凸轮分割器选型.doc
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凸轮分割器选型
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凸轮,选型
例一回转圆盘式凸轮分割器选型：
'Y$o8b3o4U7u-Y4H
选用适当大小及规格之间歇分割器及所需动力之马达，请依据下列方法计算，参考图一所示
%a.~4j/P&v1S/?
〈参考图一〉回转圆盘式凸轮分割器设计资料）f*F4G3S!
}1C0r+C'd
【1】间歇分割定位等分∶N=6
【2】每等分回转时间∶秒 _'C Y6w8U）R2K6?
【3】输入轴回转数∶n=80rpm∶凸轮轴速度（每分钟回转数）
;D7F2w"g"t,P;v【4】凸轮曲线∶修正正弦曲线
2d6H'I:
|9N【5】回转盘尺寸∶￠300*20
【6】夹具重量∶3kg／组（]8L-u,t3i4c;h'_ R
【7】工件重量∶0.25kg／组%V-p8_1j6Q%O'V:
J
【8】转盘依靠其底部滑动面支持本身重量负荷，有效半径∶R=100㎜
4|*J#X'P2O3]"Q+C*].w【9】夹具固定节圆直径￠200㎜处
&i-w7j2T8y;E&s
解答:
~8z5s$d%i3~+L I*D
1~1
2C1S）I:
^2t'B'C间歇分割定位等分∶N=6
1~2,W+J$[1q0a
回转时间和定位时间之比为1:
2，因此转位角度，h=360°*1/（1+2）=120°
1~3）N'g%F.c-J）f"}+t%~
输入轴回转数∶n=80rpm
1~4
$l7g;}&w8p!
P0G凸轮曲线：
修正正弦曲线，因此Vm=1.76,Am=5.53,Qm=0.99
1~5
&I*l）F!
[0q负载扭矩∶Tt
!
M8P%u-@6J5X;U0p2r惯性扭矩∶Tt
6Y（@5}6u（|9K2G（T（a）转盘重量∶W1；夹具重量∶W2；工作重量∶W3则3A-h K!
|0];c
W1=3.1415926*（30/2）²*2*7.8*1/1000=11.026（kg）2H.]'a0U8T.}
W2=3*6=18（kg）
$q7G1[（_$l9L;J#_7VW3=0.25*6=1.5（kg）
0Z*_&q%f8q'O6J;}5_7e（b）回转盘惯性矩∶I1;夹具惯性矩∶I2;工作惯性矩∶I3各为&h+t）k2P6J&t9R2C
I1=W1*R²/2G=11.026*0.15²/（2x9.8）=0.0126（kg.cm.s²）
4b#i）s"t/D3jI2=W2*Re²/G=18*0.1²/9.8=0.018（kg.cm.s²）
8e$F3L%}0j.V/c E3TI3=W3*Re²/G=1.5x0.1²/9.8=0.0015（kg.cm.s²）9U&Q'{3_*d {,V）l%C5w
（c）总惯性矩∶I（W6t&]+U'J/]&R$S
I=I1+I2+I3I=0.0126+0.018+0.0015=0.032（kg.cm.s²）
6s（d6a;Q%j!
Q+|$q:
v（d）输出轴最大角加速度∶
7r3`8c&s$V ];w8N）Bε=（Am*2*3.1415926/N）*（（360/h）*（n/60））²
&S0J.L*?
"y*H2H
ε=（5.53*2*3.1415926/6）*（（360/120）*（80/60））²=92.66（rad/s²）
"|+H9O8k）V4t1@（e）静扭矩（惯性扭矩）∶Ti
9x8g$},^!
t A（^Ti=I*Ti=0.032*92.66=2.965（kg.cm）
/S2S1\;^,R摩擦扭矩∶Tf
W=W1+W2+W3;j4W p:
C \8Q p!
W%Q
Tf=u*W*Re=0.15*（11.026+18+1.5）*0.1=0.458（kg.cm）3\）_'z8v（X-b
摩擦系数：
u=0.15
（f）工作扭矩Tw0| C/N#h;T2O.}3{
在间歇分割时没有作功因此Tw=0
5M N!
X$B6K$E2O8T#H以上总负载扭矩∶Tt.\.e S#c#`
-e.N!
h*P:
x0\'tTt=Ti+Tf+Tw=2.965+0.458+0=3.423（kg.m）
1~6:
k-p!
