組合槽輪機(jī)構(gòu)

1、組合槽輪機(jī)構(gòu)顧張麗 劉躍 劉浩 浙江工業(yè)大學(xué)，杭州市，310014摘 要：在設(shè)計(jì)機(jī)械過程，需要實(shí)現(xiàn)將一個(gè)轉(zhuǎn)矩傳輸?shù)絻蓚€(gè)不同的軸上，同時(shí)對兩根軸的轉(zhuǎn)動時(shí)間有特定的要求時(shí)，如實(shí)現(xiàn)間歇、交替運(yùn)動等。槽輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，外形尺寸小，機(jī)械效率高，并能較平穩(wěn)地、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位【1】，因?yàn)榇嬖跊_擊，所以機(jī)構(gòu)適用在速度不是很高的情況下，對槽輪做簡單的組合，使得機(jī)構(gòu)尺寸減小，質(zhì)量減輕，具有研究價(jià)值。 關(guān)鍵詞：槽輪; 間歇運(yùn)動; 交替運(yùn)動; A Self-developed Geneva MechanismGuZhangli LiuYue Liuhao Zhejiang University of Technol

2、ogy Hangzhou, 310014Abstract： In the mechanical design process, there is a need to make a torque be transferred to two different axis. There are specific requests of the two axis of rotation time, such as the realization of intermittent, alternating campaigns. Geneva mechanism has the simple structu

3、re, shape, small size, high mechanical efficiency and can more stable, intermittently to transfer torque. Because of the impact, the speed is not applicable to the body in the high case. Making a combination of geneva mechanism can decrease body size,reduce the quality with research value.Key words:

4、 geneva; intermittent movement; turn movement; 引 言 一般的槽輪機(jī)構(gòu)主要由一個(gè)主動撥盤、一個(gè)從撥盤和機(jī)架組成。當(dāng)需要將撥盤的連續(xù)回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成兩個(gè)間歇的回轉(zhuǎn)時(shí)，理論上需要兩組槽輪?？紤]到節(jié)省空間和材料，我們設(shè)計(jì)時(shí)將兩個(gè)撥盤結(jié)合成為一個(gè)，使得結(jié)構(gòu)更加緊湊。 1 需要實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動 在設(shè)計(jì)墻壁打磨機(jī)時(shí)，我們需要一種機(jī)構(gòu)，能夠把電機(jī)輸出的扭矩交替地傳給兩根與電機(jī)軸平行的軸，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動一個(gè)周期時(shí)，其中一軸剛好完成整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動。 翻看機(jī)械設(shè)計(jì)手冊后，我們了解到槽輪機(jī)構(gòu)和不完全齒輪都是很好的傳遞間歇運(yùn)動的機(jī)構(gòu)，但是不完全齒輪加工難度比槽輪機(jī)構(gòu)大，而且不能很好完成輸出

5、兩個(gè)交替出現(xiàn)的運(yùn)動的要求。因此，我們改良了槽輪機(jī)構(gòu)。2 槽輪運(yùn)動分配 槽輪是我們的一項(xiàng)運(yùn)動轉(zhuǎn)換裝置，即將電機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳遞到小車的后輪上，以及帶動磨頭做往復(fù)運(yùn)動的曲柄滑塊。為了更好實(shí)現(xiàn)墻壁打磨的效果，我們要求在小車行走的時(shí)候，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動。在小車停止的時(shí)候，曲柄滑塊能做一個(gè)整周運(yùn)動，即每一次曲柄滑塊路徑，起始點(diǎn)和終止點(diǎn)相同。 電機(jī)的轉(zhuǎn)速是40r/min，小車每次前進(jìn)的距離不應(yīng)大于磨頭的寬度，后車輪的直徑是150mm，磨頭的寬的是300mm,x表示電機(jī)每轉(zhuǎn)過一周時(shí)后輪軸轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。 3.14*d*x<30 x<0.64 即電機(jī)轉(zhuǎn)動一周時(shí)，小車后輪的軸轉(zhuǎn)動的時(shí)間不能超過0.64個(gè)周

6、期?？紤]到模墻質(zhì)量因素，并且引用了經(jīng)典的槽數(shù)為四的外槽輪機(jī)構(gòu)，我們將x取0.25。 3 機(jī)構(gòu)的組成 為了減少機(jī)構(gòu)占用的空間，減輕機(jī)構(gòu)的重量和材料，我們將我們設(shè)計(jì)時(shí)將兩個(gè)撥盤結(jié)合成為一個(gè)，即兩個(gè)從動槽輪和一個(gè)主動撥盤。 撥盤一面是六個(gè)圓銷和一個(gè)鎖止弧突臺，另一面是一個(gè)圓銷和一個(gè)鎖止弧突臺。 從動槽輪一有四個(gè)槽和四段鎖止弧，四個(gè)槽和四段鎖止弧均均布。 從動槽輪二有六個(gè)槽和六個(gè)鎖止弧，六個(gè)槽不均布。 從動槽輪一 撥盤一正面 從動槽輪一與撥盤一組合在一起的示圖 撥盤一反面 從動槽輪二 從動槽輪二與撥盤一組合在一起的示圖3 槽輪參數(shù)分析表2曲柄長度=r曲柄的角速度=1序號項(xiàng)目符號理論公式從動槽輪一從動槽

7、輪二1槽數(shù)Z462槽間角2360/z90603槽輪每次轉(zhuǎn)位時(shí)曲柄的轉(zhuǎn)角2180-290454中心距ar/tgrRsin22.5/sin305曲柄相對長度r/a/2Sin30/sin127.56槽輪相對半徑R/a/2Sin22.5/sin127.57鎖止凸弧張角360-2270908圓銷半徑rArAr/6r/6r/69鎖止凸弧半徑rsrsr- rArsrs10圓銷個(gè)數(shù)j1611每次轉(zhuǎn)位時(shí)間rd與停歇時(shí)間rj比kK= rd/ rj1/33/112運(yùn)動系數(shù)rd/rd+rj1/43/413曲柄的角位移11t/14從動槽輪角位移2arctgrsin1/(a-rcos1)/15從動槽輪角速度2d2/dt/16從動槽輪角加速度2d22/dt2/4 槽輪轉(zhuǎn)速曲線從從動槽輪一剛開始運(yùn)動時(shí)為運(yùn)動起始，根據(jù)槽輪參數(shù)分析表14、15、16項(xiàng)，描繪了從動槽輪一運(yùn)動曲線示意圖。綠色曲線表示從動槽輪一的速度曲線，黃色曲線表示從動槽輪一的角位移曲線，藍(lán)色曲線表示從動槽輪一的加速度曲線。時(shí)間T/4T 從動槽輪二的設(shè)計(jì)從滿足機(jī)構(gòu)運(yùn)動出發(fā)，在設(shè)計(jì)上沒有遵循理論公式，以下是我們觀察實(shí)物模型，以及對機(jī)構(gòu)定性分析得出的從動槽輪二的運(yùn)動曲線。綠色表示速度曲線，紅色表示角位移曲線。T/4T時(shí)間5 三維視圖 6 結(jié)論 使用一個(gè)撥盤，機(jī)構(gòu)占據(jù)的空間減小，安裝簡便 槽輪二的設(shè)計(jì)違反了一般槽輪的設(shè)計(jì)，但是由于槽數(shù)的增加，使得槽的相