凸轮选型计算

C-3C-4尺寸的选定尺寸的选定规格决定和尺寸选定方法规格决定和尺寸选定方法选定分度头的规格和机种的场合，请预先决定下述的概略规格。在这些条件下分度头运转时输出轴上作用的实际负荷与分度头的动态额定负荷进行比较，并考虑寿命时间、允许最大台面外径最终决定。在分度头的选定中，在构想阶段尽可能选择割付角大，台面直径小，质量轻的类型。或者注意这些进行设计。这样分度头就能尽量小，也有利于空间的节省和成本的降低。a.标准时间的负荷力矩直接或者皮带驱动时，在分度头的输出轴上，作用有惯性力矩，摩擦力矩和工作力矩3种力矩。这些力矩的总和称之为负荷力矩。TtTiTfTwNm但是，Tt负荷力矩NmTi惯性力矩NmTf摩擦力矩NmTw工作力矩Nm1惯性力矩Ti惯性力矩是指分割时对输出轴上安装的台面、夹具和工件等进行加速、减速所必要的力矩。这个惯性力矩可以用惯性矩和输出轴最大角加速度的乘积求得。TiNm但是，总惯性矩)输出轴最大角加速度rad/s211总惯性矩表示围绕同一转动中心的物体各自的惯性矩的总和。（参照惯性矩的公式）12n12输出轴最大角加速度输出轴最大角加速度可以通过凸轮曲线的无次元最大加速度Am分割数n割付角h输入轴回转速度N的关系式求得。分度头但是，Am凸轮曲线的无次元最大加速度n分割数h割付角t总割付角N输入轴回转速度rpmz停留数摆动但是偏差角()2摩擦力矩Tf所谓摩擦力矩是指轴承、滑动面和其它由于摩擦而产生对输出轴的作用力矩。摩擦力矩可以通过下列关系式求得。TfFfRfNmFf但是，摩擦系数Ff作用于滑动面和轴承上的力NRf平均摩擦半径mm质量g重力加速度m/s2工件细节运转条件负荷条件直接驱动皮带驱动摆动驱动分割数割付角凸轮曲线输入轴回转速度积载负荷台面外径台面的支撑外部负荷尺寸选定流程1.负荷力矩的计算规格决定a工件细节b运转条件c符合条件开始负荷力矩的计算TtTiTfTw实际的负荷力矩的计算TeTifcTfTw按照实际的负荷力矩check1能否满足预期的寿命时间。尺寸提高1档结束输入轴力矩计算涡轮减速机的设定马达容量的计算check2能否满足允许的最大台面外径。检查1noyesnoyes曲线的种类MS变形正弦曲线MC变形匀速曲线TRTRMT变形台型曲线Am5.538.014.896.17Am2rad/s22n360hN60htz滚动摩擦0.030.05滑动摩擦0.10.3Am2rad/s2180360hN60规格决定及尺寸选定方法C-5C-6尺寸的选定尺寸的选定规格决定和尺寸选定方法规格决定和尺寸选定方法3工作力矩Tw输出轴动作中，利用这个动作做功的场合，作为负荷的外部负荷等力矩作用在输出轴上表现的总和就是工作力矩。例如，输出轴利用时处于水平状态的场合，台式（力臂），夹具和工件等作为偏心负荷作用的力，也称为工作力矩。工作力矩可以通过以下关系式求得。TwFwRwNm但是，Fw工作必须的力NRw工作的半径m注意输入轴停止时作用的力矩是静态额定输出力矩，可以作为比较。b.特殊时间的场合的负荷力矩求得各自分割区间中的负荷力矩Tt，采用其中最大值。c.间接驱动场合的负荷力矩从分度头的输出轴开始的运动，通过齿轮、链轮等进行间接驱动的场合，考虑各种力矩的减速比io可以求得相当的负荷力矩。1相对于输出轴的相当惯性力矩Tieeio2但是，e相对于输出轴的惯性力矩TieeNm2相对于输出轴的相当摩擦力矩TfeTfeTfioNm3相对于输出轴的相当工作力矩TweTweTwioNm前述的负荷力矩是理论力矩，实际上，由于驱动系统的刚性，间隙的有无，连接的方法的影响，作用在分度头输出轴上的实际负荷力矩比理论力矩要大。另外又与怎样使用有关，会发生较大的变动。因此，按照使用状态，估计从经验上得到的使用因子，对实际负荷进行计算。TeTifcTfTwNm但是，Te实际负荷力矩Nmfc使用因子表C.1驱动方法不同时的使用因子注意设计装置的时候，从马达到分度头输入轴的驱动系统请尽量降低间隙并具有一定的刚性。