凸輪分割器應用的現(xiàn)存問題分析

當前的弧面凸輪機構(gòu)設計理論假設：弧面凸輪機構(gòu)是剛性機構(gòu)，即機構(gòu)的每一個構(gòu)件都是完全剛性的，運動副不存在間隙和誤差；滾子的自轉(zhuǎn)不影響機構(gòu)運動本身，可以忽略。一般來講，弧面凸輪機構(gòu)的凸輪與滾子之間是線嚙合的運動傳遞形式，也就是說，機構(gòu)運動時，凸輪工作曲面與滾子曲面按一條接觸線線性接觸，這是一種理想狀態(tài)，實際上由于下述幾個問題而與理想狀態(tài)有很大差異。

制造誤差問題：

凸輪制造與滾子的制造都存在曲面的形狀誤差，機構(gòu)實際工作時，達不到線接觸，仍然是點接觸，而且這種點接觸在每一個瞬時的接觸位置是隨機的，不可控的，其結(jié)果是造成機構(gòu)的運動精度和平穩(wěn)性下降。通過磨合過程來解決這一問題，但實踐證明，這一現(xiàn)象的存在，使磨合過程曲面磨損不均勻，結(jié)果精度不僅沒有提高，設計的運動規(guī)律也發(fā)生了變化。由于國內(nèi)機加工水平與發(fā)達國家之間的差距，這一現(xiàn)象尤為明顯。

預緊問題：

弧面凸輪機構(gòu)如果不預緊，由于間隙的作用，系統(tǒng)的剛度和承載能力都是很差的。預緊是必須的，但是帶來的問題是除了預緊力在曲面平直段和彎曲段變化也很大之外，在曲面平直段接觸的位置變化，也明顯的影響了預緊力的變化，從而產(chǎn)生輸出靜止狀態(tài)的波動。

滾子與凸輪之間的相對滑動：

凸輪工作曲面與滾子曲面按一條接觸線相接觸時，理論上只能在一個接觸點上二者相對速度為0，是純滾動，接觸線上其余點都是有相對滑移速度。這種滑移是凸輪和滾子磨損的主要原因。

解決上述問題在當前設計理論和方法有一定難度，也超出了傳統(tǒng)機構(gòu)設計理論范疇，它不僅僅是一個機構(gòu)學問題，也是一個機械學的設計理論與方法的問題。經(jīng)過研究分析，目前市場上弧面凸輪分度機構(gòu)存在的一系列問題，其中關(guān)鍵零件的加工精度與安裝預緊是這些問題的主要癥結(jié)所在。根據(jù)新開發(fā)的點嚙合弧面凸輪機構(gòu)的特點，采用設計合理的點嚙合弧面凸輪機構(gòu)是解決上述問題，獲得可靠性高速高精度弧面凸輪機構(gòu)的有效途徑之一。