基本结构和工作原理

弧面分度凸轮机构(图1)用于两垂直交错轴间的间歇分度步进传动。主动凸轮1为圆弧回转体，凸轮轮廓制成突脊状，类似于一个具有变螺旋角的弧面蜗杆。从动转盘2外圆上装有Z个轴线沿转盘径向均匀分布的滚子。转盘相当于蜗轮，滚子相当于蜗轮的齿。所以弧面凸轮也有单头、多头和左旋、右旋之分，凸轮和转盘转动方向间的关系，可用类似蜗杆蜗轮传动的方法来判定。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。所以这种机构不必附加其他装置就能获得很好的定位作用，又可以通过调整中心距来消除滚子与凸轮突脊间的间隙和补偿磨损。转盘在分度期的运动规律，可按转速、载荷等工作要求进行设计，特别适用于高速、重载、高精度分度等场合。凸轮一般作等速连续旋转，有时由于需要转盘有较长的停歇时间，也可使凸轮作间断性旋转

现以图1所示单头左旋凸轮为例，H＝1，p＝+1，z＝6，说明滚子与凸轮工作曲面的啮合过程：

转盘的分度期开始时(图a)，凸轮转角θ＝0，No.2滚子与No.1滚子和凸轮定位环面左、右两侧分别接触，No.1滚子在其起始位置f₁₀＝f_z/2＝π/6，No.2滚子在其起始位置f₂₀＝-π/6，No.3滚子的起始位置f₃₀＝-π/2。凸轮以ω₁方向转动时，其廓面1L(槽的左侧脊的右侧)推动No.1滚子使转盘以ω₂逆时针方向转动(图b)。在廓面1L继续推动No.1滚子的同时，在适当时刻凸轮廓面2L进入啮合，同时推动No.2滚子(图c)。No.1滚子退出啮合，仅由廓面2L推动No.2滚子(图d)。凸轮转过θ_f后，No.2滚子与No.3滚子分别与凸轮定位环面接触(图e)，这时转盘已转位f _f ，分度期结束，进入停歇期。No.1滚子此时的位置角为π/2。当凸轮转完2π后，转盘上的No.2滚子与No.3滚子取代原来的No.1和No.2滚子开始重复上述过程进行下一个工作循环

图1单头左旋凸轮啮合过程

再以图2所示双头右旋凸轮为例，滚子数z＝8，头数H＝2，旋向系数p＝-1，转盘分度数I＝4，转盘分度期转位角f _f＝π/2，f _z＝π/4。滚子与凸轮工作曲面啮合过程如下：

转盘分度期开始时，凸轮转角θ＝0，No.1和No.2滚子和凸轮定位环面左右两侧分别接触(图a中为背面，以虚线表示)，No.1滚子在其起始位置f₁₀＝-π/8，No.2滚子在其起始位置f₂₀＝π/8(图b)。凸轮以ω₁方向旋转时，其廓面1R推动No.1滚子使转盘以ω₂顺时针方向旋转。廓面1R继续推动No.1滚子，在适当时刻凸轮廓面2R进入啮合同时推动No.2滚子。No.1滚子退出啮合，仅由廓面2R推动No.2滚子，廓面2R继续推动No.2滚子，在适当时刻凸轮廓面3R进入啮合同时推动No.3滚子。No.2滚子退出啮合，仅由廓面3R推动No.3滚子。凸轮转过θ_f后，No.3与No.4滚子(虚线所示虚线滚子与实线滚子编号相同，且均在同一圆周，为清晰起见，将其外移)与凸轮定位环面两侧分别接触，这时转盘已转位f _f，分度期结束，进入停歇期。当凸轮转完一周后，转盘上的No.3与No.4滚子开始重复上述过程，进行下一个工作循环。图中虚线所示为转盘从实线位置开始经过一个分度期后滚子的相应位置，此时No.3滚子的位置角f＝pf_z/2，No.4滚子的位置角f＝-pf_z/2

图2