专利名称：凸轮从动件安装组件和安装方法
技术领域：
本发明涉及凸轮从动件相对于安装零件(例如，回转分度传动装置的安装板等)的安装，更具体地说，涉及能改善凸轮从动件相对于该安装零件的定位精度的凸轮从动件安装组件和安装方法。
凸轮操纵的回转分度传动装置广泛用于机床和其他设备上，以预先决定的回转增量对机械零件(例如，机床刻度盘或传送带链轮)进行分度。一般，回转分度传动装置包括一个与按回转增量方式分度的机械零件连接的分度器输出安装板。该分度器输出安装板包括多个凸轮从动件，包们排列成一个圆圈。当凸轮转动时，这些凸轮从动件与相邻的精密凸轮的一个或多个凸轮轨道协同动作。凸轮轨道的形状设置成，当凸轮转动时，通过凸轮从动件，将预先决定的回转分度运动传给分度器的输出安装板。这种分度传动装置在美国专利3,049,017和5,345,831中作了说明。
过去在回转分度传动装置中使用的凸轮从动件包括一个圆柱形的安装轴，它具有通过耐摩擦轴承支承在该轴一端上的可转动的凸轮从动件套管或零件，用于与凸轮轨道啮合。在该安装轴的另一相对端有外螺纹，该外螺纹与锁紧螺母配合，将该轴牢固地安装在该分度器输出安装板上。为了将凸轮从动件固定在要求位置上，锁紧螺母拧在凸轮从动件安装轴的外螺纹上，并向下拧，直至锁紧螺母碰到分度器输出安装板表面，以保证凸轮从动件定位。
虽然，在理想情况下，安装凸轮从动件时，其安装轴轴线应与分度器输出安装板垂直，但是，在过去，由于锁紧螺母与分度器输出安装板接合的表面与轴心线不够垂直，因此，上述的凸轮从动件安装方法有一些问题。特别是，锁紧螺母表面时常与凸轮从动件安装轴的轴线不垂直。结果，当将锁紧螺母向下拧入凸轮从动件的带螺纹的安装轴和与安装板接合时，锁紧螺母的不垂直面会使安装轴弯曲或变成弓形，这样，该轴的纵轴线不再如希望的那样，与安装板垂直。这种轴的弯曲或变成弓形造成凸轮从动件相对于精密凸轮轨道定位不准确。锁紧螺母表面的不垂直度的一个形成因素在于通常的凸轮从动件安装轴的螺纹螺距。即使锁紧螺母表面经过磨削变得垂直，但是这种校正垂直度的方法只在螺纹回转轴线这一点上有效。例如，假若使锁紧螺母转动90°，则由于螺纹升角的误差影响，锁紧螺母不再垂直。
过去所采用的克服凸轮从动件定位不准确问题的方法包括精磨与安装板表面接合的锁紧螺母表面，以改善该表面对凸轮从动件安装轴的垂直度。然而，这种校正方法需要另外增加时间消耗，并且包括加工每一个锁紧螺母的昂贵的工序。另外，加工工序本身在从一个锁紧螺母转到下一个锁紧螺母时，不可能足够精确和/或足够一致、以致可以完全克服凸轮从动件定位不准确的问题。
本发明的一个目的是要提供一种将一个或多个凸轮从动件安装在一个安装零件(例如，仅作为示例而举出的分度器输出安装板)上的方法，该方法可以克服上述的凸轮从动件相对于安装零件的定位问题和缺点。
本发明的另一个目的是要提供一种凸轮从动件安装组件，它可以改善凸轮从动件相对于安装零件以及与之协同动作的精密凸轮的定位状况。
本发明提供一种与安装零件(例如，回转分度器输出安装板)一起使用的凸轮从动件安装组件，该安装零件具有第一和第二个凸轮从动件安装表面及在安装表面之间的一个孔。该安装组件包括一个凸轮从动件，该从动件的安装轴安装在该安装零件的孔中。该安装轴包括一个可转动地安装在靠近该第一个凸轮从动件安装表面的第一个轴端上的凸轮从动件零件，和靠近该第二个凸轮从动件安装表面的第二个轴端。第二个轴端包括一个螺纹内孔。该螺纹内孔从轴的轴向端面延伸，与安装轴的纵轴线基本上在同一轴线上。
该凸轮从动件安装组件还包括一个安装螺钉和一个垫圈。该螺钉有一带螺纹的杆，它与凸轮从动件安装轴的螺纹孔啮合，而该垫圈则放在该螺钉和该第二个凸轮从动件安装表面之间。
当按照本发明的方法实施例，将安装螺钉拧入凸轮从动件安装轴的螺纹孔中，把凸轮从动件固定在安装零件上时，由于螺纹孔与轴的纵轴线是在同一轴线上的，因此，作用在凸轮从动件安装轴上的弯曲力大大减小，从而可改善安装轴对于凸轮从动件安装表面和相应的凸轮轨道的垂直定位状况。由于凸轮从动件安装轴内部作有螺纹孔，因此，螺钉与安装零件孔的侧壁轴向啮合的表面比安装轴外面作有螺纹时，与锁紧螺母的轴向啮合表面长，这可进一步改善定位状况。这种定位状况的改善可减少凸轮从动件和凸轮轴道的磨损，并延长它们的使用寿命。另外，由于长径比(长度与直径之比)增加，定位状况的改善还使整个凸轮从动件更加稳定。
