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
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。
槽轮机构的工作原理
槽轮机构的工作原理
槽轮机构是一种常见的传动机构，其工作原理是利用槽轮和槽键的配合来实现传动。
具体工作原理如下：
1. 槽轮的设计：槽轮是一个圆盘状的装置，其边缘上有一系列等距的槽。
槽的数量和形状可以根据实际需求进行设计。
2. 槽键的配合：与槽轮相配合的是一系列槽键，槽键通常是具有长方形或楔形截面的薄片。
槽键的数量和形状与槽轮的槽一一对应。
3. 传动方式：当槽轮和槽键配合时，通过转动槽轮，槽轮上的槽会逐个与槽键配合，使得槽键被推进或拉出。
这样，槽键的运动将会传递给与其相连的零件，实现传动。
4. 传动特点：槽轮机构的传动特点是具有离合功能，即当槽轮不转动时，槽键和槽之间不会有相对运动，零件之间不会产生传动；而当槽轮开始转动时，槽键和槽之间的相对运动将会传递给相连的零件，实现传动功能。
总体来说，槽轮机构的工作原理是通过槽轮和槽键的配合，利用槽键的相对运动来实现传动功能。
第四讲 槽轮机构
动力传递
当主动拨盘转动时，其上的槽口与从 动槽轮的径向槽相啮合，带动从动槽 轮转动。
主动拨盘通过啮合传递动力给从动槽 轮，使其完成预定的间歇运动。
间歇运动
由于主动拨盘和从动槽轮的槽数是有 限的，因此从动槽轮的运动是间歇性 的，即转动一定角度后停止，等待下 一次啮合。
槽轮机构的运动特性
01
02
03
04
安装过程
按照装配图纸要求，将各部件正确组装在一起，注意配合间隙和紧 固力矩。
调试过程
启动设备，观察槽轮机构运转情况，检查各部件是否工作正常，调整 相关参数以达到设计要求。
常见故障及排除方法
转动不灵活
可能是轴承损坏或润滑不良，需更换 轴承或加注润滑油。
噪音过大
可能是齿轮磨损或啮合不良，需更换 齿轮或调整啮合间隙。
间歇性运动
能够实现主动件连续 转动，从动件周期性 间歇运动的特性。
结构简单
主要由轮盘和销或凸 轮组成，结构相对简 单。
运转平稳
在运转过程中，槽轮 机构能够保持相对平 稳的运动状态。
定位准确
通过合理的槽轮设计 和配合，可以实现较 高的定位精度。
槽轮机构的应用领域
自动机械
在自动机械中，槽轮机构可用于 实现工件的间歇进给、分度等动
外啮合槽轮机构
01
02
03
结构简单
由主动拨盘和从动槽轮组 成，通过两者之间的外啮 合实现传动。
传动比稳定
在主动拨盘匀速转动时， 从动槽轮实现间歇运动， 传动比相对稳定。
承载能力较强
适用于中、低速及轻载场 合。
内啮合槽轮机构
结构紧凑
主动拨盘位于从动槽轮内部，整体结构更加紧凑 。
传动效率高
12-2槽轮机构
运动特性分析： ①槽轮运动的ω max、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。
圆销进入或退出径向槽时，角速度有突槽轮机构
用同样方法可求得内啮合槽轮机构 的运动曲线如图所示。
2 12
1.0 0.75 0.5 0.25 0 -0.25 -0.5 -0.75 0.8 0.4 0.2
ω1
R
o1
－α1≤α≤α1 －φ2≤φ≤φ2 在△ABO2中有如下关系：
AB R sin tg O2 B L R cos
α
α 1 -α 1
A L
φ B
φ2
O2 -φ2
ω2
令λ＝ R / L，并代入上式得： sin 1 ＝tg 1 cos
分别对时间求一阶导数、和二阶导数，得：
槽数z 圆销数n 3 1~6 1/6~1
k≤1 得：n≤2z/ (z -2)
4
1~4 0.25~1 5 、6 1~3 ≥7
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。
1~2
0.36~1
运动系数k
0.3~1
当z=4及n=2时 k=n(1/2－1/z) = 0.5 说明此时槽轮的运动时间和静止时间相等。
ω1
2α1 90° 90° 2φ
2
ω2
为减少冲击，进入或退出啮合时，槽中心线与拨销中 心连线成90°角。故有： 2α1=π －2φ2 =π －(2π /z) = 2π (z-2)/2z 代入上式
k =1/2-1/z ∵ 将2α1代入得：
k>0 ∴ 槽数 z≥3
可知：当只有一个圆销时，k=1/2-1/z < 0.5 即槽轮的运动时间总是小于其静止时间。 如果想得到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) ∵
