凸轮分割器应用的现存问题分析

当前的弧面凸轮机构设计理论假设：弧面凸轮机构是刚性机构，即机构的每一个构件都是完全刚性的，运动副不存在间隙和误差；滚子的自转不影响机构运动本身，可以忽略。一般来讲，弧面凸轮机构的凸轮与滚子之间是线啮合的运动传递形式，也就是说，机构运动时，凸轮工作曲面与滚子曲面按一条接触线线性接触，这是一种理想状态，实际上由于下述几个问题而与理想状态有很大差异。

制造误差问题：

凸轮制造与滚子的制造都存在曲面的形状误差，机构实际工作时，达不到线接触，仍然是点接触，而且这种点接触在每一个瞬时的接触位置是随机的，不可控的，其结果是造成机构的运动精度和平稳性下降。通过磨合过程来解决这一问题，但实践证明，这一现象的存在，使磨合过程曲面磨损不均匀，结果精度不仅没有提高，设计的运动规律也发生了变化。由于国内机加工水平与发达国家之间的差距，这一现象尤为明显。

预紧问题：

弧面凸轮机构如果不预紧，由于间隙的作用，系统的刚度和承载能力都是很差的。预紧是必须的，但是带来的问题是除了预紧力在曲面平直段和弯曲段变化也很大之外，在曲面平直段接触的位置变化，也明显的影响了预紧力的变化，从而产生输出静止状态的波动。

滚子与凸轮之间的相对滑动：

凸轮工作曲面与滚子曲面按一条接触线相接触时，理论上只能在一个接触点上二者相对速度为0，是纯滚动，接触线上其余点都是有相对滑移速度。这种滑移是凸轮和滚子磨损的主要原因。

解决上述问题在当前设计理论和方法有一定难度，也超出了传统机构设计理论范畴，它不仅仅是一个机构学问题，也是一个机械学的设计理论与方法的问题。经过研究分析，目前市场上弧面凸轮分度机构存在的一系列问题，其中关键零件的加工精度与安装预紧是这些问题的主要症结所在。根据新开发的点啮合弧面凸轮机构的特点，采用设计合理的点啮合弧面凸轮机构是解决上述问题，获得可靠性高速高精度弧面凸轮机构的有效途径之一。