5步搞定凸轮分割器选型：从负载扭矩到型号确定的完整流程

第一步：明确基本参数

这是选型的基础，必须首先确定。

    1.工位数 (Number of Stations - N)

        即分割器旋转一周需要停顿的次数。通常等于你的夹具或工作台的数量。

        公式：N = 360° / 分割角

    2.动静比 (Dwell Time / Index Time Ratio)

        指一个工作周期内，“静止时间”与“分度时间”的比例。通常表示为 静止时间 : 分度时间。

        常见选择：1:1, 2:1, 3:1 等。例如，动静比 2:1 表示静止时间是分度时间的2倍。

    3.分割角 (Index Angle - θ)

        分割器每次转动的角度。

        公式：θ = 360° / 工位数 (N)

        例如：8工位，则分割角为 45°。

    4.输入轴转速 (Input Speed - nᵢₙ)

        驱动分割器的电机转速 (RPM)。这将决定你的设备节拍。


第二步：计算圆盘负载数据

核心是计算转动惯量 (Moment of Inertia)，这是选型计算中最关键的一步。

    1.确定转盘直径 (D) 和重量 (mₜ)

        转盘材料（通常为铝或钢）和尺寸决定了其质量。

    2.计算转盘的转动惯量 (Jₜ)

        对于均匀的圆盘，绕中心轴的转动惯量公式为：

        公式：Jₜ = (1/8) * mₜ * D²

        注意：单位要统一。国际单位制 (SI) 下，质量 m (kg)，直径 D (m)，转动惯量 J (kg·m²)。

    3.计算工件夹具的总转动惯量 (Jₗ)

        将所有工件和夹具的重量 (mₗ) 视为集中在转盘边缘的质点。

        公式：Jₗ = mₗ * R²

        其中 R 是质心到回转中心的半径 (m)。

    4.计算总负载转动惯量 (Jₗₒₐ₅)

        公式：Jₗₒₐ₅ = Jₜ + Jₗ


第三步：校核扭矩

这是验证分割器能否带动负载的关键步骤。

    1.计算最大角加速度 (αₘₐₓ)

        需要根据分割器的运动曲线（常用修正正弦或修正梯形曲线）和分度时间来计算。

        简化公式：αₘₐₓ ≈ (2π / N) * (360 / θ) * (nᵢₙ / C)²

        其中 C 是常数，取决于运动曲线（通常可在分割器样本中查表得到）。最准确的方法是使用厂家提供的选型软件或样本中的曲线图。

    2.计算所需扭矩 (T)

        公式：T = Jₗₒₐ₅ * αₘₐₓ

        这个扭矩是分割器输出轴克服负载惯性所需的惯性扭矩。

    3.增加安全系数

        考虑到摩擦、未知因素等，计算出的扭矩需要乘以一个安全系数。

        通常安全系数取 2 ~ 3。

        最终所需扭矩 Tᵣₑqᵤᵢᵣₑd = T * Sf

    4.对比样本参数

        在分割器厂家提供的样本中，找到对应型号在您所需转速下的 “允许扭矩” 。

        必须满足：样本中的“允许扭矩” > 您计算的 Tᵣₑqᵤᵢᵣₑd。


第四步：确认其他结构参数

确保分割器能物理安装到你的设备上。

    1.安装尺寸

        外形尺寸：总长、宽、高是否在设备空间内。

        法兰盘尺寸：连接转盘的法兰盘尺寸和螺孔位置。

        输入/输出轴尺寸：轴径、键槽尺寸等。

    2.安装方式

        分割器有几种标准安装方式，如：

            立式 (Vertical): 输出轴垂直向上。

            卧式 (Horizontal): 输出轴水平。

            倒立式 (Suspended): 输出轴垂直向下。

        根据你的设备结构选择合适的安装方式。


第五步：最终复核与选配

在确定主型号后，完成最后的确认和附件选择。

    1.精度复核

        检查样本中该型号的 “重复定位精度” 是否满足你的工艺要求。凸轮分割器的精度通常很高（±15 arc-sec 到 ±30 arc-sec）。

    2.选择驱动源

        电机选择：通常使用伺服电机或步进电机。根据输入轴转速和最终所需扭矩来选型电机，并匹配减速机（如果需要）。

        联轴器选择：使用高刚性联轴器连接电机和分割器输入轴，以减少背隙。

    3.选配附件

        止动角机构：在静止位提供额外的机械锁定，用于承受较大的外部径向力或冲击。

        特殊法兰：非标定制法兰盘。


遵循这五个步骤，您就可以系统、科学地完成凸轮分割器的选型工作。