在下面的详细说明中，将结合下列附图，对本发明进行更详细的说明。
附图的说明
图1为回转分度传动装置的部分剖开的立体图，该装置在分度传动装置的输出安装板上有许多凸轮从动件(没有安装螺钉和垫圈)，与精密凸轮啮合。
图2为根据本发明的实施例的分度传动装置输出安装板的横截面图，其上安装着一个凸轮从动件。
图3为根据本发明的凸轮从动件的正视图，其中部分为截面图。
参见图1，所示回转分度传动装置10只是为了说明，而不是对本发明的限制。图1表示安装在回转分度传动装置10的分度传动输出安装板或安装零件12上的凸轮从动件。本发明不仅仅局限于在回转分度传动装置上实际应用，相反，它可实际应用在各种各样使用一个或多个凸轮从动件和一个或多个凸轮去控制机械或设备零件的运动的机械和设备上。
回转分度传动装置10包括一个铸铁或钢的壳体14。在该壳体上安装着一个精密凸轮16。凸轮16具有二个在圆周方向延伸，并且在凸轮圆周上横向隔开一定距离的凸轮轨道16a，16b。如众所周知，凸轮轨道16a，16b的形状经过精密加工，用于按照预先决定的增量方式或顺序控制输出安装板或安装零件12的回转运动。
精密凸轮16通过耐摩擦轴承24(例如滚锥轴承)安装在输入传动轴22上。输入传动轴22又安装在壳体14上。轴传动电机(没有示出)与输入传动轴22连接，使传动轴22和安装在其上的精密凸轮16回转。
分度器的输出安装板或安装零件12，通过适当的耐摩擦轴承26(例如滚珠轴承和轴承座圈)安装在上述壳体上，如该安装板或安装零件12的剖开截面所示。如图2所示，该输出安装或安装零件12包括作在其下端的第一个凸轮从动件安装表面12a。该第一个凸轮从动件安装表面12a作在与该主要的安装板或安装零件12整体作出或与它连接的安装板延伸部分13上。
如图2所示，在该安装板或安装零件12的最上面的主要安装表面12c上，加工出圆柱形的埋头孔部分30a。该埋头孔的相应的环形肩部30c构成多个第二个凸轮从动件的安装表面12b。第一个和第二个凸轮从动件安装表面12a，12b互相平行。为了使凸轮从动件50相对于凸轮轨道16a，16b精确定位，以便安装板或安装零件12得到预先决定的精确回转分度，该第一和第二凸轮从动件安装表面12a，12b和孔30都经过精密加工。
每一个上埋头孔部分30a都与圆柱形的下孔部分30b相通，以便在该安装板或安装零件12上形成通孔30。如图1最清楚地示出那样，各个通孔30在该安装板或安装零件12上，围绕该安装板或安装零件12的垂直回转轴线排列成一个圆圈。该安装板或安装零件12的主要输出安装表面12c与要进行回转增量分度的机床或其他设备的零件(没有示出)连接。例如，该机械零件可以包括机床的刻度盘或相对于固定刀库以增量方式回转的传送带链轮。该安装板或安装零件12包括一个中心孔31，用于容纳要控制的机械的流体管路，动力线等。
参见图2，所示凸轮从动件50安装在安装板或安装零件12上，而凸轮从动件的零件56则处在与精密凸轮16的凸轮轨道16a，16b啮合的位置(精密凸轮为图1中的)。
每一个凸轮从动件50包括一个通常为圆柱形的安装柱或轴52。该安装柱或轴52以高精度的公差(例如
0.0002英寸)安装在圆柱形孔部分30b中。该安装柱或安装轴52包括一个第一末端54，它接近第一个凸轮从动件安装表面12a。凸轮从动件的套管或零件56通过耐摩擦轴承58(例如，充填了润滑脂的滚子轴承)支承在该第一末端54上，可以转动。该耐摩擦轴承58放置在外部的直径较大的环形法兰60和内部的直径较小的环形法兰62之间。该二个环形法兰均在安装轴末端54上整体作出。环形端盖64，围绕该内法兰62压配合在轴的末端54上。轴的末端54可以包括一个六角形的或其他形状的扳手(没有示出)安装孔66。在实际实现本发明时，凸轮从动件零件、轴承，支承法兰和轴端54上的端盖的尺寸和公差可以与CAMROL滚柱轴承CFH-289-4的尺寸和公差相适应。该轴承CFH-289-4，如McGill目录第92号所述，可从印地安那州，凡巴利索市(Indiana，Valpariso)的埃默森电器公司所属的McGill制造厂买到。
