槽轮机构方案设计.doc

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1、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

2、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。ω2ω1o1o2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;(

3、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

4、，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，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)

5、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

6、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(1)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+R2

7、T]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

8、)(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)槽轮角加速度：ε2=（λ（λ2-1）sin（θ）ω21/（1+λ2-2λcos（θ）2）(19)槽轮最大角速度所在位置：θ=00一般δ的取值围为3-6mm,当槽轮槽数z较大时。6