一种端面凸轮间歇运动装置的制作方法

本实用新型涉及一种间歇机构，特别是涉及一种由凸轮机构、齿轮齿条机构和平行四连杆机构串联组合而成的两工位间歇运动装置。

背景技术：

在各类机械中，常需要某些构件实现周期性的运动和停歇。能够将主动件的连续运动转换成从动件有规律的运动和停歇的机构称为间歇运动机构。

在各种自动机械和生产流水线中，常利用棘轮机构、槽轮机构和凸轮机构等间歇运动机构来实现工件在不同工作位置间的不断转换，从而极大减少人工操作，提升工作效率。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种端面凸轮间歇运动装置，以实现托盘在两工作位置间的往复运动。既能作为执行机构，输出间歇运动；也可以与其它机构组合，实现更加复杂的运动形式。

本实用新型解决其技术问题采用以下的技术方案：

本实用新型提供的端面凸轮间歇运动装置，包括机架和传动机构，是一种实现托盘在两个位置间的间歇运动的装置。该装置主要由凸轮机构、齿轮齿条机构和平行四连杆机构串联组合而成，所述凸轮机构采用圆锥滚子端面凸轮机构。

所述的凸轮机构，主要由端面凸轮、圆锥滚子从动件组成，其中端面凸轮的中心孔与传动机构的传动轴相连，该凸轮的凸头与圆锥滚子从动件接触相连，圆锥滚子从动件的轴与齿轮齿条机构的齿条末端圆孔相连。

所述的平行四连杆机构，其一端通过其连接杆装在支座上，其另一端通过其两根连杆经齿轮齿条机构的齿轮轴装在底座上，支座和底座均装在机架上。

所述的齿条，其上半部分为正常齿条，其下半部分没有齿形，该下半部分末端开有与凸轮机构的圆锥滚子从动件连接的圆孔。

所述的平行四连杆机构，由连接杆、支杆、托盘，以及结构完全相同的左连杆、右连杆组成；所述的支杆，其一端与连接杆的一端相连，其另一端与托盘相连为一体式结构；连接杆的另外一端与支座的支耳相连；左连杆和右连杆，其一端的键槽分别用平键与齿轮轴的两端相连，其另外一端的连接孔分别通过螺栓与对应的托盘两侧的支耳相连，并且用螺母固定。

所述的支杆，其长度和左连杆、右连杆、连接杆的长度相等，所述左连杆、右连杆、连接杆的长度是指它们两端两铰接孔轴线间的距离。

所述的支杆，其长度与支座和底座两铰接孔轴线在平行于底座侧面的平面内的投影相等。

本实用新型与以往技术相比，具有以下主要的有益效果：

1.采用圆锥滚子，改善了与凸轮的接触情况，也有利于调整配合间隙。

采用了新型的圆锥滚子端面凸轮机构，用圆锥滚子取代了传统的圆柱滚子。改善了与凸轮的接触情况。同时，通过调整圆锥滚子轴向位置，可以调整滚子与凸轮廓面间的间隙大小，这样在凸轮发生磨损后可以调整间隙，继续使用。

2.利用齿轮齿条机构进行运动转换，同时也起到放大连杆机构输出摆角的作用。

在圆锥端面凸轮机构和平行连杆机构间增加了齿轮齿条机构，除了有将直线运动转变为转动的作用外，还可以通过对齿轮齿条机构选取合适的传动比，弥补凸轮经常由于设计要求导致行程较小的缺点，使平行四连杆机构得到较大的输出摆动角。

3.通过合理布置平行四边形机构的位置，使托盘始终能保证水平。

4.利用凸轮在进休止角和远休止角期间从动件位置不变的特点，使托盘在两工作位置时能保持一定时间。凸轮的升程和回程则对应托盘在两工作位置间的运动过程。

5.承载能力强，易于调整，定位精度高，振动噪声小。在某设计实例中，经初步验证，在相同的工作条件下，比目前常用的连杆组合机构更加稳定，比圆柱凸轮组合机构成本上要低百分之三左右。

6.通过合理选择端面凸轮的运动规律，可以使得机构具有传动平稳，动力特性较好，冲击振动小，定位精度高等诸多优点。该机构可广泛应用于自动机械与生产流水线上。

附图说明

图1为端面凸轮间歇运动装置的轴测图；

图2为端面凸轮间歇运动装置的正视图；

图3为端面凸轮间歇运动装置的左视图；

图4为托盘的轴测图；

图5为连杆的轴测图；

图6为齿轮轴的轴测图。

图中：1.第一螺栓，2.连接杆，3.第二螺栓，4.支座，5.左连杆，6.齿轮轴，7.底座，8.支杆，9.托盘，10.第三螺栓，11.右连杆，12.齿轮，13.端面凸轮，14.齿条，15.圆锥滚子从动件，16.第一螺母，17.第二螺母，18.支耳，19.键槽，20.齿轮轴键槽。

具体实施方式

本实用新型提供的端面凸轮间歇运动机构，是一种具有锥形滚子的端面凸轮机构与齿轮齿条机构、平行四连杆机串联而成的间歇运动机构。该机构包含三个部分：凸轮机构、齿轮齿条机构与连杆机构。端面凸轮轮廓面具有特殊空间曲面形式，可以与圆锥滚子配合并驱动齿条产生往复直线运动。齿条带动齿轮转动，使连杆机构作往复间歇运动。从而最终使与连杆一体的托盘可以在两个工作位置间作往复间歇运动。通过合理选择端面凸轮的运动规律，可以使得机构具有传动平稳，动力特性较好，冲击振动小，定位精度高等诸多优点。该机构可广泛应用于自动机械与生产流水线上。

