5.2 槽轮机构

5.2.1 槽轮机构的工作原理及类型

1．槽轮机构的工作原理

如图5.12所示，槽轮机构由具有圆柱销的主动销轮1、具有直槽的从动槽轮2及机架组成。主动销轮1逆时针以ω1作等速连续转动，当圆销A开始进入径向槽时，α弧和β弧脱开，槽轮2在圆销A的驱动下顺时针转动；当圆销A开始脱离径向槽时，槽轮因为又被另一锁止弧锁住而静止，从而实现从动槽轮的单向间歇转动。

2．槽轮机构的类型

槽轮机构主要分为普通型和特殊型两大类。槽轮机构又可按照传递的运动分为传递平行轴运动的平面槽轮机构和传递相交轴运动的空间槽轮机构两大类。普通型平面槽轮机构又分为外啮合式的外槽轮机构（如图5.12所示）和内啮合式的内槽轮机构（如图5.13所示）以及槽条机构（如图5.14所示）。外槽轮机构的主、从动轮转向相反；内槽轮机构的主、从动轮转向相同；槽条机构可以实现把连续转动转换为间歇移动。与外槽轮机构相比，内槽轮机构传动较平稳、停歇时间短、所占空间小。特殊型槽轮机构有不等臂多销槽轮机构（如图5.15所示）、球面槽轮机构（如图5.16所示）、偏置式槽轮机构（如图5.17所示）和曲线式槽轮机构（如图5.18所示）等。

5.2.2 槽轮机构的特点及应用

1．槽轮机构的特点

槽轮机构的优点是结构简单，制造容易，工作可靠，能准确控制转角，机械效率高。缺点主要为动程不可调节，转角不可太小，且槽轮在启动和停止时加速度变化大、有冲击，随着转速的增加或槽轮槽数的减少而加剧，因而不适用于高速。

2．槽轮机构的应用

槽轮机构在自动机床转位机构、电影放映机卷片机等自动机械中得到广泛的应用。图5.19所示为电影放映机卷片机构，当槽轮2间歇运动时，胶片上的画面依次在方框中停留，通过视觉暂留而获得连续的场景。图5.20所示为六角车床转塔刀架的槽轮机构，其中1为槽轮，2为拨销，3为拨盘，4为转塔刀架。

5.2.3 槽轮机构的主要参数

槽轮机构的主要参数是槽数z和拨盘圆销数n。在图5.21所示的外槽轮机构中，当主动销轮1回转一周时，从动槽轮2的运动时间t′与主动拨盘1的运动时间t之比称为该槽轮机构的运动系数，用τ表示。槽轮停止时间t″与主动拨盘转一周的总时间t之比称为槽轮的静止系数，用τ″表示。由于主动销轮1通常为等速转动，故上述时间之比可用槽轮与拨盘相应的转角之比来表示。对于图5.21所示的单圆柱销外槽轮机构，t′、t″、t分别对应于拨盘的转角为2φ1、2π—2φ1、2π。因此，该槽轮机构的运动系数和静止系数分别为

因为运动系数τ应大于零，所以由式（5-4）可知，外槽轮径向槽的数目应大于或等于3。但槽数z=3的槽轮机构，由于槽轮的角速度变化很大，圆销进入或脱出径向槽的瞬间，槽轮的角加速度也很大，会引起较大的振动和冲击，所以很少应用。从式（5-5）可知，槽轮的运动系数τ总是小于0.5的，这说明，在这种槽轮机构中，槽轮的运动时间总小于其静止时间。

若欲使τ≥0.5，即让槽轮的运动时间大于其停歇时间，可在销轮上安装多个圆销，如图5.22所示的n=2的槽轮机构。设均匀分布的圆销数为n，且各圆销中心与销轮中心O1等距，则运动系数τ为

因τ应小于1（τ=1表示槽轮2与主动销轮1都作连续转动，不能实现间歇运动），故由式（5-6）得

由式（5-7）可得，当z=3时，圆销数n可取1～5；当z=4或当z=5时，圆销数n可取1～3；当z≥6时，圆销数n可取1～2。

同理，可导出内槽轮机构的运动系数为

圆销数与槽数的关系为

从提高生产效率观点看，希望槽数z小些为好，因为此时τ也相应减小，槽轮静止时间（一般为工作行程时间）增大，故可提高生产效率。但从动力特性考虑，槽数z适当增大较好，因为此时槽轮角速度减小，可减小振动和冲击，有利于机构正常工作。但槽数z＞9的槽轮机构比较少见。因为当中心距一定时，槽数越多，则槽轮机构尺寸越大，转动时惯性力矩也增大。另外，由式（5-4）可知，当z＞9时，槽数虽增加，运动系数τ的变化却不大，起不到明显的作用，故z常取为4～8。