根据本发明的实施例，安装轴52还包括一个接近第二个凸轮从动件安装表面12b的圆柱形的第二轴端70。该第二个轴端70包括一个圆柱形的、光滑的、没有螺纹的外表面72。该外表面72通过倒棱区74，过渡至轴的轴向端面76。该端面76一般与埋头孔部分30a形成的环形肩部30c在同一平面上，如图2所示。基本上与安装轴52的纵轴线A在同一轴线上的纵向内孔80，从该轴向端面76延伸出来，如图2和3所示。孔80的内部用丝锥攻出螺丝82。仅仅为了说明，则该螺纹例如可以为0.750-10UNC-3A螺纹，即当轴端70的直径为2.00英寸时，该螺纹的深度为1.50英寸。(可以理解，对于孔80和螺钉90也可以用带有不同形式螺纹的其他尺寸和形式的紧固件，这将在下面予以说明)。
一般，凸轮从动件安装轴52由淬火钢制成，其第一个轴端54经热处理，硬度最小达到60Rc，而其第二个轴端70则经过热处理，硬度大到36～44Rc。
每一个凸轮从动件50均用机械螺钉90固定在安装板或安装零件12上。该螺钉90具有一个大的端部或螺钉头92和一个与螺纹孔80实行螺纹啮合的作有螺纹的杆94。在该大的螺钉头92和第二个凸轮从动件安装表面12b之间放置着一片或多片平垫圈100，如图2所示。垫圈100放在该第二个凸轮从动件安装表面12b(由肩部30c构成)和安装轴52的轴向端面76上。虽然本发明不局限于某种特定的螺钉或螺钉尺寸，然而，一般该机械螺钉90包括通常的淬火(Rc38～45)钢制的机械螺钉，又称为内六角螺钉。又，虽然本发明并不局限于某种特定的垫圈或垫圈尺寸，然而，一般该止动垫圈100包括内径为0.812英寸，外径为2.442英寸的通常的钢制垫圈。为了清楚地表示回转分度传动装置各个零件起见，这里所述和图2所示的安装螺钉90和安装垫圈100在图1中都没有表示出来。
根据本发明的方法实施例，在将每一个凸轮从动件50安装在安装板或安装零件12上时，要将每一个凸轮从动件的螺钉90和垫圈100放在每一个埋头孔部分30a中，并与孔30b中的凸轮从动件轴52的螺纹孔80对准。然后，将螺钉90拧入螺纹孔80中，而垫圈100放在螺钉头92的下面，位于作有螺纹的杆94的周围，以便将凸轮从动件50固定在安装零件12的孔30b中。最好用大约420磅·英尺(1bs·fl)的扭矩来拧螺钉90，使凸轮从动件50能很好地固定在安装板或安装零件12上。由于螺纹孔80和安装轴52的纵轴线基本上在同一轴线上，因此在将螺钉90拧入螺纹孔80的过程中，作用在凸轮从动件安装轴52上的弯曲力大大减小，或达到极小。这样，凸轮从动件50可以在其安装轴52受很小的弯曲力或使之变成弓形的力的作用下安装在安装板或安装零件12上，因此，可以保证该安装轴52的轴线A与凸轮从动件的安装表面12a，12b基本上垂直。改善安装轴52时安装表面12a，12b的垂直度可以改善凸轮从动件50对于精密凸轮16的凸轮轨道16a，16b的定位情况。这种改善了的定位情况可以减少凸轮从动件和凸轮轨道的磨损，延长它们的使用寿命。另外，定位情况的改善还可使整个凸轮从动件更加稳定(例如，凸轮从动件的长径比(长度对直径之比)可增加至1.5∶1或更大)。
在凸轮从动件50安装在该安装零件12上以后，可以利用卡扣装合方式安放一个塑料保护盖110，盖住每一个孔30，以防止外界杂物落入孔30中。
虽然本发明是针对某些实施例进行说明的，但是本领域技术人员可以理解，本发明并不只是限于这些实施例，可以在所附权利要求的范围内作一些改变和改进。
权利要求
