槽轮机构设计
《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
槽轮机构设计方案
基于Predator SFC 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O 1O 2位置，槽轮开始转动。
当圆销转到A 1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，O 1A ⊥O 2A 。
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。
ωωo o 锁止弧 槽轮 拨盘 圆销工作过程：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。
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。
【精品】槽轮机构设计方案(可编辑
槽轮机构设计方案------------------------------------------作者------------------------------------------日期基于Predator SFC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。
图1外槽轮机构ω2ω1o1 o2锁止弧槽轮拨盘圆销组成：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。
内啮合槽轮机构
k= n(1/2-1/z) ∵ k≤1 得：n≤2z/ (z -2)
提问：why k≤1？ 事实上，当k=1时，槽轮机构已经不具备间歇运动特性了。
槽数z
3
4
5 、6
圆销数n
1~6
1~4
1~3
运动系数k 1/6~1 0.25~1 0.3~1
≥7 1~2 0.36~1
当z=4及n=2时 k=n(1/2－1/z) = 0.5
1
作者：潘存云教授
α
-4 -6
-60˚ -40˚ -20˚ 0 20˚ 40˚ 60˚ -50˚ -30˚ -10˚ 10˚ 30˚ 50˚
运动特性曲线
-8
运动特性分析：
①槽轮运动的ωmax、amax随槽数z的增多而减小。
②存在柔性冲击。Z愈少，冲击愈大。
济南大学专用 圆销进入或退出径向槽时，角速度有突变，
按工作方式： 单动式、 双动式棘轮机构。
棘轮 类型
按棘轮转向是否可调: 单向、双向运动棘轮机构。 按转角是否可调: 固定转角、可调转角
φ
作者：潘存云教授
济南大学专用
通过调滑动 罩来调角度
0 1
2
3 4 5
牛头刨床进给调整机构 通过调整杆长来调摆角
作者：潘存云教授
作者： 潘存云教授
二、棘轮机构的类型与应用 按轮齿分布： 外缘、 内缘、 端面棘轮机构。
将上述i21、kα随α的变化绘制成曲线，称为槽
轮机构的 运动特性曲线。
上式说明，当拨盘以等角速度运动时，槽轮随位置的变化而变化。因为λ随槽数z的不同
而变化，因此，不仅随机构位置变化，而且随槽数变化。
济南大学专用
作者： 潘存云教授
i21
槽轮机构的结构改进设计与应用研究_
3()252255255,33)cos 21(sin 132ωλϕλϕλλεε⋅+−−⋅==i (1.8) 其中，λ- 图1-2中拨盘5的半径与槽轮机构中心距54O O 之比35i -图1-2中递纸滚筒3与主动拨盘5的传动比；2/15/15/13/135××=i 由式(1.6)~ (1.8)可得机构运动特性曲线如图1-3所示【2】：图1-3 直线槽轮递纸机构运动曲线Fig.1-3- Kinematics characteristics of straight Geneva mechanism由图1-3可以看出，槽轮间歇递纸机构具有以下优点：(1).递纸滚筒咬牙在输纸板前后有D 6的时间速度为零，保证递纸牙在静止条件下取纸；(2).递纸滚筒的速度变化规律为近似简谐运动，无速度突变。
但是该机构存在直线槽轮机构的固有缺陷，主要表现为：(1).拨盘圆销进出槽轮瞬间存在柔性冲击。
随着转速的增高，冲击更为明显，从而影响递纸精度和套印精度。
(2).角加速度峰值过大，引起的动载荷较大，导致圆销对槽轮的压力和接触应力增大，加剧了槽轮的磨损，从而影响定位精度，造成纸张套印不准。
(3).直线槽轮设计灵活性较差。
滚筒直径和位置一经确定，传纸滚筒和递纸滚筒的加减速角0α、0β及运动系数k 即为定值，设计灵活性较差。
