專利名稱：變螺距高速分件供送螺桿及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種螺桿式高速分件供送裝置中的變螺距螺桿及其制造方法。
螺桿式高速分件供送裝置是高速自動(dòng)包裝系統(tǒng)中常用的基礎(chǔ)裝置。該裝置主要是靠其中變螺距螺桿的螺旋槽形變來控制供送對(duì)象的各運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)，以達(dá)到高速分件供送的目的。因此，螺桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)裝置的性能起著極其關(guān)鍵的作用。但現(xiàn)有的高速分件供送裝置中的變螺距螺桿，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律加速度為多段不同函數(shù)拼接而成，其設(shè)計(jì)較繁，要分段計(jì)算擬合，且不便于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CAD/CAM)。另外，供送的物件會(huì)與后繼的撥瓶星輪造成干涉，需要切除撥輪才行，由此會(huì)降低供送物件的穩(wěn)定性。
本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提出一種設(shè)計(jì)簡單、便于計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)和制造且無干涉現(xiàn)象的變螺距高速分件供送螺桿及其制造方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種變螺距高速分件供送螺桿，它包括有變螺距螺桿，其特征在于螺桿的螺距變化規(guī)律應(yīng)滿足下列條件
其中p表示螺桿的螺距，表示螺桿的轉(zhuǎn)角，p表示螺桿加速度升(降)程轉(zhuǎn)角，m表示螺桿全程總轉(zhuǎn)角，ρ表示螺桿螺旋槽的圓弧半徑，λ為p與m的比值，即λ＝p/mCb表示螺桿后繼撥瓶星輪的相鄰兩撥槽中心之間的距離，也稱節(jié)距。
一種變螺距高速分件供送螺桿的制造方法，其特征在于a、根據(jù)高速分件供送工藝要求即在進(jìn)口區(qū)段，螺桿應(yīng)為正變加速運(yùn)動(dòng)；在主供送區(qū)段，螺桿應(yīng)為等加速運(yùn)動(dòng)；在轉(zhuǎn)換區(qū)段，螺桿應(yīng)為負(fù)變加速運(yùn)動(dòng)；并且螺桿的各區(qū)段運(yùn)動(dòng)的銜接必須是連續(xù)的無突變的；得到螺桿運(yùn)動(dòng)加速度的分段函數(shù)
其中f(x)表示螺桿的分段加速度，A表示螺桿等加速段的加速度值，xp表示螺桿加速度的升程區(qū)間，xm表示螺桿加速度的總區(qū)間；b、將上述分段函數(shù)f(x)進(jìn)行數(shù)字處理和計(jì)算機(jī)分析得到螺桿全程統(tǒng)一的加速度函數(shù)
其中a()——表示螺桿全程統(tǒng)一的加速度——螺桿轉(zhuǎn)角a——螺桿最大加速度值p——加速度升程區(qū)間轉(zhuǎn)角m——螺桿全程總轉(zhuǎn)角；c、將螺桿的全程統(tǒng)一加速度函數(shù)a()進(jìn)行數(shù)字處理得到螺桿的供送物件中心點(diǎn)全程統(tǒng)一的位移運(yùn)動(dòng)函數(shù)s()
d、將函數(shù)s()編程后輸入數(shù)控銑床，即可用范成加工方法制造出符合權(quán)項(xiàng)1變螺距要求的螺桿。
