《四工位專用機床課程設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《四工位專用機床課程設(shè)計（5頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、精品文檔，僅供學習與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 目錄 一，功能原理和設(shè)計要求....................................................................................1 1）工作原理 2）設(shè)計要求 二，功能分解和運動分析 1）功能分解 2）運動分析 三，擬定運動循環(huán)圖 四，執(zhí)行機構(gòu)選型 五，傳動機構(gòu)選型 六，機械運動方案的選擇 七，機械運動方案簡圖 八，尺寸計算 1）機器整體輪廓打消的確定 2）電機的選型 3）減速器的傳動設(shè)計 4）槽輪的尺寸計算 5

2、）直動推桿圓柱凸輪的尺寸設(shè)計 九，機械運動方案的評價和改進 一，功能原理和設(shè)計要求 1. 工作原理 四工位專用機床是在四個工位上分別完成相應的裝卸工件，鉆孔，擴孔，絞孔工作，它執(zhí)行動作有兩個：一時裝有四工位工件的回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動；二十裝有由專用電動機丹東的三把專用刀具的主軸箱的刀具的轉(zhuǎn)動和移動。 2. 設(shè)計要求 1）頂端離開工件表面65mm,快速移動送進了60mm后，再勻速送進60mm（包括5mm刀具切入量，45mm工件孔深，10mm刀具切出量），然后快速返回，回程和工作行程的平均速度只比K=2. 2）刀具勻速進給速度為2mm/s，工件裝，卸時間不超過10

3、s. 3）生產(chǎn)率為每小時約75件。 4）執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)應裝入機體內(nèi)。 2． 功能分解和運動分析 1.功能分解 通過對工作原理和設(shè)計要求的分析可知，四工位專用機床的回轉(zhuǎn)臺與主軸箱的功能分為一下幾個動作： 1）安裝工件的回轉(zhuǎn)臺間歇轉(zhuǎn)動。 2）安裝刀具的主軸箱要完成快進，勻速進給，快速返回幾個動作。 3）主軸箱上的刀具轉(zhuǎn)動切削工件。 2..運動分析 設(shè)選定電動機型號為Y160M2—8，其轉(zhuǎn)速n=720r/min，P=5.5km,則四工位專用機床的一個周期內(nèi)的詳細運動情況為： 1)電動機作為驅(qū)動，通過減速裝和其他齒

4、輪系將符合要求的轉(zhuǎn)速傳遞給回轉(zhuǎn)臺上的間歇機構(gòu)，使其做間歇轉(zhuǎn)動，同時也將符合要求的轉(zhuǎn)速傳遞給主軸箱下的刀具移動機構(gòu)，使其做符合要求的動作。 2）當間歇機構(gòu)開始第一次循環(huán)時，安裝，并加緊工件，間歇機構(gòu)從0°轉(zhuǎn)至90° 3）間歇機構(gòu)從從90°轉(zhuǎn)至180°，主軸完成一次工作循環(huán)（快進，刀具勻速進給，快退）。 4）間歇機構(gòu)從180°轉(zhuǎn)至270°，主軸完成一次工作循環(huán)（快進，刀具勻速進給，快退）。 5）間歇機構(gòu)從270°轉(zhuǎn)至360°，主軸完成一次工作循環(huán)（快進，刀具勻速進給，快退），將加工好的工件取下。 三，依據(jù)運動分析和協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖 對于四工位專

5、用機床，其運動循環(huán)圖主要是確定回轉(zhuǎn)臺的間歇轉(zhuǎn)動機構(gòu)和主軸箱進，退刀的控制機構(gòu)的先后動作順序，以協(xié)調(diào)各執(zhí)行構(gòu)件的動作關(guān)系，便于機器的設(shè)計，安裝和調(diào)試。下邊用矩形圖的表示方法對其運動循環(huán)圖進行擬定。 如圖： 時間（秒） 0→12 12→24 24→36 36→48 間歇機構(gòu)運動情況 勻速旋轉(zhuǎn)90°（0到12秒） 靜止（12到48秒） 主軸箱運動情況 快進12秒 勻速送進60mm(12到42秒） 快退6秒 四，執(zhí)行機構(gòu)與傳動機構(gòu)選型 根據(jù)前述要求，主軸箱刀具應做往復運動，行程較大，且有一段時間內(nèi)做勻速運動（進給階段），并有急回特性；回轉(zhuǎn)臺做間歇轉(zhuǎn)動。這些運

