槽轮机构的参数及设计
《机械设计原理》槽轮机构
1 棘轮机构 2 槽轮机构 3 凸轮式间歇机构 4 不完全齿轮机构
2 槽轮机构
1. 槽轮机构的工作原理 2. 槽轮机构的类型和特点 3. 槽轮机构的应用 4. 槽轮的槽数与运动特性1.槽轮机构的工作原理 Nhomakorabea2槽轮机构
主动销轮作等速转动，当圆销未进入径向槽时，槽 轮因其内凹的锁止弧被销轮外凸的锁止弧锁住而静止；
当圆销开始进入径向槽时，两锁止弧脱开，槽轮在 圆销的驱动下转动。
2 槽轮机构
1. 槽轮机构的工作原理 2. 槽轮机构的类型和特点 3. 槽轮机构的应用 4. 槽轮的槽数与运动特性
2.槽轮机构的类型和特点
2槽轮机构
2.槽轮机构的类型和特点 外啮合与内啮合
2槽轮机构
除从动件转向不同外，内啮合槽轮机构结构紧凑，传动 较平稳。
3.槽轮机构的应用
2槽轮机构
你一定看过电影，屏幕上连续播放的生动画面，让你 心旷神怡。但你知道吗？胶片的走动必须是间歇的，而槽 轮机构则为实现其间歇运动的可选方案之一。
放映机
3.槽轮机构的应用
自动灌装机
2槽轮机构
自动传送链装置
2 槽轮机构
1. 槽轮机构的工作原理 2. 槽轮机构的类型和特点 3. 槽轮机构的应用 4. 槽轮的槽数与运动特性
2.槽轮机构的类型和特点
2槽轮机构
圆销分布不等
用于要求拨盘转一周，槽轮k
次停歇的时间互不相等时。
圆销中心半径不等 用于拨盘旋转一周中槽轮k次的
运动时间也互不相等时。
2.槽轮机构的类型和特点
槽条机构
2槽轮机构
球面槽轮机构
2 槽轮机构
1. 槽轮机构的工作原理 2. 槽轮机构的类型和特点 3. 槽轮机构的应用 4. 槽轮的槽数与运动特性
槽轮机构的主要参数
槽轮机构的主要参数1. 概述槽轮机构是一种常用于工程机械和运输设备中的传动装置，它通过齿轮、链条、皮带等传动元件将动力传递给工作部件，实现不同部件之间的协调运动。
槽轮机构的设计和选择需要考虑多个参数，以确保其能够满足设备的工作要求并具有良好的可靠性和效率。
2. 主要参数2.1. 功率传递槽轮机构的主要功能之一是将输入功率传递给输出端。
功率传递是一个关键参数。
通常使用额定功率来描述槽轮机构的功率传递能力。
额定功率取决于输入转速、扭矩和效率等因素。
2.2. 转速比转速比是指输入轴与输出轴之间的转速比值。
它决定了输出端的转速与输入端的转速之间的关系。
根据不同应用需求，可以选择不同的转速比来满足设备工作要求。
2.3. 扭矩传递扭矩传递是指槽轮机构将输入端产生的扭矩传递给输出端的能力。
扭矩传递能力通常由额定扭矩来描述，该参数取决于输入端的转矩和输出端的转矩之间的比例。
2.4. 效率效率是指槽轮机构将输入功率转化为输出功率的能力。
高效率表示较少能量损失，选择具有高效率的槽轮机构可以提高设备的工作效率。
2.5. 负载能力负载能力是指槽轮机构能够承受的最大负载。
它通常由额定负载来描述，该参数取决于工作条件、材料强度和结构设计等因素。
2.6. 寿命寿命是指槽轮机构在一定工作条件下能够正常运行的时间。
寿命通常由平均故障间隔时间（MTBF）来描述，该参数取决于材料质量、润滑状态和工作环境等因素。
2.7. 噪音与振动噪音与振动是槽轮机构在工作过程中产生的不可避免的问题。
为了确保设备运行时的舒适性和安全性，需要对槽轮机构的噪音和振动进行评估，并在设计和选择过程中予以考虑。
2.8. 尺寸与重量槽轮机构的尺寸和重量对于整个设备的设计和安装都具有重要意义。
较小的尺寸和重量可以降低设备的体积和成本，并提高运输和安装的便利性。
