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作者：張毅

  在許多機(jī)械設(shè)備中，特別是自動機(jī)和半自動機(jī)中，由于生產(chǎn)工藝的要求，往往需要機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)周期性的轉(zhuǎn)位、分度動作以及做帶有瞬時停歇或停歇區(qū)的間歇性運(yùn)動。步進(jìn)運(yùn)動間歇機(jī)構(gòu)的主要特征是其輸出構(gòu)件作具有周期性停歇的單向運(yùn)動，即其斷續(xù)運(yùn)動的特點(diǎn)是單方向的、有規(guī)則的、時動時停的。本文主要分析步進(jìn)間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)中的槽輪機(jī)構(gòu)。

1  槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析

1.1  槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動原理

槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理如圖1所示。

  圖1是一用于轉(zhuǎn)位工作臺中的槽輪機(jī)構(gòu)。輸入軸1與主動盤2相連，主動盤2上裝有滾輪3。從動件為槽輪4，槽輪上開有4個徑向等分槽，槽輪4與轉(zhuǎn)位工作臺裝在同一輸出軸5上。通過這種槽輪機(jī)構(gòu)，可使輸入軸的連續(xù)轉(zhuǎn)動變換為輸出軸的周期性步進(jìn)運(yùn)動。所以槽輪機(jī)構(gòu)是一種應(yīng)用很廣的轉(zhuǎn)位分度機(jī)構(gòu)，在多工位自動機(jī)械中經(jīng)常用到。

1.2槽輪機(jī)構(gòu)的動停比分析

2.1  結(jié)構(gòu)建模

本文利用三維軟件UG NX 8.5設(shè)計(jì)了一個由兩個滾輪的驅(qū)動輪和4個等分徑向槽組成的槽輪系統(tǒng)，其主要結(jié)構(gòu)尺寸如圖2所示。

2.2槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真

把上述所建機(jī)構(gòu)模型導(dǎo)入動力學(xué)仿真軟件ADAMS中進(jìn)行仿真驗(yàn)證，得到的槽輪機(jī)構(gòu)動力學(xué)模型如圖3所示。

因?yàn)槟Ｐ瓦\(yùn)動零件相對較少，對約束進(jìn)行簡化：將滾輪與驅(qū)動輪進(jìn)行固定，驅(qū)動為300。／s，添加約束如下所示：

2.3仿真結(jié)果分析

  對上述動力學(xué)模型進(jìn)行動力學(xué)仿真。首先進(jìn)行轉(zhuǎn)速分析：主動輪輸入轉(zhuǎn)速為300。／s，輸出轉(zhuǎn)速如圖4所示。從輸出轉(zhuǎn)速分析圖可知，從動輪間歇性步進(jìn)轉(zhuǎn)動，可以完成設(shè)計(jì)預(yù)期。

  對仿真過程進(jìn)行受力分析，如圖5所示。

  由受力分析可知，槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程中最大受力為碰撞力，其值為1250 N左右，分別出現(xiàn)在0.4 s、1.2 s和1. 75 s時。

3  總結(jié)

  通過對槽輪機(jī)構(gòu)的計(jì)算與仿真分析，可知槽輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)從動輪的步進(jìn)轉(zhuǎn)動運(yùn)動。但缺點(diǎn)是嚙合過程加速度較大，運(yùn)動不夠平穩(wěn)，高速時有較大沖擊，因此只宜用于低速場合。4摘要：通過對槽輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行理論計(jì)算與動力學(xué)仿真，證明槽輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)間歇步進(jìn)運(yùn)動，但是由于嚙合時候碰撞力較大，故而槽輪機(jī)構(gòu)只適用于低速運(yùn)動的場合。