精密机械槽轮机构设计
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。
【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。
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
槽轮机构加工工艺设计及编程
毕业设计（论文）摘要槽轮机构是一种步进间歇运动机构，由于结构简单、制造容易、工作可靠,能准确地控制转角, 机械效率高, 所以在自动和半自动生产线中得到广泛的应用但槽轮在销轴进出槽轮槽口时加速度大,机构产生较大的冲击,而且随着转速的增加和槽轮槽数的减少冲击加剧，因而不适用于高速运转的情况。
本设计以槽数6 、销轮和槽轮中心距6mm、销轴半径3mm、铣刀半径6mm 为例，设计槽槽轮机构，并对槽轮的运动特性进行分析。
采用CAM技术对槽轮和拨盘进行数控编程，对零件进行工艺分析，确定刀具和切削用量，最后形成NC指令。
2011年月日关键词：槽轮机构工艺数控编程 NC目录前言第一章概述 (4)第一节、槽轮机构概述 (4)第二节、槽轮机构简介 (4)第三节、槽轮机构的应用和研究现状 (4)第二章槽轮机构的设计与分析 (7)第一节、槽轮机构的工作原理、特点及应用 (7)第二节、外槽轮机构角速度和角加速度的分析 (8)第三节、内槽轮机构的角速度和角加速度规律 (10)第四节、主要几何尺寸的设计 (10)第五节、本设计的主要几何尺寸的设计 (11)第三章数控加工技术概述 (17)第一节、数控加工技术的发展 (17)第二节、数控加工工艺的特点 (19)第三节、数控机床与普通机床相比具有的优越性 (20)第四章槽轮和拨盘的工艺规程设计 (21)第一节、机械加工工艺规程的作用 (21)第二节、机械加工工艺规程的制定程序 (21)第三节、毛坯的选择 (22)第四节、定位基准的选择 (22)第五节、加工顺序的安排 (23)第六节、本零件工艺规程设计 (23)第五章结论 (33)第六章致谢 (34)参考文献 (36)前言在机械加工工艺教学中，机械制造专业学生及数控技术专业学生都要学习数控车床操作技术。
让学生了解相关工种的先进技术，同时培养工作岗位的前瞻性；在讲授数控知识的同时，必须要求学生掌握基本的机械加工工艺，增强系统意识，理解手动操作与自动操作之间的联系，真正把学生培养成为适应各种工作环境和岗位的多面手。
槽轮间歇回转机构的设计
编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目：槽轮间歇回转机构的设计信机系机械工程及自动化专业学号：学生姓名：指导教师：2013年5月25日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）槽轮间歇回转机构的设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。
班级：学号：作者姓名：2013 年5 月25 日无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题：1、题目槽轮间歇回转机构的设计2、专题二、课题来源及选题依据槽轮机构是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。
槽轮机构是一种步进间歇运动机构，由于结构简单、制造容易、工作可靠,能准确地控制转角, 机械效率高, 所以在自动和半自动生产线中得到广泛的应用。
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，多用来实现不需经常调节转位角度的转位运动。
三、本设计（论文或其他）应达到的要求：①阅读外文资料，翻译与所学专业或课题相关的外文文献5000字左右，语句通顺、流畅、准确。
②了解槽轮机构的工作原理。
③根据加工产品具体结构和加工要求，拟定分析设备设计方案。
④绘制整套零件图，装配图，各零件的精度配合。
⑤用三维软件进行造型，画出修正槽轮机构的三维图。
⑥撰写论文，要求符合本科论文的格式要求，语言简洁、流畅、层次分明。
整个毕业设计过程的技术工作要严谨、灵活、工作要有主动性，计算方法、计算的程序、计算结果、结论要正确。
槽轮机构设计与制作毕业设计说明书
%
F500.
O0125
N116 G1 X-15.
N100 G21
N118 G2 X-14.6 Y0. I0. J-.4
N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90
N120 X-15. Y-.4 I-.4 J0.
N106 G0 G90 G54 X-26.024 Y-.1 A0.