本發(fā)明對(duì)螺桿式高速分件供送裝置的供送工藝要求作了新的分析，并在此基礎(chǔ)上用新方法找到了一種全程統(tǒng)一的、適合CAD/CAM的供送螺桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在計(jì)算機(jī)上分析了新規(guī)律的各特性函數(shù)及其圖象，證明它完全能滿足高速分件供送的工藝要求，是一種全程自然連續(xù)、慣性沖擊小、動(dòng)力特性好且應(yīng)用方便的優(yōu)良運(yùn)動(dòng)規(guī)律。對(duì)采用新規(guī)律螺桿的分件供送裝置進(jìn)行了干涉分析，證明其可以在既不切除撥輪又不改變系統(tǒng)配置關(guān)系的條件下，將物件無干涉、無沖擊地由螺桿轉(zhuǎn)換至撥輪。本發(fā)明設(shè)計(jì)制造簡單，便于計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)制造，具有很大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。


圖1是現(xiàn)有變螺距高速分件供送裝置的原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明變螺距高速分件供送裝置的原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明螺桿全程加速度變化規(guī)律的初選函數(shù)圖象；圖4是初選函數(shù)中k值上限趨于∞時(shí)的圖象；圖5是初選函數(shù)中k值上限很小時(shí)的圖象；圖6是本發(fā)明螺桿全程加速度變化規(guī)律的函數(shù)圖象；圖7是本發(fā)明分件供送裝置干涉分析簡圖；圖8是本發(fā)明供送圓柱形物件時(shí)的受力分析示意圖；圖9是本發(fā)明螺桿在λ值不同時(shí)的加速度及沖擊值圖象。
如圖1，典型的螺桿式高速分件供送裝置工作時(shí)，物件1在輸送板鏈2的托送下向右運(yùn)動(dòng)，通過波形緩沖器3后，排成首尾相接的單列，進(jìn)入螺桿分件供送裝置。在變螺距螺桿4螺旋槽的控制下，物件1逐步拉開間距，改變速度、加速度，在出口O處達(dá)到與撥瓶星輪5撥輪槽O點(diǎn)同步的轉(zhuǎn)換要求。然后由撥瓶星輪5將物件1沿雙層弧形導(dǎo)板6送入包裝工位。分析該裝置的工作狀況可知，它的特征是“阻擋型”，即物件1運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來自于板鏈2的摩擦力，螺桿4不是推送而是按一定規(guī)律來“限制”物件1的運(yùn)動(dòng)，使其達(dá)到所需狀態(tài)。為了能高速、平穩(wěn)地進(jìn)行分件供送，對(duì)螺桿4的不同區(qū)段提出了不同的工藝要求(參見圖1)在進(jìn)口區(qū)段I，應(yīng)能使物件1順利導(dǎo)入，不產(chǎn)生倒伏、卡塞等現(xiàn)象。由裝置的特征可知，此處是物件1與板鏈2之間速差最大、物件1與螺桿4之間作用力和摩擦力最大、螺桿4磨損也最嚴(yán)重的區(qū)段，應(yīng)盡量減少物件1在此區(qū)段的停留時(shí)間，而不像一般“推送型”螺桿那樣，要有一個(gè)等速穩(wěn)定階段。因此，除了采用錐臺(tái)形螺桿外形，使物件能順利導(dǎo)入螺旋槽外，該區(qū)段宜采用正變加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。這樣既可縮短大速差段的長度，又可迅速減少運(yùn)動(dòng)阻力及摩擦，還可使物件1盡快分離，防止卡塞。但螺桿4加速度的變化必須由零逐漸上升，不得有突變，以防產(chǎn)生剛性沖擊。
