本實(shí)用新型涉及一種間歇機(jī)構(gòu)，特別是涉及一種由凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)和平行四連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合而成的兩工位間歇運(yùn)動(dòng)裝置。

背景技術(shù)：

在各類機(jī)械中，常需要某些構(gòu)件實(shí)現(xiàn)周期性的運(yùn)動(dòng)和停歇。能夠?qū)⒅鲃?dòng)件的連續(xù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成從動(dòng)件有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)和停歇的機(jī)構(gòu)稱為間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

在各種自動(dòng)機(jī)械和生產(chǎn)流水線中，常利用棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)等間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)工件在不同工作位置間的不斷轉(zhuǎn)換，從而極大減少人工操作，提升工作效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種端面凸輪間歇運(yùn)動(dòng)裝置，以實(shí)現(xiàn)托盤在兩工作位置間的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。既能作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，輸出間歇運(yùn)動(dòng)；也可以與其它機(jī)構(gòu)組合，實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)形式。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題采用以下的技術(shù)方案：

本實(shí)用新型提供的端面凸輪間歇運(yùn)動(dòng)裝置，包括機(jī)架和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，是一種實(shí)現(xiàn)托盤在兩個(gè)位置間的間歇運(yùn)動(dòng)的裝置。該裝置主要由凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)和平行四連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合而成，所述凸輪機(jī)構(gòu)采用圓錐滾子端面凸輪機(jī)構(gòu)。

所述的凸輪機(jī)構(gòu)，主要由端面凸輪、圓錐滾子從動(dòng)件組成，其中端面凸輪的中心孔與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸相連，該凸輪的凸頭與圓錐滾子從動(dòng)件接觸相連，圓錐滾子從動(dòng)件的軸與齒輪齒條機(jī)構(gòu)的齒條末端圓孔相連。

所述的平行四連桿機(jī)構(gòu)，其一端通過(guò)其連接桿裝在支座上，其另一端通過(guò)其兩根連桿經(jīng)齒輪齒條機(jī)構(gòu)的齒輪軸裝在底座上，支座和底座均裝在機(jī)架上。

所述的齒條，其上半部分為正常齒條，其下半部分沒(méi)有齒形，該下半部分末端開(kāi)有與凸輪機(jī)構(gòu)的圓錐滾子從動(dòng)件連接的圓孔。

所述的平行四連桿機(jī)構(gòu)，由連接桿、支桿、托盤，以及結(jié)構(gòu)完全相同的左連桿、右連桿組成；所述的支桿，其一端與連接桿的一端相連，其另一端與托盤相連為一體式結(jié)構(gòu)；連接桿的另外一端與支座的支耳相連；左連桿和右連桿，其一端的鍵槽分別用平鍵與齒輪軸的兩端相連，其另外一端的連接孔分別通過(guò)螺栓與對(duì)應(yīng)的托盤兩側(cè)的支耳相連，并且用螺母固定。

所述的支桿，其長(zhǎng)度和左連桿、右連桿、連接桿的長(zhǎng)度相等，所述左連桿、右連桿、連接桿的長(zhǎng)度是指它們兩端兩鉸接孔軸線間的距離。

所述的支桿，其長(zhǎng)度與支座和底座兩鉸接孔軸線在平行于底座側(cè)面的平面內(nèi)的投影相等。

本實(shí)用新型與以往技術(shù)相比，具有以下主要的有益效果：

1.采用圓錐滾子，改善了與凸輪的接觸情況，也有利于調(diào)整配合間隙。

采用了新型的圓錐滾子端面凸輪機(jī)構(gòu)，用圓錐滾子取代了傳統(tǒng)的圓柱滾子。改善了與凸輪的接觸情況。同時(shí)，通過(guò)調(diào)整圓錐滾子軸向位置，可以調(diào)整滾子與凸輪廓面間的間隙大小，這樣在凸輪發(fā)生磨損后可以調(diào)整間隙，繼續(xù)使用。

2.利用齒輪齒條機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換，同時(shí)也起到放大連桿機(jī)構(gòu)輸出擺角的作用。

在圓錐端面凸輪機(jī)構(gòu)和平行連桿機(jī)構(gòu)間增加了齒輪齒條機(jī)構(gòu)，除了有將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)動(dòng)的作用外，還可以通過(guò)對(duì)齒輪齒條機(jī)構(gòu)選取合適的傳動(dòng)比，彌補(bǔ)凸輪經(jīng)常由于設(shè)計(jì)要求導(dǎo)致行程較小的缺點(diǎn)，使平行四連桿機(jī)構(gòu)得到較大的輸出擺動(dòng)角。

