槽轮机构
《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
槽轮棘轮机构
=Rsin α /(L-Rcos α)
令λ=R/L,则
tgφ= λsinα/（1- λcos α）
对上式时间t求导，并令
d φ/dt=ω2， d ²φ/dt ²=α2得
ω2 / ω1= λ(cosα- λ)/(1-2λcos+ λ ²)
α2/ω1²=λ(λ²-1)sinα/(1-2λcosα+λ²) ²
这种称为复式螺旋机构，应用于自动定心
夹紧机构。
螺旋传动旳应用、 特点与分类
1 、应用 螺旋传动主要应用于将会转运动变为直线运动或将直线运
动变为回转运动，同步传递运动或动力。 2 、特点 优点：工作平稳，传动精度高，易于自锁，有良好旳减速性
能。 缺陷：相对滑动大，磨损大，效率低 3 、分类 按用途：传动螺旋、传导螺旋和调整螺旋 按照摩擦性质分：滑动螺旋、滚动螺旋和静压螺旋
12-4万向铰链机构
万向铰链机构又称万向联轴器。他用于传 递两相交轴间旳运动，在传动过程中，两 轴之间旳夹角能够变动，是一种常用旳变 角传动机构，广泛应用于汽车、机床等机 械传动系统中。可分为单万向铰链机构和 双万向铰链机构。
1、单万向铰链机构
构造特点： 两传动轴末端各有一种叉形支架，用铰链
3.棘轮机构旳类型
按构造形式分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构 齿式棘轮机构构造简朴，制造以便；动与停旳时间比可经过选
择合适旳驱动机构实现。该机构旳缺陷是动程只能作有级调整； 噪音、冲击和磨损较大，故不宜用于高速。 摩擦式棘轮机构是用偏心扇形楔块替代齿式棘轮机构中旳棘爪， 以无齿摩擦替代棘轮。特点是传动平稳、无噪音；动程可无级 调整。但因靠摩擦力传动，会出现打滑现象，虽然可起到安全 保护作用，但是传动精度不高。合用于低速轻载旳场合。 按啮合方式 分外啮合棘轮机构和内啮合棘轮机构 外啮合式棘轮机构旳棘爪或楔块均安装在棘轮旳外部，而内啮 合棘轮机构旳棘爪或楔块均在棘轮内部。外啮合式棘轮机构因 为加工、安装和维修以便，应用较广。内啮合棘轮机构旳特点 是构造紧凑，外形尺寸小。 按从动件运动形式 分单动式棘轮机构、双动式棘轮机构和双 向式棘轮机构
槽轮机构(Geneva drive)
一、槽轮机构 1. 槽轮机构的组成及工作特点
槽轮机构的组成及工作特点
2. 槽轮机构的应用 一般用于转速不很高的自动机械、轻工机械或仪器仪表 中，例如电影放映机的送片机构，长图记录仪的打印机构 等。 3. 槽轮机构的类型 外槽轮机构 内槽轮机构 槽条机构 球面槽轮机构等
外槽轮机构 External Geneva drive
单齿外啮合传动 Externally meshed single-tooth intermittent gearing
部分齿外啮合传动 Externally meshed severaltooth intermittent gearing
单齿内啮合轮传动 Internally meshed singletooth intermittent gearing
二、棘轮机构 1. 棘轮机构的组成及工作特点
棘轮机构的组成及工作特点
2. 棘轮机构的应用 在工程中广泛应用于转位分度(Indexing)、进给(Feed)、 单 向 离 合 器 ( One-way clutch) 、 超 越 离 合 器 ( Overrun clutch) 、制动器(Brake)等。 3. 棘轮机构的类型 轮齿式棘轮(Tooth ratchet)机构 摩擦式棘轮(Friction ratchet) 机构
第五节 气动机构
气动机构(Pneumatic mechanism) 以压缩空气为工作介 质来传递动力和控制信号。
基本要求
● 了解槽轮机构、棘轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇 机构、螺旋机构、摩擦传动机构、气动机构的工作原理、 运动特点和适用场合。
第五章思考题
5-1、5-2、5-3
外啮合轮齿式棘轮机构 Externally meshed tooth ratchet mechanism
槽轮机构
k td (0 k 1) t
对单圆销： k 21 2
21 22
2
z
故：
机电工程学院电子机械系
k 11 2z
k 11 2z
2. 讨论
