四工位专用机床课程设计说明书

...........专业..专业.专注.设计任务书：按工艺动作过程拟定机构运动循环图进展回转台间歇机构，，并进展机械运动方案评价和选择按选定的电动机和执行机构的运动参数进展机械传动方案的拟定对传动机构和执行机构进展运动尺寸设计2号图纸上画出最终方案的机构运动简图编写设计计算说明书：从刀具顶端离开工件外表65mm位置，快速移动送进了60mm后，在匀速送进60mm〔5mm刀具切入量，45mm工件孔深，10mm刀具切出量〕，然后快速返回。回程和工作K=2。60件。2mm/s，工件装、10s。执行机构能装入机体内。机械运动方案设计依据专用机床的工作过程和规律可得其运动循环图如下：进进60°钻速工钻作定397.4°头匀台位工头静销定位快作进0°钻止插轮凸入销拔出台转动退快头240°钻307.4°机构运动循环图机床工作运动模型该专用机床要求三个动作的协调运行，即刀架进给、卡盘旋转和卡盘的定位。其工作过程如下：机床工作运动模型要确保在刀具与工件接触时卡盘固定不动，刀具退出工件到下次接触工件前完成卡盘旋转动作。几个动作必需协调全都，并依据肯定规律运动。机械总体构造设计一、原动机构：原动机选择Y132S-4异步电动机电动机额定功率P=5.5KW满载转速n=1440r/min。二、传动机构：传动系统的总传动比为i=n/n6,其中n6为圆柱凸轮所在轴的转速，即总传动比为1440/1。承受涡轮蜗杆减速机构〔或外啮合行星减速轮系〕减速。三、执行局部总体部局：，两个运动在工作过程。因此，，进刀机构设计、卡。而进刀机构设计归结到底主要是圆柱凸轮廓线的设计，卡盘的设计主要是间歇机构的选择。在执行过程中由于要满足相应的运动速度，因此首先应当对于原动机的输出进展减速。：由于从刀具顶端离开工件外表65mm位后，60mm〔5mm刀具切入量，45mm工件孔深，10mm刀具切出量〕，然后快速返回。要求效率是６０件／小时，刀架一个来回〔生产１个工件〕的时间应当是１分钟。依据这个运动规律，可以计算出电机和工作1440/1。两种方案的传动比计算，参考主要零部件设计计算。下面争论执行机构的运动协调问题：有运动循环图可知，装上工件之后，进刀机构完成快进、加工、退刀工作，，且在加工和退，，还要满足间歇和固定两个工作，〔或棘轮机构、不完全齿轮机构与定位销协调〕解决协调问题，具体实现步骤参考“回转工作台设计”。由于进刀机构的运动比较简单，，。廓线的设计参考主要零部件设计计算。机械传动系统设计1、涡轮蜗杆减速器：承受如图机构，通过涡轮蜗杆加上一个定轴轮系实现了：n电机nn电机n主轴1440r/min1r/min涡轮蜗杆减速机构2、外啮合行星齿轮减速器：承受如图承受渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动，实现传动比：n电机n电机n主轴1440r/min1r/min56437821外啮合行星轮系减速机构3、定轴轮系减速器：承受如图承受渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动，实现：nn电机n主轴1440r/min1r/min定轴轮系减速机构定轴轮系减速机构主要零部件的设计计算一、 减速机构设计：涡轮蜗杆减速机构构造图如下：涡轮蜗杆减速机构涡轮蜗杆减速机构1、蜗杆：m=5mm 表10-7〕2、涡轮：(d=mz) m=5mm z2=20 d2=100mm z4=36 d4=180mmm=5mm，承受标准直齿圆柱齿轮传动，z5=18,z6=36,ha*=1.0,(d=mz,d5=90mm,d6=180mm)4、传动比计算：i i i i16 12 34

20 36 361118

1440：外啮合行星齿轮减速器：构造图如下：556437821外啮合行星轮系减速机构外啮合行星轮系减速机构z3=18z4=21z5=20z6=17,z7=14z8=40传动比计算：i18=i12iH6i78/z1=-36/10iH6=1/i6Hi 1iH6H 63