在主供送區(qū)段II，應(yīng)使物件1的間距和速度盡快達(dá)到輸出要求。同時(shí)，還要保證最大加速度不超過許用值，以防產(chǎn)生過大的慣性力，影響平穩(wěn)性。因此，該區(qū)段宜采用等加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其優(yōu)點(diǎn)是最大加速度小，時(shí)間截面大，不僅可在較短時(shí)間內(nèi)使物件運(yùn)動(dòng)達(dá)到要求，還能使加速度和慣性力減至最小。同時(shí)，可使螺桿4長度縮短，有利于提高螺桿的剛度和強(qiáng)度，整個(gè)裝置的體積也縮小。
在轉(zhuǎn)換區(qū)段III，物件1不得與撥瓶星輪5產(chǎn)生干涉和沖擊。這除了應(yīng)保證撥瓶星輪5轉(zhuǎn)過一槽，螺桿4供送一個(gè)物件1的基本要求外，還必須使物件1始終在撥瓶星輪5撥輪槽允許的空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，以防止干涉發(fā)生。由于撥瓶星輪5是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，其向心加速度的水平分量在轉(zhuǎn)換區(qū)段III是按正弦規(guī)律逐漸降至零的，故螺桿4在該區(qū)段的運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)盡量接近這種變化，采用負(fù)變加速規(guī)律，以利于物件1無干涉、無沖擊地平穩(wěn)轉(zhuǎn)換。
最后，整個(gè)運(yùn)動(dòng)規(guī)律在各區(qū)段銜接處必須是連續(xù)的、無突變的，以保證螺桿4全程供送的平穩(wěn)性。
由上述工藝要求分析可知，螺桿4在其全程上的加速度變化規(guī)律應(yīng)為“零→漸升→等值→漸升→零”，這種近似梯形波的形狀(如圖3所示)，其函數(shù)可設(shè)為
式中A——波形峰值xp——升程區(qū)間xm——總區(qū)間為使此分段函數(shù)轉(zhuǎn)化為全程統(tǒng)一的、滿足供送工藝要求的數(shù)學(xué)模型，特作如下處理先將函數(shù)進(jìn)行奇延拓和周期延拓，再用fourier級(jí)數(shù)展開，得到f(x)=4Axmπ2xpΣk=1∞1(2k-1)2sin(2k-1)πxpxmsin(2k-1)πxmx]]>顯然，該函數(shù)在總區(qū)間內(nèi)是統(tǒng)一的。但是，由其圖象(如圖4所示)可知，在曲線的轉(zhuǎn)折處有曲率突變的情況。如直接將其作為加速度曲線，則會(huì)由于沖擊值無窮大而出現(xiàn)剛性沖擊。因此，必須進(jìn)行修正。在微機(jī)上對(duì)該函數(shù)的圖象進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)k值上限從大變小時(shí)，函數(shù)圖象從圖4變至圖5。由此推知，其中必然存在某些k值上限能使波形出現(xiàn)平滑過渡而滿足供送工藝要求?，F(xiàn)據(jù)f(x)在中部區(qū)間的波動(dòng)精度(取≤A％)對(duì)k值上限進(jìn)行優(yōu)選?？紤]到k值上限較小時(shí)，曲線轉(zhuǎn)折處平滑性更好，用其作加速度則沖擊值更小，故取k值上限為7。為應(yīng)用方便，直接以螺桿4轉(zhuǎn)角為自變量，設(shè)定螺桿全程統(tǒng)一的加速度函數(shù)為
式中——螺桿轉(zhuǎn)角，rad，＝ωtω——螺桿角速度，rad/s，ω＝πn/30n——螺桿轉(zhuǎn)速，r/minp——加速度升程區(qū)間轉(zhuǎn)角，radm——螺桿全程總轉(zhuǎn)角，rada——最大加速度值，m/s2由其分析圖象(如圖6所示)可知，a()的變化規(guī)律完全符合供送工藝要求，且過渡平滑，無突變，是一個(gè)比較理想的分件供送螺桿加速度數(shù)學(xué)模型。其分件供送裝置如圖2，它反映了被螺桿4供送的物件1中心點(diǎn)(即螺桿螺旋槽圓弧的中心點(diǎn))的全程加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。將該加速度函數(shù)a()進(jìn)行兩次積分即可得到被螺桿4供送的物件1中心點(diǎn)的位移函數(shù)