3. 参数选择与设计在选择和设计槽轮机构时，需要根据具体的应用需求综合考虑以上主要参数。
不同应用场景下，参数的优先级可能会有所不同。
槽轮机构的参数及设计
§4.2槽轮机构4.2.1槽轮机构的类型、工作原理和应用图4.10 槽轮机构槽轮机构又称马尔他机构，有外啮合和内啮合两种类型，如图4.10所示。
本节仅介绍常用的外槽轮机构。
槽轮机构由具有径向槽的槽轮2和具有圆销G 的拨杆1及机架所组成。
原动件l作等速连续转动时．，从动件2时而转动，时而静止。
当拨杆l的圆销A未进入槽轮2的径向槽时，由于槽轮2的内凹锁止弧夕被拨杆1的外凸锁止弧卡住，故槽轮2静止不动。
图4.10，a所示是圆销A 开始进入槽轮2的径向槽时的位置，这时锁止弧卢开始被松开，因而圆销A能驱使槽轮转动。
当圆销开始脱离槽轮的径向槽时，槽轮的另一锁止弧又被拨杆1的外凸圆弧卡住，致使槽轮2又静止不转，直至拨杆1的圆销A再次进入槽轮的另一径向槽时，两者又重复上述运动过程。
外啮合槽轮机构，原动拨杆1与从动槽轮转向相反；内啮合槽轮机构，原动拨杆l与从动槽轮2转向相同。
图4.11 槽轮机构在电影放映机中的应用槽轮机构具有构造简单、制造容易、工作可靠和机构效率高等特点；但槽轮机构在工作时有冲击，并随着转速的增加及槽数的减少而加剧，故适用范围受到一定的限制。
槽轮机构常用于某些自动机械(如自动机床、电影放映机等)和轻工机械中作转位机构。
图4.11所示为槽轮机构在电影放映机中的应用。
4.2.2槽轮机构的主要参数槽数n和圆销数k是槽轮机构的两个主要参数。
为了使槽轮开始转动和终止转动时的角速度为零以免刚性冲击，圆销进入或脱离槽轮的径向槽时，圆销中心的轨迹圆应与径向槽的中心线相切。
由图6.10，a 可得槽轮2转动时拨杆1的转角为01022221z ϕπϕπ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭ (4-2)在一个运动循环中，槽轮2的运动时间与原动件1的运动时间之比称为运动系数，用τ表示。
对于单销槽轮机构，若原动件等速转动一周为一个运动循环，则时间比可转换成转角之比，即012222d t z t z ϕτπ-=== (4-3)由于d t >0，所以τ>0，因此z ≥3。
槽轮机构设计
3
τ =td/T=（Z-2）K/(2Z)＜1 112.5 112.5
0.75 247.5 22.50
φ 2=at((λ SINφ 1)/(1+λ COSφ 1))
10 W2=d(φ 1)/dt ξ 2=d(W1)/dt 槽轮角位移W2最大时φ 1 0.00 -35.36
φ 1=
Π
W2(MAX)=
6.20
槽轮角加速度ξ 2最大时φ 1 φ 1= ξ 2= ± ± 148.36 34.63
Z、A、r、K根据空间安装尺寸和大小受力决定
槽数 主动件转角 槽间角
Z/个 2α /度 2β /度
8
中心距 2α =PI（1-2/Z） 2β =180-2α
A/mm
81 135.00 45.00 31.00 0.38 6.5
主动件圆柱销中心半径 R1与A的比值 圆销半径 槽轮外圆半径 槽轮深度（最小值）
主动件轮毂直径（最大值）
R1/mm λ r/mm R2/mm h/mm d0/mm dk/mm Rx/mm K/个 K/个
槽轮轮毂直径(最大值) 锁止弧半径(最大值) 圆销个数(最大值) 圆销个数选定值 槽轮每次转位时间td 动停比 周期 运动系数 主动件角位移 槽轮角位移 主动件角速度 槽轮角速度 槽轮角加速度
