圆柱分度凸轮 图纸

弧面分度凸轮三维建模

已知设计条件：凸轮转速n=300r/min，连续旋转，从动转盘有8 工位，中心距C=180mm，载荷中等。选择改进正弦运动规律为所设计弧面分度凸轮机构的运动规律。

参数如下：

项目实例计算

凸轮角速度ω1=πX 300=101T／s

凸轮分度期转角β1=120°=2/3π

凸轮停歇期转角θd=360°-120°=4/3π

凸轮角位移θ

凸轮和转盘的分度期时间∥s 0=(2"rr／3)／10-rr=1／15s

凸轮和转盘停歇时间幻／s td=(2ar／10"rr)一1／15=2／15s

凸轮分度廓线旋向及旋向系数P 选取左旋L，P=+1

凸轮分度廓线头数日选取H=1

转盘分度数，按设计要求的工位数，选定，=8

转盘滚子数Z=1×8=8

转盘分度期运动规律抛物线一直线一抛物线

转盘分度期转位角盼／(。) 妒，=360。／8=45。

中心距C=180mm

凸轮转速n=300r/min

旋向系数P=+1

分度数I=8

凸轮头数H=1

转盘滚子数Z=1*8=8

凸轮宽度B=90

分度期转角θf = 120°

停歇期转角θd = 240°

凸轮节圆半径rp1=96mm

滚子宽度b=30mm

滚子半径Rr=22mm

凸轮顶弧半径rc=75.29mm

我们将分别作出与滚子左面接触的一系列凸轮轮廓曲线，分度期1L、2R、2L、3R ，停歇期与滚子左右接触的轮廓曲线，然后将这些线生成曲面，最后生成实体。

1 凸轮定位环面内圆直径Di为直径的基础圆柱体

打开Pro／ENGINEER，进入Pro／ENGINEER三维造型窗口，在“基础特征”工具栏上单击“拉伸”命令，选择“FRONT”面为草绘平面，绘制φ154.69的圆，并双向拉伸90mm.

圆柱分度凸轮

一、什么是圆柱分度凸轮？

圆柱分度凸轮是一种机械元件，它通常由一个圆柱体和凸起的分度齿组成。它的主要作用是将旋转运动转换为线性运动，并且在机械系统中用于控制和调整位置、速度和加速度。圆柱分度凸轮通常用于工业制造中的自动化装置、生产线等。

二、圆柱分度凸轮的结构

1. 圆柱体

圆柱体是整个圆柱分度凸轮的主体部分，它通常由金属材料制成，具有一定的硬度和耐磨性。在其表面上，会刻有一些固定数量和间距的齿形结构，这些齿形结构就是分度齿。

2. 分度齿

分度齿是位于圆柱体表面上的一些凸起结构，它们通常呈现出锥形或楔形，并按照一定的间距排列。这些齿形结构被用来控制机械系统中其他部件（如连杆、滑块等）的位置和速度。

三、圆柱分度凸轮的工作原理

圆柱分度凸轮的工作原理是基于其表面上的分度齿结构。当圆柱体旋转时，分度齿会与其他机械系统中的部件相互作用，从而控制它们的位置和速度。

具体来说，当分度齿与其他部件接触时，它们会将这些部件从一个位置推向另一个位置。这个过程中，圆柱体会不断地旋转，并且每次旋转都会使得分度齿与其他部件重新接触。通过这种方式，圆柱分度凸轮能够实现精确的位置和速度控制。

