输出件实现周期性变速运动的凸轮-齿轮组合机构
图(1)圆柱凸轮-蜗杆蜗轮组合机构	图(2)纺丝机中应用的圆柱凸轮-齿轮组合机构
图(1)所示为由蜗杆蜗轮机构和圆柱凸轮机构串联组成的组合机构，它常用作纺丝机的卷绕机构和包装机中的周期性变速机构。主动件为圆柱凸轮1，当输入轴o1o1以等角速度ω1连续旋转时，凸轮与蜗杆固联在一起(用导向键装在轴o1o1上)，以ω1转动的同时沿o1o1轴向作一定规律的往复移动，其移动规律由凸轮的曲线槽来控制，从而驱动蜗轮以一定规律的变角速度ω2转动。这种组合机构的设计步骤和方法如下。 ①设蜗杆1' 只绕o1o1轴转动而无轴向移动时，蜗轮的角速度为ω'2。 式中　　z1—— 蜗杆的螺旋头数； z2—— 蜗轮的齿数。 ②设蜗杆1' 不转动而只有轴向移动时，蜗轮角速度为ω"2。 式中　　υ1—— 蜗杆(与凸轮)的轴向移动速度； r2—— 蜗轮的节圆半径； R0—— 凸轮的平均半径； α—— 凸轮廓线的瞬时压力角。 ③蜗轮的实际角速度ω2。 ④蜗杆以等角速度ω1连续转动时，蜗轮能产生瞬时停歇或具有一定时间停歇的条件。 即：　　　　　　　　　　　　　　　 式中　　r1—— 蜗杆的节圆半径； λ—— 蜗杆的螺旋升角。 ⑤圆柱凸轮的廓线设计，先选定z1、z2和r2，再根据工作要求确定的输出轴角速度ω2变化规律，由公式(1)～(3)求出υ1＝f(f1)，然后用积分法作图或计算出凸轮设计时所需要的位移规律，并据此设计圆柱凸轮以其平均半径R0展开的轮廓曲线。如需要输出轴有瞬时停歇或一定区间的停歇，则在凸轮廓线设计时，应在此瞬时位置或一定区间内使凸轮廓线的压力角α满足式(4)。 如果需要输出轴在一个工作循环中按一定规律作有时正向有时反向的转动，则可在图(1)的基础上进行扩展而成如图(2)所示的组合机构，这种机构常用于纺丝机中，其设计步骤和方法如下。 ①设蜗杆4' 只有转动而无轴向移动时，求蜗轮的角速度ω'5。 式中　　z1、z2、z5—— 齿轮1、2和蜗轮5的齿数； z'4—— 蜗杆4' 的螺旋头数。 ②设蜗杆4' 不转动而有轴向移动速度υ4时，求蜗轮的角速度ω"5。 当υ4向右时，ω"5逆时针方向转，ω"5为正，反之为负，r5为蜗轮的节圆半径。 ③蜗轮5的实际角速度ω5。 ④蜗轮5在一个工作循环中的平均角速度ω5m。 ⑤输出输入轴的平均角速比K1。 ⑥轮5的平均转速与轮2、3转速差之比K2。 ⑦确定各轮齿数。按工作要求给定K1和K2，设计时可先选定z'4和z5，再由式(9)和式(10)求出z1、z'1、z2、z3间的关系式，然后按定轴轮系1、1'、2、3间的几何关系确定各轮齿数。 ⑧设计圆柱凸轮的廓线，凸轮4相对齿轮3的角位移为(f2-f3)。按工作要求拟定ω"5与(f2-f3)间的关系，选定r5后再按式(6)求出υ4与(f2-f3)间的关系式，然后用积分法求出位移s4与(f2-f3)间的关系，并据此设计圆柱凸轮在展开面上的廓线。