非圓齒輪精密型分割器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機械傳動裝置，特別是涉及一種非圓齒輪精密型分割器。
【背景技術(shù)】
[0002] 分割器又稱為間歇機構(gòu)或者步進機構(gòu)，也稱分度裝置，它將連續(xù)的輸入運動轉(zhuǎn)換 為間歇的輸出運動，用W實現(xiàn)轉(zhuǎn)位、進給、分度、定位等功能。由于具有簡單易行、承載力強、 運動準(zhǔn)確、剛度大、響應(yīng)快等優(yōu)點，即使在數(shù)控技術(shù)高度發(fā)展的今天，間歇機構(gòu)在輕紡、機 電、國防、礦山、冶金等行業(yè)中仍然得到廣泛的應(yīng)用。
[0003] 電子式分割裝置是用步進電機或者伺服電機直接驅(qū)動滾子使其間歇運動，但其缺 點很多，如控制復(fù)雜、高速時運動性能不佳、無法自鎖、電機容易過熱而損壞等。
[0004] 機械式的分割裝置主要是利用間歇機構(gòu)來實現(xiàn)，它在機構(gòu)家族中肩負著特殊的使 命，常見的間歇機構(gòu)包括棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)、凸輪式間歇機構(gòu)W及各種 組合和變異機構(gòu)等，還有用伺服或者步進電機直接驅(qū)動的形式。槽輪機構(gòu)分度裝置和不完 全齒輪機構(gòu)分度裝置具有設(shè)計簡單、加工容易的特點，但動力性能不好，精度低，無法用于 高速重載的場合；凸輪式分度裝置具有良好的動力學(xué)性能，目前廣泛應(yīng)用廣泛，但加工困 難，易磨損，成本高，且無法實現(xiàn)大分度數(shù)；更為重要的凸輪分度機構(gòu)形式的分度裝置，如果 要做成精密型的(分度精度為10s W下)，必須保證極好的曲面加工精度，該對多軸數(shù)控機床 的要求很高，造成其價格成本極高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種非圓齒輪精密型分割器，將分度運動與定位運動獨立的 設(shè)計，通過孔、銷配合來保證定位精度，不依賴于復(fù)雜曲面的加工精度，在現(xiàn)有工藝水平下 即能保證很高的定位精度，并且具有良好的動力學(xué)特性和較大的分度數(shù)，承載能力高，結(jié)構(gòu) 緊湊，易于安裝。
[0006] 本發(fā)明實現(xiàn)上述目的技術(shù)方案為；包括分度機構(gòu)和定位機構(gòu)， 分度機構(gòu)采用外曬合非圓齒輪差動輪系，行星架運動作為主輸入運動，由于太陽齒圈 固定，行星齒輪自轉(zhuǎn)并且公轉(zhuǎn)，通過一對非圓齒輪齒圈將其復(fù)合運動輸出。按照一定的傳動 比函數(shù)設(shè)計非圓齒輪的節(jié)曲線，即可得到所需的間歇運動輸出。
[0007] 定位機構(gòu)是在行星架上固聯(lián)直線滾子端面凸輪，行星架運轉(zhuǎn)時，端面凸輪旋轉(zhuǎn)，從 而驅(qū)動定位銷往復(fù)直線運動，定位銷插入定位盤的銷孔中，實現(xiàn)在分度盤停歇過程中的精 確定位。
[0008] 具體結(jié)構(gòu)是；包括一個箱體，箱體上有底板，中間隔板，桌臺板，導(dǎo)柱，W及固定在 底板上的太陽非圓齒輪。其特征在于：箱體上通過軸承支撐有行星架，行星架作為裝置的動 力輸入；行星架通過軸承聯(lián)接行星齒輪軸，行星齒輪軸的一端為行星非圓齒輪，其與固定在 箱體上的太陽非圓齒輪曬合，另一端為行星圓柱齒輪，與輸出軸上的輸出非圓齒輪曬合。 此外，行星架的內(nèi)側(cè)端為一個端面凸輪，與滾子接觸傳力，滾子通過銷子固定在定位銷上， 定位銷與固定在箱體中間隔板上的滑槽w相互滑動的形式配合，并在彈黃的作用下，使?jié)L 子與行星架的內(nèi)側(cè)端面凸輪相接觸。箱體上還通過軸承支撐有輸出法蘭軸，其一端通過定 位銷與輸出圓柱齒輪固結(jié)，另一端通過螺栓與轉(zhuǎn)盤固結(jié)，定位法蘭軸的周向上有均布的與 分度數(shù)相同數(shù)量的定位孔，定位銷可W在行星架的內(nèi)側(cè)端面凸輪推動下進入定位孔中，起 到定位和鎖定的作用。
[0009] 按上述技術(shù)方案，所述的非圓齒輪精密型分割器，其特征在于；行星架（10)類似 于軸的形式，其外端與聯(lián)軸器相聯(lián)，作為裝置的動力輸入。
[0010] 按上述技術(shù)方案，所述的非圓齒輪精密型分割器，其特征在于；行星架（10)周向 為一蝸輪齒面，與蝸桿（17)曬合，作為裝置的動力輸入。