此式既為數(shù)控范成加工時(shí)所需遵循的函數(shù)關(guān)系。顯然，它對(duì)于螺桿CAM來說是非常方便的。將函數(shù)s()編程后輸入數(shù)控銑床，即可制造出符合螺距變化規(guī)律ρ()的螺桿4。
用上述方法制造的螺桿4在各區(qū)間銜接處均無突變發(fā)生，在全程范圍內(nèi)都是連續(xù)漸變的。而且，只是在進(jìn)口區(qū)段I和轉(zhuǎn)換區(qū)段III，被螺桿4供送的物件1受到一定的柔性沖擊，而沒有任何剛性沖擊產(chǎn)生，其動(dòng)力特性是比較好的，可保證物件1平穩(wěn)供送。
如圖7，如果物件1在轉(zhuǎn)換區(qū)段III(圖7中撥瓶星輪上虛線所示范圍)的運(yùn)動(dòng)位置超出了撥瓶星輪5輪槽的運(yùn)動(dòng)空間，就會(huì)與撥瓶星輪5發(fā)生干涉。通常防止干涉的方法是將撥瓶星輪5上與物件1有干涉的部位切去，如將“C”形槽改為“L”形槽(參見圖1)。這種方法固然避免了干涉，但同時(shí)也降低了系統(tǒng)的可靠性。另一種方法是改變撥瓶星輪5與螺桿4的配置關(guān)系。使物件1轉(zhuǎn)換時(shí)刻超前而避免干涉。由于超前的轉(zhuǎn)角不易控制，給裝配、調(diào)試和生產(chǎn)都會(huì)帶來困難。而采用本發(fā)明螺桿的供送裝置能在既不切除撥輪又不改變系統(tǒng)配置關(guān)系的條件下避免干涉?，F(xiàn)分析如下。
取坐標(biāo)系數(shù)中圖7所示。圖中Rb為撥瓶星輪半徑，Ob為撥瓶星輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心，θ為撥瓶星輪轉(zhuǎn)角，O′為某撥輪槽的圓心，O″為物件圓心，rw為物件或撥輪槽半徑，物件從-s()開始沿x軸正向運(yùn)動(dòng)，在坐標(biāo)原點(diǎn)O處從螺桿轉(zhuǎn)換至撥瓶星輪。
動(dòng)點(diǎn)O′的坐標(biāo)為x′＝Rbsinθy′＝Rb(1-cosθ)撥瓶星輪槽口A、B兩點(diǎn)應(yīng)滿足方程組
解之，得
式中ζ＝rw/Rb由撥瓶星輪5轉(zhuǎn)一槽，螺桿4轉(zhuǎn)一圈的定比關(guān)系，可知＝Zbθ則物件1中心O″至坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離sθ為sθ＝s(m)-s(m-Zbθ)
進(jìn)而求得A、B兩點(diǎn)至O″的距離分別為AO″‾=(XA-s0)2+yA2]]>BO″‾=(XB-sθ)2+yB2]]>由此可設(shè)干涉分析函數(shù)fA(θ)和fB(θ)分別為fA(θ)=AOH--rw=(xA-sθ)2+y2A-rw]]>fB(θ)=BO″‾-rw=(xB-sθ)+yB2-rw]]>由計(jì)算機(jī)計(jì)算可知，fA(θ)和fB(θ)的極小值均大于等于零。這證明，用本發(fā)明螺桿的新裝置能夠保證在既不切除撥輪又不改變系統(tǒng)配置關(guān)系的條件下，使物件無干涉地由螺桿轉(zhuǎn)換至撥輪。
從螺桿式分件供送裝置的設(shè)計(jì)來說，一般是已知供送對(duì)象的各參數(shù)(如外形尺寸、重心高度、與各相關(guān)部件的摩擦系數(shù)等)、要求的供送能力以及撥瓶星輪節(jié)距等條件，然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律、供送穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)力平衡以及防止卡塞等工藝要求來合理確定螺桿的外半徑、螺旋槽深度、螺桿工作長度、最大供送加速度、最大接觸角、分壓比、螺桿安裝高度以及側(cè)面擋板安裝高度等參數(shù)，為裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供基本數(shù)據(jù)。
