一种内置小凸轮的垂直盘形凸轮的制作方法

本发明属于凸轮技术领域，具体涉及一种内置小凸轮的垂直盘形凸轮。

背景技术：

凸轮指的是机械的回转或滑动件(如轮或轮的突出部分)，它把运动传递给紧靠其边缘移动的滚轮或在槽面上自由运动的针杆，或者它从这样的滚轮和针杆中承受力。凸轮随动机构可设计成在其运动范围内能满足几乎任何输入输出关系。盘形凸轮是指绕固定轴线转动且有变化直径的盘形构件的凸轮。申请号为201520610320.9的中国实用新型专利公开了一种动节能凸轮，其依靠内部的弹性机构推动配重块移动，配合凸轮转动时的离心力，使凸轮的重心外移，从而实现了凸轮启动方便的功能。但是其使用过程中存在如下问题：其凸轮启动以及停止过程中，配重块会与凸轮外壳发生碰撞，凸轮运行不平稳，这就导致其无法满足精密传动的需求，而且碰撞会容易导致凸轮外壳与配重块的损坏，导致该凸轮使用寿命较短。针对现有技术中凸轮存在的凸轮重心固定，工作不稳定等问题，本发明拟提高一种内置小凸轮的垂直盘形凸轮，能够调节凸轮的重心，从而方便凸轮启动与停止，不会出现冲击性载荷，运行平稳。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种内置小凸轮的垂直盘形凸轮，包括垂直布置的凸轮主体、凸轮传动轴和设置在凸轮主体内的凸轮内腔，其特征在于：所述的凸轮内腔内转动安装有第一调节凸轮、第二调节凸轮以及第三调节凸轮，第一调节凸轮、第二调节凸轮以及第三调节凸轮均设置在凸轮主体的长轴上，并沿靠近传动轴的方向依次间隔设置，第一调节凸轮、第二调节凸轮和第三调节凸轮均连接有扭簧，使得静止状态下第一调节凸轮、第二调节凸轮和第三调节凸轮的凸点朝向传动轴设置。

所述第一调节凸轮通过第一安装轴安装在凸轮内腔中，第一调节凸轮内设置有第一调节腔，第一调节腔内设有盘管，盘管沿平行于第一调节凸轮的凸点与第一安装轴的连线方向设置，盘管的两端封闭，管内充有流体，流体的体积为盘管容积的一半。

利用第一调节凸轮内设置的盘管，当凸轮主体开设转动时，第一调节凸轮克服扭簧作用力开始转动，在离心力作用下盘管内的流体会流向靠近第一调节凸轮凸点的一端，由于盘管内径小，因此流到靠近第一调节凸轮一端的时间长，保证启动和加速过程中第一调节凸轮的重心靠近第一安装轴，转动平稳后盘管内流体在离心力作用下集中在凸轮凸点侧，使得凸轮主体的重心更加偏向凸轮主体的凸点。

所述第二调节凸轮通过第二安装轴安装在凸轮内腔中，第二调节凸轮内设置有第二调节腔，第二调节腔内设置有挡板，挡板的侧部与第二调节凸轮内壁密封连接，并将第一调节腔分隔成靠近第二调节凸轮的凸点的离心腔以及靠近第二安装轴的预存腔，第二调节腔内充有流体，流体的体积为第二调节腔容积的一半，挡板的下部设置有连通孔，挡板的上部设置有回气孔。

所述挡板两侧的第二调节腔内间隔设置有多根立柱，预存腔内设置有多个浮球。

所述连通孔的中部直径小于两端直径。

当凸轮主体带动第二调节凸轮转动时，预存腔内的流体会经过连通孔进入到离心腔内，凸轮由启动到加速到额定转速后，绝大部分流体恰好流入离心腔内，从而调节了第二调节凸轮的重心位置，进而使转动过程中凸轮主体的重心更加偏向凸轮主体的凸点。立柱能够进一步阻碍流体的流动，保证启动和加速过程中第二调节凸轮的重心靠近第二安装轴，进而保证凸轮主体的重心靠近传动轴，方便凸轮主体的启动和加速。连通孔的中部的直径小于两端的直径，进一步减缓了流体的流动，延长了流体进入到离心腔的时间，减缓了第二调节凸轮的重心向第二调节凸轮的凸点的运动的速度。