6、動要求不一定都等得到滿足，但必須保證當?shù)毒咦鲞M給切削運動和回程未離開工件表面時，回轉(zhuǎn)臺靜止未轉(zhuǎn)動，這可在運動鏈中加入運動補償機構(gòu)，從而使兩者的運動達到良好的配合。與此出發(fā)構(gòu)思方案。 1，回轉(zhuǎn)臺間歇轉(zhuǎn)動機構(gòu)方案 方案一:槽輪機構(gòu)。如圖3—1所示槽輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單外形尺寸小，機械效率高，并能較平穩(wěn)的，間歇的進行轉(zhuǎn)位。但因傳動時尚存在柔性沖擊，故常用于速度不高的場合。 方案二：不完全齒輪機構(gòu)。如圖3—2所示，它室友齒輪機構(gòu)演變而得到的一種間歇欲動機構(gòu)。即在主動輪上制作出一部分齒，并根據(jù)運動時間與停歇時間的要求，在從動輪上做出與主動輪輪齒相嚙合的輪齒。當從動輪做連續(xù)回轉(zhuǎn)運動時，從東輪做間歇回

7、轉(zhuǎn)運動。不完全齒輪的結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，工作可靠，設(shè)計時從動輪的運動時間和靜止時間的比例可在較大范圍內(nèi)變化。其缺點是有較大沖擊，故質(zhì)疑與低速，輕載場合。 圖3—1 圖3—2 方案三：棘輪機構(gòu)。如圖3—3所示，棘輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，運動可靠；而且棘輪機構(gòu)軸每次轉(zhuǎn)過角度的大小可以在交大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，這些都是它的有點。其缺點是工作時有較大的沖擊和噪聲，而且運動精度較差。所以，棘輪機構(gòu)常用于速度較低和載荷不大的場合。 2. 主軸箱刀具移動機構(gòu)方案 方案一：凹槽圓柱凸輪機構(gòu)。如圖3—4所示，當具有凹槽

8、的圓柱凸輪回轉(zhuǎn)時，其凹槽的側(cè)面通過嵌于凹槽中的滾子迫使連接與主軸箱相連結(jié)的桿一起運動，是進刀和退刀的運動規(guī)律如何，則決定于凹槽曲線的形狀。 凸輪機構(gòu)的最大優(yōu)點是只要適當?shù)卦O(shè)計出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿的到各種預期的運動規(guī)律，而且響應快速，機構(gòu)簡單緊湊。凸輪機構(gòu)的缺點是凸輪廓線與推桿之間為點，線接觸，易磨損，凸輪制造困難。 圖3—3 圖3—4 方案二：盤形凸輪機構(gòu)。如圖3—5所示，是經(jīng)過電動機帶動傳動帶及齒輪減速后由齒輪機構(gòu)直接帶動及齒輪減速后，有齒輪機構(gòu)直接

9、帶動的，因而其運行角速度是常量。但因為其凸輪處于機床機箱外部，并且其返程機構(gòu)復雜。 方案三：凸輪連桿機構(gòu)。如圖3—6所示，經(jīng)過電動機帶動傳動帶及齒輪減速后由凸輪推動與主軸箱相連接的L行連桿，從而使主軸箱隨凸輪決定的運動規(guī)律運動。但此機構(gòu)本身L型連桿尺寸過大，不能適合的至于機箱內(nèi)。 圖3—5 圖3—6 3，減速機構(gòu)方案 方案一：定軸輪系減速器。 如圖：3—7 傳動比：N電機/N主軸=720r/min/1r/min

10、 圖3—7 方案二：采用外嚙合行星齒輪減速器。如圖3—8 傳動比：N電機/N主軸=720r/min/1r/min 圖3—8 四，機械運動方案選型 由表列4—1 功能元 功能元解（匹配機構(gòu)） 1 2 3 回轉(zhuǎn)臺間歇運動機構(gòu) 槽輪機構(gòu) 不完全齒輪機構(gòu) 棘輪機構(gòu) 主軸箱刀具移動機構(gòu) 凹槽圓柱凸輪機構(gòu) 盤裝凸輪機構(gòu) 凸輪連桿機構(gòu) 傳動機構(gòu) 定軸輪系減速器 外嚙合行星齒輪減速器 由排列組合原理可以計算得到，共有： N=3*3*2=18 種方案可供選擇。 從這

11、些方案中剔除明顯不合理的在進行綜合評價，綜合評價指標為： 1）是否滿足預定的運動要求。 2）運動鏈機構(gòu)的順序安排是否合理； 3）運動精確。 4）制造難易； 5）成本高低。 6）是否滿足環(huán)境，動力源，生產(chǎn)條件等的限制條件； 根據(jù)以上綜合評價指標，最后選擇出以下較好的方案：槽輪機構(gòu)+凹槽圓柱凸輪機構(gòu)+外嚙合行星輪減速器。 五，畫出機械運動方案簡圖 根據(jù)上網(wǎng)查詢資料和文件初步擬定四工位外形尺寸，畫出此方案示意圖 此方案中，電動機作為驅(qū)動機構(gòu)，將動能傳遞給帶輪，通過動能傳遞給帶輪，通過帶輪 分兩路將扭矩傳遞給執(zhí)行

