槽轮机构在直线运动

R1 = lsin =150 sin 45o =106.1 mm
取 拨销与轮槽底部的径向间隙一般选 （3—6）mm 本设计取 5mm
h= R1 + R2 — l+ RT + =106.1+106.4-150+16+5=83.5mm
R1 —圆销中心轨迹半径（即曲柄长） h — 槽轮的槽深
1 3
m=2 时；
k td m( z 2) =1； = t j 2 z m( z 2) z 2 30 ( ) z tj
本题目用 m=1
n1 =
=
4 2 30 15 4 2
6 2 = 30 4 15 =6 (r/min)
2 n1 =

5
rad / s
3
功率的计算
R — 拨盘上圆销中心的轨迹半径
b — 槽轮在槽口处的长度
RT 拨盘上回销的半径
槽轮的名义外圆半径 O2 A 是指当圆销开始进入槽轮（即当圆销中心 A 处在 O1 A O2 A 位 置 , 如 图 3-11 （ a ） 所 示 时 槽 轮 轴 心 O2 到 滚 子 中 心 A 之 间 的 距 离 为
( z 2)
z
r 2
i 1 i
m
m ( z 2) z
即 m<
2z 2X 4 8 = = =4 z 2 42 2
采用多拨销槽轮机构，可以在不提高拨销盘转速（即不增加惯性力矩）情况下，使槽轮 在拨销盘转一周时， 转过 2 0 的倍数， 或者能够得到静止时间相等式不相等的两次转角， 但些时静止时间将减少， 由课本表 7-1 得， 槽数 z=4 时， 最多 mmax =4； 圆销数 m=1 k （前面已经算过）；

4
cos = =
r ，和 l
tg

tj T 将式 0 = （

z
.0 2
td 0 = T
=
2 z 0 =1- 0 2
1 1 ）代入上两式，得 2 z
td 1 1 = T 2 z
1 1 1 =（ ）= 2 4 4
td tj
10 5 ( s) 4 2
R2 = O2 D= AD 2 O2 A2 = RT 2 ( L cos ) 2 =106.4mm RT = RT —拨盘上的圆销半径，
L —中心距 O1 O2
1 1 R1 = X106.1=17.6 6 6
—槽轮运动角之半
6
取 RT =16mm，当 RT 较小时，可近似取 R2 = l cos
3
由上式可得轴的直径 d
955000 P A0 0.2[ T ]n
3
P n
轴选用 45 号钢， A0 取 120，n=6r\min; 算出 d1 18.8mm
d 2 36.8mm
综合强度与经验公式选取小轴最小直径为 25mm，大轴的最小直径为 65mm 可免去 轴的较核。 取槽轮在槽口处厚度 b=5mm 由式 R0 R1 b RT ,得
在传送带上，机械设备一般都 在低速情况下工作，计算扭矩时，通常可忽略惯性力矩 而仅考虑摩擦阻力矩。功率相等原理有，
F d h = M 2 d

H
0
Fd h
20
0
M 2 d
FH = 2 M 2 0
M2 FH 20
F = nmgf,
=1568 N M2 =
(取 g=9.8 m / s 2 ) f=0.2
n=40 m=20kg
=40 20 9.8 0.2
1568 0.2 313.6 = =199.75 N/m 1 1.57 2 4
M 2 为平均转矩
拨销盘支承轴上的转矩 由课本 7-35 式，并查表 7-1 得
=2.407 0
Mc M2(
1 ) 0
1 =534.22N/m 0.9
式中 （rad/ s 2 ）为拨销进入槽轮时的角速度， 将 =cos 0 代入上式可得
k =cot 0 0 2 可见，曲柄销进入槽轮时存在角速度产生的第二冲击。
max
(1 ) 0 = 0 =2.448 0 2 1 1 2
对定位精度要求较高时，刚可主动转臂上锁止弧所对中心角 ，应与槽轮在静止时的转 臂转角相等，故 =2 -2 销止弧的半径 R0 应为: R0 R b RT ,
当槽轮 11.44 时发生角加速度取最大值 加速度与角加速度分析
角速度分析， =0.71
(cos ) = 0 1 2 cos 2
当 =0 时 代入后得
=2.95 0
8
当 =15 时 当 =30 时 当 =45 时 角加速度分析
代入后得 代入后得
1 1 1 1 3 = = T 2 z 2 4 4
tj kt
30 15 (s) 4 2
tj td