N122 G1 X-32.253
（三）机床的选择
数控铣床选择学校车间的法兰克数控铣床。
（四）装夹方式的确定
在铣削时，也就是在利用加工中心进行加工时大多数情况下会选择机床所带的通用夹 具平口钳对工件进行定位和夹紧。因为平口钳对方形毛坯装夹比较方便，所以选择平口钳 装夹。
（五）刀具的选择
在整个加工过程中一共需要选择二把道具：直径为 6mm 立铣刀，直径为 10mm 中心钻 和钻花。
J-.657 N160 G3 X35.25 Y-7.788 I-.108
J3.599 N162 X35.826 Y-4.443 I-35.25 J7.788 N164 X35.853 Y-4. I-3.573 J.443 N166 X32.253 Y-.4 I-3.6 J0. N168 G1 X15. N170 G2 X14.6 Y0. I0. J.4 N172 X15. Y.4 I.4 J0. N174 G1 X32.253 N176 G3 X35.853 Y4. I0. J3.6 N178 X35.826 Y4.443 I-3.6 J0. N180 X35.25 Y7.788 I-35.826 J-4.443 N182 X31.843 Y10.61 I-3.515 J-.777 N184 G2 X10.61 Y31.843 I.657 J21.89
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。
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拨杆
18/03
槽轮
常用间歇机构——棘轮
●棘轮机构
棘爪
棘轮
曲柄连杆棘轮机构
超越离合器
18/04
常用间歇机构——空间凸轮 ●凸轮机构
输入轴 连续运动 输出轴 间歇运动
输出轴 间歇运动
18/05
输入轴 连续运动
§3.1 槽轮机构设计
1. 工作原理及特点
（1）槽轮机构组成
槽轮、拨销、拨杆（盘）
槽轮机构静止时段，拨销与槽轮脱离，
18/14
3-3
（4）运动系数 K 1 1 K 2 Z （5）工作时间系数 Kt
th 4 Kt 1 to Z 2
上述原理参 数相互影响，设 计时应以使用功 能为首选因素。
（6）拨杆转速ω （no） 槽轮静止时间to可根据最长工序时间确 定，可计算拨杆的转速：
30 Z 2 n0 t0 Z
结构上保证拨销开始进入径向槽和自
径向槽中退出时，径向槽的平分线必须切
于拨销中心的运动轨迹。
关键的辅助结构： 自锁机构——圆弧
18/08
结构运动特性分析： 优点：结构简单、工作可靠、机械效率高，能
较平稳、间歇地进行转位。
缺点：圆柱销突然进入与脱离径向槽，传动存 在柔性冲击，虽能适合一定的高速场合，但转
18/15
4.主要机构（几何）参数 （1）基本条件——无刚性冲击 根据P75图3-2，有几何关系：
R l sin
Ｒc
φ
α l
h
2
l sin
Z
Ｒ
Rc l cos
h
2
l cos
2
1
即：当拨销运动半径R、槽轮半径Rc 、中
心距L 三个尺寸中任意一个决定后，其余 两个尺寸可根据槽数Z 计算。
由与拨销联动的锁紧弧对槽轮定位 拨销 拨杆 槽轮
18/06
槽轮机构
槽轮机构，有平面的和空间的两类。
平面槽轮机构，又分外啮合和内啮合 曲线槽 两种，按有无刚性冲击，又分正槽轮机构 和不规则槽轮机构。
不 均 匀 槽
外啮合
内啮合
18/07
（2）槽轮机构传动特点
槽轮开始转动的瞬时和转动终止的瞬 时，其角速度为零，因而无刚性冲击。
上次课程主要内容
1. 凸轮机构设计 ●凸轮机构的传动特点 ●种类及应用 2.从动件运动规律 运动规律理想曲线的拟合
3.计算机辅助设计
●资料、数据的无因次化处理； ●复数极坐标矢量三角运算 ●基本子程序编制及应用 ●凸轮轮廓计算机辅助设计数学建模
18/01
第3章 间歇运动机构
在生产线连续完成某项工作时，常常需 要有规律的短暂停顿，因此精密间歇机构在
实际生产中的应用十分广泛。
基本要求：
●运动移位迅速准确
●动态过程平稳、无刚性冲击
●停位准确，定位可靠
18/02
●槽轮机构
常用间歇机构——槽轮
储 料 罐
主机灌装时罐体必
须处于静止，结束后继 续运动直到输出。 由于动力系统需要 24张/秒 保持连续运行，因此引
灌装线主机
六工位 回转台
入间歇机构。
成 品 输 出
18/16
（2）槽深h1、拨销半径rb 保证槽底与拨销间距δ，根据几何关系：
h1 h rb
'
R Rc l rb
槽底与槽轮轴孔间应有一定间距，即槽 轮轴径dc应满足： d c 2( Rc h) 取δ=3-5mm，则锁紧弧半径r：
r R rb (3 ~ 5)
输出轴
输入轴
18/10
●运动系数K计算
因为拨盘是匀速回转运动ω，驱动槽轮的 运动时间th对应图中2α1 ，运动周期Tc对应2π。
t h 21 即运动系数： K Tc 2
A
21 h 21 h
由于：
1
φ 1 α １
O2 O1
ω
2 2 21 Z
1
1 1 联立方程： K 2 Z
18/11
●运动系数K的选取
理论及应用数据统计表明，对于单个拨
销机构中，选用运动系数K的合理范围：
0 K 0.5
1 1 K 2 Z 槽轮槽数Z选择：Zmin＞3，Zmax ≤ 12
根据：
若需要K＞0.5，应考虑增加拨销数m，相 关推论有：
1 1 K m 2 Z
18/13
工作角 h h
( Z 2)
（2）工作周期Tc 拨杆（主动轮）回转一周所需要的时间， 通常与机构工作节奏、生产效率有关。 （3）运动时间 th与静止时间 to计算 根据几何及运动关系，有：
h Z 2 30 th Tc 2 Z n0 0 Z 2 30 t0 Tc 2 Z n0
18/12
●工作时间系数Kt 计算（静动比）
根据定义，Kt与槽数的关系为：
th 4 Kt 1 to Z 2
O2 A
φ 1 α １
O1
ω
3. 槽轮机构参数设计 （1）槽轮槽数Z
考虑机构工作角、空程角，Z选取3-12。
可计算： 2 h 及 Z
Z ( Z 2) 空程角 0 2 h Z
角不可调节，只能应用在定角传动场合。
槽轮机构是学习机械设计思想及方法 的
重要内容，其意义远高于机构本身的应用。
18/09
2.槽轮机构运动参数
（1）运动系数K
拨销进出槽的瞬间运 动方向与槽中心线重合。
输出机构运动时间th与周期Tc之比。
（2）工作时间系数Kt（静动比）
输出机构运动时间th与静止时间to之比。
18/17
作业：
P111: 1、 2、 4
18/18