一分度弧面凸轮机构.pdf

本发明涉及一种用于包装印刷行业的一分度弧面凸轮机构，包括在基体上安装有输入轴与输出轴，在基体的两侧设置输入、输出轴承端盖，其输入轴具有两个输入端，输入轴上固定带有六道凸脊的弧面凸轮，输出轴上固定有从动盘，从动盘上径向放射状等分安装有与弧面凸轮相啮合的六个滚子。输入轴带动弧面凸轮作匀速运动，弧面凸轮上的六道凸脊依次与从动盘上的六个滚子接触，弧面凸轮驱动从动盘按给定的运动规律转动360度；当滚子与弧面凸轮的直线段凸脊接触时，从动盘保持静止不动，弧面凸轮转动到下一个循环开始，由此实现了输出轴的一分度运动。本发明制造容易，分度精度高，定位准确，结构紧凑，刚度大强度高，承载能力强，寿命长，传动效率高。

1.  一种一分度弧面凸轮机构，包括，一个基体(1)，在基体(1)上安装有输入轴(2)与输出轴(3)，在基体(1)的两侧分别设置输入、输出轴承端盖(10、12)，其特征在于，输入轴(2)具有两个输入端，输入轴(2)上固定带有六道凸脊(4a-4f)的弧面凸轮(4)，输出轴(3)上固定有从动盘(6)，从动盘(6)上径向放射状等分安装有与弧面凸轮(4)相啮合的六个滚子(5)。

2.  根据权利要求1所述的一分度弧面凸轮机构，其特征在于，所述的带有六道凸脊(4a-4f)的弧面凸轮(4)是指，其中五道凸脊(4b、4c、4d、4e、4f)都是螺旋状，一道凸脊(4a)中间有一直线段，两端是螺旋状。

3.  根据权利要求1所述的一分度弧面凸轮机构，其特征在于，所述的从动盘(6)上均布六个孔(6a)，在从动盘(6)的径向铣出六个小平面(6b)，在六个孔(6a)上分别设置有小圆孔(6c)。