达到这样的要求就能减小使用因子，就能选定合适的分度头尺寸。另外加入有间隙，会形成台式回转时的振动，降低本体的使用寿命，和引起部件得破损。1马达和分度头的输入轴之间尽可能和其它凸轮轴串联直接连接。而且在装置的构造上，不得已需要考虑的时候，请在设计中注意以下事项。请提高凸轮轴的刚性。请使用间隙小的连接方法。请选定容量具有一定余裕的马达。请使用具有高刚性的同步皮带等。2分度头的输入轴和减速机的输出轴直接使用连接器连接的场合，请使用挠曲刚性高，不容易产生间隙的连接器。也请考虑要能够进行轴心高度的调整。2.实际负荷力矩的计算Te特殊时间的例（分度头）特殊时间的例（摆动）驱动方法减速机减速比输出系统台式力臂直接台式间接皮带轮驱动输入系统涡轮直接1涡轮直接2涡轮间接带齿轮马达涡轮直接1涡轮直接2涡轮间接带齿轮马达涡轮直接1涡轮直接2涡轮间接带齿轮马达1/20以下1/10,1/20超过1/201/30,1/401/50,1/601.61.72.13.72.02.22.74.71.92.02.54.41.51.61.93.71.82.02.54.71.71.92.34.4涡轮间接涡轮直接2用连接器连接。涡轮直接1涡轮减速机直接安装在壳体上。输入轴回转角输出轴回转角输出轴回转角输入轴回转角力臂·工件等的中心位置RwGLFw调节用隔板分度头连接器驱动例减速机规格决定和尺寸选定方法C-7C-8尺寸的选定尺寸的选定规格决定和尺寸选定方法规格决定和尺寸选定方法使用实际的负荷力矩Te选定分度头的尺寸，再用预期寿命和允许最大台面外径是否能够同时得到满足进行校核。Check.1寿命时间Lh寿命时间是指在额定力矩值下各个输入轴回转中，图伦随动器轨道面的滚动疲劳设定的寿命，在本公司，大致设计寿命是10000小时。因此，这个寿命是在合适的环境中使用时，只要进行润滑油的更换，无需维护就能够保证的工作时间。加入，希望寿命时间长于10000小时，则考虑寿命系数，按照下列公式计算决定必要的力矩。Lh10000fh10/3h但是，Tr动态额定输出力矩Nmfh寿命系数Lh寿命时间h这里的寿命时间是确认是否能够满足预期的寿命时间。不能满足的时候，请将分度头的尺寸向上提升一格。表C.2寿命时间和寿命系数预期寿命达Lh不到10,000h小时的场合，请协商。机械选定的时候，若寿命时间比必要大得多的时候，分度头的尺寸也就大得多，很不经济。因此在设计中，在考虑实际分度头的输入轴回转时间的基础上，请决定经济的寿命时间。Check.2允许最大台面外径Dm直接驱动的场合，对于分度头的轴间距离，台面的外径大的时候，在稍微的冲击下，就会产生分度头所固有的静态力矩以上的作用力，导致凸轮随动器和凸轮的破损，或转动时间的变长，成为产生这些故障的原因。因此，在本公司按照已有的经验和实绩，安装在分度头上的台面外径的允许值大致可以按照下式使用。另外，这个公式仅适合于标准本体，由于输出轴延长所造成的刚性恶化影响的场合，必须充分注意。DmDe但是，Dm允许最大台面外径De最大台面外径ft台面系数参照图C.1C分度头的尺寸轴间距离io输出轴减速比图C.1各种台面系数图表C.3台面系数计算公式这里寿命系数fh请参照表C.2平行凸轮单元使用上的注意事项平行凸轮机构因为简单，所以有容易制造的优点，但是，也有因其停留时压力角高，刚性差的缺点。使用平行凸轮驱动惯性负荷大的台面时，因为停留的刚性差，将发生残留振动。这个残留振动将给分割精度带来不好的影响，也对分度头的使用寿命不利。因此使用直接驱动的场合，推荐使用停留刚性高的滚子齿轮凸轮类型。适合于使用平行凸轮的驱动方式是传送带驱动。传送带驱动使惯性负荷增加，与此同时摩擦负荷增加。由于这个摩擦负荷的增加遏制了单元振动。平行凸轮可以制作分割数小的机构，分割数从1开始已经标准化了。传送带驱动中使用分度头进行分割数小的分割，可以达到传送节距大的动作，另外通过齿轮等减速输出轴的负荷力矩变小，分度头的尺寸也能变小。