槽 轮 机 构
槽轮机构
在一个运动循环内， 拨盘1转动一周的时间即为一
个运动循环的时间， 用T表示； 槽轮运动的时间用t表
示。 槽轮的运动时间与拨盘1的运动时间之比， 称为 槽轮机构的运动特性系数， 用τ表示。 当拨盘1作等 速转动时， 这个时间之比也可以用转角之比来表示。
对于单圆柱销的槽轮机构来说， T和t分别对应于拨盘1 转过的角度2π和2φ1。 因此， 槽轮机构的运动特性
系数为
t 21 z 2 T 2 2z
（8 - 6）
机械设计基础
Machine Design Foundation
槽轮机构
如果τ=0， 则表示槽轮始终静止不动; 而如果 τ=1， 则表示槽轮2与拨盘1一样作连续转动， 不能实
现间歇运动。 对于单圆柱销的槽轮机构， 由式（8 - 6） 可得出
2. 应用
图 8 - 13 所示为槽轮机构在电影放映机中送片机构 上的应用。
机械设计基础
Machine Design Foundation
槽轮机构
图 8 - 13电影放映机中的槽轮机构
机械设计基础
Machine Design Foundation
槽轮机构
1.3 槽轮机构的运动特性和设计要点
1. 转角
(3). 几何尺寸
槽轮机构
槽轮的槽数z和圆柱销数k是由具体的工作要求确定
的， 而槽轮机构的中心距a和圆柱销的半径则是根据受 载情况和实际机器所允许的空间尺寸的大小来确定的。 其他几何尺寸可由几何关系或经验公式求得， 需要时 可查阅有关文献。
返回
机械设计基础
在槽轮机构中， 当圆柱销开始进入槽轮的径向槽 时， 槽轮开始转动。 而当圆柱销从槽轮的径向槽中脱 出时， 槽轮终止转动。 在图 8 - 8所示的外啮合槽轮机 构中， 为了避免圆柱销与槽轮的径向槽发生撞击， 槽 轮2在开始和终止运动时的瞬时角速度为0。
槽轮机构的设计计算方法探讨
槽轮机构的设计计算方法探讨槽轮机构的设计计算方法探讨槽轮机构是一种常见的传动机构，由于其结构简单、可靠性高，被广泛应用于各种机械设备中。
在设计槽轮机构时，我们需要考虑多个因素，包括传动比、轮齿尺寸、齿轮模数等。
下面将按照步骤的思路，逐步探讨槽轮机构的设计计算方法。
第一步：确定传动比槽轮机构的传动比是指输出轴转速与输入轴转速的比值。
传动比的选择取决于具体的应用需求，例如提高转速还是减速。
一般情况下，我们可以根据设备的要求来选择传动比。
第二步：计算齿轮模数齿轮模数是齿轮设计的重要参数，它决定了齿轮的尺寸和传动能力。
在选择齿轮模数时，需要考虑传动扭矩、齿轮材料和使用寿命等因素。
一般来说，齿轮模数越大，齿轮的强度和承载能力越高，但成本也会相应增加。
第三步：计算齿数在确定齿轮模数后，我们需要计算各个齿轮的齿数。
齿数的选择需要满足齿轮啮合条件，即保证齿轮的啮合圆周速度一致。
根据传动比和输入齿轮的齿数，可以计算出输出齿轮的齿数。
第四步：计算轮齿尺寸在确定齿数后，我们可以计算轮齿尺寸。
轮齿尺寸包括齿顶高度、齿根高度、齿顶圆直径等参数。
这些参数的选择需要满足齿轮的强度和啮合条件。
第五步：校核设计在完成设计计算后，需要进行校核，确保齿轮的强度和传动性能满足要求。
校核包括强度校核和啮合校核两个方面。
强度校核主要是检查齿轮的受力情况，确保齿轮不会发生破坏。
啮合校核主要是检查齿轮的啮合性能，确保齿轮的运动平稳。
第六步：优化设计在校核设计后，可以根据需要进行优化设计，以提高齿轮的性能。
例如，可以通过增加齿宽、采用修形齿轮等方式来改善齿轮的强度和耐磨性。
总结：槽轮机构的设计计算方法是一个复杂的过程，需要考虑多个因素。
通过确定传动比、计算齿轮模数、齿数和轮齿尺寸，然后进行校核和优化设计，可以设计出性能优良的槽轮机构。
这些步骤的顺序和方法可以根据具体情况进行调整，以满足不同应用需求。
槽轮机构
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
• 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
返回
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！
槽轮机构一
4、槽轮机构的应用实例分析：
电影放映机的卷片机构
刀架转位机构：自动调换刀具
小结：槽轮机构工作原理，特点及应用
2）槽轮每次转角 与槽轮槽数z有关
(z=4—8)
转角调节不便，需更换槽轮。
3）槽轮转动角速度变化很大，惯性力大，不宜用于转速较高的场合。
