四工位专用机床说明书

1、课程设计说明书题 目：四工位专用机床院系：机电工程学院专 业：机械设计制造及其自动化学生姓名：车功才学 号：指导教师：匡 兵职 称：副教授2021.(1)工作原理及工艺动作过程 3(2)原始数据及设计要求3(3)设计方案提示 3(4)设计任务3(1)电机型号的选择运动分析4运动循环图4(4 )四工位专用机床的机构选型 41)方案一5槽轮机构和圆柱凸轮机构的组合2 )方案二6槽轮机构和盘形凸轮机构的组合3 )方案三6不完全齿轮机构与凸轮连杆机构组合(5 )方案选择6 槽轮机构的设计 7(2 )减速器的传动计算8凸轮的设计91设计任务1工作原理及工艺动作过程四工位专用机床是在四个工位I、R、田、I

2、V 如附图 3所示上分别完成工件的装卸、 钻孔、扩孔、较孔工作的专用加工设备.机床的执行动作有两个：一是装有工件的回转工作 台的间歇转动；二是装有三把专用刀具的主轴箱的往复移动刀具的转动由专用电机驱动 两个执行动作由同一台电机驱动,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.附图3四工位专用机床2原始数据及设计要求1刀具顶端离开工作外表 65mm,快速移动送进60mm后,冉匀速送进60mm 包括5 mm刀具切入量、45mm工件孔深、10mm刀具切出量,如附图4所示,然后快速返回.回 程和进程的平均速度之比 K=202刀具匀速进给速度为 2mm/s,工件装卸时

3、间不超过 10s.3机床生产率每小时约60件.4执行机构及传动机构能装入机体内.5传动系 统电机为 交流异步电 动机,功 率,转速 960r/min.附图4刀具工作过程3设计方案提示1回转台的间歇转动,可采用槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构.2主轴箱的往复移动,可采用圆柱凸轮机构、移动从动件盘形凸轮机构、凸轮一连杆机 构、平面连杆机构等.3由生产率可求出一个运动循环所需时间 T=60s,刀具匀速送进60mm所需时间t匀=30s, 刀具其余移动包括快速送进 60mm,快速返回120mm共需30s.回转工作台静止时间为 40s,因此足够工件装卸所需时间.4设计任务1按工艺动作过程拟定运

4、动循环图.2进行回转台间歇转动机构、主轴箱刀具移动机构的选型.并进行机械运动方案的评价 和选择.3根据电机参数和执行机构运动参数进行传动方案的拟订.4画出机械运动方案图.A15机械传动系统和执行机构的尺度计算.1编写设计说明书.用A4纸张,封面用标准格式2运动方案的拟订1电机型号的选择根据任务书应选用功率为,转速为 960rmin的交流异步电机,但是没有完全符合该要求的电机,我查看了网上资料和 Y系列电机常用型号对照表对于电机的选择,主要的参考指标有以下几点：1原动机的启动、过载、运转平稳性、调速和限制等方面是否满足要求；2工作环境的影响；3工作是否可靠,操作是否简易,维修是否方便；4额定功率

5、是否满足负载需要；5)工作是否可靠,操作是否简易,维修是否方便 经过比较最后我选用了型号为 Y100L-6(2)运动分析间歇机构0-90 度90-180 度180-270 度270-360 度主轴箱一次工作循环一次工作循环一次工作循环一次工作循环注：一次工作循环包括快进、刀具匀速送进和快退(3)运动循环图对于四工位专用机床,具运动循环图主要是确定回转台的间歇转动机构和主轴箱进、退 刀的限制机构的先后动作顺序,用以协调各执行构件的动作关系.时间(秒)0-1515-3030-4545-60间歇机构运 动情况匀速旋转90 度静止主轴箱运动 情况快进60mm匀速进给60mm快退120mm(4)四工位专

6、用机床的机构选型功能执行构件工艺动作执行机构转位间歇转动 机构单向停歇转动棘轮机构槽轮机构不完全齿 轮机构凸轮式间歇运动机 构进给主轴箱直线往复运动圆柱凸轮机 构移动从动件盘 形凸轮机构凸轮一连 杆机构平向连杆机构根据组合的方法,现列出如下三种方案:2)方案一槽轮机构和圆柱凸轮机构的组合方案一中,电动机作为驱动机构,将动能传递给带轮,通过带轮分两路将扭矩传递给执行机构.一路通过齿轮传动将扭矩传递给 槽轮机构,使工作台作间歇转动；另一路通过行星 轮系减速后将扭矩传递给移动推杆圆柱凸轮机构,使主轴箱完成进,退刀的动作.两路传动 机构相互配合、相互合作,共同完成额定的加工功能和加工任务.2 )方案二

