凸轮分度器驱动电机设计

1、职业教育机电一体化专业教学资源库企业解决方案名 称：凸轮分度器驱动电机设计编 制 人：丁加军邮 箱：dingjj电 话制时间：2014.5编制单位：南京工业职业技术学院凸轮分度器驱动电机设计凸轮分度器是通过配套的电机来驱动的，专机的节拍时间实际上是由凸轮分度器输入轴的转速决定的，而输入轴的转速又是由电机驱动系统实现的。转盘以及转盘上面的夹具、工件都具有一定的质量，转盘转动启动时会产生一定的惯性扭矩，转盘直径越大、质量越大，转盘转动时的惯性扭矩也越大。上述负载都靠电机来驱动，配套的电机需要具有上述负载能力。因此，在进行电机的选型时，主要考虑以下两个问题。一、扭矩的匹配电

2、机的输出扭矩应满足其负载扭矩的要求。确定电机输出扭矩时应根据转盘的直径与质量、夹具的质量与数量、工件的质量与数量、夹具对角中心距等参数对负载扭矩进行计算，得到凸轮分度器输入轴所需要的扭矩，最后根据实际的传动关系计算出电机所需要的输出扭矩并保证一定的安全余量。二、输出转速的匹配与需要的节拍时间相匹配凸轮分度器是由电机驱动的，电机通过减速器后既可以直接与凸轮分度器连接，也可以经过传动皮带再驱动凸轮分度器输入轴。凸轮分度器输入轴得到的转速必须根据所要求的节拍时间进行设计计算，其输入轴每旋转周，凸轮分度器输出轴完成一个转位与停顿动作的时间周期。输入轴每旋转周的时间周期也就是输出轴完成一个转位与停顿动作

3、的时间周期，且此凸轮分度器输入轴转速决定了专机的节拍时间，设计凸轮分度器输入轴的转速实际上就是设计专机的节拍时间。当根据实际装配工序确定节拍时间后。下步就是要根据确定的节拍时间来选择合适的凸轮分度器，同时还要选择配套的电机及减速器，如果电机经过减速器后还经过传动皮带，则需要进一步设计皮带传动的传动比。经过全部传动环节后，凸轮分度器输入轴获得的转速应该满足希望的节拍时间要求。向凸轮分度器制造商进行订购时，制造商一般都可以根据用户需要的节拍时间、负载情况等，代替客户进行凸轮分度器的计算选型，配套合适的电机及减速器并安装好后成套提供给客户，所以电机的配套设计工作也可以由凸轮分度器的制造商帮助进行。例

4、1 某间歇回转分度式自动化专机用凸轮分度器来驱动，电机经过减速器后直接与凸轮分度器输入轴连接。根据实际装配工序的工艺操作时间，初步确定节拍时间为3s，试确定电机减速器的减速比及实际的节拍时间。解 首先计算凸轮分度器输入轴的转速，初定节拍时间为3s件，即表示输入轴旋转1周需要时间为3s，因此输入轴转速为60320(rmin)。采用标准感应电机，电机输出转速为1450 rmin，需要经过减速器减速，将电机输出转速改变为输入轴所需要的20rmin。选用具有合适减速比的减速器，对照减速器制造商的资料，在齿轮减速器的各种减速比系列中只有75比较合适。如选用减速比为75的减速器，则减速器实际输出转速为 1

5、45075193(rmin)该转速实际上也就是凸轮分度器输入轴的转速，由于实际的输入轴转速与期望的理论输入轴转速有一定差异，所以实际的节拍时间与期望的理论节拍时间也有一定差异，根据公式得出实际的节拍时间为 分析：虽然有系列具有不同减速比的减速器可供选择，因此可以获得系列不同的输入轴转速，即系列不同的节拍时间，但仍然受到减速比系列的限制。三、节拍时间的变化与调整在实际工程应用中，由于产品的制造工序内容及要求各不相同，因此机器的节拍时间也各不相同，需要根据实际情况设计并实现要求的节拍时间，有时候可能还需要对现有机器的节拍时间进行调整。那么如何对现有机器的节拍时间进行调整呢?要改变凸轮分度器的节拍时

6、间，主要有两种方法。1改变电机驱动系统的传动比通过例1可知，只要改变电机减速器的减速比就可以改变凸轮分度器输入轴的转速，这样也就改变了节拍时间。由于有一系列具有不同减速比的减速器可供选择，因此改变减速器的减速比可以获得多种不同的输入轴转速，即多种不同的节拍时间。当电机经过减速器后如果还采用同步带传动，还可以通过改变同步带传动的传动比(即改变同步带轮的齿数比或直径比)来获得不同的输入轴转速以获得不同的节拍时间。2通过控制系统来实现不同的节拍时间一般情况下自动化专机都是固定的专用设备，节拍时间一般也无必要调整。但当因为设计或其他原因需要改变机器的节拍时间时，改变输入轴转速显然比较麻烦，此时可以通过

7、控制系统来实现，而且非常容易。具体方法为：输入轴转速一定的情况下，转位时间也是一定的，如果希望增加工序可供操作的时间(即停顿时间)，可以通过控制系统在转位结束后(设置相应的传感器进行状态确认)将电机的电源切断，经过一定时间的延时，然后再接通电机电源开始下一个转位动作循环。这样就在转位时间不变的情况下增加了停顿时间，实际上也就是延长了整个节拍时间。这种控制方法由于使用方便，可以非常方便地调整机器的节拍时间，因而在工程上较多使用，但这是以增加电机的启动、停止次数为代价的。例2 假设某采用凸轮分度器驱动的间歇回转式自动化装配专机整个节拍时间为3s，其中转位时间为1s，停顿时间为2s，现需要使转位时间保持不变，将停顿时间增加至2.5s，试通过控制系统来实现。解 在每次转位结束后，通过控制系统将电机的电源切断，再延时0.5s，然后再接通电机电源，构成一个新的工作周期，则实际的节拍时间由3s增加至3.5s。依次循环。除直线运动机构组成的自动化专机外，另一类非常典型的自动化专机是间歇回转分度式自动化专机，它的核心部件就是驱动转盘作间歇回转运动的凸轮分度器。这种自动化专机将一般在直线型生产线上完成的多个工序的工艺操作集成在一个尺寸较小的转盘上完成