3.通過(guò)合理布置平行四邊形機(jī)構(gòu)的位置，使托盤始終能保證水平。

4.利用凸輪在進(jìn)休止角和遠(yuǎn)休止角期間從動(dòng)件位置不變的特點(diǎn)，使托盤在兩工作位置時(shí)能保持一定時(shí)間。凸輪的升程和回程則對(duì)應(yīng)托盤在兩工作位置間的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。

5.承載能力強(qiáng)，易于調(diào)整，定位精度高，振動(dòng)噪聲小。在某設(shè)計(jì)實(shí)例中，經(jīng)初步驗(yàn)證，在相同的工作條件下，比目前常用的連桿組合機(jī)構(gòu)更加穩(wěn)定，比圓柱凸輪組合機(jī)構(gòu)成本上要低百分之三左右。

6.通過(guò)合理選擇端面凸輪的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可以使得機(jī)構(gòu)具有傳動(dòng)平穩(wěn)，動(dòng)力特性較好，沖擊振動(dòng)小，定位精度高等諸多優(yōu)點(diǎn)。該機(jī)構(gòu)可廣泛應(yīng)用于自動(dòng)機(jī)械與生產(chǎn)流水線上。

附圖說(shuō)明

圖1為端面凸輪間歇運(yùn)動(dòng)裝置的軸測(cè)圖；

圖2為端面凸輪間歇運(yùn)動(dòng)裝置的正視圖；

圖3為端面凸輪間歇運(yùn)動(dòng)裝置的左視圖；

圖4為托盤的軸測(cè)圖；

圖5為連桿的軸測(cè)圖；

圖6為齒輪軸的軸測(cè)圖。

圖中：1.第一螺栓，2.連接桿，3.第二螺栓，4.支座，5.左連桿，6.齒輪軸，7.底座，8.支桿，9.托盤，10.第三螺栓，11.右連桿，12.齒輪，13.端面凸輪，14.齒條，15.圓錐滾子從動(dòng)件，16.第一螺母，17.第二螺母，18.支耳，19.鍵槽，20.齒輪軸鍵槽。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型提供的端面凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，是一種具有錐形滾子的端面凸輪機(jī)構(gòu)與齒輪齒條機(jī)構(gòu)、平行四連桿機(jī)串聯(lián)而成的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)包含三個(gè)部分：凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)與連桿機(jī)構(gòu)。端面凸輪輪廓面具有特殊空間曲面形式，可以與圓錐滾子配合并驅(qū)動(dòng)齒條產(chǎn)生往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。齒條帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使連桿機(jī)構(gòu)作往復(fù)間歇運(yùn)動(dòng)。從而最終使與連桿一體的托盤可以在兩個(gè)工作位置間作往復(fù)間歇運(yùn)動(dòng)。通過(guò)合理選擇端面凸輪的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可以使得機(jī)構(gòu)具有傳動(dòng)平穩(wěn)，動(dòng)力特性較好，沖擊振動(dòng)小，定位精度高等諸多優(yōu)點(diǎn)。該機(jī)構(gòu)可廣泛應(yīng)用于自動(dòng)機(jī)械與生產(chǎn)流水線上。

下面結(jié)合實(shí)施及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但不限定本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型提供的端面凸輪間歇運(yùn)動(dòng)裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1-圖3所示，主要由凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)和平行四連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合而成，是一種兩工位間歇運(yùn)動(dòng)裝置。

所述的凸輪機(jī)構(gòu)，裝在傳動(dòng)軸上，用于將傳動(dòng)軸的勻速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閳A錐滾子從動(dòng)件15的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。該凸輪機(jī)構(gòu)由端面凸輪13、圓錐滾子從動(dòng)件15、齒條14組成，其中：端面凸輪13的中心孔與傳動(dòng)軸(本機(jī)構(gòu)中未畫出)相連，傳動(dòng)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)端面凸輪13旋轉(zhuǎn)；該凸輪的凸頭與圓錐滾子從動(dòng)件15接觸相連。圓錐滾子從動(dòng)件15隨端面凸輪13的轉(zhuǎn)動(dòng)做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)齒條14上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。齒條14上半部分為正常齒條，下半部分沒(méi)有齒形，末端開(kāi)有圓孔，與圓錐滾子從動(dòng)件15連接。為了敘述方便，突出重點(diǎn)，且鑒于市場(chǎng)上圓錐滾子從動(dòng)件15已形成標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，本實(shí)例并未對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部連接進(jìn)行詳細(xì)敘述。而是從整體上用一個(gè)零件15來(lái)對(duì)其功能進(jìn)行描述。

所述的凸輪機(jī)構(gòu)，其凸輪廓面由圓錐滾子包絡(luò)而成，兩者可以實(shí)現(xiàn)線接觸。相對(duì)于平面凸輪機(jī)構(gòu)，端面凸輪機(jī)構(gòu)以承受軸向力為主，承受彎矩更小，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更高；通過(guò)調(diào)整圓錐滾子的軸向位置，可以調(diào)整滾子與凸輪廓面間的間隙大小。圓錐滾子可以繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，減少了配合過(guò)程中的磨損。