7、槽轮机构和盘形凸轮机构的组合方案二中,电动机作为驱动机构,将动能传递给带轮,通过带轮分两路将扭矩传递给执行机构.一路通过齿轮传动将扭矩传递给 槽轮机构,使工作台作间歇转动；另一路通过行星 轮系减速后将扭矩传递给 盘形凸轮机构,使主轴箱完成进,退刀的动作.两路传动机构相互 配合、相互合作,共同完成额定的加工功能和加工任务.3)方案三不完全齿轮机构与凸轮连杆机构组合方案中三,电动机作为驱动机构,将动能传递给带轮,通过带轮分两路将扭矩传递给执行机构.一路通过齿轮传动将扭矩传递给 不完全齿轮机构,使工作台作间歇转动；另一路通 过行星轮系减速后将扭矩传递给摆动 推杆盘形凸轮与摆杆滑块机构,使主轴箱完成进

8、,退刀 的动作.两路传动机构相互配合、相互合作,共同完成额定的加工功能和加工任务.(5 )方案选择回转台间歇运动机构：选为槽轮机构,由于槽轮机构结构简单,传动平稳,间歇过程位置锁定.主轴箱往复机构机构：方案一属于圆柱凸轮机构属空间凸轮机构,其特点是凸轮与从动件之间的相对运动 为空间运动,适用于从动件的运动平面与凸轮回转轴线平行的场合.缺点是不宜用于从动件 摆角较大的场合,且结构和凸轮轮廓曲线的设计较平面凸轮机构复杂,易磨损,凸轮加工困 难.但是造价低.方案二 盘形凸轮机构均属于平面凸轮机构, 其特点是凸轮与从动件之间的相对运动 为平面运动,凸轮轮廓曲线的设计较空间凸轮机构简单.当主动凸轮作定轴

9、转动时,采用盘 形凸轮机构.方案三 不完全齿轮-齿条机构,进给精度高,寿命长,但造价高.通过上面的比照后,我决定采用方案二,同时可以把行星轮的位置做一些优化.(如以下图所示)3机构尺寸设计(1)梢轮机构的设计槽轮机构的优点是结构简单,制造容易,工作可靠,能准确限制转角,机械效率高.缺 点主要是其在启动和停止时加速度变化大、有冲击,不适合用于高速传动.结合槽轮自身的 特点和本课题的设计需求,得出如下参数.1)槽数z按工位要求选定为42)中央距a按结构情况确定a=150mm3)圆销半径r按结构情况确定r= 15mm4)槽轮每次转位时主动件的转角 2a=180 ° *(1-2/z)=90

10、05)槽间角 2 0=360/Z=90°6)主动件到圆销中央半径R1=asin芹75v2=106mm7) Ri与a的比值 入=R"a=sin B=v2/28)槽轮外圆半径R2=?acos0升r2)=107mm9)槽轮槽深 h= a(入 +cosp-1)+r=Mh= 80mm10)运动系数k=(z-2)/(2z) =( n= 1,为圆销数)根据上述得出以下图(2 )减速器的传动计算根据选定的驱动电机的转速和四工位专用机床的生产水平,可知其机械传动系统的参数如下：总传动比 k=940/(60/60)=940槽轮的转速n=60/60=1r/min行星轮简图如下：拟定 Z1=25,

11、 Z2=26, Z2'=25,Z3=24, 模数 M均为 6.i (H/31)=( 1- H) /( CD 3- CD H)=( CD 1- CD H)/(- H)=(Z2*Z3)/(Z1*Z2')=624/625可以得到i (H1) =625然后在用蜗杆将传动传给齿轮,可以算得后面两个齿轮传动比为940/625=即可.此时令cf (M/2) * (25+26) =306mmZ4=30, Z5=20便可.此时齿轮啮合的最大中央距机构的最大尺寸为2*306=612mm.完全符合尺寸要求.(3)凸轮的设计我使用了 soildwork软件中的插件Toolbox生成了对应的凸轮机构生成了如以下图的凸轮机构然后导出得到CAES4凸轮机构运动分析5设计小结刚开始弄课设的时候那真是无从下手,后来一步一步摸索着, 遇到问题就查书或者上网找资料,虽然大一的时候有学过 CAD,但是由于后来没怎么用过,所以忘得七七八八了.这次的课设让我进一步掌握 CAD