[0011] 運行過程如下：動力從輸入行星架輸入，由于太陽非圓齒輪固定不動，從而行星齒 輪軸及其上的行星圓柱齒輪和行星非圓齒輪自轉(zhuǎn)加公轉(zhuǎn)，從而輸出非圓齒輪得到上述兩級 傳動(行星圓柱齒輪-輸出圓柱齒輪，行星非圓齒輪-太陽非圓齒輪)的合成運動，即分度所 需要的間歇運動，并通過定位法蘭軸使轉(zhuǎn)盤也實現(xiàn)上述運動。另一方面，行星架旋轉(zhuǎn)，其內(nèi) 側(cè)端面凸輪也會隨即旋轉(zhuǎn)，當(dāng)定位法蘭軸由于上述分度運動的作用處于停歇狀態(tài)時(此時， 理論上定位法蘭軸是固定不動的，但是由于加工誤差、齒輪間隙，會有輕微的振動)，凸輪處 于升程狀態(tài)，驅(qū)動滾子轉(zhuǎn)動，同時定位銷在滑槽中向上滑動，從而進入定位法蘭軸的定位孔 中，此時定位法蘭軸連同轉(zhuǎn)盤被固死住不再有振動(或者說非常小)，并保持一段時間，再由 于彈黃和凸輪的作為，定位銷退出定位孔。當(dāng)其完全退出時，行星架剛好完成一圈的運動， 進入下一個分度周期。
[001引非圓齒輪的設(shè)計 非圓齒輪的節(jié)曲線設(shè)計按照推導(dǎo)出來的傳動比函數(shù)，其中非圓齒輪的傳動比函數(shù)按照 W下方法計算(對于不同的分度數(shù)要求，W及分度停歇角度的不同，該函數(shù)的會有相應(yīng)的差 異）：
【主權(quán)項】
1. 一種非圓齒輪精密型分割器，其特征在于：包括一個箱體，箱體上有底板（9)，中間 隔板（13)，桌臺板（11)，導(dǎo)柱（15)，以及固定在底板（9)上的太陽非圓齒輪（16);箱體上通 過軸承支撐有行星架（10)，行星架（10)作為裝置的動力輸入；行星架（10)通過軸承聯(lián)接行 星齒輪軸（7)，行星齒輪軸（7)的一端為行星非圓齒輪（8)，其與固定在箱體上的太陽非圓 齒輪（16)嚙合，另一端為行星圓柱齒輪（3)，與輸出軸上的輸出非圓齒輪（14)嚙合；此外， 行星架（10)的內(nèi)側(cè)端為一個端面凸輪，與滾子（6)接觸傳力，滾子（6)通過銷子固定在定位 銷（4)上，定位銷（4)與固定在箱體中間隔板（13)上的滑槽（2)以相互滑動的形式配合，并 在彈簧的作用下，使?jié)L子（6)與行星架（10)的內(nèi)側(cè)端面凸輪相接觸；箱體上還通過軸承支 撐有輸出法蘭軸（12)，其一端通過定位銷與輸出圓柱齒輪（14)固結(jié)，另一端通過螺栓與轉(zhuǎn) 盤（1)固結(jié)，定位法蘭軸（12)的周向上有均布的與分度數(shù)相同數(shù)量的定位孔，定位銷（4)可 以在行星架（10)的內(nèi)側(cè)端面凸輪推動下進入定位孔中，起到定位和鎖定的作用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非圓齒輪精密型分割器，其特征在于：行星架（10)類似于軸 的形式，其外端與聯(lián)軸器相聯(lián)，作為裝置的動力輸入。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非圓齒輪精密型分割器，其特征在于：行星架（10)周向為一 蝸輪齒面，與蝸桿（17)嚙合，作為裝置的動力輸入。
【專利摘要】非圓齒輪精密型分割器包括一個箱體，箱體上有底板，中間隔板，桌臺板，導(dǎo)柱，以及固定在底板上的太陽非圓齒輪。箱體上通過軸承支撐有行星架，行星架作為裝置的動力輸入；行星架通過軸承聯(lián)接行星齒輪軸，行星齒輪軸的一端為行星非圓齒輪，其與固定在箱體上的太陽非圓齒輪嚙合，另一端為行星圓柱齒輪，與輸出軸上的輸出非圓齒輪嚙合。由于采用了外嚙合非圓齒輪-圓柱齒輪差動輪系組合機構(gòu)，分度運動由行星輪和行星架運動合成，具有良好的動力學(xué)特性和較大的分度數(shù)；使用端面凸輪插銷定位的方式，靠孔軸的配合來保證精度，定位精度高，成本低，定位動作流暢穩(wěn)定，不受非圓齒輪齒面加工精度的影響。輸入軸與輸出法蘭在空間上同軸布置，也可以通過配加傳動，實現(xiàn)空間平行軸及交錯軸等傳動形式，其形式靈活，應(yīng)用范圍大。
【IPC分類】F16H55-17, F16H37-08
【公開號】CN104565263
【申請?zhí)枴緾N201310474446
【發(fā)明人】劉有源, 鄭方焱, 孫科, 楊公波, 李傳, 陳萍, 張斯陽, 劉紅俊, 沈威
【申請人】武漢理工大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月12日