滚珠型弧面凸轮分度机构的运动分析和仿真.pdf

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1、设计与研究gnandResea『ch滚珠型弧面凸轮分度机构的运动分析和仿真付振山①②冯显英①于春玲②(①山东大学机械工程学院，山东济南250061；②威海职业学院机电工程系，山东威海264210)摘要：滚珠型弧面凸轮分度机构中滚珠的运动影响到机构的润滑、失效形式和传动效率。滚珠中心、滚珠与凸轮滚道接触点及滚珠与分度盘球窝接触点相对于凸轮旋转轴线运动轨迹为螺旋曲线，计算表明3条曲线的螺旋升角大小不同。利用螺旋传动理论，分析滚珠的运动形式，计算滚珠的侧滑速度。应用RecurDyn软件对机构进行运动学仿真，验证了滚珠侧滑和锲紧的存在及负载转动惯量对分

2、度盘运动规律的影响。关键字：滚珠型弧面凸轮分度机构螺旋升角滑移楔紧RecurDyn仿真中图分类号：THll2文献标识码：AMotionanalysisofsteelballgloboidalindexingcammechainsmandsimulationFUZhenshan~FENGXianying①YUChunling②，，(Q)MechanicalEngineeringSchool，ShandongUniversity，Jinan250061，CHN；~)MechanicalandElectronicEngineeringDepartme

3、nt，WeihaiVocationalCollege，Weihai264210，CHN)Abstract：Themotionofsteelballinstalledinsteelballgloboidalindexingcammechanismeffectslubrication，fail—uremodelandtransmissioneficiency．Motiontrajectoriesofsteelballcenterpoint，thecontactpointbe—tweensteelballandcamracewayandthecont

4、actpointbetweensteelballandballsocketonindexingplaterelativetothecamaxisarespirallines，whosehelixanglesarecalculatedandthesearedifferent，accordingtohelicaltransmissiontheorythemotionofsteelballisanalyzedandslidevelocityofsteelballiscalculated．SimulationbyRecurDynprovesthatsl

5、idandwedgeexistinthemotionofsteelballandmomentofinertiaeffectsmotionprecisionofindexingplate．Keywords：SteelBallGloboidalIndexingCam；SpiralAngle；Slide；Wedge；RecurDynSimulation弧面凸轮是一种性能优良的高速、高精度、大载影响。文中通过计算和Recurdyn仿真分析滚珠运动荷、长寿命间歇分度机构，广泛用于各种自动机械、机和分度盘输出运动，对于机构的设计和制造起到指导械手和自动生产

6、线上，成为间歇分度和步进输送机构作用。的一个发展方向。滚珠型弧面凸轮分度机构可以实现1滚珠型弧面凸轮分度机构的运动分析可控点的共轭运动及其轴线不受约束，克服了其他类型滚子的不均匀磨损及残余振动大、噪声大等缺点。图1为滚珠型弧面凸轮分度机构的啮合示意图。对滚珠型弧面凸轮分度机构啮合原理研究较弧面凸轮上有分度盘上的滚珠包络而成的滚道，滚珠多¨j，而对滚珠运动规律研究较少，且重视程度不均匀地嵌在分度盘圆周的球窝内，并分别与凸轮和分够，其运动影响到机构的润滑、失效形式和传动效率。度盘啮合。机构工作时，弧面凸轮作为原动件，匀速转滚珠的运动比较复杂，滚珠除

7、绕分度盘轴线运动外，还动，通过滚珠把运动和动力传递给分度盘，并随分度盘有三维自转和侧向滑移等，其运动形式和摩擦相互影绕其轴线转动。凸轮的滚道决定了分度盘的运动规响，且不易测量。分度盘的运动精度受机构间隙、负载律。转动惯量和机构刚度等影响较大，也会受滚珠的运动国家自然科学基金项目(50875153)·86·n=12；运动规律采用修正正弦加速度曲线；凸轮滚道截形采用双圆弧结构，／D=0．52；凸轮转速为500r／rain，分度盘和负载转动惯量为16．4kg·In。从图2中可以看到在停歇期螺旋升角都为0。，此时机构的运动情况和滚动轴承的运动相同。在分

8、度期，三空间螺旋线的螺旋升角大小不同，并且随着凸轮转角的变化而变化。因此它还具有滚珠丝杠的运动特3点，并且由于分度盘滚珠球窝对滚珠运动的限制，它又具有