凸輪分割器是一種高精度、高穩(wěn)定性的間歇運動機構，廣泛應用于自動化設備中實現(xiàn)精確的轉位和分度。以下是其核心構成部分和工作原理的詳細說明。


一、主要構成部分

凸輪分割器主要由以下四個核心部件構成，它們通常被精密地裝配在一個堅固的箱體內：

    1.入力軸（輸入軸）

        這是動力輸入部分，通常由電機（伺服電機、步進電機或普通電機加減速機）驅動。

        軸上安裝著關鍵的弧面凸輪。

    2.弧面凸輪（凸輪）

        這是分割器的“心臟”，是一個經過精密加工的曲面凸輪。

        其輪廓曲線通常為“共軛曲面”或“平行凸輪”設計，確保出力軸既能平滑運動又能被精確鎖定。

    3.出力轉塔（輸出軸）

        這是動力輸出部分，直接與被驅動的工件臺（如轉盤）連接。

        轉塔上沿圓周方向均勻分布著若干個滾子，這些滾子與弧面凸輪的曲面保持常接觸。

    4.滾子（從動件）

        通常采用錐形或圓柱形滾子軸承，精密地安裝在出力轉塔上。

        它們負責在凸輪曲面上滾動，將凸輪的連續(xù)旋轉運動轉化為轉塔的間歇分度運動。

其他輔助部件：

    1.箱體： 支撐所有部件，保證剛性和精度，內部充滿潤滑脂。

    2.端蓋和密封件： 防止灰塵進入和潤滑脂泄漏。

    3.角度調節(jié)機構： 用于微調入力軸與出力軸的相對相位角。


二、工作原理

凸輪分割器的工作原理可以概括為 “一個周期，兩個階段”，即每次入力軸旋轉360°，出力軸完成一次“分度（轉動） + 停止（鎖定）”的循環(huán)。

下圖直觀展示了這一過程：

階段詳解：

    1.分度期（驅動階段）

•    當入力軸開始旋轉，弧面凸輪也隨之轉動。
•    凸輪的曲面開始推動出力轉塔上的其中一個（或一對）滾子。
•    在凸輪特定的曲線輪廓（如修正正弦曲線、修正梯形曲線等）引導下，滾子從起始位置被“頂出”，迫使出力轉塔產生平穩(wěn)的旋轉運動。
•    入力軸轉過一定的角度（例如120°、180°、270°等，稱為“驅動角”），出力轉塔便精確地轉過一個預設的工位角度（如90°、120°、180°等）。這個角度由轉塔上的滾子數(shù)量決定（例如，8個滾子通常對應45°分度）。

    2.停止期（鎖定階段）

•    入力軸繼續(xù)旋轉剩余的角度（即“靜止角”，例如 驅動角270° + 靜止角90° = 360°）。
•    在此期間，凸輪的同心圓弧段曲面與出力轉塔上的另一組（或多個）滾子保持緊密的接觸。
•    由于是同心圓弧，凸輪的旋轉不會對滾子產生徑向推力，因此出力轉塔保持完全靜止。
•     此時，多個滾子同時被凸輪曲面“抱緊”，形成兩點或多點自鎖，使出力軸能夠承受巨大的徑向、軸向負荷以及沖擊力，為設備工作（如加工、裝配、檢測）提供了極其穩(wěn)固的平臺。

三、核心特點與優(yōu)勢

1.     高精度與高剛性： 通過精密加工和凸輪-滾子嚙合，分度精度可達±30角秒以內。停止時剛性極佳。
2.     平穩(wěn)性與高速性： 優(yōu)化的凸輪曲線能實現(xiàn)平滑的加速度/減速度變化，減少沖擊和振動，適合高速運行。
3.     長壽命與高可靠性： 主要部件為滾動摩擦，磨損小，在良好潤滑下壽命極長。
4.     結構緊湊： 將復雜的間歇運動機構集成于一個箱體內，簡化了設備設計。

四、典型應用

凸輪分割器是自動化設備中旋轉工作臺的核心部件，常見于：

•  包裝機械： 灌裝、旋蓋、貼標。
•  組裝機械： 多工位自動裝配線。
•  加工機械： 多軸鉆攻、CNC分度盤。
•  檢測設備： 視覺檢測轉臺。
•  印刷、食品、制藥等需要精密間歇轉位的行業(yè)。

總結來說，凸輪分割器通過其“弧面凸輪”與“滾子轉塔”的精妙配合，將連續(xù)的輸入旋轉轉化為精準、穩(wěn)定、剛性的間歇輸出運動，是現(xiàn)代自動化設備中不可或缺的關鍵部件