90°正弦槽輪翻轉機構的技術創新
1、問題的提出及技術分析在汽車零部件及其他加工自動生產線中，經常需要將工件或夾具翻轉(或回轉)90°。這種需要往往通過伺服電動機、90°回轉油缸及直線油缸加齒輪齒條機構馭動來實現。上述機構它們各自有不同的優缺點，具體分析如下:(1)伺服電動機驅動翻轉機構。這是隨著數控加工中心機床的普及而發展起來的現代機構，其翻轉角速度可控，因此運動平穩.在完成翻轉結束后沒有沖擊現象，定位精度非常高。但是伺服電動機對工作環境要求高，且造價也高。(2)直線油缸加齒輪、齒條機構W動的翻轉機構。這是目前普遍使用的翻轉驅動機構。其結構簡單、制造容易、造價低廉，但是啟動和停止時沖擊比較大，經常損壞機件且定位不準。(3)采用90°回轉油缸驅動的翻轉機構。這種機構造價低于伺服電動機驅動回轉機構，高于直線油缸加齒輪齒條機構馭動。回轉油缸往往需要國外采購，采購周期比較長。它在回轉過程中基本是等速運動，雖然在兩端設有緩沖機構，還是避免不了啟動和停止時沖擊大及經常損壞機件及定位不準的問題。通過對上述翻轉驅動機構分析后，不難看出設計一種新型正弦梢輪翻轉機構，要求造價低、啟動和停止平穩、定位準確可靠是十分必要的。2、技術創新 圖1是自主創新設計的有完全知識產權的正弦槽輪翻轉機構。它包括驅動箱體、直線油缸、齒條、齒輪、齒輪軸、翻轉支架、翻轉軸、槽板、滾輪、擺桿和翻轉平臺。其構造為:翻轉平臺11緊固在翻轉軸6中部;翻轉軸6兩端通過軸承分別支撐在馭動箱10和翻轉支架5上;而驅動箱體10和翻轉支架5安裝在固定不動的基礎上;翻轉支架6在左側，驅動箱體10在右側;驅動箱體10上部通過軸承安裝翻轉軸6，翻轉平臺11固定在翻轉軸6上;在驅動箱體10中通過軸承安裝與翻轉軸6平行的齒輪軸3;在齒輪軸3上面固定齒輪4和擺桿9，齒輪4與直線油缸1活塞桿聯接的齒條2嚙合，直線油缸1位于馭動箱體5的底部;在擺桿9的端部裝有滾輪8,槽板7固定在翻轉軸6上，滾輪8的外圓柱面與描板7上的徑向直格滑動配合，并可沿著槽板7上的直槽移動。其工作原理是:通過齒輪、齒條副將直線油缸的直線運動轉變為齒輪軸的回轉運動，再通過正弦槽輪機構(即由槽板7和擺桿9構成的運動副)將勻速回轉運動變成變速回轉運動;這個變速回轉運動驅動支撐在翻轉支架5和驅動箱10上部的翻轉軸6帶動翻轉平臺完成90°翻轉運動。90°正弦格輪翻轉機構的新穎之處是將勻速直線運動轉變為翻轉平臺按正弦曲線變化的回轉運動(其運動曲線見圖2)，使得翻轉軸在啟動和停止瞬間其角速度為零。而翻轉軸回轉在0°-45°之間時，其角速度是按正弦曲線由零角速度加速;在45°- 90°之間時，按正弦曲線減速至零角速度，完全消除了翻轉支架在啟動和停止時的沖擊現象。梢板7上的徑向直柑下部在工作區域外做了與滾輪8外圓母線的回轉運動軌跡一致的弧面修形處理(見圖3),即便擺桿9在0°和90°的位置有過沖現象時，也不會影響翻轉支架的準確定位，因此，翻轉平臺在翻轉到位后非常平穩、毫無沖擊現象，定位精度非常高。3、應用前景90°正弦槽輪翻轉機構現已完成制造與裝配，它將用于的缸體粗加工生產中。這種機構可廣泛用于各類生產線需要工件翻轉的場合，有粉廣闊的應用前景。此機構于2012年8月申請實用新型專利。