1） k>0, 故zmin＝3 2）k<0.5, 故单圆销槽轮的运动时间总小于其静止时间。
3）若均布n个拨销，则 k n(1 1) 2z
又 k n(1 1) 1
2z
机电工程学院电子机械系
n 2z /(z 2)
知识点小结
槽轮机构的组成、应用和类型 槽轮机构的运动系数
定义、和主要结论
机电工程学院电子机械系
§10-2 槽轮机构
机电工程学院电子机械系
§10-2 槽轮机构(Geneva Mechanisms)
一、槽轮机构的组成及工作特点
典型槽轮机构的组成： • 主动拨盘(Driving plate) • 从动槽轮(Driven geneva wheel) • 机架
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特点： 构造简单、外形 尺寸小，效率高，但有 柔性冲击。
二、槽轮机构的类型 外槽轮机构 主、从动轮转向相反 内槽轮机构
主、从动轮转向相同
机电工程学院电子机械系
不等臂长多销槽轮机构
特点：径向槽径向尺
寸不同，拨盘上销分 布不均匀。槽轮转一 周，可实现动停时间 均不相同的运动要求。
机电工程学院电子机械系
球面槽轮机构
机电工程学院电子机械系
特点：
主动轮1和拨销3的轴线均 通过球心。
当只有一个拨销时，动停 时间相等。
当对称布置两个拨销时， 可以实现连续转动。
槽轮机构的组成及其特点
槽轮机构的组成及其特点
槽轮机构是一种传动机构，由槽轮、槽辊和传动杆组成。
槽轮是由一
组弯曲的槽形装置构成，槽辊则是槽轮上运动的元件，传动杆则将槽辊上
下运动的变化传递给其他机构。
槽轮机构具有以下特点：
1.高承载能力：由于槽轮机构的传动方式是通过滚动运动，相比于摩
擦运动，其承载能力较高。
这使得槽轮机构能够承受较大的负载并保持稳
定性。
2.灵活的传动方式：槽轮机构可以通过调整槽轮的形状和槽辊的数量
来改变传动比例。
通过这种方式，可以实现高速传动和低速传动之间的转换。
3.紧凑结构：槽轮机构的构造相对较简单，占用空间相对较小。
这使
得它在有限空间内使用的场景中表现出色，例如机械设备和汽车传动系统。
4.耐磨耐久：槽轮机构的移动部件是槽辊，它通常由耐磨材料制成，
例如钢和铸铁。
这使得槽辊具有较长的寿命和高度的耐腐蚀性。
5.低噪音和高效率：由于槽辊的滚动运动，摩擦损失较小，因此槽轮
机构的工作噪音较低。
同时，槽轮机构的传递效率也相对较高，可以提高
传动效率并减少能源浪费。
槽轮机构的特点及应用是什么
槽轮机构的特点及应用是什么槽轮机构（slot wheel mechanism）是一种用于控制运动的机械装置，通常由一个轮盘和一个或多个槽构成。
它的特点在于通过槽的设计来限制和调节连杆运动的方式，是一种相对简单而有效的机构。
槽轮机构的应用非常广泛，涵盖了机械工程、汽车工业、航天工程等领域。
槽轮机构的特点：1. 简单可靠：槽轮机构通常由轮盘和槽组成，结构相对简单，零部件少，因此制造和维护相对容易。
同时，由于槽轮机构中没有传递力的关键部件，因此在正确使用的情况下，其寿命较长。
2. 精确性高：槽轮机构通过轮盘和槽的设计来实现运动的控制，使得连杆的运动变得精确可控。
通过合理设计轮盘上的槽数和槽的形状，可以实现不同的运动要求，包括直线运动、往复运动、旋转运动等。
3. 可调性好：槽轮机构的槽的形状可以根据具体的需求进行设计和调整，从而实现不同的运动方式和速度。
这种可调性使得槽轮机构在各个领域的应用非常广泛。
槽轮机构的应用：1. 机械工程：槽轮机构被广泛应用于机械工程中的各种机械装置和设备中，用于实现不同运动要求的传动和控制。
例如，槽轮机构可以用于驱动各种工具设备，如电钻、铣床等。
2. 汽车工业：在汽车工业中，槽轮机构被应用于车辆的传动系统中，用于控制车辆的速度和方向。
槽轮机构的特点使得它成为汽车传动系统中广泛使用的一种机构，如自动变速器中的离合器和变速器。
3. 航天工程：在航天工程中，槽轮机构被用于控制航天器的运动轨迹和姿态。
槽轮机构可通过设计不同形状和分布的槽来实现精确的运动控制，如姿态控制系统中的陀螺仪和推力矢量控制系统中的喷口。
4. 机器人技术：槽轮机构在机器人技术中也有广泛应用。
通过槽轮机构，可以实现机器人的精确运动和姿态控制，使其能够完成复杂的任务。
例如，工业机器人中的关节传动系统和臂部运动控制系统就采用了槽轮机构。
总结起来，槽轮机构具有简单可靠、精确性高和可调性好的特点。
这种机构被广泛应用于机械工程、汽车工业、航天工程和机器人技术等领域，用于实现不同运动需求的控制和传动。