κ T τ φ 1/度 φ 2/度 W1 W2 ξ 2
κ =td/ti=(Z-2)/(2Z/K-(Z-2))
R1=A*SIN(β ) λ =R1/A=SIN(β )
R2^2=(A*COS(β ))^2+r^2 h≥A(λ +COS(β )-1)+r d0＜2A(1-COS(β )) dk＜2A(1-λ )-2r Rx＜R1-r K＜2Z/(Z-2) 2 槽轮每次停歇时间ti
槽轮机构
优缺点
• 优点：1.槽轮机构结构简单，易加工，工作可 靠，机械效率高。 2.与棘轮机构相比，工作平稳性较好。 3.槽轮转角大小能调节
这是棘轮结构
பைடு நூலகம் • 缺点：其动程不可调节，转角不能太小，槽轮在起、停时的加
速度大，有冲击，并随着转速的增加或槽轮槽数的减少而加剧，故不
。 宜用于高速，多用来实现不需经常调节转位角度的转位运动
解释：
顺时针转动
注：
3：圆销
2：径向槽
说明：主动销轮圆销（3）转 动，卡住径向槽，从而使从 动槽轮（2）转动
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效果图
工作原理
• 由主动销轮利用圆柱销带动从动槽轮转动，完成间歇转动
。主动销轮顺时针作等速连续转动，当圆销未进入径向槽 时，槽轮因内凹的锁止弧被销轮外凸的锁止弧锁住而静止 ；圆销进入径向槽时，两弧脱开，槽轮在圆销的驱动下转 动；当圆销再次脱离径向槽时，槽轮另一圆弧又被锁住， 从而实现了槽轮的单向间歇运动。
如：图4中，2、3之间冲击很 大，易导致磨损。
应用
槽轮机构一般应用在转速不高、要求间歇地转过一定角度的分度装 置中 。
如： • 转塔车床上的刀具转位机构 • 电影放映机中用以间歇移动胶片
电影放映机
球面槽轮机构
特点： 主动销轮上的拨销只有 一个,槽轮动、停时间相等。
谢谢观看！
槽轮机构（geneva mechanism）由槽轮和圆柱销组成 的单向间歇运动机构。它常被用来将主动件的连续转动 转换成从动件的带有停歇的单向周期性转动 。
简介
槽轮机构有外啮合和内啮合以及球面槽轮等。外啮合槽轮机构的槽 轮和转臂转向相反,而内啮合则相同，球面槽轮可在两相交轴之间 进行间歇传动。它由主动转盘、从动槽轮和机架组成 。
槽轮机构的主要参数
槽轮机构的主要参数槽轮机构是一种常见的传动装置，由于其独特的结构和优越的性能，被广泛应用于各种机械设备中。
本文将从槽轮机构的主要参数出发，介绍其原理、特点及应用。
一、槽轮机构的主要参数1. 槽数：槽轮机构的槽数是指槽轮上的槽数量，通常为偶数。
槽的数量决定了槽轮的工作周期和输出速度。
2. 槽角：槽轮机构的槽角是指相邻两槽之间的夹角，也称为槽角。
槽角的大小决定了槽轮的工作效率和传动比。
3. 槽高：槽轮机构的槽高是指槽轮上槽的高度，也称为槽高。
槽高的大小决定了槽轮的承载能力和传动稳定性。
4. 槽宽：槽轮机构的槽宽是指槽轮上槽的宽度，也称为槽宽。
槽宽的大小决定了槽轮的传动能力和传动精度。
5. 轮径：槽轮机构的轮径是指槽轮的外径，也称为轮径。
轮径的大小决定了槽轮的传动能力和传动精度。
二、槽轮机构的原理和特点槽轮机构是一种基于槽和滚子的传动装置。
当输入轴旋转时，槽轮上的槽将滚子带动旋转，从而实现功率的传递。
槽轮机构具有以下特点：1. 高传动效率：槽轮机构采用滚动接触，具有较低的摩擦损失和较高的传动效率。
2. 大传动比：槽轮机构通过改变槽角和槽数，可以实现较大的传动比。
这使得槽轮机构在需要大传动比的场合具有优势。