综上可知，直线槽轮机构在动力学性能和设计柔性方面都存在固有缺陷，主要表现为启动和停歇阶段有柔性冲击、加速度峰值过大和运动系数灵活性差，其中的动力学性能方面的缺陷随着机器精度要求的提高而日趋明显，而设计灵活性差的问题始终无法解决。
1.3槽轮机构改进方案的研究现状由以上分析可知，直线槽轮机构存在一系列固有缺陷，其根本原因是采用直线作为轮廓线所致。
为克服槽轮机构结构缺陷，设计人员提出了多种改进方案，可以归结为两类：1．槽轮机构与其他机构组合为改善直线槽轮机构的动力特性，可采用其他机构，如连杆、凸轮、齿轮机构与槽轮机构组合应用。
槽轮机构MicrosoftWord文档
由槽轮和圆柱销组成的单向间歇运动机构，又称马尔他机构。
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。
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。
槽轮机构结构简单，易加工，工作可靠，转角准确，机械效率高。
但是其动程不可调节，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。
机构的组成构件名称构件的作用和要求机架（参考构机构中视为不动的构件①，用于支承和作为研究其他构件运动的输入（主动）机构中运动规律为给定或已知的一个或几个构件从动件其运动规律取决于机构型式、机构运动尺寸或参数以及主动件运动规律的构件；除主动件以外的所有可动构件均可视为从动件输出件机构中具有期望运动规律或运动要求的从动件传动件在主动件和从动件间传递运动和动力的所有构件导引件在机构中具有给疋位置或轨迹要求的所有构件原动件从外界输入驱动力或驱动力矩的构件机构的组成槽轮机构2009/9/5i§ 1。
1 机构的运动简图§1。
2 机构的自由度和具有确定运动条件§1，3 槽轮机构组成原理及结构分析（四）槽轮机构的设计要点（1）槽数和圆销数的确定根据使用场合所要求的分度数确定槽轮的槽数Z,根据对运动系数的要求确定圆销数m。
（2）中心距的确定它是决定槽轮机构所占空间大小的关键尺寸。
中心距偏大受到空间布局的制约。
若中心距太小，拨盘的关键尺寸R 也小；因而圆销直径和各部分的其它尺寸都不得不受到限制。
尺寸R 小，圆销和槽的受力就更大。
所以，中心距偏小受到强度的制约。
槽轮机构的其它结构尺寸的确定可参阅机械设计的有关手册。
2ee© i 一證盘吃一槽轮.二"间歇传动部件1博轮传动机构工作原理：如圍2.31所示，拨销盘叹不变的角速度 3 0就转，转it2P角时，槽轮鞋过相邻两槽间的夹角2cf 6拔销错过英余部分的角时，槽轮静止不动，直劉拔销进入下一个槽內.又重夏以上循环。
槽轮棘轮机构
将2α1代入得：k=1/2-1/z ① 因为 k>0 所以槽轮的槽数z ≥3，由①式可知 其运动系数k总小于0.5，故这种单销外槽轮机构槽轮 的运动时间总小于其静止时间。 如果想要k ≥0.5的槽轮机构，则可在拨盘上多 装几个圆销，设装有n个均匀分布的圆销，则拨盘转 一圈，槽轮被拨动n次。故运动系数是单圆柱销的n倍， 即： k=n（1/2-1/z） 因为 k ≦1 得：n ≦ 2z/(z-2) ② 由②可得槽数与圆销数的关系
1.机构组成
图示为机械中常用的外啮合式棘 轮机构，它由主动摆杆，棘爪， 棘轮、止回棘爪和机架组成。
2.工作原理
主动件空套在与棘轮固连的从动 轴上，并与驱动棘爪用转动副相 联。当主动件顺时针方向摆动时， 驱动棘爪便插入棘轮的齿槽中， 使棘轮跟着转过一定角度，此时， 止回棘爪在棘轮的齿背上滑动。 当主动件逆时针方向转动时，止 回棘爪阻止棘轮发生逆时针方向 转动，而驱动棘爪却能够在棘轮 齿背上滑过，所以，这时棘轮静 止不动。因此，当主动件作连续 的往复摆动时，棘轮作单向的间 歇运动。
2棘轮机构所具有的单向间歇运动特性在实际应用中可满足如送进制动10122槽轮机构槽轮机构是由带有圆销a的主动具有径向槽的从动槽2和机架组成如图112类型及应用外槽轮机构内槽轮机构13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
第十二章 其他常用机构
12-1 棘轮机构
二、螺纹的几何参数
1、螺距P
2、导程S S=nP
3、螺纹升角ψ tg ψ=nP/πd2
三、螺纹牙型特点和应用
联接螺纹
普通螺纹
管螺纹
自攻钉用螺纹
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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
75.12 31.33 12.33 87.01 24.50 2.67