4）单圆销外啮合槽轮机构，曲柄每回转一周槽轮静止时间长，增加圆销数可缩短槽轮静止时间。圆销数：K=1—3
5）内啮合槽轮机构，槽轮静止不动的时间短，远动平稳性较好，只能有一个圆销。
棘轮机构组成、工作原理
齿式棘轮机构特点
摩擦式棘轮机构特点
可变向棘轮机构，双动式棘轮机构特点
棘轮转角调节方法
新授
一、槽轮机构
1、工作原理
1）组成：带圆销的曲柄，具有径向槽的槽轮和机架
2）机构中运动副：两个转动副，一个高副，高副机构
3）原理：曲柄为主动件，以角速度 作连续等速回转，通过圆销带动从动件槽轮作时停时转的步进运动。
4）锁止弧作用：防止槽轮逆转，保证静止可靠。
5）分类：外啮合，槽轮与曲柄转向相反
内啮合,槽轮与曲柄转向相同
外啮合槽轮机构工作原理分析：
槽轮每次转角与曲柄相应转角关系：θ=180º-Φ
内啮合槽轮机构工作原理分析：
槽轮每次转角Φ与相应曲柄转角θ关系：
θ=180º+Φ
2、槽轮机构应用特点
1）结构简单、工作可靠，运动平稳
第1、2课时总第课时
单元（章、节）
9－2
课题
槽轮机构一
授课课时
2
授课形式
新课
授课班级
日期
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。
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。
槽轮机构优化设计实践
槽轮机构优化设计实践槽轮机构优化设计实践槽轮机构是一种常见的传动机构，广泛应用于各种机械设备中。
为了提高槽轮机构的性能和效率，需要进行优化设计。
以下是一种基于步骤思考的槽轮机构优化设计实践。
第一步：确定优化目标在进行优化设计之前，首先需要明确槽轮机构的优化目标。
这可能包括提高传动效率、减小机构的尺寸和重量、增加机构的可靠性等。
根据不同的应用要求确定具体的优化目标。
第二步：分析机构结构和运动特性通过对槽轮机构的结构和运动特性进行分析，可以了解机构的工作原理和存在的问题。
可以使用计算机辅助设计软件或进行物理模型制作来帮助理解机构的运动特性。
第三步：确定关键参数根据机构的结构和运动特性，确定影响机构性能的关键参数。
这些参数可能包括槽轮的几何形状、槽的深度和宽度、槽轮的材料等。
通过调整这些关键参数可以改善机构的性能。
第四步：建立数学模型根据机构的结构和运动特性，建立数学模型来描述机构的运动。
可以使用拉格朗日方程等方法建立机构的动力学模型。
通过数学模型可以对机构的性能进行分析和优化。
第五步：优化设计在建立数学模型的基础上，可以利用优化算法进行设计优化。
优化算法可以根据优化目标和约束条件，在设计空间中搜索最优解。
常用的优化算法包括遗传算法、粒子群算法等。
第六步：验证优化结果完成优化设计后，需要对优化结果进行验证。
可以使用计算机仿真或进行实验测试来评估机构的性能。
验证结果可以用于评估优化设计的效果，并进行必要的调整和改进。
第七步：制造和应用在完成优化设计验证后，可以进行机构的制造和应用。
根据优化设计的结果，可以制造出性能更好的槽轮机构，并将其应用到实际的机械设备中。
通过以上步骤的优化设计实践，可以提高槽轮机构的性能和效率，满足不同应用的需求。
同时，这种基于步骤思考的设计方法也可以应用于其他机械传动机构的优化设计中。
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。
槽轮的计算
从动轮轴心到槽口长度：O2A=Lcosβ=91.92mm
主动曲柄长度：R1=O1A=Lsinβ=91.92mm
滚子半径：r3≈R1/6=91.92/6=15.32mm,取15mm
锁止弧半径：RH≤O1A-r3-h=91.92-15-（0.6~0.8）×15
=64.92mm~67.92mm，取65mm
根据对对对及各件尺寸得槽对中心距摩擦对尺寸考对并将对去得
对槽轮机构的设计和计算:
由机械系统图，我们根据前面的齿轮设计得到槽轮的相关数据：
槽数：Z=4
根据结构简图及各构件尺寸得槽轮中心距，并将摩擦轮尺寸考虑进去得：
L>18+40+100+92-135=115mm取L=130mm；
从动轮运动角：2β=360°/Z=90°
主动轮上锁止弧所占角度，以O1A为起始线两边各α角中无锁止弧。
槽轮上槽口至槽底深：
LS=O22-（130-91.92）+15+△
=（68.84+△）mm，式中△是预留的间隙。
周期T=3s
从动轮运动时间：td=α×T/π=(1/2-1/Z)T=T/4=0.75s
从动轮停歇时间：tj=T-td=2.25s
第23讲_槽轮机构
