一種新型浮動負半徑滾子凸輪機構(gòu)制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種新型浮動負半徑滾子凸輪機構(gòu)，包括：凸輪、連桿、搖塊、滾子和搖桿；所述凸輪通過第一轉(zhuǎn)軸設置于所述滾子的內(nèi)部，并且所述凸輪繞著所述第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，凸輪與所述滾子的內(nèi)壁頂?shù)纸佑|；所述連桿與所述滾子的外壁固定連接，且所述連桿、滾子的圓心以及所述第一轉(zhuǎn)軸位于同一條直線上；所述搖桿的一端與所述連桿通過第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接，另一端與第三轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接；所述搖塊與所述第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接，并與所述連桿限位配合使連桿沿著其長度方向運動，當所述連桿繞著第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，所述搖塊與之轉(zhuǎn)動一個相同的角度，使得連桿在轉(zhuǎn)動后依然沿著其長度方向運動；當所述連桿沿著其長度方向運動時，所述搖桿繞著第三轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，同時帶動連桿的一端受到搖桿的作用繞著第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種新型浮動負半徑滾子凸輪機構(gòu)
本專利技術(shù)涉及一種新型凸輪機構(gòu)，尤其涉及一種新型負半徑滾子凸輪機構(gòu)。
技術(shù)介紹
隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代機械朝著高速度、高效率、高精度和高載核方向發(fā)展，生產(chǎn)過程的機械化、自動化程度的日益提高，對輸出件的運動形式、機構(gòu)性能等要求也越來越高，特別是對其運動規(guī)律、運動軌跡和動力性能提出了更高的要求。如此，現(xiàn)有簡單的基本機構(gòu)如齒輪機構(gòu)、凸輪機構(gòu)和連桿機構(gòu)便已難以勝任。但把若干基本機構(gòu)按一定方式適當?shù)慕M合起來形成組合機構(gòu)，便能揚長避短，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，從而能實現(xiàn)復雜的運動形式和滿足工程中動力性能等要求。傳統(tǒng)凸輪機構(gòu)中，盤形凸輪機構(gòu)應用最廣泛、服役最悠久。由于其自身結(jié)構(gòu)限制，難以適應現(xiàn)代機械演進發(fā)展趨勢的要求，特別在承載能力方面，滾子、凸輪呈凸-凸形態(tài)外接觸，綜合曲率半徑小、接觸應力大、潤滑性能差，無法勝任空間有限、大載荷等應用場合。浮動推桿類凸輪-連桿組合機構(gòu)，即與凸輪直接作用的推桿為作平面運動的連桿。此機構(gòu)類型除了能實現(xiàn)各種運動形式、剛體導引、軌跡和輸出件速度、加速度和姿態(tài)等要求外，它還具有能實現(xiàn)大擺角、輸出效率高等優(yōu)點,故其廣泛應用于輕工、紡織、印刷和包裝等眾多行業(yè)中。對浮動推桿類凸輪-連桿機構(gòu)的研究，日益凸顯出具有重要理論意義和工程實用價值。負半徑類滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)，屬于一大類新型凸輪機構(gòu)，是凸輪機構(gòu)構(gòu)型方面的重要理論創(chuàng)新，順應了時代發(fā)展趨勢和要求。較傳統(tǒng)正半徑滾子、平底推桿盤形凸輪機構(gòu)，負半徑滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)因凸輪、滾子呈凹-凸形態(tài)內(nèi)接觸，顯著增加了綜合曲率半徑，降低接觸應力且易形成潤滑油膜；故其在承載、潤滑、減摩耐磨、傳動效率和使用壽命等諸多方面，皆具有顯著、大幅度的改善提高，而加工、裝配等復雜和困難度未有增加，故顯著克服和解決了傳統(tǒng)盤形凸輪機構(gòu)的固有缺陷，具有明確、廣闊的工程應用前景。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的主要技術(shù)問題是提供一種新型浮動負半徑滾子凸輪機構(gòu)，顯著增加了綜合曲率半徑，降低接觸應力且易形成潤滑油膜；故其在承載、潤滑、減摩耐磨、傳動效率和使用壽命等諸多方面，皆具有顯著、大幅度的改善提高，而加工、裝配等復雜和困難度未有增加，故顯著克服和解決了傳統(tǒng)盤形凸輪機構(gòu)的固有缺陷，具有明確、廣闊的工程應用前景。為了解決上述的技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了一種新型浮動負半徑滾子凸輪機構(gòu)，其特征在于包括：凸輪、連桿、搖塊、滾子和搖桿。所述凸輪通過第一轉(zhuǎn)軸設置于所述滾子的內(nèi)部，并且所述凸輪繞著所述第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，凸輪與所述滾子的內(nèi)壁頂?shù)纸佑|；所述連桿與所述滾子的外壁固定連接，且所述連桿、滾子的圓心以及所述第一轉(zhuǎn)軸位于同一條直線上；所述搖桿的一端與所述連桿通過第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接，另一端與第三轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接；所述搖塊與所述第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接，并與所述連桿限位配合使連桿沿著其長度方向運動，當所述連桿繞著第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，所述搖塊與之轉(zhuǎn)動一個相同的角度，使得連桿在轉(zhuǎn)動后依然沿著其長度方向運動；當所述連桿沿著其長度方向運動時，所述搖桿繞著第三轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，同時帶動連桿的一端受到搖桿的作用繞著第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。