當前位置：2 槽輪機構(gòu)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點
槽輪機構(gòu)（又稱馬爾他機構(gòu)）能把主動軸的勻速連續(xù)運動轉(zhuǎn)換為從動軸的周期性間歇運動，常用于各種分度轉(zhuǎn)位機構(gòu)中。槽輪機構(gòu)有三種基本類型：外嚙合槽輪機構(gòu)、內(nèi)嚙合槽輪機構(gòu)和球面槽輪機構(gòu)。加工中心鼓輪式刀庫采用外嚙合槽輪機構(gòu)。外嚙合槽輪機構(gòu)工作原理如圖1所示，它由轉(zhuǎn)臂（主動曲柄）1、槽輪2、滾子3 和鎖止盤4組成。
圖1 外嚙合槽輪機構(gòu)原理圖
外嚙合槽輪機構(gòu)的轉(zhuǎn)臂回轉(zhuǎn)軸線與槽輪回轉(zhuǎn)軸線平行。通常轉(zhuǎn)臂作等速回轉(zhuǎn)，當轉(zhuǎn)臂上的滾子進入槽中，就拔動槽輪作反向轉(zhuǎn)位運動，當滾子從槽中脫出，槽輪即靜止不動，并由鎖止盤定位。當只有一個滾子時，轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)一周，槽輪作一次轉(zhuǎn)—停的步進運動。
外嚙合槽輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點如下：
(1)滾子進入和脫出槽口的瞬時位置，轉(zhuǎn)臂中心線與槽的中心線相垂直，使槽輪轉(zhuǎn)位起、停瞬時的角速度ω0=0,避免了剛性沖擊。
（2）槽輪齒數(shù)z為3～18。
（3）槽輪轉(zhuǎn)位起、停時的角加速度ε0與槽數(shù)z有關(guān)，z越少，ε0越大，即有不同程度的柔性沖擊。
（4）鎖止盤的定位精度低。充分度精度要求高時，必須附加定位裝置。
（5）結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，工作可靠，機械效率高。
3 減小槽輪機構(gòu)運動沖擊的措施
由于槽輪的角加速度變化較大，且在轉(zhuǎn)位過程的前半階段與后半階段的角加速度方向不同，因此當槽與滾子之間存在間隙時，會產(chǎn)生沖擊。為了減小沖擊應(yīng)采取以下措施：
（1）減小或消除滾子和槽之間的間隙。
（2）消除銷開始進入槽時的間隙，應(yīng)使槽輪的實際外圓半徑Ra略大于槽輪名義外圓半徑R,取
圖2 滾子開始進入槽時的示意圖
（3）使槽輪具有適當?shù)霓D(zhuǎn)動慣量J2,使|J2ε2|<mz,Mz為槽輪的負載轉(zhuǎn)矩。
（4）增加槽輪組件的回轉(zhuǎn)阻尼。
4 應(yīng)用實例
圖3為TH5640型立式加工中心鼓輪式刀庫的結(jié)構(gòu)簡圖。主要元件有：（1）刀庫電機；(2)減速器；（3）支架；（4）曲柄；(5)刀柄；（6）槽輪；（7）鼓輪；（8）鎖止盤；（9）滾子；（10）刀位檢測開關(guān)；（11）滑動軸承；（12)回轉(zhuǎn)軸等。
圖3 刀庫結(jié)構(gòu)簡圖
該刀庫可容納18把刀具，即槽輪的齒數(shù)為18。刀庫的回轉(zhuǎn)選刀由刀庫電機通過減速器帶動曲柄回轉(zhuǎn)，曲柄每回轉(zhuǎn)一周，槽輪轉(zhuǎn)過20°, 刀庫鼓輪轉(zhuǎn)過一個刀位，并由鎖止盤定位。刀庫上的刀位信號由兩只開關(guān)聯(lián)合發(fā)出，在刀庫的一號刀位上安裝一只擋鐵，在支架上安裝一只檢測開關(guān)（圖3中均未表示出來），機床開機后，刀庫自動回轉(zhuǎn)尋找一號刀位（基準刀位），當一號刀位上的擋鐵觸發(fā)支架上的檢測開關(guān)后刀庫停止回轉(zhuǎn)，刀庫的當前刀位為一號刀位，刀庫處于初始狀態(tài)。其余刀位信號由安裝在曲柄上的擋鐵觸發(fā)刀位檢測開關(guān)10進行累計計數(shù)，曲柄每回轉(zhuǎn)一周即刀庫轉(zhuǎn)過一個刀位觸發(fā)一次。通過控制刀庫電機的旋轉(zhuǎn)方向，實現(xiàn)刀庫的雙向選刀。為了減小刀庫的選刀轉(zhuǎn)位過程中的沖擊噪音，在設(shè)計上采取了如下一些措施。
（1）使槽輪的實際外圓半徑略大于名義外圓半徑。槽輪名義外圓半徑R=150 . cos10°=147.72,實際外圓半徑
（2）通過調(diào)整兩只平面軸承的壓緊力，適當增加槽輪組件的回轉(zhuǎn)負載，同時選用鋁合金材料制造刀庫鼓輪，回轉(zhuǎn)軸采用空心結(jié)構(gòu)，減小槽輪組件的轉(zhuǎn)動慣量。
（3）回轉(zhuǎn)軸的徑向支承軸承為滑動軸承，并選用聚四氟乙烯作為軸承材料，使軸承的間隙為零，增加槽輪組件的回轉(zhuǎn)阻尼。
通過采取以上措施，在利用槽輪機構(gòu)的優(yōu)點的同時克服了其結(jié)構(gòu)本身固有的缺點，取得了很好的實際效果。