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。
槽轮机构原理
槽轮机构原理槽轮机构是一种常见的传动装置，它由槽轮和槽杆组成，通过槽轮和槽杆的相互啮合，实现了旋转运动的传递。
槽轮机构在机械传动中起着重要的作用，下面我们来详细了解一下槽轮机构的原理。
首先，我们来介绍一下槽轮的结构。
槽轮是一种带有凹槽的圆盘，凹槽的形状可以是方形、圆形或其他形状，它们的排列方式也有多种。
槽轮的凹槽与槽杆的形状相匹配，这样在槽轮旋转的过程中，槽杆就可以顺利地进出凹槽，从而实现传动功能。
其次，槽轮机构的原理在于槽轮和槽杆的啮合。
当槽轮旋转时，槽杆会随之进出凹槽，从而产生旋转的运动。
槽轮机构可以实现不同速比的传动，只需要改变槽轮和槽杆的数量和形状即可实现。
这种结构简单、传动效率高，因此在各种机械传动中得到了广泛的应用。
另外，槽轮机构还可以实现连续传动和间歇传动。
在连续传动中，槽轮和槽杆的啮合是连续的，可以实现持续的旋转运动。
而在间歇传动中，槽轮和槽杆的啮合是间断的，可以实现间歇的旋转运动。
这种特性使得槽轮机构在不同的场合下都能够发挥作用，具有很大的灵活性。
除此之外，槽轮机构还具有自锁的特性。
当槽轮停止旋转时，槽杆会自动锁定在凹槽中，不会产生滑动。
这种特性使得槽轮机构在需要防止倒转的场合下非常有用，可以有效地保护机器和设备。
总的来说，槽轮机构是一种简单而有效的传动装置，它通过槽轮和槽杆的啮合实现了旋转运动的传递，具有传动效率高、结构简单、灵活性大、自锁性好等特点。
在机械传动中得到了广泛的应用，为各种机械设备的正常运转提供了重要的支持。
通过以上对槽轮机构原理的介绍，相信大家对槽轮机构有了更深入的了解。
在实际应用中，我们可以根据具体的传动需求选择合适的槽轮和槽杆，从而实现理想的传动效果。
希望本文能够对大家有所帮助，谢谢阅读！。
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
槽轮机构教学
教
重点
难点
学
目 标
原 理 及 应 用 要 点
槽 轮 机 构 的 工 作
问的
题应能
用利
要 点 来 解 决
用 槽 轮 机 构
突破
微信、网络 连接
图片 动画
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1、什么是
2、槽轮机构
槽轮机构？
工作原理？
课
前 预
预习
习
3、槽轮机构 工作特点？
4、槽轮机 构的应用？
第3页/共14页
教学过程 课 前 导 入
三、工作特点
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 四、应用实例
缺点：圆柱销突然进入与脱离 径向槽，传动存在柔性冲击， 不适合高速场合，转角不可调 节，只能用在定角场合。
电影放映机的卷片机构
六角车床刀架转位机构
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教学过程 新 知 应 用
双销外槽轮机构动画
第4页/共14页
教学过程 一、组成
槽轮机构由带圆(柱)销的主动拨盘、 具有径向槽的从动槽轮和机架组成。
掌
二、工作原理
握 新
当圆柱销进入槽轮的径向槽
知
Hale Waihona Puke 时，驱动槽轮转动。圆柱销离开
径向槽时，锁止弧面被卡住，槽
轮又静止不动。由此将主动件的
连续转动转换为从动槽轮的间歇
运动。
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教学过程 掌 握 新 知
4、外啮合槽轮机构拨盘与槽轮转向相反
5、内啮合槽轮机构拨盘与槽轮转向相同，只能有一个圆销
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第13页/共14页
谢谢您的观看！
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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) ∵
槽轮机构教学课件
球面槽轮机构
适用于需要较大传动角度的场合，具有较大 的传动范围和较高的传动效率。
04 槽轮机构的运动特性
CHAPTER
运动分析
运动组成
