凸轮分割器是一种高精度、高稳定性的间歇运动机构，广泛应用于自动化设备中实现精确的转位和分度。以下是其核心构成部分和工作原理的详细说明。


一、主要构成部分

凸轮分割器主要由以下四个核心部件构成，它们通常被精密地装配在一个坚固的箱体内：

    1.入力轴（输入轴）

        这是动力输入部分，通常由电机（伺服电机、步进电机或普通电机加减速机）驱动。

        轴上安装着关键的弧面凸轮。

    2.弧面凸轮（凸轮）

        这是分割器的“心脏”，是一个经过精密加工的曲面凸轮。

        其轮廓曲线通常为“共轭曲面”或“平行凸轮”设计，确保出力轴既能平滑运动又能被精确锁定。

    3.出力转塔（输出轴）

        这是动力输出部分，直接与被驱动的工件台（如转盘）连接。

        转塔上沿圆周方向均匀分布着若干个滚子，这些滚子与弧面凸轮的曲面保持常接触。

    4.滚子（从动件）

        通常采用锥形或圆柱形滚子轴承，精密地安装在出力转塔上。

        它们负责在凸轮曲面上滚动，将凸轮的连续旋转运动转化为转塔的间歇分度运动。

其他辅助部件：

    1.箱体： 支撑所有部件，保证刚性和精度，内部充满润滑脂。

    2.端盖和密封件： 防止灰尘进入和润滑脂泄漏。

    3.角度调节机构： 用于微调入力轴与出力轴的相对相位角。


二、工作原理

凸轮分割器的工作原理可以概括为 “一个周期，两个阶段”，即每次入力轴旋转360°，出力轴完成一次“分度（转动） + 停止（锁定）”的循环。

下图直观展示了这一过程：

阶段详解：

    1.分度期（驱动阶段）

•    当入力轴开始旋转，弧面凸轮也随之转动。
•    凸轮的曲面开始推动出力转塔上的其中一个（或一对）滚子。
•    在凸轮特定的曲线轮廓（如修正正弦曲线、修正梯形曲线等）引导下，滚子从起始位置被“顶出”，迫使出力转塔产生平稳的旋转运动。
•    入力轴转过一定的角度（例如120°、180°、270°等，称为“驱动角”），出力转塔便精确地转过一个预设的工位角度（如90°、120°、180°等）。这个角度由转塔上的滚子数量决定（例如，8个滚子通常对应45°分度）。

    2.停止期（锁定阶段）

•    入力轴继续旋转剩余的角度（即“静止角”，例如 驱动角270° + 静止角90° = 360°）。
•    在此期间，凸轮的同心圆弧段曲面与出力转塔上的另一组（或多个）滚子保持紧密的接触。
•    由于是同心圆弧，凸轮的旋转不会对滚子产生径向推力，因此出力转塔保持完全静止。
•     此时，多个滚子同时被凸轮曲面“抱紧”，形成两点或多点自锁，使出力轴能够承受巨大的径向、轴向负荷以及冲击力，为设备工作（如加工、装配、检测）提供了极其稳固的平台。

三、核心特点与优势

1.     高精度与高刚性： 通过精密加工和凸轮-滚子啮合，分度精度可达±30角秒以内。停止时刚性极佳。
2.     平稳性与高速性： 优化的凸轮曲线能实现平滑的加速度/减速度变化，减少冲击和振动，适合高速运行。
3.     长寿命与高可靠性： 主要部件为滚动摩擦，磨损小，在良好润滑下寿命极长。
4.     结构紧凑： 将复杂的间歇运动机构集成于一个箱体内，简化了设备设计。

四、典型应用

凸轮分割器是自动化设备中旋转工作台的核心部件，常见于：

•  包装机械： 灌装、旋盖、贴标。
•  组装机械： 多工位自动装配线。
•  加工机械： 多轴钻攻、CNC分度盘。
•  检测设备： 视觉检测转台。
•  印刷、食品、制药等需要精密间歇转位的行业。

总结来说，凸轮分割器通过其“弧面凸轮”与“滚子转塔”的精妙配合，将连续的输入旋转转化为精准、稳定、刚性的间歇输出运动，是现代自动化设备中不可或缺的关键部件