3. 灵活性高：槽轮机构的传动比可以通过改变输入轴和输出轴的位置来调节，具有较高的灵活性。
4. 承载能力强：槽轮机构采用滚子传动，可以承受较大的载荷，具有较强的承载能力。
5. 传动平稳：槽轮机构的滚子与槽之间采用点接触，传动过程相对平稳，噪音和振动较小。
三、槽轮机构的应用槽轮机构广泛应用于各种机械设备中，如：1. 工程机械：槽轮机构常用于挖掘机、推土机等工程机械中，用于传递动力和控制运动。
2. 纺织机械：槽轮机构被应用于纺织机械中的传动系统，用于控制纺纱、织布等工艺过程。
3. 机床设备：槽轮机构常用于机床设备中的传动系统，用于控制切削、加工等工艺过程。
4. 交通运输设备：槽轮机构被应用于汽车、飞机等交通运输设备中的传动系统，用于控制车辆的运动和转向。
槽轮机构
槽轮机构一．槽轮机构的组成及工作特点（1）机构组成槽轮机构是由主动拨盘、从动槽轮和机架等组成。
（2）工作特点槽轮机构可将主动拨盘的等速回转运动转变为槽轮时动时停的间歇运动，并具有结构简单、外形尺寸小、机械效率高，以及能较平稳的、间歇地进行转位等优点，但存在柔性冲击的缺点，故常用于速度不太高的场合。
二、槽轮机构的类型及应用（1）槽轮机构的类型普通型特殊型外槽轮机构内槽轮机构槽条机构不等臂多销槽轮机构球面槽轮机构偏置式槽轮机构偏置外槽轮机构偏置内槽轮机构内啮合棘轮机构外啮合棘轮机构空间棘轮机构外槽轮机构内槽轮机构内槽轮机构特殊槽轮机构特殊槽轮机构 运动时间均不等槽轮机构时间间隔不等槽轮机构 空间球面槽轮机构参数变化时的槽轮机构运动情况（2）槽轮机构的应用例1 蜂窝煤制机模盘转位机构例2 幻灯片放映机机构自动灌装机切糕机三、槽轮的设计（1）槽轮机构的典型结构如图所示，它由主动拨盘、从动槽轮和机架组成。
拨盘以等角速度作连续回转，当上的圆销未进入槽轮的径向槽时，由于槽轮的内凹锁止弧nn被拨盘的外凹槽锁止弧mm卡住，故槽轮不懂。
图示为圆销钢进入槽轮径向槽时的位置，此时锁止弧nn又也刚被松开。
此后，槽轮受圆销的驱使而转动。
当圆销在另一边离开径向槽时，锁止弧nn又被卡住，槽轮又静止不懂。
直至圆销再次进入槽轮的另一个径向槽时，又重复上述运动。
所以槽轮作时动时停的间歇运动。
槽轮机构的结构简单，外形尺寸小，机械效率高，并能较平稳的、间歇的进行转位。
但因传动时尚存在柔性冲击，故常用于速度不太高的场合普通槽轮机构的运动系数在图中所示，当主动拨盘B回转一周时，槽轮A的运动时间与主动拨盘转一周的总时间之比，称为槽轮机构的运动系数，并以к表示因为拨盘B一般为等速回转，所以时间之比可以用拨盘转角之比来表示。
对于单圆销外槽轮机构，时t1与t2所对应的拨盘转角分别为2和2又为了避免圆销B和径向槽发生刚性冲击，圆销开始进入或脱出径向槽的瞬时，其线速度方向应沿着径向槽的中心线。
槽轮机构(马耳他机构)概述
k(z 2)
2z
还应该有 1 ，即：
由此可得：
k(z 2) 1 2z
k 2z z2
当z=3时，k=1～5；当z=4～5时，k=1～3；当z≥6时，k=1～2。
z↓ 生产效率↑ z↑ 动力特性好
通常z=4～8
三、槽轮机构的几何尺寸计算
设计槽轮机构，首先应根据工作
要求确定槽轮的槽数z和主动拨盘
的圆销数k，再按受力情况和实际
机器所允许的空间安装尺寸，确
定中心距L和圆销半径r。然后按
图4-8所示几何关系，可求出圆销
的回转半径R、槽轮外廓径向高度
S、径向槽深度h、拨盘锁止弧张
开角 、拨盘轴直径d1和槽轮轴
直径d2，定出槽顶侧壁厚b和锁止 弧β的半径，具体的求解方法可
