4.3 圆柱分度凸轮机构
4.3.1 工作原理和主要类型
图4-2-66a所示圆柱分度凸轮机构，主动凸轮1为圆柱体，从动转盘2上装有几个沿转盘圆周方向均布的滚子，其轴线与转盘轴线平行，凸轮和转盘两轴线垂直交错。当凸轮旋转时，其分度段轮廓推动滚子使转盘分度转位；当凸轮转到其停歇段轮廓时，转盘上的两个滚子跨夹在凸轮的圆环面突脊上使转盘停止转动。圆柱滚子与凸轮轮廓间的间隙较难补偿，容易产生跨越冲击，滚子轴的刚度及与凸轮的啮合性能均不及弧面分度凸轮机构，故一般多用于中、低速及中、轻载场合。但圆柱凸轮比弧面凸轮容易制造，而且从结构上比弧面分度凸轮沿同样尺寸转盘圆周能分布更多的滚子数，故适用于需要分度数较多的场合。圆柱凸轮的分度段轮廓也有左旋、右旋与单头、多头之分。
图4-2-66 圆柱分度凸轮机构
4.3.2 圆柱分度凸轮机构的主要运动参数和几何尺寸
表4-2-55和表4-2-56列出了圆柱分度凸轮机构的主要运动参数和几何尺寸的设计计算方法，并附有实例计算。
表4-2-55 圆柱分度凸轮机构的主要运动参数及实例计算
表4-2-56 圆柱分度凸轮机构的主要几何尺寸及实例计算
例 灯管装配转位机装置中的圆柱分度凸轮机构，已知设计条件：凸轮转速n=100r/min，连续旋转，转盘需16工位，中心距C=200mm。
表4-2-55中所有项目的计算公式均与表4-2-46相同，故本表中仅列出实例计算。
4.3.3 圆柱分度凸轮的工作轮廓设计
圆柱分度凸轮的工作轮廓设计方法和步骤与弧面分度凸轮类似，但计算公式不同。表4-2-57列出了其步骤和方法。
表4-2-57 圆柱分度凸轮工作轮廓的设计计算
4.3.4 圆柱分度凸轮机构主要零件的材料、技术要求及结构设计要点
圆柱分度凸轮机构主要零件的材料、技术要求与弧面分度凸轮机构类同，可参见4.2.5节，其结构设计要点如下。
①应保证转盘轴线与凸轮轴线垂直交错。
②转盘轴线应位于凸轮定位环面的对称平面上，以保证凸轮定位环面与左右两侧滚子接触良好。在结构上应考虑在装配时能调整凸轮的轴向位置。
③滚子与凸轮定位环面的啮合间隙一般采用IT6或IT7，例如H7/h6。
④转盘在结构上应设计成在安装时能进行轴向调整，如各滚子在转盘上的轴向位置一致性要求较高时，应设计成可使每个滚子都能分别作轴向位置调整。
4.3.5 圆柱分度凸轮轮廓曲面展开为平面矩形时的设计计算
当凸轮转速较低、精度要求不高时，可以把圆柱分度凸轮按其节圆半径Rp1或外圆直径Do展开成平面矩形，并按滚子摆动从动件移动凸轮的方法进行分析和设计。图4-2-67为图4-2-66所示单头右旋圆柱分度凸轮按Rp1或Do展开后的相当移动凸轮，凸轮轮廓的计算见表4-2-58。
图4-2-67 圆柱分度凸轮轮廓曲面展开为平面
图4-2-68 凸轮理论廓线与工作廓线间的关系
表4-2-58 圆柱分度凸轮轮廓曲面展开为平面矩形时的设计计算
4.4 共
（平行）分度凸轮机构
4.4.1 基本结构和工作原理
