蜗杆凸轮-滚子齿轮分度机构辊式送料装置优化方案

图2-4-11所示为蜗杆凸轮滚子齿轮分度机构的辊式送料装置，该分度机构（间歇运动机构）于20世纪60年代由美国弗格森（Ferguson）公司研制成功，它应用广泛，在高速压力机辊式送料装置中处于主导地位。

从图2-4-12所示可以清楚看到蜗杆凸轮-滚子齿轮分度机构的加速度特性最为理想，在送料开始和结束时，加速度都等于零，因为不发生加速度突变，所以该分度机构是最理想的高速分度机构。这种机构类似于蜗轮副传动装置，蜗杆凸轮的梯形螺纹与星形轮上的滚子相啮合，当蜗杆凸轮旋转一周时，以两个滚子夹住蜗纹的啮合方式使星形轮旋转一个节距。当蜗杆凸轮不停地作等速旋转时，星形轮却作精确的间歇运动。因为滚子圆柱素线总是平行于蜗杆凸轮剖面梯形的斜边，所以滚子位置作径向调节，并不改变机构的运动性能。因此通过安装调整，可以调节滚子在蜗杆凸轮梯形筋上接触的过盈量或补偿磨损，以消除侧隙，从而避免冲击与振动，在高速运行下，都能获得很高的传动精度。

蜗杆凸轮-滚子齿轮分度机构的辊式送料装置有两种结构形式。一种为更换料辊式（见图2-4-11a），另一种是更换齿轮式（见图2-4-11b）。更换料辊式把下送料辊直接连接在分度机构的输出轴上，改变送料进距时，需要更换不同直径的下送料辊。对于这种结构来说，送料进距不能无级调节，一种送料进距就需要一个相应直径的下送料辊。

更换齿轮式在分度机构输出轴和送料辊之间增加了4个变换齿轮以达到改变送料进距的目的。经计算需要约44个齿轮（由43齿到86齿）便可基本实现送料进距在一定范围内的无级调节。更换齿轮式由于多了两级齿轮传动，因而其送料精度比更换料辊时低35%～40%。

图2-4-11 蜗杆凸轮-滚子齿轮分度机构的辊式送料装置

a）更换料辊式 b）更换齿轮式

1—蜗杆凸轮 2—星形轮 3—滚子 4—送料辊 5—齿轮

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图2-4-12 修正正弦曲线

S—位移 v—速度 a—加速度 J—转动惯量 t—时间

采用蜗杆凸轮-滚子齿轮分度机构的辊式送料装置的优点是：

1）它的加速度曲线是正弦曲线或经修正的正弦曲线。在送料开始和结束时，送料装置的冲击和振动很小，提高了送料的稳定性和送料精度。

2）一次性进给长度取决于齿轮传动比，只需简单地更换齿轮，送料长度即可在1∶10的范围内几乎无级的调节。

3）相邻的两个滚子以过盈配合紧紧夹住蜗杆螺纹，因此当螺纹升角过渡到零时，机构立即停止回转，没有惯性，可以不用制动器。

4）因为它是无间隙的高精度分度，其分度精度可达±10′，所以它的送料精度比普通辊式送料装置高。

该送料装置的送料长度、材料宽度视冲压件的需要而定。一般适用于材料厚度为0.05～8mm；送料速度最高时可达107m/min，一般≤70m/min；冲压行程次数最高可达2000次/min，一般可达700次/min。送料精度可达±0.02mm（采用高精度凸轮时），或±0.05mm（采用较精密凸轮时）。送料长度可设计在10～2500mm之间；材料宽度可设计在10～1300mm之间。