由位移函數(shù)s()可求得任意處(之前)的螺距p()為p()＝s()-s(-2π)
入口處第一圈的螺距值p1為
另外，為防止物件1在進(jìn)口處擠壓碰撞，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證p1≥ωx+Δmin式中ωx——物件在螺桿軸線方向的最大尺寸，mmΔmin——相鄰兩物件之間的最小間隙，mm確定螺桿的外半徑為R當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)角為時(shí)，外螺旋線的周向展開長度l為，l＝R或＝l/R代入s()后對(duì)l求導(dǎo)，可得螺旋角α為
當(dāng)＝0時(shí)，α＝αmin＝arctan(ρ/2πR)當(dāng)＝m時(shí)，α＝αmax＝arctan(Cb/2πR)螺桿外半徑R的大小與物件1的受力狀況有密切的關(guān)系。圖8為螺桿式分件供送裝置供送圓柱形物件時(shí)的受力分析簡圖。從理論上講，物件與螺旋槽是沿一段橢圓曲線aob接觸的。但實(shí)際上，對(duì)這種“阻擋型”供送裝置，由于間隙的存在，接觸處是在物件前下部的b點(diǎn)。再由物件是圓柱體的條件可知，b點(diǎn)處螺桿對(duì)物件的正壓力Pbn是垂直指向物件軸線的。設(shè)其方位角(與x軸的夾角)為γ，可將Pbn沿直角坐標(biāo)分解為Pbx和Pby，它們的比值稱為分壓比ζ＝Pby/Pbx＝tanγ顯然，ζ越大，側(cè)壓力Pby就越大，物件的運(yùn)動(dòng)阻力也就越大。為減少側(cè)壓力，防止卡塞，應(yīng)將ζ控制在合理的范圍之內(nèi)。從圖8可知
式中xb——b點(diǎn)的x坐標(biāo)，mmyb——b點(diǎn)的y坐標(biāo)，mmrw——物件主體部分的半徑，mmr——螺桿內(nèi)半徑，即螺旋槽底所在圓柱面的半徑，mm。一般按結(jié)構(gòu)強(qiáng)度確定。特殊情況可加大，以保證供送需要。
另外，根據(jù)物件與螺桿的相貫運(yùn)動(dòng)分析，有yb2+(pb2π)xb2r2w-xb2=R2]]>式中Pb——b點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的螺距，mmR——螺桿的外半徑，mm由上式可得R=[r+rw(1-ξ1+ξ2)]2+(pb2πξ)2]]>顯然，R與螺距Pb成正比，與ζ成反比?，F(xiàn)將Pb用其極限值Cb取代，并按側(cè)壓力比較合理的情況取ζ的范圍為0.5～1.0，得Rmin=(r+0.3rw)2+(Cb2π)2]]>Rmax=(r+0.55rw)2+(Cbπ)2]]>由此可得R的取值范圍是Rmin≤R≤Rmax為便于制造，R應(yīng)按優(yōu)先值圓整，然后保證ζ在0.5～1.0之內(nèi)即可。一般情況下，R大些，側(cè)壓力就小些，物件不易卡塞。故在結(jié)構(gòu)允許的情況下，R取大值為好。
確定了R之后，即可算出螺旋槽深度hh＝R-r螺桿有效工作總長度H的計(jì)算，由于新規(guī)律是全程統(tǒng)一的函數(shù)，故H無需分段計(jì)算，其總位移即是有效工作總長度。先求出總轉(zhuǎn)角m，
由上式可見，在已知螺桿轉(zhuǎn)速n、撥輪節(jié)距Cb、物件直徑ρ和轉(zhuǎn)角變?nèi)圈说臈l件下，只要確定了a即可求出m。為此，先按下式初選aa＝(0.5～0.7)〔a〕式中〔a〕——供送時(shí)許用最大加速度，由工藝要求提出。
求出m后，應(yīng)將其圓整為2π的整倍數(shù)，然后反算校核a即可。
至此，將m代入位移函數(shù)s()，求得螺桿有效工作總長度H為
