非圆齿轮精密型分割器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及机械传动装置，特别是涉及一种非圆齿轮精密型分割器。
【背景技术】
[0002] 分割器又称为间歇机构或者步进机构，也称分度装置，它将连续的输入运动转换 为间歇的输出运动，用W实现转位、进给、分度、定位等功能。由于具有简单易行、承载力强、 运动准确、刚度大、响应快等优点，即使在数控技术高度发展的今天，间歇机构在轻纺、机 电、国防、矿山、冶金等行业中仍然得到广泛的应用。
[0003] 电子式分割装置是用步进电机或者伺服电机直接驱动滚子使其间歇运动，但其缺 点很多，如控制复杂、高速时运动性能不佳、无法自锁、电机容易过热而损坏等。
[0004] 机械式的分割装置主要是利用间歇机构来实现，它在机构家族中肩负着特殊的使 命，常见的间歇机构包括棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇机构W及各种 组合和变异机构等，还有用伺服或者步进电机直接驱动的形式。槽轮机构分度装置和不完 全齿轮机构分度装置具有设计简单、加工容易的特点，但动力性能不好，精度低，无法用于 高速重载的场合；凸轮式分度装置具有良好的动力学性能，目前广泛应用广泛，但加工困 难，易磨损，成本高，且无法实现大分度数；更为重要的凸轮分度机构形式的分度装置，如果 要做成精密型的(分度精度为10s W下)，必须保证极好的曲面加工精度，该对多轴数控机床 的要求很高，造成其价格成本极高。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种非圆齿轮精密型分割器，将分度运动与定位运动独立的 设计，通过孔、销配合来保证定位精度，不依赖于复杂曲面的加工精度，在现有工艺水平下 即能保证很高的定位精度，并且具有良好的动力学特性和较大的分度数，承载能力高，结构 紧凑，易于安装。
[0006] 本发明实现上述目的技术方案为；包括分度机构和定位机构， 分度机构采用外晒合非圆齿轮差动轮系，行星架运动作为主输入运动，由于太阳齿圈 固定，行星齿轮自转并且公转，通过一对非圆齿轮齿圈将其复合运动输出。按照一定的传动 比函数设计非圆齿轮的节曲线，即可得到所需的间歇运动输出。
[0007] 定位机构是在行星架上固联直线滚子端面凸轮，行星架运转时，端面凸轮旋转，从 而驱动定位销往复直线运动，定位销插入定位盘的销孔中，实现在分度盘停歇过程中的精 确定位。
[0008] 具体结构是；包括一个箱体，箱体上有底板，中间隔板，桌台板，导柱，W及固定在 底板上的太阳非圆齿轮。其特征在于：箱体上通过轴承支撑有行星架，行星架作为装置的动 力输入；行星架通过轴承联接行星齿轮轴，行星齿轮轴的一端为行星非圆齿轮，其与固定在 箱体上的太阳非圆齿轮晒合，另一端为行星圆柱齿轮，与输出轴上的输出非圆齿轮晒合。 此外，行星架的内侧端为一个端面凸轮，与滚子接触传力，滚子通过销子固定在定位销上， 定位销与固定在箱体中间隔板上的滑槽w相互滑动的形式配合，并在弹黃的作用下，使滚 子与行星架的内侧端面凸轮相接触。箱体上还通过轴承支撑有输出法兰轴，其一端通过定 位销与输出圆柱齿轮固结，另一端通过螺栓与转盘固结，定位法兰轴的周向上有均布的与 分度数相同数量的定位孔，定位销可W在行星架的内侧端面凸轮推动下进入定位孔中，起 到定位和锁定的作用。
[0009] 按上述技术方案，所述的非圆齿轮精密型分割器，其特征在于；行星架（10)类似 于轴的形式，其外端与联轴器相联，作为装置的动力输入。
[0010] 按上述技术方案，所述的非圆齿轮精密型分割器，其特征在于；行星架（10)周向 为一蜗轮齿面，与蜗杆（17)晒合，作为装置的动力输入。
