槽轮机构设计方案.doc

基于PredatorSFC系统的槽轮机构CAD/CAM创新实验
---—-—-——-—-——-槽轮机构设计方案
1．槽轮机构简介
在图1中的外槽轮机构中，主动件拔盘以角速度w1匀速转动,当拔盘上的圆销转到图1所示的A位置时,拨盘上锁止弧S1的起使边到达中心连线O1O2位置，槽轮开始转动。当圆销转到A1时,拔销退出轮槽，拔盘继续转动，槽轮却停止转动，我们称此时的槽轮被锁住,槽轮上的内凹锁止弧和拨盘上的外凸锁止弧啮合在一起。这样，主动拨盘连续转动就转换成槽轮的间歇转动.为避免槽轮在起动和停歇时发生刚性冲击，拔销开始进入和离开轮槽时,轮槽的中心线应和圆销中心A的运动圆周相切，即拔销转到图1所示位置时,O1A⊥O2A。
ω2
ω1
o1
o2
锁止弧
槽轮
拨盘
圆销

图1外槽轮机构
组成:带圆销的拨盘、带有径向槽的槽轮。拨盘和槽轮上都有锁止弧:槽轮上的凹圆弧、拨盘上的凸圆弧，起锁定作用.
工作过程:拨盘连续回转，当两锁止弧接触时，槽轮静止；反之槽轮运动。
作用：将连续回转变换为间歇转动。
特点：结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高，能平稳地、间歇地进行转位.因槽轮运动过程中角速度有变化,不适合高速运动场合.
2．槽轮机构优点
（1）结构简单，工作可靠，效率较高；
(2）在进入和脱离啮合时运动较平稳，能准确控制转动的角度；
（3)转位迅速，从动件能在较短的时间内转过较大的角度;
（4）槽轮转位时间与静止时间之比为定值.
3．槽轮机构缺点
(1)槽轮的转角大小不能调节；
（2）槽轮转动的始、末位置加速度变化较大，从而产生冲击:
（3）在工作盘定位精度要求较高时,利用锁紧弧面往往满足不了要求，而需另加定位装置。
（4)槽轮的制造与装配精度要求较高.由于这些原因，槽轮机构一般应用在转速不高的装置中。
4．槽轮机构的工作原理
槽轮机构，又叫马尔他机构或日内瓦机构，由具有径向槽的槽轮1和具有拨销2的拨杆3组成，其工作原理如图2所示。
图2槽轮机构工作原理简图
当拨杆转过一定的角度，拨动槽轮转过一个分度角，由图(a)所示的位置转到图（b）所示的位置时,拨销退出轮槽，此后，拨杆空转,直至拨销进入槽轮的下一个槽内，才又重复上述的循环.这样，拨杆（主动件）的等速（或变速)连续(或周期)运动，就转换为槽轮（从动件)时转时停的间歇运动。
槽轮机构常采用锁紧弧定位，即利用拨杆上的外凸圆弧一锁紧弧A与槽轮上的内凹圆弧一定位弧B的接触锁住槽轮.图（a）所示为拨销开始进入轮槽时的位置关系，这时外凸圆弧面的端点F点离开凹面中点，槽轮开始转动。图（b）所示为拨销刚要离开轮槽时的位置关系,这时外凸圆弧面的另一端点E刚好转到内凹圆弧面的中点,拨杆继续转动，E点越过凹面中点,槽轮被锁住.图（c）为拨销退出轮槽以后的情况，这时，外凸圆弧面与内凹圆弧面密切接触，槽轮被锁住而不能向任何方向转动。由上述工作过程的要求,拨杆上的外凸圆弧缺口应对称于拨杆轴线。
5．主要几何尺寸的设计公式
图3为槽轮机构主要尺寸关系图。图中O1为拔盘中心，O2为槽轮中心，L1为拨销的轨迹半径;L2为槽轮半径;L3为中心距，h为槽轮槽深，rb为拨销半径，δ为间隙。
图3槽轮机构主要几何尺寸关系图
设拔盘轴的直径为d.为避免槽轮在起动和停歇时发生刚性冲击,圆销开始进入和离开轮槽时，轮槽的中心线应和圆销中心的运动圆周相切，从而决定了槽轮机构主要尺寸之间的关系,根据图4所示槽轮机构的设计计算公式如下：
图4槽轮机构主要几何尺寸计算关系图
已知参数：槽轮槽数z，拨盘上圆销数目m，中心距C=O1O2，
拨盘上圆销半径RT，拨盘转速n1
(2）槽轮运动角：2β=2л/z
（3)拨盘运动角:2α=л-2β
（4）拨盘上圆销数目:m＜2z/（z-2)
(5）圆销中心轨迹半径：R1=Csin（β）
（6）槽轮外径：R2=[（Csin(β））2+R2T]½
（7）槽轮深度：h=R1+R2—C+RT+δ
（8)拨盘回转轴直径:d1＜2（C-R2）
(9）槽轮轴直径：d2＜2（C—R1-RT—δ）
(10)拨盘上锁止弧所对中心角:γ=2(л/m–α）
（11)锁止弧半径：R0=R1-b—RT
（12）槽轮每循环运动时间：tf=[(z—2）/z］30/n1
（13）槽轮每循环停歇时间：td=［(2z—m（z—2）)/(mz）］30/n1
（14)槽轮机构的动停比k：k=（m（z—2))/(2z-m(z—2））
（15)圆销中心轨迹半径R1与中心距C的比λ:λ=R1/C=sin(л/z）
（16）槽轮角位移：Ф=arctg［γsin（θ)/（1—γcos（θ））—α≤θ≤+α
（17）槽轮角速度：ω2=（λcos（θ）—λ)ω1/（1+λ2—2λcos(θ））
（18)槽轮角加速