1.一种与一个安装零件一起使用的凸轮从动件安装组件，该安装零件具有第一和第二个凸轮从动件安装表面和在所述安装表面之间的一个孔，其特征在于，它包括一个凸轮从动件，该从动件具有一个安装在所述孔中，并有一条纵轴线的安装轴，所述安装轴具有一个可转动地安装在靠近所述第一个凸轮从动件安装表面的第一轴端的凸轮从动件零件，和靠近所述第二个凸轮从动件安装表面的第二个轴端，所述第二个轴端有一螺纹内孔，该螺纹内孔从轴的轴向端面延伸，基本上与所述纵轴线在同一轴线上；一个螺钉，它具有一个作有螺纹的杆可与所述螺纹内孔啮合；一个垫圈，它放置在所述螺钉头和所述第二个凸轮从动件安装表面之间；和所述螺钉的所述作有螺纹的杆拧入所述安装轴的螺纹内孔中，所述作有螺纹的杆基本上与所述纵轴线同在一轴线上，以便将所述凸轮从动件固定在所述安装零件上，同时使作用在所述安装轴上的弯曲力减小，以改善所述安装轴对所述安装零件的定位情况。
2.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述第二个凸轮从动件安装表面由所述安装零件上的埋头孔所形成的环形肩部构成。
3.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述安装轴的轴向端面一般与所述第二个凸轮从动件安装表面在同一平面上，而所述垫圈围绕着所述螺钉的所述作有螺纹的杆，放在所述第二个凸轮从动件安装表面和所述安装轴的轴向端面上。
4.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述安装零件包括回转分度传动装置的输出安装板。
5.一种将凸轮从动件安装在安装零件上的方法，该安装零件具有第一和第二个凸轮从动件安装表面和所述安装表面之间的一个孔，其特征在于，它包括将凸轮从动件的安装轴放入所述安装零件的所述孔中，使可转动地放置在所述安装轴的第一个末端上的凸轮从动件的零件靠近所述第一个凸轮从动件安装表面，而所述安装轴的第二个末端靠近所述第二个凸轮从动件安装表面；和将螺钉拧入所述安装轴的螺纹内孔中，该螺纹内孔从所述安装的所述第二末端延伸，基本上与所述安装轴的纵轴线同在一轴线上，而在所述螺钉头与所述第二个凸轮从动件安装表面之间放置着垫圈，以便将所述凸轮从动件固定在所述安装零件上，同时作用在所述安装轴上的弯曲力减小，可以改善所述安装轴对所述安装零件的定位情况。
6.一种使用安装零件的凸轮从动件安装组件，该安装零件具有第一个凸轮从动件安装表面，第二个凸轮从动件安装表面和在所述第一和第二个安装表面之间的孔，其特征在于，该组件包括一个凸轮从动件安装轴，它安装在所述孔中并有一纵轴线，所述安装轴具有第一末端，第二末端，一个在所述第二末端中的纵向螺纹内孔和由在所述第一末端的直径较大的外部环形法兰和直径较小的内部环形法兰确定的通道；一个放置在所述内部环形法兰上的环形端盖；放在所述通道中的多个低摩擦轴承；一个基本上为圆形的凸轮从动件零件，它可转动地安装在所述安装轴上，在所述环形端盖和所述外部环形法兰之间，而所述低摩擦的滚珠轴承则放置在由所述环形端盖、所述内部环形法兰，所述外部环形法兰和所述凸轮从动件零件所形成的所述通道中，保持密封；和一个以一定的位置定位精度将所述凸轮从动件固定在所述第二个凸轮从动件安装表面上的装置。
7.如权利要求6所述的凸轮从动件安装组件，其特征在于，所述将所述凸轮从动件固定在所述凸轮从动件安装表面上的装置包括与所述纵向孔进行螺纹啮合的螺纹紧固件。
8.如权利要求7所述的凸轮从动件安装组件，其特征在于，还包括一个或多个垫圈，这些垫圈放在靠近所述凸轮从动件安装轴的所述第二末端的地方，并紧贴着所述第二个凸轮从动件安装表面。
全文摘要
凸轮从动件安装组件，它包括安装零件和凸轮从动件。安装零件具有第一和第二个凸轮从动件安装表面和该安装表面之间的孔，凸轮从动件包括一个安装轴，安装在安装零件的孔中。凸轮从动件零件可转动地安装在靠近第一个凸轮从动件安装表面的第一轴端上，与相应的凸轮轨道啮合，而第二轴端则靠近第二个凸轮从动件安装表面。安装轴的第二个末端有一个螺纹孔，将螺钉拧入该螺纹孔中，以固定凸轮从动件。这样可改善安装轴的垂直定位状况。
文档编号F16H25/00GK1163365SQ9710372
公开日1997年10月29日 申请日期1997年3月27日 优先权日1997年3月27日
发明者约瑟夫·曼格 申请人:埃默森电器公司