应用举例1：图4-10所示为电影放映机的卷片机构，槽轮2具有 四个径向槽，拨盘1上装一个圆销A。拨盘转1周，圆销A拨动槽 轮转过1／4周，胶片移动一个画格，并停留一定时间。拨盘继 续转动，重复上述运动。利用人眼的视觉暂留特性，当每秒钟 放映24幅画面时即可使人看到连续的画面。
应用举例2：图4-ll所示为六角车床刀架的转位槽轮机构，刀 架3上可装六把刀具，并与具有相应径向槽的槽轮2固联，拨盘 1上装有一个圆销A。拨盘每转1周，圆销进入槽轮一次，驱使 槽轮(即刀架)转600，从而将下一工序的刀具转换到工作位置。
循环(拨盘转1周)内，槽轮的运动时 间td与拨盘转1周的总时间t之比。对 于只有一个圆销的槽轮机构：
td
21
2
z
z2 11
t 2 2 2z 2 z
为了保证槽轮运动，应有 0 。所以有z≥3， 0.5 ，即槽
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§槽轮机构
4.2.1槽轮机构的类型、工作原理和应用
图槽轮机构
槽轮机构又称马尔他机构，有外啮合和内啮合两种类型，如图所示。
本节仅介绍常用的外槽轮机构。
槽轮机构由具有径向槽的槽轮2和具有圆销G的拨杆1及机架所组成。
原动件l作等速连续转动时．，从动件2时而转动，时而静止。
当拨杆l的圆销A未进入槽轮2的径向槽时，由于槽轮2的内凹锁止弧夕被拨杆1的外凸锁止弧卡住，故槽轮2静止不动。
图，a所示是圆销A开始进入槽轮2的径向槽时的位置，这时锁止弧卢开始被松开，因而圆销A能驱使槽轮转动。
当圆销开始脱离槽轮的径向槽时，槽轮的另一锁止弧又被拨杆1的外凸圆弧卡住，致使槽轮2又静止不转，直至拨杆1的圆销A再次进入槽轮的另一径向槽时，两者又重复上述运动过程。
外啮合槽轮机构，原动拨杆1与从动槽轮转向相反；内啮合槽轮机构，原动拨杆l与从动槽轮2转向相同。
图槽轮机构在电影放映机中的应用
槽轮机构具有构造简单、制造容易、工作可靠和机构效率高等特点；但槽轮机构在工作时有冲击，并随着转速的增加及槽数的减少而加剧，故适用范围受到一定的限制。
槽轮机构常用于某些自动机械(如自动机床、电影放映机等)和轻工机械中作转位机构。
图所示为槽轮机构在电影放映机中的应用。
4.2.2槽轮机构的主要参数
槽数n和圆销数k是槽轮机构的两个主要参数。
为了使槽轮开始转动和终止转动时的角速度为零以免刚性冲击，圆销进入或脱离槽轮的径向槽时，圆销中心的轨迹圆应与径向槽的中心线相切。
由图，a 可得槽轮2转动时拨杆1的转角为
(4-2)
在一个运动循环中，槽轮2的运动时间与原动件1的运动时间之比称为运动系数，用表示。
对于单销槽轮机构，若原动件等速转动一周为一个运动循环，则时间比可转换成转角之比，即
(4-3)
由于>0，所以>0，因此z≥3。
由上式知，这种单销槽轮机构的运动系数总小于0．5，即槽轮的运动时间总小于静止时间。
如果原动件上均匀地装有k个圆销，那么，原动件每转过／A就是一个运动循环。
若原动件转过一周所需时间不变，显然原动件完成一个运动循环所需的时间应为／A；带动槽轮转动一次所需时间仍为td，则
(4-4)
由于槽轮总是作间歇转动的，故运动系数r总小于1，所以由上式可得
(4-5)
由上式可知：当z=3时，k＝1～5;当z=4或5时，k=1～3；当z≥6时，k ＝1～2。
槽数n的选择除应满足工作要求外，还应考虑机构运动的平稳性和机构的尺寸大小。
如图，a所示，槽顶高A＝acos()，当中心距a一定时，z越大，尺寸A也越大，故转动时槽轮的惯性力矩也越大。
因此生产实际中应用的槽轮槽数z常取为4—8。