或H=Cb+ρ2im]]>式中im——螺桿的總工作圈數(shù)。im＝m/2π可見，H的計(jì)算是十分簡便的。這也是新規(guī)律便于應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)之一。
其次，為防止物件1左右偏擺，應(yīng)使其兩側(cè)的作用力不產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)力矩，即要求b、c兩點(diǎn)在同一高度。由圖8可得側(cè)面擋板中心的配置高度hc為hc=ho-R-[r+rw(1-sinγ)]]]>或hc=ho-R-[r+rw(1-ξ1+ξ2)]]]>ho為螺桿軸線配置高度。
從理論上講，在保證a不大于許用加速度〔a〕的條件下，m為任意值。但從實(shí)際應(yīng)用來看，m應(yīng)為2π的整倍數(shù)，以保證物件1進(jìn)出螺桿4的數(shù)量相等。當(dāng)m確定后，p就應(yīng)合理選擇。因?yàn)樗鼈兊谋戎但衟/m即轉(zhuǎn)角變?nèi)圈瞬煌瑫r(shí)，加速度曲線波形不同，沖擊值波形也不同，其變化情況見圖9(λ取值范圍是0.05～0.3)。
由圖可知，λ的大小決定了a()曲線升、降區(qū)間的大小，同時(shí)影響到?jīng)_擊值峰值的大小。當(dāng)λ≤0.1時(shí)，a()曲線的升、降區(qū)間較小，波形的始、末端較陡，沖擊值峰值較大；當(dāng)λ≥0.15后，a()曲線的升、降區(qū)間變大，波形的始末端平坦，沖擊值峰值逐漸減小。從改善螺桿動(dòng)力特性的角度來說，λ取大些為好。但λ過大時(shí)，會(huì)使主供送區(qū)段縮小較多，a也有所上升，這是不希望的。因此，λ的取值范圍以0.15～0.25為宜。
在對(duì)螺桿式高速分件供送裝置進(jìn)行研究的過程中，本發(fā)明采用一種新方法分析供送工藝要求→選擇類似的多段函數(shù)→用級(jí)數(shù)展開、統(tǒng)一→改變函數(shù)項(xiàng)數(shù)使函數(shù)波形變化→據(jù)精度或其他要求優(yōu)選波形，進(jìn)而推出了全程統(tǒng)一的新型螺桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律。此方法約束條件少，可推廣應(yīng)用于類似情況。
本發(fā)明各特性函數(shù)均直接以螺桿轉(zhuǎn)角為自變量，且都是有限項(xiàng)求和形式，非常適合CAD/CAM。用計(jì)算機(jī)進(jìn)行的特性分析說明，它能較好地滿足高速分件供送工藝要求，是一種全程自然連續(xù)、慣性沖擊小、動(dòng)力特性好且應(yīng)用方便的優(yōu)良運(yùn)動(dòng)規(guī)律。對(duì)本發(fā)明影響較大的參數(shù)為轉(zhuǎn)角變?nèi)圈耍漭^好的取值范圍是0.15～0.25。當(dāng)Cb、λ一定時(shí)最大加速度a與轉(zhuǎn)速n的平方成正比，與總轉(zhuǎn)角m成反比。
對(duì)本發(fā)明裝置的干涉分析證明，新規(guī)律從根本上消除了干涉原因，能保證在既不切除撥輪，又不改變系統(tǒng)配置關(guān)系的條件下使物件無沖擊、無干涉地由螺桿轉(zhuǎn)換至撥輪。這是本發(fā)明優(yōu)于其它常用規(guī)律的顯著特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種變螺距高速分件供送螺桿，它包括有變螺距螺桿，其特征在于螺桿的螺距變化規(guī)律應(yīng)滿足下列條件
