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1、工位专用机床课程设计说明书 作者： 日期：1 个人收集整理 勿做商业用途 目录一设计任务书。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 1二机械运动方案设计。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 2三机械总体结构设计.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 3四机械传动系统设计及其尺寸设计计算。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 5五减速机构设计。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 5六进刀机构设计.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 8七回转
2、工作台机构设计.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 10八圆柱凸轮定位销机机构设计。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 12九方案比较。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.13十最后设计方案和机构简介。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 16十一课程设计的感想 17十二参考文献 18设计任务书设计任务:1 按工艺动作过程拟定机构运动循环图2 进行回转台间歇机构，主轴箱道具移动机构的选型，并进行机械运动方案评价和选择3 按选定的电动机和执行机构的运动参数进行机械传动方案的拟定4 对传动
3、机构和执行机构进行运动尺寸设计5 在3号图纸上画出最终方案的机构运动简图6 编写设计计算说明书设计要求:1 从刀具顶端离开工件表面65mm位置,快速移动送进60mm接近工件后，匀速送进60mm（前5mm为刀具切入量，工件孔深45mm,后10mm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2mm/s,工件装、卸时间不超过10s；3生产率约每小时75件；4 执行机构能装入机体内。机械运动方案设计根据专用机床的工作过程和规律可得其运动循环图如下：机构运动循环图钻头头进匀速90快钻0315进钻头快退工作台转动335.6位销插入定定位销拔出工作台静止
4、凸轮钻425.6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。几个动作必须协调一致，并按照一定规律运动。机械总体结构设计一、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1152/1。采用蜗轮蜗杆减速机构(或外啮合行星减速轮系)减速。三、执行部分总体部局：执行机构主要有旋转工件卡盘和带钻头的移动刀架两部
5、分,两个运动在工作过程中要保持相当精度的协调。因此，在执行机构的设计过程中分为,进刀机构设计、卡盘旋转机构和减速机构设计。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，因此首先应该对于原动机的输出进行减速。下面先讨论减速机构传动比的确定：由于从刀具顶端离开工件表面65mm位置,快速移动送进了60mm后，在匀速送进60mm（5mm刀具切入量，工件孔深45mm，后10mm为刀具切出量），然后快速返回。要求效率是75件小时，刀架一个来回（生产个工件）的时间应该是48s，即主轴转动一周需要48s/60s=0.8min.根据这个运动
6、规律，可以计算出电机和工作凸轮之间的传动比为1152/1。两种方案的传动比计算，参考主要零部件设计计算。下面讨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,退后卡盘必须旋转到下一个工作位置，且在加工和退刀的前半个过程中卡盘必须固定不动，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，于是选择单销四槽轮机构（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复杂，因此要满足工作的几个状态,用凸轮廓线设计的办法比较容易满足。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、外啮合行星
7、齿轮减速器：采用如图采用渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动,实现传动比：外啮合行星轮系减速机构传动比：n电机/n主轴=1440r/min/1。25r/min=11522、定轴轮系减速器：采用如图采用渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动，实现：传动比：n电机/n主轴=1440r/min/1.25r/min=1152定轴轮系减速机构 b3、蜗轮蜗杆减速器:采用如图机构，通过蜗轮蜗杆加上一个定轴轮系实现了:传动比:n电机/n主轴=1440r/min/1。25r/min=1152蜗轮蜗杆减速机构 主要零部件的尺寸设计计算一、 减速机构设计：方案一：蜗轮蜗杆减速机构结构图如下：蜗轮蜗杆减速机构1、蜗杆：m=5mm d=4
8、0mm z1=z3=1（机械原理，p203,表10-9)2、蜗轮：(d=mz) m=5mm z2=16 d2=80mm z4=36 d4=180mm3、齿轮：此齿轮机构的中心距a=135mm，模数m=5mm，采用标准直齿圆柱齿轮传动,z5=15，z6=30,ha=1.0,(d=mz，d5=75mm，d6=150mm）4、传动比计算： ;方案二：外啮合行星齿轮减速器:结构图如下：外啮合行星轮系减速机构图示z1=10， z2=36， z3=18， z4=21, z5=20， z6=17, z7=12, z8=32传动比计算：i18=i12iH6i78其中i12= -z2 /z1=36/10iH6=
9、1/i6H所以 又i78=-z8/z7=32/12所以方案三：定轴轮系减速图示z1=17, z2=51， z3=12， z4=48， z5=12， z6=72, z7=13， z8=52，z9=12, z10=48,z11=48传动比计算：i111=1152定轴轮系减速机构二、圆柱凸轮进刀机构设计:1、运动规律：刀具运动规律：刀具快速进给60mm，匀速进给60mm（刀具切入量5mm，工件孔深45mm,刀具余量10mm），快速退刀.因为刀具匀速进给的速度为2mm/s，由此可得匀速进给的时间为30s，设快速进给的时间为x,快速退刀的时间为y，又因为其回程和工作的速比系数K=2，所以可得下列方程：
10、x=2y （1) 30+x+y=48 (2） （1)(2）两个方程联立可以得出，x=12s , y=6s 因此可以得出如下图所示的刀架运动规律图：快进匀速快退刀架运动规律图 90 3152、凸轮廓线设计: 进刀机构的运动有凸轮的廓线来实现，进刀的方向为安装凸轮的轴的轴线方向，根据运动的特性，凸轮选择圆柱凸轮,按照运动规律设计其廓线如下：进刀圆柱凸轮廓线90315360601200圆柱凸轮转角位移(mm)335.665三、 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,旋转90,停止定位，进刀加工，快速退刀后，旋转90，进行下一个循环。在加工和
11、退刀的前半段（即刀具与工件有接触）时，必须将工作台固定，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、采用单销四槽槽轮机构。其结构图如下图所示：单销四槽槽轮机构 槽轮机构中，当圆销没有进入槽轮的径向槽时，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，槽轮在圆销作用下旋转，实现了间歇运动.因为卡盘每次旋转90，所以选择四槽均布槽轮，刚好实现旋转90的要求。2、采用棘轮机构，其结构图如下图所示： 机构采用曲柄摇杆机构来作为主动件,有运动循坏图中可知： 于是得：K2。15所以极位夹角大于等于65。7因此满足停留时间的于转动时间之间的比例关系，要求棘轮每次旋转90，因此摇杆的摆角也为90.棘轮机构3、采用不完全齿轮机构,其结构如下图所示：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,因此在啮合过程中，有齿的1/4带动完全齿轮旋转90，之后的270由于没有齿啮合,完全齿轮不转动，该机构结构简单，在低速(1r/0。8min）的转动中可与忽略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须将主轴固定住,刀具离开工件后到再次接触前(即卡盘旋转时）定位销必须拔出.由于本机床中采用了槽轮机构，该