槽轮机构的运动由主动件、从动 件和机架三部分组成。主动件通 过曲柄与原动件相连，从动件通
过槽轮与输出轴相连。
CHAPTER
应用场景一：机械传动系统
总结词：高效稳定
详细描述：槽轮机构在机械传动系统中应用广泛，特别是在需要精确控制和高效 传动的场合。由于其结构简单、工作可靠，能够有效地将主动轮的运动传递给从 动轮，实现稳定的传动效果。
应用场景二：自动化生产线
总结词：高精度
详细描述：在自动化生产线上，槽轮机构能够满足高精度的定位和传动需求。通过精确控制槽轮机构的运动，可以实现工件 在生产线上的准确传递，提高生产效率和产品质量。
特点
结构简单、工作可靠、传动平稳 、易于实现自动化控制等。
工作原理
工作原理
当主动杆以等角速度ω转动时，槽轮上的径向槽与主动杆的切向槽相啮合，使 槽轮获得等角速度转动；同时，当主动杆上的切向槽通过从动杆上的切向槽时 ，从动杆获得往复运动。
工作过程
主动杆转动时，通过切向槽带动槽轮转动，槽轮再通过径向槽带动从动杆往复 运动。
易于维护
槽轮机构易于维护，维修方便。
缺点分析
传动效率低
精度不高
槽轮机构的传动效率较低，存在较大的摩 擦和能量损失。
槽轮机构的传动精度不高，容易受到制造 误差和装配误差的影响。
适用范围窄
对冲击和振动敏感
槽轮机构的适用范围较窄，主要用于间歇 性传动和速度较慢的场合。
槽轮机构对冲击和振动敏感，容易产生噪 声和振动。
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。
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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
如：图4中，2、3之间冲击很 大，易导致磨损。
A
10
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
A
11
电影放映机
A
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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。
实现了槽轮的单向间歇运动。
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优缺点
• 优点：1.槽轮机构结构简单，易 Nhomakorabea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
A
8
这是棘轮结构
A
9
• 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
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 。
A
1
A
2
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 。
A
3
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
A
返回4
效果图
A
5
A
6
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。
10棘轮机构、槽轮机构
优点：结构简单、易于制造、运动可靠，改变棘轮转角方便
机 缺点：工作时存在较大的冲击与噪声，运动精度不高。
械 基
础 应用：常用在传力不大、转速不高的场合下以实现步进运动 分度、超越运动和制动等要求。
凸轮机构与其他常用机构
机
械
基
---槽轮机构
础
槽轮机构
1、槽轮机构的工作原理
1)棘轮机构的组成机 械ຫໍສະໝຸດ Thank you基
础
外啮合棘轮机构
内啮合棘轮机构
机
棘爪或楔块装在从动轮的外面 棘爪或楔块装在从动轮的内部
械
基
础
棘轮机构
2、棘轮机构的类型
单动式棘轮机构
机
原动件按某一方向摆动时，
械
才能推动棘轮转动
基
础
双动式棘轮机构
两个棘爪，摇杆往复运动 都可以推动棘轮机构转动
棘轮机构
2、棘轮机构的类型
可变向棘轮机构
机 械 基 础
棘轮机构
棘轮仅单向间歇运动
棘轮机构
1、棘轮机构的工作原理
②摩擦式棘轮机构工作原理
机
摇杆1往复摆动运动
械 基 础
逆时针：楔块2与摩擦轮3表面楔紧 →摩擦轮转动