T5p（o6Z \-s
实际负载扭矩∶Te安全负载之因数fc=1.5
7f$U:
u"{%y;I9d$Q1RTe=Tt*fc=3.423*1.5=5.135（kg.m）
1~7
7r/Z5h8s7n6J输入轴扭矩∶Tc注∶输入轴起动负载扭矩视为0，因此Tca=07g%v7N/~:
B5]3x
Tc=360/h*N*Qm*Te+Tca=360/120*6*0.99*5.135=2.54（kg.m）
1~86d7z2f,F#y9O'D
计算所需之马力∶P*a5N5W5o1O）f*H2p
P=Tc*n/（716*Q）（HP）或P=Tc*n/（975*Q）（kw）8@*N/Y/C+p3A,Y+L$y（I
假设效率Q=60%那么P=2.54x80/716x0.6=0.47（HP）或P=2.54x80/975x0.6=0.34（kw）
;r7s"]8L2h*~事实上，以上所计算数值为起动时最大马力，而连续传动所需之马力为1/2
1~9
2b-p$~1?
6}*?
'\选择适用之间歇分割器
+H（A-T6L1o+c!
Y（J:
_ X:
s根据以上所计算之资料以及输入轴转速80rpm来选择，请参考说明书上所记载，凡是输出轴扭矩高于以上所计算之Te值者均可选用。
-R8Y2f2U8i#e;d（_/OVm:
最大非向性速度
2F6x'V+v$} y4f'@4H5MAm:
最大非向性之加速度
4C）b2I${,M&R9tQm:
凸轮轴最大扭力系数6b.c0m*B;D
h:
输入轴转位（驱动）角度
例二
9k/n6J1S&J'N）u'L.}传送带式凸轮分割器选型
2J%[+z/a）B/Y6F'l#Q凸轮分割器配合输出轴之齿轮装置应用于传动输送带，从而使输送带移动达到使用要求，其选型计算如下∶
&?
M"] O'c-f'd设计资料∶
"`,p&?
/U&f/m3m
（1）输送带输送间距∶239mm:
{1@-`!
l）Y'i.s
（2）回转角度∶θh=120°6O+Y#V1{/H4M"l-{
（3）每行程运转时间2秒／周期
/|.P3f）}/I（4）速度比$=180/100=1.8（n/m）8w*Y a&p7k&c+{3_
（5）凸轮曲线∶修正正弦曲线
）t${1T7M.X）k'I"i注∶
#S:
u$k4u+z&pDc∶输送齿盘之节径（即上面的￠254齿轮）
!
Z5u9B&]3r$I'OPc∶输送带之横向节距（即两工件横向之间的距离）9H%X）f.R0b%U X,i）t
$∶速度比
4w8s1W（|7A（E6j%r2h5U
r：
齿轮上轴粗'R8t4G-e6J"C&Y:
f4f.f
u：
摩擦系数0.15
解答
*V4D3j8l0N!
~7W
2~1
3v0p+U5~9g7L8n/e间歇分割定位等分∶N
I/[0k"a）O'b&_-NN=3.1415926*Dc*$/Pc=3.1415926*25.4*1.8/23.9=6
2~2
"{6e"w&W8@设定2秒／周期输入轴回转数
7I"f-l*H Y-pn=60/2=30rpm
2~30X/i0R）Q%g
凸轮曲线系修正正弦曲线，因此Vm=1.76,Am=5.53,Qm=0.99
2~45Y.f'r:
H9K;U（v \.V6J%@
负载扭矩∶Tt,f*D8?
9?
-m7x（L/Q
【1】静扭矩（惯性扭矩）∶Ti$r1x9B2].o"p1?
#r
（A）主动齿轮重量∶W1=8kg节圆直径=Ø180那么主动齿轮惯性矩∶:
]+T$?
'|（O0q
3w）l,@7m'w r2{3w,U
IA=I1=W1*R²/2G=8*9²/（2x980）=0.331（kg.cm.s²）
Q+^#D6|$?
+l#G$t0d（B）输送带惯性矩∶
4y!
h"]6L C）r%h9e"B
$^9N7p）r9D+d%k3M5D
（1）从动齿轮惯性扭∶I27z.a0d1^6o:
v&|/V/E）Q
I2=W2*（R²+r²）/2G=5*（5²+2.5²）/（2*980）=0.08（kg.cm.s²）9N3~$t0E3b4t（]9B'E'x
*y8H）v6\$V"U5x
（2）传动轴之惯性矩∶,F9h5_4N b&o3u0g
I3=W3*R²/2G=4*2.5²/（2*980）=0.026（kg*cm*s²）
）K"n'V%h4u&]*M$Y（3）链轮之惯性矩∶I4
（t:
b*o/y2T6Q）\2K4v,DI4=W4（R²+r²）/2G=5*（12.7²+2.5²）/（2*980）x4=1.71（kg.cm.s²）
5g#^/O*f,| g m5k!
r（4）链轮之惯性矩∶I5
f k（[9T;]'M0|/[I5=W5*Re²/G=10*12.7²/980*2=3.29（kg.cm.s²）
（_.b"W0|,M'X:
O（5）夹具之惯性矩∶I6）Y6S:
S0w（{/j
I6=W6*Re²/G=0.7*12.7²/980*10=2.3（kg.cm.s²））u2l）H y&h
（6）工件之惯性矩∶I7
9`'I9D!
