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1、L四工位专用机床说明Prepared on 24 November 2020课程设计说明书工位专用机床院係）: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2013.(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4(2) 运动分析4(3) 运动循环图4(4) 四工位专用机床的机构选型41) 方案一.5權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(1) 槽轮机构的设计7(2) 减速
2、器的传动计算8(3) 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丨、II、III、IV （如附图3所示）上分别完成工件的装卸、钻孔、扩孔、餃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C附图3四工位专用机床（2）原始数据及设计要求1）刀具顶端离开工作表面65mm,快速移动送进60mm后，再匀速送进60mm （包括5 mm刀具切入量、45mm工件孔深
3、、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二2。2）刀具匀速进给速度为2mm/s,工件装卸时间不超过 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/mino附图4刀具工作过程（3）设计方案提示2）主轴箱的往复移动,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。可采用圆柱凸轮机构、移动从动件盘形凸轮机构、凸轮-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5 =30s,刀具其余移动（包括快速送
4、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。（A1）5）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
5、的参考指标有以下儿点：1）原动机的启动、过载、运转平稳性、调速和控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Y100L6（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，其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 刀的控制机构的先后动作顺序，用以协调各执行构件的动作关系。
6、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 杆机构平面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褐使丄作台作间歇转动；另一路通过行星
7、轮系减速后将扭矩传递给移动捣滋岩巧叙Z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灣舷祝掬，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占做构，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
8、路通过齿轮传动将扭矩传递给还完全茜翊构，使丄作台作间歇转动：另一路通 过行星轮系减速后将扭矩传递给摆动捣吒盘形凸影与攥护席块桃构，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。(5)方案选择回转台间歇运动机构：选为槽轮机构，因为槽轮机构结构简单，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一属空间凸轮机构，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
9、二盘形凸轮机构一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。通过上面的对比后,我决定采用方案二,同时可以把行星轮的位置做一些优化。(如下图,所示)3机构尺寸设计(1)槽轮机构的设计槽轮机构的优点是结构简单，制造容易，工作可鼎，能准确控制转角，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) 中心距按结构情况确定d二1
10、503) 圆销半径/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)二905) 槽间角2p=360/Z=906) 主动件到圆销中心半径1 =asinp=75勺2= 106mm7) E与的比值 X =/?1/=sinp=/2/28) 槽轮外圆半径/?2=、(“cosp2+r2)= 107mm9) 槽轮槽深hg a( A. +cosP-l)+r=取力=80mm10) 运动系数k=(z-2)/(2z) = ( 1,为圆销数)根据上述得出下图(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能力，可知其机械传动系统的参数如 下：总传动比 29
11、40/ (60/60)=940槽轮的转速n二60/60二lr/min行星轮简图如下:拟定 Z1=25, Z2=26, Z2二25,Z3=24,模数 M 均为 6.i (H/31) = (co1-coH) /(w3-u)H) = (a)1-u)H)/(-u)H) = (Z2*Z3)/(Z1*Z2,)=624/625可以得到i (Hl) =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Z4=30, Z5=20便可。此时齿轮啮合的最大中心距a= (M/2) * (25+26) =306mm机构的最大尺寸为2*306=612mmo完全符合尺寸要求。(3) 凸
12、轮的设计我使用了 soi Idwork软件中的插件Toolbox生成了对应的凸轮机构生成了如下图的凸轮机构然后导出得到CAD图4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软件，在画齿轮的时候也有自己去学了一点solidwork软 件。在这里首先感谢匡老师的严格要求和悉心指导，由于我是参加完电赛后做的课设，时间 比较紧，所以此设计存在诸多不足之处，有些地方考虑不够周到，这些问题都有待进一步解 决，希望给予老师指正和修改意见。网络资源参考文献【1】裘建新主编机械原理课程设计指导书高等教育出版社2陈作模等主编机械原理高等教育出版社