2
z2 z2
42 42 2 1 6 3
拨销的选取
ri >2 0 是多拨销存在的必要条件 ri >2 0 = 2 0 = 当拨销数为 m 时，应满足下列条件，
M c 0 M c n0 1020 9750
4
n0 =6r/min
，得
N=

54.48 X 6 =0.0335（kW） 9750

如果拨销盘由专用电动机通过减速装置驱动， 上式求出的 N 需除以减速装置的传动
N =0.0373(kW) 效率后选择驱动电机的额定功率。N= 0.9

选取电动机时， 选择功率为 2.2 kW 转速 710r/min 此时通过用无级降速器降到 6r/min 有效功率 80.5%。
将式①对时间 t 求一价和二阶导数，得。
0 2 n1 2 6 12 rad/s
d 2 ( 2 1) sin = 0 2 2 2 2 (1 2 cos ) dt
为曲柄转角
若槽轮机构运动平稳无冲击的要求，则拨销在进入退出槽轮的速度和加速度为最小值。 于是，由式（7—20） ，得
目 录
设计题目：驱动直线步进机械设备的槽轮机构设计（4） ............. 1 1、 设计参数 ................................................. 1 2、 设计内容 ................................................. 1 3、 设计任务 ................................................. 1 动静比的计算 .................................................. 1 拨销的选取 .................................................... 3 功率的计算 .................................................... 4 角速度与角加速度的动态指标及槽轮参数的确定 .................... 5 轴承的选择 .................................................... 9 键的选取和较核 ................................................ 9 感 想 ........................................................ 11 参考文献 ..................................................... 12
拨盘的回转轴如果支承在槽轮的二侧面，则其轴颈 d1 <2(L— R2 )如果结构上不允许上式 成立，则只能采用悬臂式安装 槽轮轴的直径 d 2 应满足 d 2 <2（L— R1 RT ）
d1 <2(150 106.4) =87.8mm d 2 <2(150 106.4 16 5) = 45.2mm
3、
设计任务
（1）槽轮及转臂组件的装配图（含箱体） （2）转臂、拨销。拨销轴和槽轮的零件图。
动静比的计算
槽轮的转角 （rad） 0 = 槽数为 8，代入公式得，

z
1
0 = 曲柄的转角（即转臂或拨销盘的转角）

4
= 45
0 = （ 槽数为 4，代入公式，得
1 1 ） 2 z
0 = 45 = 将值代入式
k =
(cos ) 0 =0 1 2 cos 2
r O2 A 进入时可以避免第一冲击，
r 即 cos = 时， = ，所以当曲柄拨销在垂直角 l
些时槽轮的角加速度由式（7—21）可得，
5
k =பைடு நூலகம்
( 2 1) sin 0 2 2 2 (1 2 cos )
=2.13 0 =1.13 0 =0.0106 0 ( 2 1) sin = 0 2 (1 2 2 cos ) 2
R0 =106.4 5 16= 85.4 mm
max
1 2 1 2 2 ) ( ) 2 arccos ( 4 4
7
1 0.712 1 0.712 2 = arccos ( ) ( ) 2 4 0.71 4 0.71 =- 11.44
2、
设计内容
（1）根据要求，确定工作台的静止和转位时间； （2）计算主动拨销的转速； （3）对槽轮进行运动学分析，列出槽轮的角位移、角速度和角加速度的方程，并