四、圆柱分度凸轮的应用

1. 自动化装置

在自动化装置中，圆柱分度凸轮通常被用来控制机械臂、夹具等部件的位置和速度。通过正确地设计和调整圆柱分度凸轮的齿形结构和间距，可以实现非常精确的位置和速度控制。

2. 生产线

在生产线中，圆柱分度凸轮通常被用来控制传送带、机械手等部件的

位置和速度。通过正确地设计和调整圆柱分度凸轮的齿形结构和间距，可以实现非常精确的位置和速度控制，从而提高生产效率和质量。

圆柱凸轮分度机构的设计计算及运动仿真圆柱凸轮分度机构是一种常见的传动机构，用于将连续运动转换为间

断运动。它由凸轮、凸轮轴、旋转体、均衡轮、从动件和驱动件等部分组成。设计计算和运动仿真是圆柱凸轮分度机构设计过程中的重要步骤，下

面将对其进行详细介绍。

设计计算是圆柱凸轮分度机构设计的关键步骤之一、首先需要确定驱

动件和从动件的构型。通常，驱动件为凸轮轴，从动件为旋转体。然后，

需要根据要求的间断角度和转速计算凸轮的几何参数，如凸轮半径、凸轮

高度和凸轮轴位置。凸轮的几何参数决定了从动件的运动特性，如加速度

和速度。

计算凸轮的几何参数时，可采用凸轮的设计曲线。设计曲线可以通过

将所需的运动规律与给定凹模曲线相叠加得到。凹模曲线是一个以分度运

动为基础的曲线，其参数对凸轮的运动特性有重要影响。凹模曲线的形状

和尺寸决定了从动件在分度运动过程中的加速度和速度的变化规律。

在完成设计计算后，需要进行运动仿真来验证设计的准确性和可行性。运动仿真可以通过使用专业的仿真软件，如ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）来实现。通过建立凸轮、凸轮轴、旋

转体、均衡轮、从动件和驱动件的几何模型，并设置运动和约束条件，可

以模拟圆柱凸轮分度机构的运动过程。

运动仿真可以得到从动件的运动规律和性能参数，例如位置、速度和

加速度的变化规律。通过对仿真结果的分析和评估，可以判断设计的合理性，并根据需要对凸轮的几何参数进行调整和优化，以满足运动要求。

综上所述，圆柱凸轮分度机构的设计计算和运动仿真是设计过程中不可或缺的步骤。通过设计计算和运动仿真，可以确定凸轮的几何参数，并验证设计的准确性和可行性。这为圆柱凸轮分度机构的制造和应用提供了重要的参考依据。

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基于Creo 的圆柱分度凸轮三维建模

刘文光 张卧波 史建国

（济南职业学院，山东 济南 250103）

摘要：利用Creo 对圆柱分度凸轮进行三维建模，可以先绘制凸轮展开截面线，利用包络命令将截面线缠绕到圆柱，利用扫描命令创建圆柱分度凸轮主体，然后依次创建凸轮的细节特征。

关键词：圆柱分度凸轮；Creo；三维建模；包络；扫描

中图分类号：TH16 文献标志码：B 文章编号：1673-4270(2017)05-0069-05

一、圆柱分度凸轮三维建模思路

圆柱分度凸轮是自动机、自动线中常见的中低速间歇传动装置。对图1所示的圆柱分度凸轮进行三维建模，可以首先绘制凸轮展开截面线，将截面线缠绕到圆柱，通过扫描的方法创建圆柱分度凸轮主体，然后依次创建孔、加强筋、倒角等细节特征[1]。

图1 圆柱分度凸轮

二、基于Creo 的圆柱分度凸轮三维建模以Creo 中的mmns_part_solid 模板新建prt 零件。（一）创建参数

在 标签下选择 定义参数[2]，创

建类型为实数的参数D,其值为160；创建类型为实数的参数T，其值为pi*D，如图2所示。

（二）创建拉伸曲面特征

选择FRONT 面为草绘平面，以RIGHT 面和TOP 面在草绘平面上的投影线的交点为圆心，草绘直径为D 的圆，完成草绘。在 操控板选择 设定拉伸为曲面，从草绘平面以指定的深度值拉伸76，生成图3所示的拉伸1。

（三）创建基准面

过拉伸1的轴线，与TOP 面成60°角生成基

准面DTM1；与拉伸1相切，与DTM1垂直生成基准面DTM2，如图4所示。

培训教案（29）

培训课题：分度凸轮间歇运动机构的结构组成、特点和工作原理

培训目标：通过培训，使学员了解分度凸轮间歇运动机构的结构组成、特点和工作原理

培训重点：分度凸轮间歇运动机构的结构组成、特点

培训难点：分度凸轮间歇运动机构的工作原理

培训进程：

1．分度凸轮间歇运动机构的结构、组成

分度凸轮间歇运动机构由主动凸轮1转盘2和机架所组成。转盘2端面上固定有周向均布的若干滚子3。当凸轮连续地转动时，可得到转盘的间歇转动，从而实现交错轴间的间歇运动。

分度凸轮间歇运动机构有圆柱分度凸轮间歇机构（左图）和蜗杆分度凸轮间歇运动机构(右图)两种形式。圆柱分度凸轮的槽数和蜗杆凸轮的头数一般取1，两种机构从动件的柱销数一般应大于6。