所述第三调节凸轮通过第三安装轴安装在凸轮内腔中，第三调节凸轮内设置有第三调节腔，第三调节腔内设置有调节板，调节板通过中部的转轴转动安装在第三调节凸轮内，转轴位于第三调节凸轮的凸点与第三安装轴的连线的中部，调节板连接有推动其垂直于第三调节凸轮的凸点与第三安装轴的连线设置的定位装置，第三调节腔内充有流体，流体的体积为第三调节内腔容积的一半。

所述的定位装置为安装在调节板一端的配重块，调节板另一端安装有动磁铁，转轴两侧的第三调节腔内壁上设置有与动磁铁配合的定磁铁，转轴呈倾斜状布置。

当凸轮主体开始转动时，第三调节凸轮克服扭簧作用，开始在离心力作用下转动，第三调节凸轮开始转动时，带动调节板转动，当调节板偏转到与第三调节凸轮短轴方向近平行的状态下，在调节板端部与第三调节腔内壁之间的磁力吸附作用下，调节板将第三调节凸轮内腔体进行大面积阻隔，减缓腔体内液体的流动速度，当第三调节凸轮达到额定转速后，调节板继续转动使得第三调节凸轮腔体内流体在离心力左右下快速移动，使流体流向靠近第三调节凸轮的凸点的一端，使第三调节凸轮在启动和加速过程中重心靠近第三安装轴，进而方便凸轮主体的启动和加速。

转轴倾斜设置，配合配重块，能够保证在凸轮主体不转时不会将第三调节腔大面积阻隔，保证流体回流，且此时由于动磁铁两侧的定磁铁的吸力相等，因此调节板稳定，当凸轮启动时，在配重块的作用下调节板摆动，发生偏转后的调节板在端部与腔壁之间的磁力吸附作用下，调节板将第三调节凸轮内腔体进行大面积阻隔，减缓腔体内液体的流动速度，当凸轮主体达到额定转速时，调节板的转动离心力克服磁力，调节板自由转动，不影响腔体内流体流动，流体流至第三调节凸轮靠近凸点的一端，在启动并加速至额定转速后第三调节凸轮的重心移动至靠近凸点的一端，进一步保证了启动方便。

本发明具有如下优点：

本发明凸轮通过第一调节凸轮、第二调节凸轮和第三调节凸轮的转动来实现凸轮主体的重心位置的调节，第一调节凸轮、第二调节凸轮和第三调节凸轮随凸轮主体同步转动，当凸轮主体启动并加速过程中，凸轮主体的重心由靠近传动轴的位置移动至靠近凸轮主体的凸点的位置，从而减小了启动所需要的扭矩，采用功率小的电机即可驱动，实现了节能的效果，而且使用过程中不会发生碰撞，进而不会产生冲击性载荷，凸轮主体运转平稳，能够满足高精度的传动需求，且不容易损坏，使用寿命长。

附图说明

图1为本发明盘形凸轮的主视剖视示意图。

图2为本发明盘形凸轮的侧视剖视示意图。

图3为第二调节凸轮的侧视剖视示意图。

图4为第二调节凸轮的主视剖视示意图。

图5为第二调节凸轮内挡板的结构示意图。

图6为第一调节凸轮的主视剖视示意图。

图7为第三调节凸轮的侧视剖视示意图。

图8为第三调节凸轮的主视剖视示意图。

图中：1、凸轮主体，2、凸轮内腔，3、传动轴，4、第一调节凸轮，5、第二调节凸轮，6、第三调节凸轮，7、第二调节腔，8、挡板，801、连通孔，802、回气孔，9、立柱，10、离心腔，11、预存腔，12、第二安装轴，13、盘管，14、第三调节腔，15、调节板，16、转轴，17、配重块，18、第三安装轴。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明：

