一种基于ADAMS的槽轮间歇机构设计

作者：张毅

  在许多机械设备中，特别是自动机和半自动机中，由于生产工艺的要求，往往需要机构来实现周期性的转位、分度动作以及做带有瞬时停歇或停歇区的间歇性运动。步进运动间歇机构的主要特征是其输出构件作具有周期性停歇的单向运动，即其断续运动的特点是单方向的、有规则的、时动时停的。本文主要分析步进间歇运动机构中的槽轮机构。

1  槽轮机构运动分析

1.1  槽轮机构的运动原理

槽轮机构的工作原理如图1所示。

  图1是一用于转位工作台中的槽轮机构。输入轴1与主动盘2相连，主动盘2上装有滚轮3。从动件为槽轮4，槽轮上开有4个径向等分槽，槽轮4与转位工作台装在同一输出轴5上。通过这种槽轮机构，可使输入轴的连续转动变换为输出轴的周期性步进运动。所以槽轮机构是一种应用很广的转位分度机构，在多工位自动机械中经常用到。

1.2槽轮机构的动停比分析

2.1  结构建模

本文利用三维软件UG NX 8.5设计了一个由两个滚轮的驱动轮和4个等分径向槽组成的槽轮系统，其主要结构尺寸如图2所示。

2.2槽轮机构运动仿真

把上述所建机构模型导入动力学仿真软件ADAMS中进行仿真验证，得到的槽轮机构动力学模型如图3所示。

因为模型运动零件相对较少，对约束进行简化：将滚轮与驱动轮进行固定，驱动为300。／s，添加约束如下所示：

2.3仿真结果分析

  对上述动力学模型进行动力学仿真。首先进行转速分析：主动轮输入转速为300。／s，输出转速如图4所示。从输出转速分析图可知，从动轮间歇性步进转动，可以完成设计预期。

  对仿真过程进行受力分析，如图5所示。

  由受力分析可知，槽轮机构运动过程中最大受力为碰撞力，其值为1250 N左右，分别出现在0.4 s、1.2 s和1. 75 s时。

3  总结

  通过对槽轮机构的计算与仿真分析，可知槽轮机构可以实现从动轮的步进转动运动。但缺点是啮合过程加速度较大，运动不够平稳，高速时有较大冲击，因此只宜用于低速场合。4摘要：通过对槽轮机构进行理论计算与动力学仿真，证明槽轮机构可以实现间歇步进运动，但是由于啮合时候碰撞力较大，故而槽轮机构只适用于低速运动的场合。