离合器步进机构的设计哈

离合器步进机构的设计。

当主动件作连续动运动时，从动件作周期的运动和停顿这类机构称为步进机构，它在各种自动化机械中得到广泛的运用，用来实现送进、制动、转位、分度、超越等工作要求。步进机构的种类很多，常见成熟的步进机构有：棘轮机构、槽轮机构、凸轮机构和不完全齿轮机构等。本设计研究的离合器步进机构具有制作容易、体积小、定位准确、运行平稳的特点，只要作简单的计算就能合理配套出所需的步进动作。该机构适用于较轻载荷的场合。

1 主要构件与动作

离合器步进机构主要由机架、气缸、齿条、齿轮离合器、传动离合器、弹簧调节螺套、导轨、轴承、轴承庠、主轴、主链轮、传动链轮、输送链轮、传动轴、链条等组成。结构如图l所示。

气缸活塞处在零位时，齿轮离合器与传动离合器牙嵌处在“合”的状态，两离合器牙嵌端面斜面紧贴。这类材料是实行轻量化技术和符合联邦CAFE指南的基本要素当活塞往“推”的力。向运行时，齿轮离合器与传动离合器牙嵌依然处在“合”的状态，齿条在导轨内作直线运动推动齿轮离合器，通过牙嵌带动传动离合器与主轴转动，与此同时主链轮拖动传动链轮轴的输送链轮，带动输送链轮上的链条作直线运动；当活塞往“回”的方向运行时，在牙嵌端面斜面的作用下，齿轮离合器将传动离合器由底面向高面迅速顶出，此时传动离合器压缩弹簧，并沿轴向移动，两离合器处在“离”的状态，除齿条在导轨内作直线运动、与其啮合的齿轮离合器作转动外，其余传动件均无动作。传动离合器在弹簧力的作用下处在预备回位的状态，当气缸回位行程完成后传动离合器借助弹簧力迅速回位，曲离合器回归“合”的状态。待步进的工件完成动作后，给电磁阀信号，气缸继续下一次的步进动作。由此循环往复，实现步进运动的工作要求。

2 设计、计算示例

在流水线上实现行程为254mm的步进定位输送。

2．1气缸、齿条行程，齿轮离合器、传动离合器与主轴转数

拟定气缸行程l50mm、齿轮模数m=2、齿轮离合器齿数z=24。则齿轮离合器旋转一圈齿条所需走的直线行程s=πmz=3.14 X 2 X 24=150.72mm，即气缸完成一行程，齿轮离合器、传动离合器与主轴旋转一圈。设计时应满足齿轮离合器旋转一圈的周长与选用气缸的行程接近，剩余的微小误差量可在装配中消除，以保证不因误差的积累而影响到步进的定位精度。

2．2链轮、节距、速比与步进行程的匹配计算

设计要求的步进行程为254mm，选取链轮节矩t=12.7 mm、输送链轮齿数Z3=40，则输送链轮转动20齿其链作为具有革新性的储能技术条的直线输送行程为254 mm，刚输送链轮只要转动半圈就可满足步进行程要求。已计算出主轴的转速为每次一转，主轴上的主链轮齿数Zl=14，很容易得出只要传动链轮齿数Z2=28，刚主轴与传动轴的速比为l：2时就能达到所需求的步进行程。

2 .3弹簧力的计算

弹簧的设计应综合考虑传动离合器外形尺寸的大小、弹簧工作行程、两离合器端面所需的最小压紧力及气缸的拉力等进行计算选取。在实际使用过程中应根据齿轮离合器和传动离合器的使用状况用调节螺套调整弹簧力使其离合平稳、彻底。此外，传动离合器与主轴及键均采用间隙配合，配合面的粗糙度要求较高以保证轴向移动。

2．4齿轮离合器和传动离合器的设计对离合器设计的要求：结构简单、外形尺寸小、结合平稳、分离彻底、动作准确可靠，孔与键槽采用动配合。曲离合器的外形分别如图 2、图 3所示。

3 自动化控制

采用磁性气缸作为动作的执行元件，结合可编程控制器(pLc)的使用容易实现动作的连续自动化，减轻操作工人的劳动强度，提高生产率。图 4是气动控制的原理图。为提高运行速度，保证生产率，对“回”向不作节流，为防止步进运行时速度快引起工件的不稳定在“推”向装单向节流阀调节输送速度。

4 应用实例

离合器步进机构已经在福建省科技厅自主选题项目“柚了自动包装收缩机”的步进输送中使用。通过离合器步进机构将果盘中的柚了按吲定的行程步进进入薄膜包裹、热封切工位。在完成包裹和热封切后的柚了进入热收缩机进行热收缩，与此同时末经加工的柚了进入薄膜包裹、热封切工位等待加工。经过一段时间的使用证明该种步进机构配置简单、加工容易、运行较平稳、定位准确、易于自动化控制。在实际运行中为减轻压力变化引起气缸运行的不稳定，应装调压阀以稳定供尽可能减轻汽车自重是最有效的办法气压力。

5 结束语

新型离合器步进机构设计简单，体积小、没有复杂的加工件，只要在步进行程确定后对气缸行程、齿轮齿数、链条节距、链轮齿数及传动速比等作简单的计算就能配套，而且每一步进行程可有多种的配套方案。即使要改变步进行程只要对主动链轮与传动链轮的齿数调整后就能实现，适用于较轻载荷的自动化步进输送。

经使用表明离合器步进机构属比较成熟的实用技术，并已投入生产的实际运用中。于2010年获得国家知识产权局实用新型专利的受理。