另外输入轴和输出轴的萍乡配置方面均可以说是适合于传送带驱动的机构。输入轴力矩是驱动分度头输出轴经受负荷所必需的力矩和克服内部摩擦力矩的总和。其中前者还分为惯性负荷需要的力矩，摩擦负荷和工作负荷需要的力矩。TcTciTcw但是，Tci惯性负荷需要的输入轴力矩NmTcw摩擦负荷需要的输入轴力矩Nm但是，h割付角Qm力矩系数但是，Vm图伦曲线的无次元最大速度Tin内部摩擦力矩Nm表C.4QmVm一览表注意这里求得的输入轴力矩是分度头单体驱动所必须的力矩。输入轴的外部负荷所产生的力矩另行考虑。4.输入轴力矩的计算Tc3.尺寸的选定fhTrTe10,00012,00014,00016,00018,00020,0001.0001.0561.1061.1511.1931.23125,00030,00035,00040,00045,00050,0001.3161.3901.4561.5161.5701.62160,00070,00080,00090,000100,0001.7121.7931.8661.9331.995LhhfhLhhfhLhhfhDmCftioft1.5fh2.5ft2.5fh2.5ft1.5fh1.5ft2fh4ft2fh4ft2fh4ft7ft10ft6ft10ft10ft10小型标准广角度台式小型多分割扁平类型1fh3fh3TciQmTih摆角360nTcwVmTfTwTinhMS变形正弦曲线MC变形匀速曲线MT变形台型曲线TR0.991.760.721.281.652.001.762.18QmVm扁平类型寿命系数fh台式类型小型多分割类型广角度类型标准类型小型类型台式系数ft规格决定和尺寸选定方法C-9C-10尺寸的选定尺寸的选定规格决定和尺寸选定方法规格决定和尺寸选定方法可以用下列关系式求得减速机输出轴上所受的力矩Ter分度头输入轴直接连接的场合TerTcfrNm但是，Ter减速机负荷力矩NmTc分度头输入轴力矩fr减速机使用因子请参照表C.5着了求得的Ter的数值与涡轮减速机的额定输入力矩进行比较，并请进行减速机是否能够与分度头组成标准组合进行确认。在的数值比标准组合的涡轮减速机的额定输出力矩大的场合，有必要提高一级减速机的尺寸。有关详细（减速机安装尺寸图等）轻与本公司协商咨询。表C.5兼司机的使用因子fr1分度头直接使用涡轮减速机驱动的场合马达容量的计算P分度头单体的马达容量可以从分度头输入轴力矩和输入轴回转速度求得。但是，P马达容量kWTc输入轴力矩NmN输入轴回转速度rpm减速机的效率1参照D篇减速机规格实际马达容量的计算Pe按照上述计算的容量是分割驱动时的峰值，实际的马达容量即惯性力矩所需要的容量，通常是上述计算值的1/2左右就可以了。另外考虑分度头单体的马达容量，有必要加上分度头单体的马达容量。摩擦负荷所需马达容量减速机单体的马达容量但是，Pe实际的马达容量kWPr涡轮减速机单体的马达容量kWTinr减速机的内部摩擦力矩Nm请参照表C.6Nr涡轮轴回转速度rpm表C.6种记载了各种尺寸的减速机的油温和内部摩擦力矩之间的关系。另外本公司计算的场合，油温未经指定时，是采用10℃的条件进行计算的。表C.6减速机的内部摩擦力矩TinrNm注意使用上述以外的涡轮减速机的场合，请记载技术资料，并进行减速机内部摩擦力矩和马达容量的换算，作为Pr的数值加上。另外，在寒冷地带，以及在冬天的寒冷的早晨，减速机内部的润滑油的黏度提高，马达的容量有必要在计算值以上。否则，马达的容量不足，得不到预期的回转数，最坏的时候，马达还可能发生不转这样的故障。由此可见，在选定马达的时候，请注意比计算值多少有点余裕地进行选定。2用带齿轮马达等驱动分度头的场合实际马达容量的计算Pe像分度头这样驱动力矩变动大的物体的场合，在减速机上会发生马达轴拉伸的现象。另外，带齿轮马达与涡轮减速机相比较，有间隙大的缺点，受到正面的影响。因此实际的马达容量Pe采用分割驱动时的峰值。Pe惯性负荷