在一較佳實施例中：所述滾子包括一內(nèi)轉(zhuǎn)子和外定子、以及設置于所述內(nèi)轉(zhuǎn)子和外定子之間的滾軸；當所述凸輪與內(nèi)轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁頂?shù)纸佑|時，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子由于頂?shù)至Φ淖饔枚D(zhuǎn)動。在一較佳實施例中：所述凸輪為盤形凸輪，其兩端的彎曲弧度大于兩側(cè)的彎曲弧度。在一較佳實施例中：當所述凸輪位于初始位置時，所述凸輪的兩側(cè)中的一側(cè)與所述內(nèi)轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁頂?shù)帧Ｔ谝惠^佳實施例中：還包括一與所述第二轉(zhuǎn)軸連接的復位機構(gòu)，當所述盤形凸輪轉(zhuǎn)動至兩端與內(nèi)轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁頂?shù)謺r，所述滾子帶動連桿沿著其長度方向向外運動，所述復位機構(gòu)被拉長；當所述盤形凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，所述盤形凸輪與內(nèi)轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁分離，滾子和連桿在復位機構(gòu)復位力的作用下回到初始位置，使得內(nèi)轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁重新與所述盤形凸輪兩側(cè)中的一側(cè)恢復頂?shù)帧Ｔ谝惠^佳實施例中：所述連桿具有兩個分離設置的夾持部，所述夾持部之間的距離與所述外定子的外徑相同；所述滾子被所述夾持部夾持固定。在一較佳實施例中：所述連桿在所述夾持部之間具有一限位槽，所述限位槽套設于所述搖塊的外壁并與之頂?shù)窒尬弧Ｔ谝惠^佳實施例中：所述第一轉(zhuǎn)軸和第三轉(zhuǎn)軸位于同一水平面上。在一較佳實施例中：所述復位機構(gòu)為拉簧。在一些較佳實施例中：所述凸輪繞著第一轉(zhuǎn)軸順時針轉(zhuǎn)動。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)的技術(shù)方案具備以下有益效果：本專利技術(shù)提供的一種新型浮動負半徑滾子凸輪機構(gòu)，凸輪、滾子呈凹-凸形態(tài)內(nèi)接觸，顯著增加了綜合曲率半徑，降低接觸應力且易形成潤滑油膜；故其在承載、潤滑、減摩耐磨、傳動效率和使用壽命等諸多方面，皆具有顯著、大幅度的改善提高，而加工、裝配等復雜和困難度未有增加，故顯著克服和解決了傳統(tǒng)盤形凸輪機構(gòu)的固有缺陷，具有明確、廣闊的工程應用前景。并且，本專利技術(shù)提供的是一種新型浮動負半徑滾子凸輪機構(gòu)，是基于浮動推桿類凸輪—連桿機構(gòu)與負半徑類滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)的組合創(chuàng)新，不言而喻，此類機構(gòu)兼具兩大類機構(gòu)之性能優(yōu)點，能實現(xiàn)各種運動形式、剛體導引、軌跡和輸出件速度、加速度和姿態(tài)等要求，具有能實現(xiàn)大擺角、輸出效率高等優(yōu)點,同時大幅度的改善提高其在承載、潤滑、減摩耐磨、傳動效率和使用壽命等諸多性能，是能夠適應高速度、高效率、高精度和重載荷等要求的新型凸輪機構(gòu)。在大載荷下，負半徑滾子機構(gòu)較傳統(tǒng)凸輪機構(gòu)，具有尺寸緊湊、占據(jù)空間小的關鍵性、重要性優(yōu)勢，負半徑滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)樣機的創(chuàng)新設計，對推動、促進對象機構(gòu)的廣泛付諸工程應用具有重要實際意義。附圖說明圖1為本專利技術(shù)優(yōu)選實施例。具體實施方式下文結(jié)合附圖和具體實施例對本專利技術(shù)做進一步說明。參考圖1，本實施例提供了一種新型浮動負半徑滾子凸輪機構(gòu)，包括：盤形凸輪1、連桿2、搖塊3、滾子4和搖桿5；所述盤形凸輪1兩端11的彎曲弧度大于兩側(cè)12的彎曲弧度。所述滾子4包括一內(nèi)轉(zhuǎn)子和外定子、以及設置于所述內(nèi)轉(zhuǎn)子和外定子之間的滾軸；當所述盤形凸輪與內(nèi)轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁頂?shù)纸佑|時，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子由于頂?shù)至Φ淖饔枚D(zhuǎn)動。所述盤形凸輪1通過第一轉(zhuǎn)軸13設置于所述滾子4的內(nèi)部。所述盤形凸輪1繞著第一轉(zhuǎn)軸13順時針轉(zhuǎn)動，并且所述盤形凸輪1位于初始位置時，所述盤形凸輪1的兩側(cè)12中的一側(cè)與所述內(nèi)轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁頂?shù)纸佑|。