一种内置小凸轮的垂直盘形凸轮，包括垂直布置的凸轮主体1，凸轮主体1安装在传动轴3上并随传动轴3同步转动，凸轮主体1内设置有凸轮内腔2，凸轮内腔2内转动安装有第一调节凸轮4、第二调节凸轮5以及第三调节凸轮6，第一调节凸轮4、第二调节凸轮5以及第三调节凸轮6均设置在凸轮主体1的长轴上，并沿靠近传动轴3的方向依次间隔设置，第一调节凸轮4、第二调节凸轮5和第三调节凸轮6均连接有扭簧，使第一调节凸轮4、第二调节凸轮5和第三调节凸轮6的凸点朝向传动轴3设置。本发明通过第一调节凸轮4、第二调节凸轮5和第三调节凸轮6的转动来实现凸轮主体1的重心位置的调节，第一调节凸轮4、第二调节凸轮5和第三调节凸轮6随凸轮主体1同步转动，当凸轮主体1启动并加速过程中，凸轮主体1的重心由靠近传动轴3的位置移动至靠近凸轮主体1的凸点的位置，从而减小了启动所需要的扭矩，采用功率小的电机即可驱动，实现了节能的效果，而且使用过程中不会发生碰撞，进而不会产生冲击性载荷，凸轮主体1运转平稳，能够满足高精度的传动需求，且不容易损坏，使用寿命长。

如图1～2所示：凸轮主体1安装在传动轴3上，并随传动轴3同步转动，凸轮主体1的下端为凸轮主体1的凸点，凸轮主体1内设置有凸轮内腔2，凸轮主体1的长轴指的是凸轮主体1的凸点与传动轴3的轴线的距离。

第一调节凸轮4、第二调节凸轮5和第三调节凸轮6设置在凸轮内腔2内，并位于凸轮内腔2中部，第一调节凸轮4、第二调节凸轮5和第三调节凸轮6均安装在凸轮主体1的长轴上，且第一调节凸轮4、第二调节凸轮5和第三调节凸轮6沿靠近传动轴3的方向依次间隔设置。第一调节凸轮4、第二调节凸轮5和第三调节凸轮6均连接有扭簧，使凸轮主体1静止时，第一调节凸轮4、第二调节凸轮5和第三调节凸轮6的凸点朝向传动轴3设置，保证静止状态下凸轮主体的中心靠近传动轴3，传动轴3用于与电机的输出轴相连。

当凸轮主体1静止时，第一调节凸轮4、第二调节凸轮5和第三调节凸轮6的凸点朝向传动轴3，从而使凸轮主体1的重心位于靠近传动轴3的一端。当凸轮主体1启动和加速过程中，第一调节凸轮4、第二调节凸轮5和第三凸轮6克服扭簧的弹力并转动，从而使凸轮主体1的重心偏向靠近凸轮主体1的凸点的一端，减小了凸轮主体1启动时的转矩，使用小功率电机即可实现凸轮主体1的启动，更加节能，且能够消除由于碰撞产生的冲击载荷，使凸轮主体1运转更加平稳，且不容易损坏，使用寿命长。

如图3～5所示：第二调节凸轮5通过第二安装轴12安装在凸轮内腔2中，第二安装轴12与传动轴3同轴连接并与传动轴3保持同步转动，第二调节凸轮5内设置有第二调节腔7，第二调节腔7内设置有挡板8，挡板8垂直于第二调节凸轮5的凸点与第二安装轴12轴线的连线设置，挡板8与第二调节凸轮5内壁密封连接，从而将第二调节腔7分隔成靠近第二调节凸轮5凸点的离心腔10以及靠近第二安装轴12的预存腔11，挡板8的下部设置有连通孔801，连通孔801将离心腔10与预存腔11连通，挡板8的上部设置有回气孔802，回气孔802间隔设置有多个，回气孔802也将离心腔10和预存腔11连通。第二调节腔7内充有流体，流体的体积为第二调节腔7的容积的一半。

预存腔11的底部低于离心腔10的底部设置，从而能够在第二调节凸轮5静止时，更多的流体位于预存腔11内，重心偏向靠近第二安装轴12的一端设置，方便凸轮主体1的启动。

在挡板8两侧的第二调节腔7内均设置有立柱9，挡板8的每一侧均平行于挡板8所在的平面间隔设置有两排立柱9。位于挡板8的同一侧的两排立柱9中，任意一排的立柱9位于另一排的相邻的两个立柱9之间。从而能够减缓流体的流动，使第二调节凸轮5加速完成后，流体再全部流动至第二调节凸轮5靠近凸点的一端，方便凸轮主体1的启动和加速。