顺时针：楔块在摩擦轮表面上滑 过，摩擦轮静止不动
棘轮仅单向间歇运动
棘轮机构
2、棘轮机构的类型
齿式棘轮机构
机 械 基 础
摩擦式棘轮机构
棘轮机构
2、棘轮机构的类型
机
带圆销的拨盘
械
基
带有径向槽的槽轮
础
机架
槽轮
注：拨盘和槽轮上 都有锁止弧
圆销 拨盘
锁止弧
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，它的工作原理主要依靠两个相互嵌合的槽轮来实现力的传递和转动。
槽轮机构由两个部件组成，一个是内槽轮，另一个是外槽轮。
内槽轮的外表面有一系列的槽，而外槽轮的内表面也有相同数量和相同形状的槽。
在工作过程中，内槽轮和外槽轮相互嵌合，槽轮的外表面与内表面相接触。
其中一个槽轮固定不动，而另一个槽轮则通过力的作用而旋转。
当外槽轮被施加力矩，使其旋转时，力会通过槽轮的接触面传递给内槽轮。
由于槽的形状使得两个槽轮之间的接触面不断变化，产生了一个相对运动。
这个相对运动将力矩传递给内槽轮，使得内槽轮同时也开始旋转。
槽轮机构的工作原理基于齿轮传动的原理，但相比于齿轮传动，槽轮机构更加灵活。
它可以在相同的轴向长度下实现更大的传动比，同时还可以提供更大的接触面积，增强了传动能力和传动效率。
总之，槽轮机构的工作原理依靠两个相互嵌合的槽轮，通过槽面的相对运动实现力的传递和转动。
它是一种灵活、高效的传动机构，在各种工业和机械设备中广泛应用。
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轮机构的组成及其特点
(1) 槽轮的组成(Composition of Geneva Mechanism)
如右图所示，主动拨盘上的圆柱销进入槽轮上的径向槽以前，凸锁止弧将凹锁止弧锁住，则槽轮静止不动。
圆柱销进入径向槽时，凸、凹锁止弧刚好分离，圆柱销可以驱动槽轮转动。
当圆柱销脱离径向槽时，凸锁止弧又将凹锁止弧锁住，从而使槽轮静止不动。
因此，当主动拨盘作连续转动时，槽轮被驱动作单向的间歇转动。
(2)槽轮的特点
构造简单，外形尺寸小；
机械效率高，并能较平稳地，间歇地进行转位；
但因传动时存在柔性冲击，故常用于速度不太高的场合。
槽轮机构的类型及应用
（1）槽轮机构的类型(Type of Geneva Mechanism)
外槽轮机构：运动时，拨盘与槽轮为异向回转。
内槽轮机构：运动时，拨盘与槽轮为同向回转。
两种机构均用于平行轴之间的间歇传动。
（2）槽轮机构的应用举例(Application Sample of Geneva Mechanism)
外槽轮机构被广泛应用于电影放映机中。
(3）球面槽轮机构(Sphere Geneva Mechanism)
当需要在两相交轴之间进行间歇传动时，可采用球面槽轮机构。
右图为球面槽轮机构。
槽轮机构的运动系数及运动特性
(1)槽轮机构的运动系数k (Motion Factor of Geneva Mechanism)
k=td／t
又因拨盘1一般为等速回转，因此时间的比值可以用拨盘转角的比值来表示。
可得外槽轮机构运动系数的另一表达式：
因为运动系数k应大于零，所以由上式可知外槽轮径向槽的数目z应大于3。
又由上式可知，运动系数k总是小于0.5的。
也就是说，在这种槽轮机构中，槽轮的运动时间总是小于其静止的时间。
如果在拨盘1上均匀分布地装有n个圆销，则当拨盘转动一周时，槽轮将被波动n次，故运动系数是单圆销
k=n(1/2-1/z)
又因k值应小于或等于1，即
n(1/2-1/z)≤1
由此得
n≤2z/(z-2)
由此式可得槽轮z与圆销数n的关系如下表
2)外槽轮机构的运动特性(Motion Property of Geneva Mechanism)
如图所示为外槽轮机构在运动过程中的任一位置。
设i21为槽轮机构的传动比，是一个变
量；kα为其角速度系数，也是一个变量。
令:
λ=R／L=sin(π／z），
可得:
由上式可知，当拨盘的角速度ω1一定时,槽轮的角速度及角加速度的变化取决于槽轮的槽数z。
图（a），（b）分别给出了槽数z=3，4，6时的外槽轮机构的角速度和角加速度变化的变化曲线。
(a)
(b)
槽轮机构的几何尺寸计算
根据运动要求和槽轮机构所允许的安装尺寸，动力特性，承受载荷的大小等因素，选择槽轮的槽数z，圆销数K，槽轮机构的中心距a等槽轮机构的主要尺寸参数后，可按下表所列公式计算外槽轮机构的基本尺寸。
外槽轮机构的基本尺寸计算公式（已知参数：z,K,a)。