2．分度凸轮间歇运动机构的特点

A．分度凸轮间歇传动机构结构简单，不仅可以传递平行轴间还可以传递交错轴间的间歇运动；

B．只要合理设计廓线，选择合适的运动规律，可使从动件运动平稳，减少冲击，得到较好的运动特性，以适应高速运转的需要

C．但精度要求较高，加工复杂，安装要求严格。

3．分度凸轮间歇运动机构的工作原理

分度凸轮间歇传动机构一般由主动凸轮，从动转盘和机架组成。当凸轮转动时，通过其曲线沟槽（或凸脊）拨动柱销，使从动盘作间歇运动，所以从动转盘

的运动规律完全取决于凸轮轮廓的形状。而凸轮的轮廓曲线可以在设计时适当选择，使得当凸轮做连续转动时，从动转盘作间歇运动。如右图所示。

培训小结：

介绍了卷烟包装过程中常见的几种商标纸包装缺陷，并了解其主要原因。

% 圆柱分度凸轮机构设计计算和运动分析

% 函数文件1：绘制凸轮机构运动曲线（zxjs_ydxt.m）

% 函数文件2：整理圆柱分度凸轮轮廓曲面三维坐标数据（zxjs_3Dzb.m）

disp ' 用键盘输入已知条件:'

n=input(' 凸轮转速(r/min) n = ');

disp ' * 机构中心距C：凸轮轴线z1到转盘轴线z2的距离'

C=input(' 机构中心距(mm) C = ');

disp ' * 机构基距A：凸轮轴线z1到转盘基准端面O2x2y2的距离'

A=input(' 机构基距(mm) A = ');

disp ' * 选择凸轮头数H=1、2、3、4：'

H=input(' 凸轮头数H = ');

disp ' * 选择凸轮分度期转角theta_f=120～240度：'

theta_f=input(' 凸轮分度期转角(度) theta_f = ');

disp ' * 选择转盘分度数（按照工作机械工位要求）'

I=input(' 转盘分度数I = ');

disp ' * 选择凸轮分度廓线旋向（左旋L、右旋R）：'

LXX=input(' 凸轮分度廓线旋向LXX = ','s');

% 1-圆柱分度凸轮机构运动分析

% 凸轮角速度

omega_1=pi*n/30;

% 转盘滚子数

z=H*I;

% 凸轮停歇期转角

theta_d=360-theta_f;

% 转盘分度期转位角

phi_f=360/I;

% 机构分度期时间t_f和停歇期时间t_d

hd=pi/180.0; % 角度转换为弧度的系数t_f=theta_f*hd/omega_1;

7.4.1 圆柱凸轮加工程序

如图7-36所示的圆柱凸轮，本例用Mastcam 8.0自动编程加工。

图7-36 圆柱凸轮

1．工艺分析

所谓圆柱凸轮，就是在圆柱面上加工出按一定规律环绕的曲线沟槽，或在其端面上加工出特殊曲面。这些沟槽可以是首尾相连封闭式的，也可以是首尾不相连开式的。凸轮沟槽可以是等宽的，也可以是不等宽的，但通常深度是相同的。

圆柱凸轮机构可以实现任意复杂的运动形式，从动件运动机构在行程中可停留或等速运动，同时具有结构简单、体积小的优点，广泛应用在内燃机、包装机械、纺织机械、计算机外围设备以及自动控制系统等众多领域。

本例圆柱凸轮的材料为40Cr ，其基圆直径为32mm ，槽宽为04.002.012++mm ，工作面粗糙度

Ra 为1.6μm ，凸轮槽展开线如图7-37所示（包括凸轮槽中心线及上下轮廓线）。两端面的平行度误差不大于0.01mm ，φ32H7孔的尺寸精度为0.025mm 、圆跳动度不大于0.01mm ，外圆与内孔的同轴度精度为0.01mm 。

本例圆柱凸轮的加工工序如表7-13所示。凸轮槽的数控加工是圆柱凸轮加工的关键。 对圆柱凸轮槽的数控铣削加工必须满足以下要求，以确保滚子在圆柱凸轮槽中平稳运动：

① 圆柱凸轮槽的工作面即两个侧面的法向截面线必须严格平行。 ② 圆柱凸轮槽在工作段必须等宽。

圆柱凸轮槽宽度不大时，通常选择相应直径的立铣刀沿槽腔中心线进行加工，可比较容易加工出符合上述要求的圆柱凸轮槽。

B-凸轮上轮廓线，c-凸轮槽中心线，d-凸轮下轮廓线

图7-37 凸轮槽展开线图