在预存腔11内设置有浮球，浮球漂浮在流体面上，当第二调节凸轮5转动时，浮球靠在挡板8上并减缓流体右预存腔11流至离心腔10内的流速。连通孔801的中间的直径小于两端的直径，进一步减缓了流体的流动。

当凸轮主体1启动和加速过程中，流体右预存腔11流至离心腔10内，从而使第二调节凸轮5的重心由靠近第二安转轴12的一端移动至靠近第二调节凸轮5凸点的一端，方便了凸轮主体1的启动。

如图6所示：第一调节凸轮4通过第一安装轴安装在凸轮内腔2中，第一安装轴同轴设置在第二安装轴12上侧并与第二安装轴12同步转动。第一调节凸轮4内设置有第一调节腔，第一调节腔内设置有盘管13，盘管13沿平行于第一调节凸轮4的凸点与第一安装轴的连线的方向设置，且盘管13的两端封闭，盘管13内设置有流体，流体的体积为盘管13容积的一半。当凸轮主体1转动时，流体在离心力的作用下向盘管13靠近第一调节凸轮4的凸点的方向移动，从而使第一调节凸轮4的重心由靠近第一安装轴的一端移动至靠近第一调节凸轮4的一端，方便了凸轮主体1的启动。

如图7所示：第三调节凸轮6通过第三安装轴18安装在凸轮内腔2中，第三安装轴18设置在传动轴3与第二安装轴12之间，第三安装轴18的下端与传动轴3同轴连接并保持同步转动，第三安装轴18的上端与第二安装轴12的同轴连接，并使第二安装轴12随第三安装轴18的转动而同步转动，第三安装轴18位于第三调节凸轮6的右端，第三调节凸轮6的凸点位于第三调节凸轮6的左端。第三调节凸轮6内设置有第三调节腔14，第三调节腔14内充有流体，流体的体积是第三调节腔14容积的一半，且第三调节腔14靠近第三传动轴18的一端的底部低于另一端的底部设置，从而能够在凸轮主体1静止时第三调节凸轮6的重心距离第三传动轴18更近。

第三调节凸轮6的中部设置有调节板15，调节板15通过中部的转轴16转动安装在第三调节腔14内，转轴16的中部与调节板15的中部相连，转轴16的两端均与第三调节凸轮6转动连接，从而使调节板15转动设置，调节板15连接有定位装置。

定位装置为安装在调节板一端的配重块17，调节板另一端安装有动磁铁，转轴16两侧的第三调节腔内壁上设置有与动磁铁吸合的定磁铁。当凸轮主体1保持不动时，由于转轴16倾斜设置，在配重块17的作用下，调节板15平行于第三调节凸轮6的凸点与第三传动轴18的连线设置，此时两侧的定磁铁对调节板15两端的动磁铁的吸力平衡，调节板15处于平衡状态；当凸轮主体1转动时，由于配重块17的惯性的作用，调节板15会偏离第三调节凸轮6的凸点与第三传动轴18的连线，当调节板偏转到与第三调节凸轮短轴方向近平行的状态下，在调节板端部与第三调节腔内壁之间的磁力吸附作用下，调节板将第三调节凸轮内腔体进行大面积阻隔，减缓腔体内液体的流动速度，当凸轮主体1的转速达到额定转速时，离心力克服磁铁的吸力，调节板15继续转动使得第三调节凸轮腔体内流体在离心力左右下快速移动，第三调节腔14内的流体流至靠近第三调节凸轮14凸点的一端，从而完成第三调节凸轮6重心的调节。

当凸轮主体1转动时，第一调节凸轮4、第二调节凸轮5和第三调节凸轮6随凸轮主体1同步转动，调节凸轮主体1的重心，且第一调节凸轮4、第二调节凸轮5和第三调节凸轮6的重心也在离心力的作用下调节，在凸轮主体1静止时，凸轮主体1的重心更加靠近传动轴3，方便启动和加速，且耗能少，当以额定转速转动时，凸轮主体1的重心更加靠近凸轮主体1的凸点，转动更加平稳。

结合上述实施例，本发明凸轮通过内部各小凸轮内的结构设置，将凸轮启动转动所需力臂变长，使得转轴所需转动的力变小，得到节能的目的，同时减缓力臂变长的速度，使得凸轮运转平稳，延长使用寿命。

本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。