3.3 槽輪機構

3.3.1 槽輪機構的工作原理

圖3-26所示為槽輪機構，它由主動撥盤1、從動槽輪2及機架3等組成。撥盤1以等角速度ω₁做連續回轉，槽輪2做間歇運動。當撥盤1上的圓柱銷A沒有進入槽輪的徑向槽時，槽輪2的內凹鎖止弧面被撥盤1上的外凸鎖止弧面卡住，槽輪2靜止不動。當圓柱銷A進入槽輪的徑向槽時，鎖止弧面被松開，則圓柱銷A驅動槽輪2轉動；當撥盤上的圓柱銷離開徑向槽時，下一個鎖止弧面又被卡住，槽輪又靜止不動。由此將主動件的連續轉動轉換為從動槽輪的間歇轉動。

3.3.2 槽輪機構的類型、特點及應用

槽輪機構有外嚙合槽輪機構（圖3-26）和內嚙合槽輪機構（圖3-27），前者撥盤與槽輪的轉向相反，后者撥盤與槽輪的轉向相同，它們均為平面槽輪機構。此外還有空間槽輪機構，如圖3-28所示。對于空間槽輪機構本書不予討論。

槽輪機構中撥盤（桿）上的圓柱銷數、槽輪上的徑向槽數以及徑向槽的幾何尺寸等均可視運動要求的不同而定。圓柱銷的分布和徑向槽的分布可以不均勻，同一撥盤（桿）上若干個圓柱銷離回轉中心的距離也可以不同，同一槽輪上各徑向槽的尺寸也可以不同。

槽輪機構的特點是結構簡單、工作可靠、機械效率高，能較平穩、間歇地進行轉位。但因圓柱銷突然進入與脫離徑向槽，傳動存在柔性沖擊，不適用于高速場合。此外槽輪的轉角不可調節，故只能用于定轉角的間歇運動機構中。轉塔車床上用來間歇地轉動刀架的槽輪機構（圖3-29），電影放映機中用來間歇地移動膠片的槽輪機構及化工廠管道中用來開閉閥門等的槽輪機構都是其具體應用的實例。

3.3.3 槽輪槽數z和撥盤圓柱銷數k的選擇

槽輪槽數z和撥盤圓柱銷數k是槽輪機構的主要參數。如圖3-26所示，為了使槽輪在開始轉動和終止轉動時的瞬時角速度為零，以避免剛性沖擊，在圓柱銷開始進入徑向槽及自徑向槽脫出時，槽的中心線O₂A應垂直于O₁A。設z為均勻分布的徑向槽數目，則由圖3-26可見，當槽輪2轉過2φ₂時，撥盤1的轉角2φ₁為

在一個運動循環內，槽輪2的運動時間t_m與撥盤1的運動時間t之比稱為運動系數，用τ表示。當撥盤1做等速轉動時，τ也可用轉角之比來表示。對于只有一個圓柱銷的槽輪機構來說，t_m和t分別為撥盤1轉過角度2φ₁和2π 所用的時間，因此這種槽輪機構的運動系數τ為

由式（3-2）可知：

1）因運動系數τ必須大于零（τ=0表示槽輪始終不動），故徑向槽數z應大于或等于3。

2）單圓柱銷槽輪機構的運動系數τ總小于0.5，也就是說槽輪的運動時間總小于其靜止時間。

3）如要求槽輪機構的τ>0.5，則可在撥盤上安裝多個圓柱銷。設撥盤1上均勻分布k個圓柱銷，則在一個運動循環內，槽輪的運動時間為只有一個圓柱銷時的k倍，因此

由于運動系數τ應當小于1，故由式（3-3）得

由式（3-4）可知：當z=3時，k可取1～5；當z=4或5時，k可取1～3；當z≥6時，k可取1或2。

有關棘輪機構和槽輪機構的設計，可參閱機械設計手冊等其他相關書籍。