共轭分度凸轮机构用于两平行轴间的间歇分度步进传动。主动凸轮1由前后（或上、下）两片盘形凸轮组成。这两片凸轮在制造时廓线形状完全相同，安装时，使前后两片成镜像对称错开一定相位角安装，故称为共轭分度凸轮机构，见图4-2-69实线与虚线所示。从动转盘2的前后两端面上也各装有几个径向均匀分布的滚子（图4-2-69中装在后侧端面上的滚子用虚线表示）。当凸轮旋转时，其前后两侧的廓线分别与相应的滚子接触，相继推动转盘分度转位或抵住滚子起限位作用。当凸轮转到其圆弧形廓线与滚子接触时，转盘停止不动。由于机构工作时是由两片凸轮按设计要求同时控制从动转盘的运动，因此凸轮与滚子之间能保持良好的形封闭，不必附加弹簧等其他装置就能获得较好的几何锁合。当然，对凸轮的加工精度和安装要求也较高。
图4-2-69 共轭分度凸轮机构的主要类型
共轭分度凸轮机构主要有两种类型。
（1）单头型
转盘每次转位，转过一个滚子圆心角，例如图4-2-69a所示，头数H=1，滚子数z=8，则转盘每次分度期转位角
。这种型式的机构，凸轮每转半圈，转盘分度一次。
（2）多头型
转盘每次转位，转过多个滚子圆心角，图4-2-69b所示，H=2，z=8，фf=π/2；图4-2-69c所示，H=4，z=4，фf=2π。多头式的机构，凸轮每转一圈，转盘分度一次。
4.4.2 共轭分度凸轮机构的主要运动参数和几何尺寸
表4-2-59和表4-2-60列出了共轭盘形分度凸轮机构的主要运动参数和几何尺寸的设计计算方法，并附有实例计算。
表4-2-59 共轭盘形分度凸轮机构的主要运动参数及实例计算
表4-2-60
例 印刷机送纸装置中的共轭盘形分度凸轮机构，已知设计条件：凸轮转速n=100r/min，连续旋转，从动转盘需四工位，中心距C=100mm。
表4-2-61 共轭盘形分度凸轮机构的主要几何尺寸及实例计算（图4-2-73）
图4-2-70 检验最大压力角αmax用的曲线
图4-2-71 能形成凸轮理论廓线的最大Rp/C和最小θf
图4-2-72 凸轮理论廓线不产生自交现象的最大Rp/C和最小θf（适用于改进正弦加速度、改进梯形加速度和3-4-5多项式）
4.4.3 用作图法绘制凸轮的理论廓线和工作廓线
为了建立直观的凸轮廓线几何图形，看出各段廓线交汇处所在的区间，以便用计算机精确设计凸轮廓线时优化计算，设计时应先用作图法绘制凸轮轮廓，作图时的分点以保证画出几个关键位置为宜。表4-2-62和图4-2-73是根据4.4.2节中例及表4-2-61和表4-2-60所得实例计算结果进行作图的方法和步骤。
表4-2-62 共轭盘形分度凸轮廓线设计的作图法
图4-2-73 用作图法绘制共轭盘形分度凸轮的轮廓
4.4.4 共轭盘形分度凸轮机构凸轮廓线的解析法计算
表4-2-63和图4-2-74、图4-2-75列出了解析法计算的步骤和公式，表4-2-64是根据4.4.2节例求出的凸轮廓线坐标值，图4-2-76给出了凸轮和转盘滚子在一个循环中的工作情况。
图4-2-74 共轭盘形分度凸轮的理论廓线和工作廓线
图4-2-75 No.1滚子和No.3滚子的坐标变换
图4-2-76 凸轮和转盘滚子的工作情况
粗实线—滚子受凸轮推动阶段；细实线—凸轮抵住滚子的限位阶段；虚线—滚子未与凸轮接触
表4-2-63 共轭盘形分度凸轮廓线设计的解析法
表4-2-64 与No.1、No.3滚子相啮合的凸轮理论廓线和工作廓线
①为工作廓线的交点。②为理论廓线的交点。
注：θ的计算步长1°，求两条曲线交点时计算步长为0.001°。
4.4.5 共轭（平行）凸轮分度箱
表4-2-65为国内公司生产的系列平行分度凸轮箱的若干数据，供设计、选用时参考。选用时需按分度数和动程角与生产厂具体联系确定尺寸。
表4-2-65