4.  根据权利要求1或2所述的一分度弧面凸轮机构，其特征在于，所说的凸脊(4a)直线段对应的圆心角θ₁为30°-210°。

一分度弧面凸轮机构
技术领域
本发明属包装印刷机械领域，具体涉及一种用于间歇转位的一分度弧面凸轮机构。
背景技术
近年来，随着经济的发展和人民生活水平的提高，各种新型包装产品不断涌现，其中包括采用铝箔、PE涂层纸等材料制成的各种包装盖材(如酸奶盖、快速面碗盖、民航用饭盒盖)，采用铝箔和镀铝纸等材料制成各种商标、瓶贴、标签等。这些产品往往由于精度要求高、材料特殊等原因需要使用各种新型甚至专用模切机，有的模切机根据装潢的特殊要求，还可以进行烫金等简单印刷操作，如专门用来生产高档烟包的卷筒纸烫金模机等。
包装印刷行业使用的烫金模切机主要是由送纸、模切、烫金、排屑、收纸等工序组成，其机械精度通常要求很高，例如：防伪商标的模切厚度一般只有0.02mm左右，要求只切商标而不切坏与其附着的硅油纸，则横切调节的范围一般只有0.01mm左右；在香烟盒的烫金中，对送纸机构的横向窜动精度也通常要求在0.01mm左右，因为过大的横向窜动将会导致烫金重影模糊。因此影响烫金模切精度的关键在于要保证送纸机构的运动平稳，而该运动主要是由分度机构驱动实现的。
常用的分度机构有槽轮机构、棘轮机构、不完全齿轮机构等，但这类分度机构通常运动不平稳、振动冲击大。凸轮分度机构是一种新型分度机构，具有精度高、定位准确、易于维护等优点，广泛应用于包装、制药、电子、纺织、烟草和军工等行业的先进自动机械中。分度数是分度机构的一个重要参数，是指输入轴连续回转，输出轴回转一周中间歇停顿的次数，常用的分度数大于2。烫金模切机的分度机构的分度数为1，是一类特殊的分度机构。
目前烫金模切机中广泛使用一分度平面凸轮机构，受到平面凸轮的限制，故只能采用多片凸轮多层滚子的结构，该结构误差累积严重，输出精度提高受到严重限制；且随着包装印刷行业向高速度高精度方向发展，由高速运动引起的负载惯性矩增加，由于一分度平面凸轮机构的设计限制，其机构尺寸只有迅速增加才能满足负载需要，这给平面凸轮分度机构的加工制造带来巨大困难。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种一分度弧面凸轮机构，其设计制造容易，分度精度高，定位准确，结构紧凑，刚度大强度高，承载能力强，寿命长，传动效率高。
本发明的技术方案是这样实现的：一分度弧面凸轮机构，包括，一个基体，在基体上安装有输入轴与输出轴，在基体的两侧分别设置输入、输出轴承端盖，其输入轴具有两个输入端，输入轴上固定带有六道凸脊的弧面凸轮，输出轴上固定有从动盘，从动盘上径向放射状等分安装有与弧面凸轮相啮合的六个滚子。
所述的带有六道凸脊的弧面凸轮是指，其中五道凸脊都是螺旋状，一道凸脊中间有一直线段，两端是螺旋状。
所述的从动盘上均布六个孔，在从动盘的径向铣出六个小平面，在六个孔上分别设置有小圆孔。所述的凸脊直线段对应的圆心角θ₁为30°-210°。
由于本发明采用弧面凸轮结构实现了一分度运动，具有下列显著优势：
1)利用弧面凸轮实现一分度运动，定位准确、精度高、机构刚性好；
2)利用弧面凸轮实现一分度运动，避免平面凸轮一分度机构的机构尺寸设计受限，以及加工制造误差累积大的不足，高速性能优越；
另外，本发明结构简单，能够降低成本，并便于生产实践中使用。
附图说明
图1为一分度弧面凸轮机构俯视图剖视图；
图2为一分度弧面凸轮机构主视图剖视图；
图3为一分度弧面凸轮机构从动盘结构图；
图4为一分度弧面凸轮机构弧面凸轮设计原理图；
具体实施方式
附图为本发明的具体实施例；
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明：
参照图1、图2所示，本发明包括一个具有矩形箱体状的基体1，在基体1上安装有输入轴2与输出轴3，在基体1的两侧分别设置输入、输出轴承端盖10、12，其特征在于，输入轴2具有两个输入端，输入轴2上固定带有六道凸脊4a-4f的弧面凸轮4，弧面凸轮4通过键7联结于输入轴2上，弧面凸轮4的一端与输入轴2的轴肩固定，另一端通过紧固件8锁紧，输出轴3上固定有从动盘6，从动盘6上径向放射状等分安装六个滚子5，输入轴2两端通过圆锥滚子轴承9支撑，圆锥滚子轴承9安装在输入轴承端盖10中，同样输出轴3两端通过圆锥滚子轴承11支撑，圆锥滚子轴承11安装在输出轴承端盖12中。
参照图3、图4所示，带有六道凸脊4a-4f的弧面凸轮4是指，其中五道凸脊4b、4c、4d、4e、4f都是螺旋状，一道凸脊4a中间有一直线段，两端是螺旋状，凸脊4a直线段对应的圆心角θ₁为30°-210°。从动盘6上均布六个孔6a，在从动盘6的径向铣出六个小平面6b，在六个孔6a上分别设置有小圆孔6c。
弧面凸轮既类似蜗杆，又类似齿轮，借用蜗杆及齿轮的啮合原理，在两类机构的交叉与转换的过程中，设计出一分度弧面凸轮机构，克服了困扰该机构的压力角、根切界限点、薄脊等限制条件。
其中弧面凸轮4廓面凸脊廓面热处理后进行磨削工艺处理，其轮廓表面粗糙度可达0.6～0.8μm，弧面凸轮轮廓停留段跳动度2～5μm；从动盘6径向分布有六个孔6a，是在配有光学分度头的坐标镗床上加工而成，孔的位置误差控制在10角秒内，每个孔中安装一个滚子5，该滚子与弧面凸轮4的凸脊4a-4f廓面接触。
弧面凸轮4上有六道凸脊4a-4f，由此形成六道沟槽4g-4l，因为图4是展开图，凸脊4a、沟槽4g、沟槽4h均被分为两段。滚子5a、滚子5b跨骑在弧面凸轮凸脊4a上，当弧面凸轮4旋转时，凸脊4a驱动从动盘6逆时针转动；随着弧面凸轮4的旋转，滚子5a逐渐脱离沟槽4g，同时滚子5c逐渐进入沟槽4i，驱动从动盘6继续逆时针转动；这样从动盘6的滚子5依次进入啮合，即滚子5d进入沟槽4j，滚子5e进入沟槽4k，滚子5f进入沟槽4l，滚子5a、5b再分别进入沟槽4g、4h，直到从动盘滚子5a转到A点(凸脊4a右侧的螺旋段与直线段的交接点)，同时滚子5b转到B点(凸脊4a左侧的螺旋段与直线段的交接点)，这时从动盘6正好转过360度，当弧面凸轮4继续转动时，由于凸脊4a的C、D部分是直线段，凸脊4a将不驱动从动盘6转动，只是起到定位作用，即从动盘6处于静止状态，完成一分度的动作。弧面凸轮4继续转动，直到下一个运动循环开始。该一分度弧面凸轮机构结构紧凑、定位准确、高速性能优越，便于生产实践中使用。
输入轴2带动弧面凸轮4作匀速运动，弧面凸轮4上的六道凸脊4a-4f依次与从动盘6上地六个滚子5接触，当滚子5与弧面凸轮4的螺旋段凸脊4a-4f接触时，弧面凸轮4驱动从动盘6转动360度；当滚子5与弧面凸轮4的直线段凸脊4a接触时，从动盘6保持静止不动，弧面凸轮4继续转动直到下一个循环开始。即弧面凸轮4转动360度的过程中，一段角度θ₁驱动从动盘6转动360度，另一段角度θ₂使从动盘6保持不动，θ₁与θ₂的和为360度，由此实现了输出轴3的一分度运动。