一个表面转
移,最后形成磨损碎片。
    预防方法:
    ①凸轮和滚子的材料要合理配合;
    ②啮合表面要洁净;
    ③润滑充分,润滑油牌号要选择合理;
    ④啮合表面要淬火,具有一定硬度,表面要精加工。
    z)粘性磨损。在哈合两物体中,一个物体表面材料在啮合
中被分离出去。这种分离不是从一个表面被枯结作用到另一个表
面,而是被拉出的,或是由于非常硬的表面和物体将另一个表面
的材料刨出去或压出等。
    预防方法:材料淬火达到一定硬度。
    3)成品腐蚀。由于腐蚀和摩擦的存在,引起成品腐蚀。
    预防方法:
    ①改普周围介质情况;
    ②改善润滑情况。
    4)表面疲劳。由循环应力所造成。它的特点在于凸轮表面
被载荷作用而剥落下来形成许多凹痕。在相对很长的寿命时间和
许多次旋转循环之后.凸轮表面逐渐产生许多微小的裂纹,裂纹
随循环次数的增加而不断增多和加深,当循环次数达到一定值时
剥落就突然发生,然而在它发生时实际被磨掉。结果形成的凹痕
相对来讲是很大的。
    预防方法:
    ①用改变设计和操作状态,降低接触应力,例如降低滑动速
度;
    ②增加表面硬度和采用表面抛光等精加工方法;
    ③润滑。
    接触载荷重复循环的结果,使凸轮和从动件在滚动接触的情
况下,因表面磨损菠劳断裂而受到损害。虽然各种形式的磨损有
可能同时发生,但在凸轮和从动件系统中表面疲劳是断裂的主要
原因。
    (5)材料与热处理
    凸轮和从动件的材质一般多选用合金结构钢,如40Cr钢、
20Cr钢渗碳、38CrMAi渗氮等,淬火硬度多在60~  70HRC或者
凸轮渗氮硬度850HV,表面粗糙度在赞一诊,6级精度,方可使
用。
    (6)凸轮精密分度机构的其他参数
    1翰人轴方式。有左单向输人、右单向输人,或两端输人。
    2)输出轴方式。轴出轴为轴式、法兰式和锥台式。
    3)轴人轴、输出轴类型。输人轴、输出轴轴端有圆柱型、
国锥型和空心型。
    4)精度等级。分高精级(G),精密级(J)和普通级(P)a
    5)中心距。我国规定中心距为40一  450mm,其公比甲=
1.25。与蜗杆中心距系列相一致。
    6)分度数规定。等分数:2, 3
20,24,
    7)分度角为90', 120', 150-
300',330'0
    标准规定90'-330'间距为30',
4, 5,6,8,10,12,16,
180',210',240',270'。

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