四工位回转专用组合机床设计
64页-9100字数+说明书+指导书+任务书+1张CAD图纸
任务书.doc
四工位回转专用组合机床设计说明书.doc
四工位回转组合机床总图.dwg
指导书.doc
目录.doc
题目.doc
第1章 原始数据及设计要求2
第2章 工艺动作分解及机械运动循环圈3
2.1 工艺动作分解3
2.2 机械运动循环圈3
第3章 机构选型和机械运动方案的确定4
3.1 机构选型4
3.2 机械运动方案的确定4
第4章 机械传动系统速比和变速机构5
第5章 机械运动方案简图6
第6章 对机械传动系统和各机构的尺度计算7
6.1 计算各级传动效率、转速、功率及转矩7
6.2 带传动设计8
6.3 齿轮传动设计11
6.4 行星轮系传动设计21
6.5 槽轮机构设计25
6.6 圆柱凸轮机构设计27
6.7 各级轴的设计29
6.8 床身及主轴箱设计35
第7章 各机构零件的三维建模38
7.1 轴I零件建模38
7.3 轴III零件建模42
7.4 轴IV零件建模43
7.5 轴V零件建模45
7.6 轴VI零件建模46
7.7床身级其他零件建模47
第8章 装配50
8.1 轴I装配50
8.2 轴II装配53
8.3 轴III装配54
8.4 轴IV装配54
8.5 轴V装配55
8.6 轴VI装配55
8.7 整体装配56
第9章 运动仿真57
9.1 添加连杆57
9.2 添加运动副58
9.3 设置运动59
9.4 运动规律仿真59
第10章 仿真结果与分析60
10.1 主轴箱运动分析60
10.2 工作台运动分析62
参 考 文 献64
原始数据及设计要求
(1) 刀具顶端离开工件表面65mm(图1)，快速移动送进60mm接近工件后，匀速送进60 mm(前5mm为刀具接近工件时的切入量，工件孔深45mm，后10mm为刀具切出量)，然后快速返回。回程和工作行程的平均速比(行程速度变化系数)K＝2。
(2) 刀具匀速进给速度为2mm/s；工件装、卸时间不超过10s
(3) 生产率为每小时约75件。
(4) 执行机构系统应装入机体内，机床外形尺寸见图1。
(5) 传动电机转速为1000r/min，功率为1.5Kw。
四工位专用机床设计
（一）、工作原理及工艺动作
四工位专用机床的工作台有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个工作位置(图1)，工位Ⅰ是装卸工件，Ⅱ是钻孔，Ⅲ是扩孔，Ⅳ是铰孔。主轴箱上装有三把刀具，对应于工位Ⅱ的位置装钻头，Ⅲ的位置装扩孔钻，Ⅳ的位置装铰刀。刀具由专用电机带动绕其自身的轴线转动。主轴箱每向左移动送进一次，在四个工位上分别完成相应的装卸工件、钻孔、扩孔、铰孔工作。当主轴箱右移(退回)到刀具离开工件后，工作台回转90o，然后主轴箱再次左移，这时，对其中每一个工件来说，它进入了下一个工位的加工，依次循环四次，一个工件就完成装、钻、扩、铰、卸等工序。由于主轴箱往复一次，在四个工位上同时进行工作，所以每次就有一个工件完成上述全部工序。
因此，四工位专用机床的执行动作有两个：一是回转台的间歇转动，二是主轴箱的刀具转动和移动。
（二）、原始数据及设计要求
(1) 刀具顶端离开工件表面65mm(图1)，快速移动送进60mm接近工件后，匀速送进60 mm(前5mm为刀具接近工件时的切入量，工件孔深45mm，后10mm为刀具切出量)，然后快速返回。回程和工作行程的平均速比(行程速度变化系数)K＝2。
(2) 刀具匀速进给速度为2mm/s；工件装、卸时间不超过10s
(3) 生产率为每小时约75件。
(4) 执行机构系统应装入机体内，机床外形尺寸见图1。
图1 专用机床外形及尺寸
（三）、方案设计提示
回转台的间歇转动可以采用棘轮机构、槽轮机构、凸轮式间歇运动、不完全齿轮机构等，此外，还可采用某些组合机构。
