在分析槽轮机构工作原理和结构特点的基础上，提出了降低外啮合槽轮机构冲击噪声的措施，并将该机构应用于加工中心,鼓式刀库，取得了良好的实用效果。关键词分类编号TH112.4271槽轮机构概述鼓形刀库加工中心加工中心是指带有自动换刀装置的数控机床。自动换刀装置通常由刀库和换刀机械手两部分组成，也有将两部分集成在一起的无机械手自动换刀装置。自动换刀装置的刀库用来存放加工中心机床所需的各种刀具。在自动换刀过程中，要求刀库能根据数控装置发出的选刀指令选择所需刀具，并准确停在换刀位置，便于自动换刀。加工中心机床的刀库有多种类型，如鼓式、链式、格子箱式等。其中，鼓式刀库因其结构简单、控制方便，在加工中心机床上得到广泛应用。鼓形刀库的旋转驱动方式通常有两种，一种是伺服电机通过减速器驱动；另一种方式是用普通电机减速后通过外啮合槽轮机构驱动。前者具有结构简单、转速快、定位准确等优点，但由于采用伺服电机，电气控制复杂，制造成本高。后者采用机械分度定位，可靠性高。虽然定位精度低于前者，但完全可以满足加工中心机床的要求。由于选用普通电机，电气控制简单，制造成本比前者低。目前，鼓式刀库加工中心机多采用槽轮机构驱动刀库分度旋转运动。2槽轮机构的工作原理及结构特点槽轮机构(又称马耳他机构)能将主动轴的匀速连续运动转化为从动轴的周期性间歇运动，常用于各种分度和分度机构中。槽轮机构有三种基本类型：外啮合槽轮机构、内啮合槽轮机构和球面槽轮机构。加工中心鼓形刀库采用外啮合槽轮机构。外槽轮机构的工作原理如图1所示。它由一个旋转臂(驱动曲柄)1、一个槽轮2、一个滚轮3和一个锁紧盘4组成。图1外啮合槽轮机构示意图。外啮合槽轮机构的旋转臂的旋转轴线平行于槽轮的旋转轴线。通常，旋转臂以恒定的速度旋转。当旋转臂上的滚轮进入凹槽时，它拉动凹槽轮反向运动。当滚子从槽中出来时，槽轮是静止的，由锁紧盘定位。只有一个滚轮时，旋转臂旋转一周，槽轮旋转一周，停止。外槽轮机构的结构特点是：(1)滚子进出槽口的瞬时位置，转动臂的中心线与槽的中心线垂直，使得槽轮启动和停止时的角速度0=0，避免了刚性冲击。(2)滑轮的齿数Z为3 ~ 18。(3)槽轮启动和停止时的角加速度0与槽数z有关，z越小，0越大，即有不同程度的柔性冲击。(4)锁紧盘定位精度低。当对足够精度的要求很高时，必须附加定位装置。(5)结构简单，制造容易，工作可靠，机械效率高。3减少槽轮机构运动冲击的措施。由于槽轮的角加速度变化较大，分度过程前半段和后半段的角加速度方向不同，当槽轮与滚轮有间隙时会有冲击。为了减少影响，应采取以下措施
主要部件有：(1)刀库电机；(2)减速器；(3)支架；(4)曲柄；(5)手柄；(6)滑轮；(7)鼓；(8)锁紧盘；(9)滚筒；(10)刀具位置检测开关；(11)滑动轴承；(12)旋转轴等。图3刀库结构图。刀库可以装18把刀具，也就是槽轮的齿数是18。刀库旋转选刀由刀库电机通过减速器带动曲柄旋转。曲柄每旋转一周，槽轮旋转20，刀库鼓旋转一个刀位，由锁紧盘定位。刀库上的刀具位置信号由两个开关共同发出。刀库的1号刀位上安装有挡块，支架上安装有检测开关(图3中未显示)。机床开机后，刀库自动旋转找到1号刀位(参考刀位)。当1号刀位上的挡块触发支架上的检测开关时，刀库停止转动，刀库当前刀位为1号，刀库处于初始状态。其余的刀具位置信号由安装在曲柄上的挡铁触发刀具位置检测开关10累积和计数。一旦曲柄旋转一周，刀库转动一个刀具位置并触发它。通过控制刀库电机的旋转方向，实现刀库的双向选刀。为了降低刀库选刀分度过程中的冲击噪声，设计中采取了以下措施。(1)使滑轮的实际圆柱半径略大于名义圆柱半径。标称外圆半径r=150.cos10=147.72，实际外圆半径。(2)通过调整两个平面轴承的压紧力，适当增加槽轮组件的旋转载荷，同时选用铝合金材料制造刀库鼓轮，转轴采用中空结构，减少槽轮组件的转动惯量。(3)旋转轴的径向轴承为滑动轴承，轴承材料选用PTFE，使轴承的间隙为零，增加了滑轮组件的旋转阻尼。通过采取上述措施，既利用了天轮机构的优点，又克服了其结构的固有缺点，取得了良好的实用效果。