所述的齒輪齒條機(jī)構(gòu)，可以將凸輪機(jī)構(gòu)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)擺動(dòng)。并可以通過(guò)合理配置機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比，放大齒輪的擺角。在凸輪機(jī)構(gòu)行程受到設(shè)計(jì)、裝配等方面限制而取較小值時(shí)，仍然可以獲得較大的擺角。

所述的齒輪齒條機(jī)構(gòu)，裝在機(jī)架上，用于將齒條14的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為齒輪軸6的間歇擺動(dòng)，并進(jìn)一步通過(guò)平鍵將運(yùn)動(dòng)傳遞到左連桿5與右連桿11上。該齒輪齒條機(jī)構(gòu)由齒條14、齒輪軸6組成，如圖6所示：齒條14和齒輪軸6上的齒輪12相互嚙合。齒輪軸6為階梯軸，中部為齒輪形式(齒輪12)；齒輪軸6的兩端開(kāi)有齒輪軸鍵槽20，用于通過(guò)平鍵將齒輪軸6的運(yùn)動(dòng)傳遞到左連桿5與右連桿11上。

所述的平行四連桿機(jī)構(gòu)，用于將齒輪軸6的間歇擺動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥斜P9在兩工作位置的間歇擺動(dòng)。該平行四連桿機(jī)構(gòu)的一端通過(guò)其連接桿2裝在支座4，該平行四連桿機(jī)構(gòu)另外一端通過(guò)其兩根連桿經(jīng)齒輪齒條機(jī)構(gòu)的齒輪軸6裝在底座7上。

所述的平行四連桿機(jī)構(gòu)，由左連桿5、右連桿11、托盤9、支桿8、連接桿2組成，其中：所述連接桿2，其一端通過(guò)第一螺栓1與支桿8的一端相連，該支桿8的另一端與托盤9相連為一體式結(jié)構(gòu)(圖1、圖4)；該連接桿2的另外一端通過(guò)第二螺栓3與支座4的支耳相連，并且用第一螺母16固定。支座4通過(guò)螺栓與機(jī)架(圖中未畫出)相連。左連桿5和右連桿11結(jié)構(gòu)完全相同，如圖5所示，其一端均帶有鍵槽19，分別用于與齒輪軸6的兩端相連，并且用平鍵固定；其另外一端均設(shè)有連接孔，該連接孔分別通過(guò)第三螺栓10與對(duì)應(yīng)的托盤9兩側(cè)的支耳18相連，并且用第二螺母17固定(圖1、圖4)。支桿8的長(zhǎng)度和左連桿5、右連桿11、連接桿2的長(zhǎng)度(主要是指兩端兩鉸接孔軸線間的距離)相等，也與支座4和底座7兩鉸接孔軸線在平行于底座7側(cè)面的平面內(nèi)的投影相等。由此在幾何上形成了一個(gè)平行四邊形，從而構(gòu)成平行四邊形機(jī)構(gòu)。從而使支桿8在擺動(dòng)過(guò)程中始終能與水平線保持固定角度(因?yàn)閮傻鬃?的位置不變，與水平線的夾角也不變)。而支桿8與托盤9間的夾角設(shè)計(jì)與此角度相等，確保托盤9在擺動(dòng)過(guò)程中始終保持水平。

在所述連桿與水平面的夾角小于90度時(shí)，由于連桿的自重和托盤上貨物的重量使齒條始終受到向下的作用力，從而使圓錐滾子和端面凸輪能始終保持緊密接觸，而不需要彈簧等輔助措施。

本實(shí)用新型提供的端面凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其工作過(guò)程是：

動(dòng)力經(jīng)軸系傳到端面凸輪13上后，端面凸輪13旋轉(zhuǎn)，并推動(dòng)與之配合的圓錐滾子從動(dòng)件15在垂直方向上做間歇式往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。齒條14隨圓錐滾子從動(dòng)件15上下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)與之嚙合的齒輪軸6往復(fù)擺動(dòng)。齒輪軸6通過(guò)兩端的齒輪軸鍵槽20上的平鍵帶動(dòng)左連桿5與右連桿11一同擺動(dòng)。這樣運(yùn)動(dòng)就順利傳遞到了平行四連桿機(jī)構(gòu)，從而使托盤9在兩位置間做間歇式往復(fù)擺動(dòng)。

以上以舉例方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了說(shuō)明，但本實(shí)用新型并不限于上述具體實(shí)例，凡基于本實(shí)用新型所做的任何改動(dòng)或變形均屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。