其中p表示螺桿的螺距，表示螺桿的轉(zhuǎn)角，p表示螺桿加速度升(降)程轉(zhuǎn)角，m表示螺桿全程總轉(zhuǎn)角，ρ表示螺桿螺旋槽的圓弧半徑，λ為p與m的比值，即λ＝p/mCb表示螺桿后繼撥瓶星輪的相鄰兩撥槽中心之間的距離，也稱節(jié)距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變螺距高速分件供送螺桿，其特征在于螺桿的后繼撥瓶星輪上的各撥槽形狀可與被供送物體的截面形狀相吻合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變螺距高速分件供送螺桿，其特征在于螺桿的外半徑R應(yīng)滿足條件R=[r+rw(1-ξ1+ξ2)]2+(pb2πξ)2]]>式中rw——物件主體部分的半徑r——螺桿內(nèi)半徑，即螺旋槽底所在圓柱面的半徑Pb——b點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的螺距。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變螺距高速分件供送螺桿，其特征在于螺桿有效工作總長度H應(yīng)滿足條件
或H=Cb+ρ2im]]>式中im——螺桿的總工作圈數(shù)，im＝m/2π。
5.一種變螺距高速分件供送螺桿的制造方法，其特征在于a、根據(jù)高速分件供送工藝要求即在進(jìn)口區(qū)段，螺桿應(yīng)為正變加速運(yùn)動(dòng)；在主供送區(qū)段，螺桿應(yīng)為等加速運(yùn)動(dòng)；在轉(zhuǎn)換區(qū)段，螺桿應(yīng)為負(fù)變加速運(yùn)動(dòng)；并且螺桿的各區(qū)段運(yùn)動(dòng)的銜接必須是連續(xù)的無突變的；得到螺桿運(yùn)動(dòng)加速度的分段函數(shù)
其中f(x)表示螺桿的分段加速度，A表示螺桿等加速段的加速度值，xp表示螺桿加速度的升程區(qū)間，xm表示螺桿加速度的總區(qū)間；b、將上述分段函數(shù)f(x)進(jìn)行數(shù)字處理和計(jì)算機(jī)分析得到螺桿全程統(tǒng)一的加速度函數(shù)
其中a()——表示螺桿全程統(tǒng)一的加速度——螺桿轉(zhuǎn)角a——螺桿最大加速度值p——加速度升程區(qū)間轉(zhuǎn)角m——螺桿全程總轉(zhuǎn)角；c、將螺桿的全程統(tǒng)一加速度函數(shù)a()進(jìn)行數(shù)字處理得到螺桿的供送物件中心點(diǎn)全程統(tǒng)一的位移運(yùn)動(dòng)函數(shù)s()
d、將函數(shù)s()編程后輸入數(shù)控銑床，即可用范成加工方法制造出符合權(quán)項(xiàng)1變螺距要求的螺桿。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種螺桿式高速分件供送裝置中的變螺距螺桿及其制造方法,它采用一種新方法:分析供送工藝要求→選擇類似的多段函數(shù)→用級(jí)數(shù)展開、統(tǒng)一→改變函數(shù)項(xiàng)數(shù)使函數(shù)波形變化→據(jù)精度或其他要求優(yōu)選波形,進(jìn)而推出了全程統(tǒng)一的新型螺桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律。本發(fā)明非常適合CAD/CAM,用計(jì)算機(jī)進(jìn)行的特征分析說明,它能較好地滿足高速分件供送工藝要求,是一種全程自然連續(xù)、慣性沖擊水、動(dòng)力特性好且應(yīng)用方便的優(yōu)良運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
文檔編號(hào)F16H25/24GK1194343SQ9811126
公開日1998年9月30日 申請(qǐng)日期1998年4月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月24日
發(fā)明者周向新 申請(qǐng)人:南京經(jīng)濟(jì)學(xué)院