[0011] 运行过程如下：动力从输入行星架输入，由于太阳非圆齿轮固定不动，从而行星齿 轮轴及其上的行星圆柱齿轮和行星非圆齿轮自转加公转，从而输出非圆齿轮得到上述两级 传动(行星圆柱齿轮-输出圆柱齿轮，行星非圆齿轮-太阳非圆齿轮)的合成运动，即分度所 需要的间歇运动，并通过定位法兰轴使转盘也实现上述运动。另一方面，行星架旋转，其内 侧端面凸轮也会随即旋转，当定位法兰轴由于上述分度运动的作用处于停歇状态时(此时， 理论上定位法兰轴是固定不动的，但是由于加工误差、齿轮间隙，会有轻微的振动)，凸轮处 于升程状态，驱动滚子转动，同时定位销在滑槽中向上滑动，从而进入定位法兰轴的定位孔 中，此时定位法兰轴连同转盘被固死住不再有振动(或者说非常小)，并保持一段时间，再由 于弹黃和凸轮的作为，定位销退出定位孔。当其完全退出时，行星架刚好完成一圈的运动， 进入下一个分度周期。
[001引非圆齿轮的设计 非圆齿轮的节曲线设计按照推导出来的传动比函数，其中非圆齿轮的传动比函数按照 W下方法计算(对于不同的分度数要求，W及分度停歇角度的不同，该函数的会有相应的差 异）：
【主权项】
1. 一种非圆齿轮精密型分割器，其特征在于：包括一个箱体，箱体上有底板（9)，中间 隔板（13)，桌台板（11)，导柱（15)，以及固定在底板（9)上的太阳非圆齿轮（16);箱体上通 过轴承支撑有行星架（10)，行星架（10)作为装置的动力输入；行星架（10)通过轴承联接行 星齿轮轴（7)，行星齿轮轴（7)的一端为行星非圆齿轮（8)，其与固定在箱体上的太阳非圆 齿轮（16)啮合，另一端为行星圆柱齿轮（3)，与输出轴上的输出非圆齿轮（14)啮合；此外， 行星架（10)的内侧端为一个端面凸轮，与滚子（6)接触传力，滚子（6)通过销子固定在定位 销（4)上，定位销（4)与固定在箱体中间隔板（13)上的滑槽（2)以相互滑动的形式配合，并 在弹簧的作用下，使滚子（6)与行星架（10)的内侧端面凸轮相接触；箱体上还通过轴承支 撑有输出法兰轴（12)，其一端通过定位销与输出圆柱齿轮（14)固结，另一端通过螺栓与转 盘（1)固结，定位法兰轴（12)的周向上有均布的与分度数相同数量的定位孔，定位销（4)可 以在行星架（10)的内侧端面凸轮推动下进入定位孔中，起到定位和锁定的作用。
2. 根据权利要求1所述的非圆齿轮精密型分割器，其特征在于：行星架（10)类似于轴 的形式，其外端与联轴器相联，作为装置的动力输入。
3. 根据权利要求1所述的非圆齿轮精密型分割器，其特征在于：行星架（10)周向为一 蜗轮齿面，与蜗杆（17)啮合，作为装置的动力输入。
【专利摘要】非圆齿轮精密型分割器包括一个箱体，箱体上有底板，中间隔板，桌台板，导柱，以及固定在底板上的太阳非圆齿轮。箱体上通过轴承支撑有行星架，行星架作为装置的动力输入；行星架通过轴承联接行星齿轮轴，行星齿轮轴的一端为行星非圆齿轮，其与固定在箱体上的太阳非圆齿轮啮合，另一端为行星圆柱齿轮，与输出轴上的输出非圆齿轮啮合。由于采用了外啮合非圆齿轮-圆柱齿轮差动轮系组合机构，分度运动由行星轮和行星架运动合成，具有良好的动力学特性和较大的分度数；使用端面凸轮插销定位的方式，靠孔轴的配合来保证精度，定位精度高，成本低，定位动作流畅稳定，不受非圆齿轮齿面加工精度的影响。输入轴与输出法兰在空间上同轴布置，也可以通过配加传动，实现空间平行轴及交错轴等传动形式，其形式灵活，应用范围大。
【IPC分类】F16H55-17, F16H37-08
【公开号】CN104565263
【申请号】CN201310474446
【发明人】刘有源, 郑方焱, 孙科, 杨公波, 李传, 陈萍, 张斯阳, 刘红俊, 沈威
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月12日