凸轮分割器（又称凸轮分度器）的运动核心是通过凸轮与从动件（滚子）的啮合传动，将输入轴的连续旋转运动精准转化为输出轴的间歇旋转运动（或特定规律的往复运动），其原理可拆解为“核心部件作用→运动过程解析→关键设计保障”三部分，最终实现“转-停-转”的间歇分度功能，广泛适配自动化设备的工位切换需求

二、运动原理：从“连续输入”到“间歇输出”的完整过程

以最常用的弧面凸轮分割器（实现输出轴间歇旋转）为例，其运动过程可分为“运动阶段”和“静止阶段”，两个阶段在输入轴连续旋转中循环进行，最终实现输出轴的“转-停”交替。

1. 核心前提：凸轮轮廓的“两段式设计”

凸轮的圆周轮廓被严格分为两部分，这是实现间歇运动的基础：

- 运动段（Active Profile）：轮廓为“螺旋线”或“修正曲线”（如正弦曲线、等加速曲线），具有明显的凹凸变化，用于驱动从动件运动；

- 休止段（Dwell Profile）：轮廓为“同心圆”（与输入轴同心），无凹凸变化，用于使从动件保持固定位置，即输出轴静止。

运动段与休止段的角度比例，决定了分割器的“动静比”（如运动段角度120°、休止段角度240°，则动静比=1:2）。

2. 阶段1：运动阶段（输出轴旋转，工位切换）

当输入轴带动凸轮旋转至“运动段”与从动件滚子贴合时，运动开始：

1. 凸轮的“运动段”轮廓通过摩擦力（或推力）推动滚子——由于滚子均匀分布在从动件架上，凸轮的旋转会转化为滚子架的“绕输出轴旋转”（弧面凸轮）或“摆动”（平面凸轮）；

2. 滚子架与输出轴刚性连接，因此滚子架的旋转直接带动输出轴同步旋转；

3. 输出轴的旋转角度由“分割数”精准控制：若分割数为N（即设备有N个工位），则凸轮每旋转“运动段角度”，输出轴恰好旋转`360°/N`（如8工位分割器，输出轴每次旋转45°），完成1个工位的切换；

4. 此阶段中，凸轮轮廓的“修正曲线”设计会让输出轴的转速遵循“0→加速→匀速→减速→0”的规律，避免启动和停止时的冲击（如正弦曲线轮廓可实现加速度平滑变化，减少振动）。

3. 阶段2：静止阶段（输出轴锁定，工序执行）

当输入轴带动凸轮旋转至“休止段”与从动件滚子贴合时，静止开始：

1. 凸轮“休止段”为同心圆轮廓，与输入轴同心——此时滚子与休止段轮廓贴合，凸轮旋转时仅带动滚子“绕自身轴线转动”（无径向或周向推力），滚子架不再旋转；

2. 输出轴随滚子架保持固定角度，实现“精准定位静止”；

3. 此阶段为下游工序（如加工、装配、检测）提供稳定的操作时间，静止时长由“凸轮休止段角度”决定（休止段角度越大，静止时间越长，对应动静比中“静止时间占比越高”）。

4. 循环往复：实现连续间歇运动

输入轴持续旋转，凸轮的“运动段”与“休止段”交替与滚子贴合，输出轴便在“旋转（工位切换）→静止（工序执行）→再旋转→再静止”的循环中，实现连续的间歇分度运动。

例如：8工位、动静比1:1的分割器，输入轴每旋转1圈（360°），输出轴完成“旋转45°（运动段，耗时0.5秒）→静止（休止段，耗时0.5秒）”的1个周期，每8个周期（输入轴转8圈），输出轴完整旋转1圈（360°），覆盖所有8个工位。

三、关键设计：保障运动精度与稳定性的“3大核心技术”

凸轮分割器的间歇运动需满足“高精度定位”（如定位误差≤0.01mm）和“高稳定性”（长期运行无磨损偏差），依赖以下3项关键设计：

1. 凸轮轮廓的“修正曲线设计”

普通圆弧轮廓会导致输出轴启动/停止时加速度突变，产生冲击和振动。工业级分割器的凸轮轮廓采用修正正弦曲线、等加速等减速曲线或多项式曲线，确保：

- 运动阶段的加速度“平滑过渡”（无突变峰值）；

- 输出轴旋转时无“爬行”（低速时的抖动），定位精度可达±30角秒（高精度型号）。

2. 滚子与凸轮的“共轭啮合”

从动件上的滚子数量与凸轮轮廓的“运动段数量”严格匹配（如8工位分割器对应8个滚子、1个运动段），形成“共轭啮合”关系：

- 运动阶段，始终有至少1个滚子与凸轮运动段贴合，避免“脱开”导致的运动失准；

- 滚子采用高硬度轴承钢（如SUJ2），表面经淬火处理（硬度HRC60以上），减少与凸轮的摩擦磨损，延长使用寿命。

3. 输出轴的“自锁定结构”

静止阶段，凸轮休止段与滚子的贴合不仅是“无推力”，更形成“自锁定”：

- 休止段的同心圆轮廓与滚子之间存在微小过盈配合，或通过凸轮的“预紧力”设计，使输出轴在静止时无法被外部负载推动（即“反向锁定”）；

- 无需额外刹车装置，即可实现输出轴的稳定静止，避免工位偏移（如加工时的振动导致输出轴转动）。

四、不同类型凸轮分割器的运动原理差异

根据应用场景，凸轮分割器分为“弧面凸轮”和“平面凸轮”两类，运动原理略有差异，适配不同负载和精度需求：

总结

凸轮分割器的运动原理本质是：以凸轮轮廓为“运动模板”，通过运动段驱动从动件带动输出轴旋转（工位切换），通过休止段锁定从动件使输出轴静止（工序执行），最终将连续输入转化为间歇输出。其精度和稳定性依赖于凸轮轮廓的修正设计、滚子的共轭啮合及自锁定结构，是自动化设备实现“精准分度、稳定间歇”的核心传动部件。