1z4z6zz5 3

1

211720181i

2018

360所以 H6

1iH63

20182117 3i i

i

360

40

1440所以18

12 H6 78

10 3 12方案三：定轴轮系减速器z11=48

=z2z4z6z8z10z11=1440111

zz z z1 3 5

z z9 10定轴轮系减速机构 二、圆柱凸轮进刀机构设计：1、运动规律：60mm，60mm〔5mm,工10mm〕,快速退刀。2mm/s，由30s，x，快速退刀的时间为y，又由于K=2，所以可得以下方程：30+x=2y (1)30+x+y=60 (2)(1)(2)两个方程联立可以得出，x=10s , y=20s因此可以得出如以下图所示的刀架运动规律图：快进快进匀速快退60° 240°刀架运动规律图 2、凸轮廓线设计：，进刀的方向为安装凸轮的轴的轴线方向，依据运动的特性，凸轮选择圆柱凸轮，依据运动规律设计其廓线如下：位移(mm)12065600 60° 进刀圆柱凸轮廓线进刀圆柱凸轮廓线三、回转工作台机构设计：回转工作台的运动规律：四个工作位置，每个工作位置之间相差90°，在工作过程中，，快速退刀后，90°，进展下一个循环。在加工和退刀的前半段〔即刀具与工件有接触〕时，必需将工作台固定，由于卡盘的工作位置为四个，还要满足间歇和固定两个工作，1、承受单销四槽槽轮机构。其构造图如以下图所示：0单销四槽槽轮机构槽轮机构中，，由于槽轮的内凹锁止弧被拨盘的外凸锁止弧卡住，故槽轮固定不动；当圆销进入径向槽时，锁止弧的自锁段被松开，槽轮，。由于卡盘每次旋转90°，所以选择四槽均布槽90°的要求。2、承受棘轮机构，其构造图如以下图所示：机构承受曲柄摇杆机构来作为主动件，有运动循坏图中可知：1 36060307.41k 36067.5°，90°，因此摇90°。棘轮机构棘轮机构3、承受不完全齿轮机构，其构造如以下图所示：不完全齿轮机构 不完全齿轮的设计也是为了满足间歇运动，不完全齿轮上有1/4上有齿，因此在啮1/490°，270°由于没有齿啮合，完全齿轮不转动，该机构构造简洁，在低速〔1r/min〕的转动中可与无视齿轮啮合时的冲击影响。故也能实现运动规律。四、 圆柱凸轮定位销机构设计：由机构运动循环图可以看出，定位销一共有两个工作位置，刀具在与工件接触前必需将主轴固定住，刀具离开工件后到再次接触前〔即卡盘旋转时〕定位销必需拔出。由于本机床中承受了槽轮机构，该机构有固定功能，定位销的主要作用是关心定位，起保险作用！其构造图如以下图所示圆柱凸轮定位销机构圆柱凸轮定位销机构位移(mm)200 307.4397.4定位圆柱凸轮转角关心凸轮廓线 执行机构和传动部件的机构设计一、方案设计依据该机床包含两个执行机构，即主轴箱移动机构和回转台的回转机构。主轴箱移动机构的主动件是圆柱凸轮，从动件是刀架，行程中有匀速运动段〔称工作段〕，并具有急回特性。要满足这些要求，需要将几个根本机构恰当地组合在一起来满足上述要求。实现上述要求的机构组合方案可以有很多种。1、减速机构的方案有：⑴、涡轮蜗杆减速机构⑵、外啮合行星轮系减速机构⑶、定轴轮系减速机构2、刀架规律性运动的方案有：⑴、圆柱凸轮实现刀架规律性移动：⑵、盘型凸轮—尺条实现刀架规律性移动3、回转工作台回转机构方案：⑴、单销四槽槽轮机构⑵、棘轮机构⑶、不完全齿轮机构：承受圆柱凸轮机构实现二、方案比较㈠、减速机构1、涡轮蜗杆减速器方案分析：此方案承受最一般的右旋阿基米德蜗杆。承受蜗杆传动的主要缘由有：⑴、传动平稳，振动、冲击和噪声均较小；⑵、能以单级传动获得较大的传动比，故构造比较紧凑；⑶、机构返行程具有自锁性；本方案通过较为简洁的涡轮蜗杆机构实现了：n /minn电机 1r/min主轴的大传动比。满足了机构要求的性能指标，而且构造紧凑，节约空间。本方案存在的缺乏：由于涡轮蜗杆啮合齿间的相对滑动速度较大，使得摩擦损耗较大，因此传动效率较低，易消灭发热和温升过高的现象。磨损也较严峻。解决的方法是可以承受耐磨的材料〔如锡青铜〕来制造涡轮，但本钱较高。2、外啮合行星齿轮减速器方案分析：该方案承受渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动，所选轮系为外啮合行星齿轮系，承受齿轮机构的缘由是其在各种机构中的运用比较广泛，且制造过程简洁，本钱较低，并且具有功率范围大，传动效率高，传动比准确，使用寿命长，工作安全牢靠等特点。