主轴箱的刀具往复移动，可以采用平面连杆机构、圆柱凸轮机构、移动从动件盘形凸轮机构、凸轮—连杆组合机构等。
回转台的间歇转动和主轴箱的刀具往复移动，两套机构均由一个电机带动，故工作台转位机构和主轴箱往复运动机构按动作时间顺序分支并列，组合成一个机构系统。
由生产率可以求出一个运动循环所需的时间T=3600/75 = 48 s，刀具匀速送进60 mm所需时间vt1=60/2=30 s，刀具其余移动时间共需18 s，回转工作台静止时间为36 s，因此足够工件装卸的时间。
工作台回转以后是否有可靠的定位功能，主轴箱往复运动的行程在120mm以上，所选机构是否能在给定空间内完成该运动要求。
机构的运动和动力性能、精度在满足要求的前提下，传动链尽可能短，且制造、安装简便。
加工对象的尺寸变更后，是否有可能方便地进行调整或改装。
（四）、设计任务及要求
根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；
进行回转台的间歇转动机构、主轴箱的刀具往复移动机构的选型；
机械运动方案的评定和选择；
根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案，分配传动比，并画出传动方案图；
对机械传动系统和执行机构进行运动尺寸计算；
对执行机构进行运动分析，画出运动线图；
画出机械运动方案简图；
垫圈内径检测装置机（5人）
（一）、设计题目及原始数据
设计垫圈内径检测装置，检测钢制垫圈内径是否在公差允许范围内。被检测的工件由推料机构送入后沿一条倾斜的进给滑道连续进给，直到最前边的工件被止动机构控制的止动销挡住而停止。然后，升降机构使装有微动开关的压杆探头下落，检测探头进入工件的内孔。此时，止动销离开进给滑道，以便让工件浮动。
检测的工作过程如图1 所示。当所测工件的内径尺寸符合公差要求时（图1a），微动开关的触头进入压杆的环形槽，微动开关断开，发出信号给控制系统（图中未给出），在压杆离开工件后，把工件送入合格品槽。如工件内径尺寸小于合格的最小直径时（图1b），压杆的探头进入内孔深度不够，微动开关闭合，发出信号给控制系统，使工件进入废品槽。如工件内径尺寸大于允许的最大直径时（图1c），微动开关仍闭合，控制系统将工件送入另一废品槽。
1—工件 2—带探头的压杆 3—微动开关
a)内径尺寸合格 b)内径尺寸太小 c)内径尺寸太大
图1 垫圈内径检测过程
具体设计要求见下表13。
平垫圈内径检测装置设计数据表
方案号被测钢制平垫圈尺寸电动机转速
r/min每次检测时间
s
公称尺寸mm内径
mm外径
mm厚度
mm
A1010.520214405
B1213242.514406
C202137314408
D30315649608
E363766596010
（二）、设计方案提示
1.由于止动销的动作与压杆升降动作有严格的时间匹配与顺序关系，建议考虑使用凸轮轴解决这个问题。
2.推料动作与上述两个动作的时间匹配不特别严格，可以采用平面连杆机构，也可以采用间歇机构。
（三）、设计任务及要求
1.要求设计该检测装置的推料机构、控制止动销的止动机构、压杆升降机构。一般应包括凸轮机构、平面连杆机构以及齿轮机构等常用机构。该装置的微动开关以及控制部分的设计本题不作要求；
2.设计垫圈内径检测装置的传动系统并确定其传动比分配，并在图纸上画出传动系统图；
3.画出机器的机构运动方案简图和运动循环图；
4.设计平面连杆机构。并对平面连杆机构进行运动分析，绘制运动线图；
5.设计凸轮机构。确定运动规律，选择基圆半径，计算凸轮廓线值，校核最大压力角与最小曲率半径。绘制凸轮机构设计图；
6.设计计算齿轮机构；
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