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分割器(以最常用的凸轮分割器为例)的输入轴转速与输出轴转速并非简单的固定比例关系,而是由凸轮分割器的核心参数——“分割数”(或“工位数量”) 直接决定,同时受“动静比”(运动时间与静止时间的比例)影响(但动静比不改变最终的“转速换算关系”,仅影响输出轴的运动状态)。
一、核心关系:输入轴转1圈,输出轴转“1/分割数”圈
凸轮分割器的核心功能是将输入轴的连续旋转,转化为输出轴的间歇旋转(即“转-停-转”循环)。其输入轴与输出轴的转速关系,本质是“输入轴每完成1次完整旋转,输出轴仅完成1个“分度周期”的旋转,且旋转角度固定”。
具体换算公式如下:
- 输出轴旋转角度(单次分度):`α = 360° / N`
(N为分割器的“分割数”,即输出轴每旋转一圈需要的“分度次数”,对应设备的工位数量,如8工位分割器N=8)
- 输入轴与输出轴的转速比:`n₁ / n₂ = N / 1`
(n₁=输入轴转速,单位:r/min;n₂=输出轴“有效旋转时的转速”,单位:r/min)
推导后可得:`n₂ = n₁ / N`
举例说明(直观理解)
假设使用一台 8工位(N=8) 的凸轮分割器,输入轴由电机驱动,转速`n₁=120 r/min`:
1. 输入轴每转1圈(耗时`60/120=0.5秒`),输出轴仅旋转`360°/8=45°`(即完成1个工位的切换);
2. 若要让输出轴完整旋转1圈(360°),需要输入轴连续旋转8圈(因为每圈输入对应45°输出);
3. 输出轴的“有效转速”`n₂ = 120 r/min / 8 = 15 r/min`(即输出轴每小时完整旋转15圈)。
三、重要补充:“动静比”不改变转速关系,但影响运动状态
凸轮分割器的“动静比”(通常表示为`K = 运动时间 / 静止时间`,如1:1、2:1、3:2等)是另一个核心参数,它描述了输出轴“旋转阶段”与“静止阶段”的时间比例,但不改变输入轴与输出轴的转速换算关系。
举例(结合动静比理解运动过程)
仍以“8工位分割器(N=8)、输入轴转速n₁=120 r/min”为例,假设动静比为`1:1`(运动时间=静止时间):
1. 输入轴转1圈耗时0.5秒(如前所述),由于动静比1:1,输出轴的“旋转时间”和“静止时间”各占0.25秒;
2. 输出轴在0.25秒内旋转45°(对应“有效转速15 r/min”),随后在0.25秒内保持静止,完成1个工位循环;
3. 若动静比改为`2:1`(运动时间:静止时间=2:1),则输出轴的旋转时间变为`(2/3)×0.5≈0.33秒`,静止时间变为`(1/3)×0.5≈0.17秒`,但输出轴的有效转速仍为15 r/min(旋转角度和总周期不变)。
四、特殊情况:“无停留分割器”的转速关系
部分场景会使用“无停留分割器”(也叫“连续旋转分割器”),其输出轴无明显静止阶段,而是连续、匀速地旋转(仅通过凸轮轮廓实现微小的速度波动)。此时,输入轴与输出轴的转速关系仍遵循`n₂ = n₁ / N`,只是输出轴的运动状态从“间歇旋转”变为“连续旋转”。
总结
分割器输入轴转速与输出轴转速的核心关系可概括为:
1. 比例固定:输出轴有效转速 = 输入轴转速 / 分割数(N),仅由分割数决定;
2. 动静比不影响比例:动静比仅改变输出轴“旋转”与“静止”的时间分配,不改变最终的转速换算结果;
3. 实际应用:控制分割器输出速度时,需先确定分割数(固定值),再通过调节输入轴转速(如变频、伺服控制),间接控制输出轴转速。