方案中齿轮系为复合，实现了：n /minn电机 1r/min主轴的大传动比。且具有较高的传动效率。本方案中存在的缺乏是，齿轮机构构造不够紧凑，占用空间较大。3、定轴轮系减速器方案分析：该方案承受渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动，所选轮系为定轴轮系，承受该机构的缘由是运用广泛，制造过程简洁，本钱较低，并且具有功率范围大，传动效率高，传动比准确，使用寿命长，工作安全牢靠等特点。方案中轮系为定轴轮系，实现了：n 1440r/min电机n 1r/min主轴的大传动比。本方案中存在的缺乏是，齿轮机构构造不够紧凑，占用空间较大。㈡、刀架规律性运动机构1、圆柱凸轮实现刀架规律性移动：该方案承受圆柱凸轮机构和连杆机构串联组成，承受凸轮机构，是由于该机构只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且机构简洁紧凑，但其缺乏在于凸轮廓线与推杆之间为点，线接触，易磨损。2、盘型凸轮—尺条实现刀架规律性移动：使用盘行凸轮机构首先需要加圆锥齿轮等机构将轴的传动方向转变，然后设计凸轮的廓线。此方案中凸轮的廓线设计中，其导程是旋转角度的函数，在计算中难求得准确导程，因此凸轮廓线设计较简单。故不考虑此方案。㈢、回转工作台回转机构1、单销四槽槽轮机构该方案承受槽轮机构，是由于该机构构造简洁，外形尺寸小，其机械效率高，并能较平稳地，间歇地进展转位。，故常用于速度不太高的场合。此机床中属于低速旋转，因此槽轮机构能够满足要求。2、棘轮机构该方案承受棘轮机构，是由于该机构的构造简洁，制造便利，运动牢靠，而且棘轮轴每次转过的角度可以在较大的范围内调整，与曲柄摇杆机构协作使用使其具有急回特性。本方案中的缺乏在于棘轮机构在工作时有较大的冲击和噪音，而且运动精度较差，常用于速度较低和载荷不大的场合。此机床中属于低速旋转，冲击可以无视，对于精度要求不是太高，因此该机构能够满足要求。3、不完全齿轮机构：该方案承受不完全齿轮啮合实现间歇运动，此机构构造简洁，加工安装简洁实现，由于其中含标准件，有很好的互换性，有准确的传动比，所以在工作过程中精度较高。此机构的缺乏是由于在进入啮合时有冲击，会产生噪声，齿轮在磨损过程中会对精度有肯定影响。但是对于低速旋转机构，此机构能够满足使用要求。㈣、圆柱凸轮定位销机构该方案承受圆柱凸轮机构和连杆机构串联组成，承受凸轮机构，是由于该机构只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且机构简洁紧凑。本方案中主要存在的缺乏在于凸轮廓线与推杆之间为点，线接触，易磨损。最终设计方案和机构简介一、 方案选择：经过方案分析与比较，该机构最终选择如下方案组合：1、电机选择Y132S-4型异步电动机。该电动机额定功率 P=5.5KW,满载转速n=1440r/min。扭矩和功率均能满足工作要求。2、传动、减速机构承受蜗轮蜗杆减速机构。蜗轮蜗杆的最大优点就是能实现大传动比，构造紧凑，占用空间较小，传动平稳，振动、冲击和噪声均较小，并且反行程能自锁。使用该机构对于机床的支撑外型和外观造型设计有很大优势。3、。，通过廓线的设计可以完成比较简单的进刀动作，圆柱凸轮的廓线较盘形凸轮简洁，操作便利。4、卡盘转动选择不完全齿轮机构。该机构构造简洁，较之其他机构加工安装简洁实现，由于其中含标准件，有很好的互换性，有准确的传动比，所以在工作过程中精度较高。还有使用该机构最大的优点是传动比具有可分性，在中心距发生变化的状况下传动比也能保持不变，保证了机床精度。5、。，承受凸轮机构，是由于该机构只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且机构简洁紧凑，更便于设计。二、方案简介及运动分析：依据上述选择的方案可得如以下图所示的机构运动简图56567894A32101A11专用自动机床机构简图1、定位齿轮 2、定位销专用圆柱凸轮 3、定位销连杆4、不完全齿轮 5、定位销 6、工