(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。
由图可知2α=π-2β此设计槽轮又4个均布槽,则外槽轮机构的运动系数为
к=α/π=1/4
因为运动系数大于零,所以外槽轮的槽数应大于或等于3,由式可知,其运动系数总小于0.5,故此单销外槽轮机构槽轮的运动时间总小于其静止时间。
此外,当圆销开始进入和退出径向槽时,由于角加速度有突变,故在此两瞬时有柔性冲击。
而且槽轮的槽数愈少,柔性冲击愈大。
(2)槽轮的强度设计
四槽槽轮机构圆梢所受最大作用力max F 的计算公式如下: 2
max ()Z z
M Jnw F c d a M =+ 式中a 为中心距,参数c 、d 的取值查文献[1]为2.000、2.337,代入式得max F =1.2039kN ,由以上较小结果得选择接触疲劳强度为设计准则,选择槽轮材料为45钢,感应淬火热处理,热处理等级MQ ,表面硬度45HRC ,圆销采用ZCuSn10P1锡青铜。
由文献得,45钢的弹性模量1203E GPa =,泊松比10.24u =,ZCuSn10P1锡青铜的弹性模量2110E GPa =,泊松比10.33u =,根据H.Hertz 公式,槽轮与圆销的最短接触长度为:
222
1212111n
A HP F r L u u E E πσ=•--+
由于圆销较易更换,且为耐磨材料,因此接触强度以槽轮为准,查文献,设1100HP Mpa σ=,代入式得 2.8422L mm =,由此得选用10mm 厚的槽轮是非常安全的。
2、槽轮的尺寸计算
槽数 z=4
槽轮每次转位时,主动件的转角 2α=π(1-2/z )
α=0.5π
槽间角 2β=2π/z
β=0.25π
主动件圆销中心直径 R1=asin β。