不完全齿轮机构的类型
外 啮 合 传 动
内 啮 合 传 动
齿轮 齿条 啮合 传动
二、不完全齿轮机构的啮合特点
1、不完全齿轮机构
的啮合过程
（1）前接触段 EB2 ： Z1=1
两齿轮在E点开始接
触，从动轮齿顶沿 主动轮齿廓顶部向 齿 根 滑 动 直 至 B2 点 ， 轮2转速逐渐增大。
（2）正常啮合段
h = a -(R +r) 或h =a -(R +r) -(3 ～5)mm
Rx R r e
g
=
2p k
-
2
F 1
=
2
p
(
1 k
+
1 z-
1 2)
内啮合槽轮机构计算公式
R a sin p z
r1R 4
H a cos p z
h = a -(R +r) 或h =a -(R +r) -(3 ～5)mm
C
C’
为了避免干涉发生，将主动轮齿顶
降低，使两轮齿顶圆交点正好是C
C C’
点或在C点左边。
不完全齿轮的主动轮除首齿齿顶 修正外，末齿也应修正，而其它 各齿均保持标准齿高，不作修正。
由于主动轮首、末齿齿顶降低，这将降低传动时的重合度。若重合度 1
则第二个齿进入啮合时将有冲击，为了避免第二次冲击，需保证首齿工作
' 2 21
2
2 2 z
z——槽轮径向槽数
k( 2 )
z
2
k z2
2z
要使槽轮有停歇，其运动时
间 t2< t1，即：
1
k 2z z2
由于当 z 3 时必然有：
槽轮机构技术要求
槽轮机构技术要求槽轮机构是一种常用于工程机械和输送设备中的传动机构，其主要作用是将输入的旋转运动转换为线性运动。
槽轮机构具有结构简单、传动效率高、精度高等优点，在工程领域得到广泛应用。
在设计和制造槽轮机构时，需要满足一系列的技术要求，以确保其性能和可靠性。
槽轮机构的设计要考虑到传动效率。
传动效率是指输入功率与输出功率之间的比值，通常以百分比表示。
为了提高传动效率，需要减小传动中的摩擦损失和机械损耗。
因此，在槽轮机构的设计中，应选择合适的材料和润滑方式，以减小摩擦损失；同时，要合理布局各个传动部件，减小机械损耗。
槽轮机构的制造要求要考虑到精度和可靠性。
精度是指机构的尺寸和形位公差与设计要求之间的差距。
为了保证机构的精度，需要选择合适的制造工艺和加工设备，并进行严格的工序控制和质量检验。
可靠性是指机构在使用过程中的稳定性和耐久性。
为了提高机构的可靠性，需要选择合适的材料和热处理工艺，以提高材料的强度和硬度；同时，要进行充分的试验和寿命验证，以确保机构的可靠性。
槽轮机构的安全性也是设计和制造过程中需要考虑的重要因素。
安全性是指机构在使用过程中不会发生危险或意外事故。
为了提高机构的安全性，需要进行全面的风险评估和安全分析，识别潜在的安全隐患，并采取相应的措施进行控制和防范。
同时，还需要制定完善的操作规程和维护保养手册，加强对机构的监测和管理。
槽轮机构的性能指标也是设计和制造过程中需要考虑的重要方面。
性能指标包括传动比、输出力矩、速度范围等。
传动比是指输出轴的转速与输入轴的转速之比，决定了机构的放大或减小效果。
输出力矩是指机构输出端的力矩大小，决定了机构的承载能力。
速度范围是指机构能够适应的转速范围，决定了机构的使用场景和应用范围。
在设计和制造过程中，需要根据实际需求确定这些性能指标，并进行相应的计算和优化。
槽轮机构的设计和制造需要满足一系列的技术要求，以确保其性能和可靠性。
传动效率、精度和可靠性是设计和制造中需要重点考虑的因素，而安全性和性能指标也是不可忽视的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
§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。
由上式知，这种单销槽轮机构的运动系
数τ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τ／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τ／A ；带动槽轮转动一次所需时间仍为td ，则 (2)
2k z z τ-= (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 2
2z k z -< (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4.10，a 所示，槽顶高A ＝acos(2π
)，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。