下面结合实施及附图对本实用新型作进一步说明，但不限定本实用新型。

本实用新型提供的端面凸轮间歇运动装置，其结构如图1-图3所示，主要由凸轮机构、齿轮齿条机构和平行四连杆机构串联组合而成，是一种两工位间歇运动装置。

所述的凸轮机构，装在传动轴上，用于将传动轴的匀速旋转转变为圆锥滚子从动件15的上下往复运动。该凸轮机构由端面凸轮13、圆锥滚子从动件15、齿条14组成，其中：端面凸轮13的中心孔与传动轴(本机构中未画出)相连，传动轴匀速转动，带动端面凸轮13旋转；该凸轮的凸头与圆锥滚子从动件15接触相连。圆锥滚子从动件15随端面凸轮13的转动做上下往复运动，从而带动齿条14上下往复运动。齿条14上半部分为正常齿条，下半部分没有齿形，末端开有圆孔，与圆锥滚子从动件15连接。为了叙述方便，突出重点，且鉴于市场上圆锥滚子从动件15已形成标准化、系列化，本实例并未对其内部结构和外部连接进行详细叙述。而是从整体上用一个零件15来对其功能进行描述。

所述的凸轮机构，其凸轮廓面由圆锥滚子包络而成，两者可以实现线接触。相对于平面凸轮机构，端面凸轮机构以承受轴向力为主，承受弯矩更小，结构强度更高；通过调整圆锥滚子的轴向位置，可以调整滚子与凸轮廓面间的间隙大小。圆锥滚子可以绕自身轴线旋转，减少了配合过程中的磨损。

所述的齿轮齿条机构，可以将凸轮机构的往复直线运动转变为往复摆动。并可以通过合理配置机构的传动比，放大齿轮的摆角。在凸轮机构行程受到设计、装配等方面限制而取较小值时，仍然可以获得较大的摆角。

所述的齿轮齿条机构，装在机架上，用于将齿条14的直线往复运动转化为齿轮轴6的间歇摆动，并进一步通过平键将运动传递到左连杆5与右连杆11上。该齿轮齿条机构由齿条14、齿轮轴6组成，如图6所示：齿条14和齿轮轴6上的齿轮12相互啮合。齿轮轴6为阶梯轴，中部为齿轮形式(齿轮12)；齿轮轴6的两端开有齿轮轴键槽20，用于通过平键将齿轮轴6的运动传递到左连杆5与右连杆11上。

所述的平行四连杆机构，用于将齿轮轴6的间歇摆动转变为托盘9在两工作位置的间歇摆动。该平行四连杆机构的一端通过其连接杆2装在支座4，该平行四连杆机构另外一端通过其两根连杆经齿轮齿条机构的齿轮轴6装在底座7上。

所述的平行四连杆机构，由左连杆5、右连杆11、托盘9、支杆8、连接杆2组成，其中：所述连接杆2，其一端通过第一螺栓1与支杆8的一端相连，该支杆8的另一端与托盘9相连为一体式结构(图1、图4)；该连接杆2的另外一端通过第二螺栓3与支座4的支耳相连，并且用第一螺母16固定。支座4通过螺栓与机架(图中未画出)相连。左连杆5和右连杆11结构完全相同，如图5所示，其一端均带有键槽19，分别用于与齿轮轴6的两端相连，并且用平键固定；其另外一端均设有连接孔，该连接孔分别通过第三螺栓10与对应的托盘9两侧的支耳18相连，并且用第二螺母17固定(图1、图4)。支杆8的长度和左连杆5、右连杆11、连接杆2的长度(主要是指两端两铰接孔轴线间的距离)相等，也与支座4和底座7两铰接孔轴线在平行于底座7侧面的平面内的投影相等。由此在几何上形成了一个平行四边形，从而构成平行四边形机构。从而使支杆8在摆动过程中始终能与水平线保持固定角度(因为两底座7的位置不变，与水平线的夹角也不变)。而支杆8与托盘9间的夹角设计与此角度相等，确保托盘9在摆动过程中始终保持水平。

在所述连杆与水平面的夹角小于90度时，由于连杆的自重和托盘上货物的重量使齿条始终受到向下的作用力，从而使圆锥滚子和端面凸轮能始终保持紧密接触，而不需要弹簧等辅助措施。

本实用新型提供的端面凸轮间歇运动机构，其工作过程是：

动力经轴系传到端面凸轮13上后，端面凸轮13旋转，并推动与之配合的圆锥滚子从动件15在垂直方向上做间歇式往复直线运动。齿条14随圆锥滚子从动件15上下运动，带动与之啮合的齿轮轴6往复摆动。齿轮轴6通过两端的齿轮轴键槽20上的平键带动左连杆5与右连杆11一同摆动。这样运动就顺利传递到了平行四连杆机构，从而使托盘9在两位置间做间歇式往复摆动。

以上以举例方式对本实用新型进行了说明，但本实用新型并不限于上述具体实例，凡基于本实用新型所做的任何改动或变形均属于本实用新型保护的范围。