因此當盤形凸輪1繞著所述第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，由于盤形凸輪1兩端11的彎曲弧度大于兩側(cè)12的彎曲弧度，盤形凸輪1與所述滾子4的內(nèi)壁的頂?shù)至κ沟脙?nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的同時，也使得外定子的位置發(fā)生改變。所述連桿2與所述外定子的外壁固定連接，且所述連桿2、滾子4的圓心以及所述第一轉(zhuǎn)軸13位于同一條直線上；因此，當外定子的位置發(fā)生改變時，連桿2也隨之一起運動。為了實現(xiàn)連桿2與外定子的固定連接，所述連桿2具有兩個分離設置的夾持部21，所述夾持部21之間的距離與所述外定子的外徑相同；因此，所述夾持部21將所述外定子夾持固定。為了限制連桿2以及滾子4只會沿著連桿2的長度方向運動，本實施例中增加設置了搖塊3，所述連桿2在所述夾持部21之間具有一限位槽22，所述限位槽22套設于所述搖塊3的外壁并與之頂?shù)窒尬弧Ｒ虼耍瑩u塊3將連桿2限定為只沿著連桿2的長度方向運動。所述搖桿5的一端與所述連桿2通過第二轉(zhuǎn)軸51轉(zhuǎn)動連接，另一端與第三轉(zhuǎn)軸52轉(zhuǎn)動連接；因此，當連桿本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種新型浮動負半徑滾子凸輪機構(gòu)，其特征在于包括：凸輪、連桿、搖塊、滾子和搖桿；所述凸輪通過第一轉(zhuǎn)軸設置于所述滾子的內(nèi)部，并且所述凸輪繞著所述第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，凸輪與所述滾子的內(nèi)壁頂?shù)纸佑|；所述連桿與所述滾子的外壁固定連接，且所述連桿、滾子的圓心以及所述第一轉(zhuǎn)軸位于同一條直線上；所述搖桿的一端與所述連桿通過第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接，另一端與第三轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接；所述搖塊與所述第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接，并與所述連桿限位配合使連桿沿著其長度方向運動，當所述連桿繞著第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，所述搖塊與之轉(zhuǎn)動一個相同的角度，使得連桿在轉(zhuǎn)動后依然沿著其長度方向運動；當所述連桿沿著其長度方向運動時，所述搖桿繞著第三轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，同時帶動連桿的一端受到搖桿的作用繞著第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；所述凸輪的基圓半徑r

【技術(shù)特征摘要】
1.一種新型浮動負半徑滾子凸輪機構(gòu)，其特征在于包括：凸輪、連桿、搖塊、滾子和搖桿；所述凸輪通過第一轉(zhuǎn)軸設置于所述滾子的內(nèi)部，并且所述凸輪繞著所述第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，凸輪與所述滾子的內(nèi)壁頂?shù)纸佑|；所述連桿與所述滾子的外壁固定連接，且所述連桿、滾子的圓心以及所述第一轉(zhuǎn)軸位于同一條直線上；所述搖桿的一端與所述連桿通過第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接，另一端與第三轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接；所述搖塊與所述第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接，并與所述連桿限位配合使連桿沿著其長度方向運動，當所述連桿繞著第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，所述搖塊與之轉(zhuǎn)動一個相同的角度，使得連桿在轉(zhuǎn)動后依然沿著其長度方向運動；當所述連桿沿著其長度方向運動時，所述搖桿繞著第三轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，同時帶動連桿的一端受到搖桿的作用繞著第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；所述凸輪的基圓半徑r0和滾子的半徑R根據(jù)如下步驟得到：1)根據(jù)凸輪和滾子的運動連通條件、運動保真條件、傳動性能條件和接觸強度條件為約束，推演建立相應解析公式；2)構(gòu)建尺寸坐標系O-r0R、尺寸空間Ω(r0,R)，進行離散-網(wǎng)格化處理；3)采取遍歷搜索方法，實現(xiàn)單一約束向O-r0R、Ω(r0,R)映射，得到單一約束可視邊界線/解域；4)通過歸并求交，實現(xiàn)歸并約束向O-r0R、Ω(r0,R)映射，得到歸并約束可視邊界線/解域；5)通過計算、比較篩選，得到滾子的半徑R與凸輪的基圓半徑r0之間的對應關系。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型浮動負半徑滾子凸輪機構(gòu)，其特征在于：所述滾子包括一內(nèi)轉(zhuǎn)子和外定子、以及設置于所述內(nèi)轉(zhuǎn)子和外定子之間的滾軸；當所述凸輪與內(nèi)轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁頂...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：常勇，李延平，吳秋平，劉龍，范武，
申請(專利權(quán))人：集美大學，
類型：發(fā)明
國別省市：福建,35