\ UI7=W7*Re²/G=1*12.7²/980*4=0.65（kg.cm.s²）.B2p/o）s5J'D%M%{*c8k
（7）因此输送带之总惯性矩∶IB
7i&O&H&i-bIB=I2+I3+I4+I5+I6+I7=0.08+0.026+1.71+3.29+2.3+0.65=8.056（kg.cm.s²）
（C）输送带之有效总惯性矩∶IBe）L8d'D9?
2p&@+\.i.l
IBe=IB*$²=8.056*1.8²=26.10（kg.cm.s²）4T'p-R.z3T,v%g3y
（D）总惯性矩为（a）+（c）之和
0z!
?
5E+h）P7c4A8d4XI=IA+IBe=0.331+26.10=26.43（kg.cm.s²）
-c4f$`;`%B7l2Z（E）输出轴最大角加速度∶&] `5l-W/x）h,` O2w2b7a
ε=Am*2*3.1415926/N*（（360/h）*（n/60））²
#k8v7v-C'^#V5f$c0H3_ x'`%p（x
ε=5.53*2*3.1415926/6*（（360/120）*（30/60））²=13.02（rads2）
+^'A"C$X1]7g3P（F）静扭矩（惯性扭矩）∶Ti应为（d）项与（e）项相乘，因此Ti=I*εTi=26.43x13.02=344.12（kg.cm）
2~5;J5F&_-q0|+A
摩擦扭矩∶Tf-G/v（?
.`+}（r
（A）输送带上之摩擦扭矩Tfe∶）d&k'O {*]9v8r&]
摩擦负荷应等于滑动面上链条和夹具的一半重量和工作全部重量所造成之摩擦力。
8Q5E（l*P:
b#~Tf=u*W*R=0.15x（10/2+（0.7*20）/2+（10*2）/2）*12.7=41.9（kg.cm））@-W$F*E8M7y
（B）输送带之有效摩擦扭矩∶Tfe;c:
Q-X9w/{,F
Tfe=Tf*$=41.9*1.8=75.43（kg.cm）
2~6
）C&d-h7x,x"J*q,S5E%T工作扭矩∶Tw
!
r3\"F8P-p在间歇分割时没有作功，因此Tw=0
2~7'U/m"Q U9B5]
负载扭矩∶Tt
9D$A*l9_2a;w-L WTt=Ti+Tf+Tw=344.12+75.43+0=419.55（kg.cm）=4.19（kg.m）
+G5K o7w0\注∶请认明所有数值单位，以免错误，重力引力加速度G=980厘米／秒²=9.8米／秒²
0O3j'y8Z*k!
O
2~8
:
x'J'L7Y,j&p1D `%W%k实际负荷之矩∶Te，安全负荷之因数fe=24[2b3M#e#I4m
Te=Tt*fc=4.19*2=8.38
2~93@;I/|$j*F2@1B*Y
输入轴扭矩∶Tc:
K5g&d1c#G"B%X.o;n
Tc=360/N*（1/h）*Qm*Te+Tca
;l）L+K;R-i:
O!
O#o注∶输入轴起动负载扭矩视为0，因此Tca=0
#Q&~&@!
k0k/@3\3f#E+MTc=360/6*（1/120）*0.99*8.38+0=4.14
2~10
&d#q#z;`（t"d4I计算所需马力∶P6l!
|/g（I/}:
h&r4Q4y
P=Tc*n/（716*Q）（HP）或P=Tc*n/（975*Q）（kw）
假设马达效率Q=60%%F*R!
d;F（t"P
P=4.14*30/（716x0.6）=0.28（HP）或P=4.14x30/（975x0.6）=0.212（kw）&i"_1| M9l8z0K1[6k
事实上，以上所计算之值为起动时最大马力，而实际运转所需马力为计算值1/2
2~119Y,O!
n7V-R8[6j
选择所适用之间歇分割器
）Q6d:
Z9I3V9m+}
根据以上计算资料所得输入轴转速为30rpm，请参考说明书上所记载，凡是输出轴扭矩高于以上所计算之Te值者均可选用。
-h#O4J5| k.|1I,F!
{
Te=8.38（kg.m）应选GHH80型
6A q&o S;Z+?
%`
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