毕业设计---基于Matlab的槽轮机构优化设计

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1、 1 第一章 绪论 槽轮机构由槽轮和圆柱销组成的单向间歇运动机构， 又称马尔他 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。 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。 槽轮机构结构简单，易加工，工作可靠， 转角准确，机械效率高。但是其动程不可调节，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。槽轮机构有外啮合和内啮合两种形式。 外啮合槽轮机构的槽轮和转臂转向相反,而内啮合则相同。单臂外啮 合槽轮机构(如图

2、1-1)由带圆柱销的转臂、具有 4条径向槽的槽轮和 机架组成。当连续转动的转臂上的圆柱销进入径向槽时;当圆柱销转 出径向槽后,槽轮停止转动。转臂转一周，槽轮完成一次转停运动。 为了保证槽轮停歇，可在转臂上固接一缺口圆盘， 其圆周边与槽轮上 的凹周边相配。 这样,既不影响转臂转动,又能锁住槽轮不动。为了使 槽轮能完成周期性的转停运动，槽轮上的径向槽数不能少于 3。为了 避免冲击,圆柱销应切向进、出槽轮，即径向槽与转臂在此瞬间位置 要互相垂直。在满足不同间停的要求时，可采用多臂的和非对称槽的 槽轮机构。 2 图 1-1 1.1 槽轮机构的应用 槽轮机构具有结构简单、制造容易、 工作可靠和机械效率较

3、高等 优点。但是槽轮机构在工作时有冲击，随着转速的增加及槽数的减少 而加剧，故不宜用于高速，其适用范围受到一定的限制。槽轮机构一 般用于转速不是很高的自动机械、轻工机械和仪器仪表中。例如图 1-2a 所示的电影放映机中的送片机构。由槽轮带动胶片，作有停歇 的送进，从而形成动态画面。此外也常与其它机构组合，在自动生产 线中作为工件传送或转位机构。如图 1-2b，为蜂窝煤制机模盘转位 机构。 3 图 1-2a 电影胶片抓拍机构 图 1-2b 蜂窝煤制机模盘转位机构 4 1.2 槽轮机构的工作原理 槽轮机构的运动特性槽轮机构的主要参数是槽数 z 和拨盘圆柱 销数 k。 在一个运动循环内， 槽轮 2的

4、运 动时间 d t对拨盘1运动时间t之比值称 为运动特性系数。设一槽轮机构，槽轮 上有 z 个槽，拨盘上均匀分布的圆柱销 数为 K，则运动特性系数为 2 2 1 t td 因为： Z 2 22 21 图 1-3 外啮合槽轮机构 ZZ Z1 2 1 2 2 2 2 1 讨论：1、=0，槽轮始终不动； 0，Z3 。 2、槽轮的运动时间总小于静止时间。 设 k 为均匀分布的圆销数， 由上式可知：当 Z=3 时，圆销的数目可为 15；当 Z=4 或 5时， 圆销的数目可为 13；而当 Z6 时，圆销的数目可为 12。一般情 况下 Z=48。 1.3 本论文的主要工作 应用 MATLAB优化工具箱求解优化问题，具有编程工作量小， 初始参数输入简单，符合工程设计语言，提高设计效率等优点，对于 槽轮机构的设计是一种行之有效的优化设计方法。 本课题主要进行以下内容： 5 槽轮机构生产研究现状； 槽轮机构的运动分析； 槽轮机构的工作原理