[发明专利]多头弧面分度凸轮机构参数化设计方法

说明书

本发明公开了多头弧面分度凸轮机构参数化设计方法，属于凸轮设计技术领域。步骤1、根据分度要求设计分度机构的运动循环图；步骤2、根据不同负载要求选择合理的弧面凸轮运动规律；步骤3、多头弧面凸轮与分度盘滚子啮合时序设计。步骤4、多头弧面凸轮工作廓面方程设计；步骤5、多头弧面凸轮理论轮廓程序编制；步骤6、多头弧面凸轮建模；本发明解决了分度盘不同滚子与多头弧面凸轮啮合的时序问题，提高了分度期和停歇期的分度精度，加强了分度运动的准确和可靠性。大幅提高多头弧面分度凸轮的设计效率和正确性，为多头弧面分度凸轮机构三维模型提供了一套有效的设计方法。

技术领域

本发明属于凸轮设计技术领域，特别是涉及一种多头弧面分度凸轮机构参数化设计方法。

背景技术

弧面分度凸轮传动机构的结构简单，刚性好，轴向空间小，承载能力强，在动力学性能、承载能力、分度精度等方面均有不可比拟的优越性。多头弧面分度凸轮机构要满足时序、速度和精度要求，在一个工作周期中存在多个分度期和停歇期，分度盘要实现正反两个方向的分度运动，而且要求动作准确、可靠。与现有普通单头弧面分度凸轮相比较，多头弧面分度凸轮机构的设计还存在不足。

发明内容

本发明解决了分度盘不同滚子与多头弧面凸轮啮合的时序问题，提供了一种多头弧面分度凸轮机构的参数化设计方法，提高了分度期和停歇期的分度精度，加强了分度运动的准确和可靠性。大幅提高多头弧面分度凸轮的设计效率和正确性，为多头弧面分度凸轮机构三维模型提供了一套有效的设计方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：多头弧面分度凸轮机构参数化设计方法，该方法包括如下流程：

步骤1、根据分度要求设计分度机构的运动循环图；

横坐标为多头弧面凸轮的转角，纵坐标为分度盘的旋转角度；

步骤2、根据不同负载要求选择合理的弧面凸轮运动规律；

通过比较各种运动规律的位移、速度、加速度及跳跃度的情况，改进正弦加速度运动规律曲线的综合性能较好，尤其适合在负载情况不明的情况下使用。

弧面分度凸轮分度期开始过程位移、速度、加速度和跃度为：

弧面分度凸轮分度期中间过程位移、速度、加速度和跃度为：

弧面分度凸轮分度期结束过程位移、速度、加速度和跃度为：

式中:T—无量纲时间；S—无量纲位移；V—无量纲速度；A—无量纲加速度；J—无量纲跃度。

步骤3、多头弧面凸轮与分度盘滚子啮合时序设计。

多头弧面凸轮与分度盘的配合，分度盘滚子个数为n，设定滚子1-n的起始位置角分别为相邻滚子之间的角度δ＝2π/n。

多头弧面凸轮展开，工作开始时，弧面凸轮的转角为零，滚子1与n与凸脊A啮合，对应运动循环图的起点。

第一停歇期，凸轮旋转角度为φ₁，凸脊A与滚子1、n参与工作，此时从动盘不运动。

第一分度期，凸轮继续旋转φ₂，凸脊A/B，滚子n、1、2参与工作，滚子1、2旋入凸脊B,滚子n旋出凸脊A，此时从动盘转动θ₁。

第二停歇期，凸轮旋转角度为φ₃，凸脊B与滚子1、2参与工作，此时从动盘不运动。