12、機構(gòu)，一路通過齒輪傳動將扭矩傳遞給槽輪機構(gòu)，是工作臺作間歇轉(zhuǎn)動；另一路通過行星輪系減速夠?qū)⑴ぞ貍鬟f給移動推桿圓柱凸輪機構(gòu)，使主軸箱完成進，退刀的動作。兩路傳動機構(gòu)相互配合，相互合作，共同和完成額定加工功能和加工任務(wù)。 六，對傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)進行運動尺寸計算 機構(gòu)的運動尺寸計算包 括機器的整體的輪廓尺寸、 各機構(gòu)的空間相對位置和各 零部件的尺寸大小。對于四 工位專用機床，本文將從整 體輪廓、電機選型、減速器 配置、間歇機構(gòu)、移動控制 機構(gòu)等幾個方面對其運動尺 寸進行計算和擬定?？紤]到 尺寸計算的難易程度和機構(gòu)

13、 的加工精度高低，下面將以 方案Ⅰ為對象，重點對其各 組成機構(gòu)進行運動尺寸的計 算。 1．機器整體輪廓大小的確定 根據(jù)上網(wǎng)查詢的資料和文件初步擬定四工位專用機床的外形尺寸和各機構(gòu) 的大體空間相對位置如圖8 所示，用以檢查并校核其內(nèi)部執(zhí)行機構(gòu)是否能裝入機 體內(nèi)，也是作為內(nèi)部機構(gòu)尺寸計算和設(shè)計的重要參考。 2．電機的選型 對于電機的選擇，主要的參考指標有以下幾點： 1 ）原動機的啟動、過載、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、調(diào)速和控制等方面是否滿足要求； 2 ）工作環(huán)境的影響； 3 ）工作是否可靠，操作是否簡易，維修是否方便；

14、 4 ）額定功率是否滿足負載需要； 5 ）工作是否可靠，操作是否簡易，維修是否方便 綜合考慮以上因素，并結(jié)合四工位專用機床的整體輪廓尺寸，選擇型號為 Y160M 2-8的三相異步電動機，其額定功率為5.5kW ，最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之 比為2.0，效率85% ，功率因素0.74，轉(zhuǎn)速n = 720r / min 。 3.減速器的傳動計算 選定電動機的的轉(zhuǎn)速n =720r / min ，而槽輪機構(gòu)和圓柱凸輪機構(gòu)的轉(zhuǎn)速 n1=60/48= 1.25r / min ，整個傳動機構(gòu)的傳動比為k =576 ，故對于減速器的功能要 求為其傳動比為576，根

15、據(jù)《機械原理》第五章輪系傳動的知識，對如圖9 所示 的行星輪系機構(gòu)進行詳細設(shè)計。 其中，各齒輪擬定為：z1=24,z2=25，z2'=24，z3'=23.考慮到其所占空間的模數(shù)可取m=3,采用正常齒制。 圖6—1行星輪系傳動機構(gòu) 該機構(gòu)的傳動比： I13=w1-wH/w3-wH=w1-wH/-wH=Z2Z3/Z2=575/576 即得w1-wH/-wH=575/576 由此可得iH1=576 齒輪嚙合最大中心距 amax=m/2(z1+z2)=3/2(24+25)=73.5mm 則在為裝外殼時機構(gòu)的寬度活搞的最大尺

16、寸為 Bmax=2amax=2*7305=147mm 上述計算表明，所選的齒輪齒數(shù)是比較符合傳動比要求的，并且傳動機構(gòu)外形小巧，結(jié)構(gòu)緊湊，有著非常精確的傳遞性能及較為簡單的工藝性能，符合機械傳動的方案設(shè)計要求。 4，槽輪的尺寸計算 結(jié)合本課題的設(shè)計的要求，如圖6—3所示，對槽輪各部分尺寸進行計算。 1）槽數(shù)z 按工位

17、要求定位4 2）中心距a 按結(jié)構(gòu)情況確定a=150mm 3）圓銷半徑r 按結(jié)構(gòu)情況確定r=15mm 4)槽輪每次轉(zhuǎn)位時主動件的轉(zhuǎn)角 2α=180°（1-2/z)=90° 5)槽間角2β=360°/z=90° 6）主動件到圓銷中心半徑 R1=asinβ=75tan45°=106mm 7)R1與a的比值 λ=R1/a=sinβ= 8)槽輪外圓半徑 R2= 9）槽輪槽深h≥a(λ+cosβ-1)+r=77.1mm 取h=80mm 10)運動系數(shù) k=z-2/2z=1/4(n=1,n為圓銷數(shù)） 5. 直動圓柱凸輪的尺寸 如圖即為凹槽凸輪的簡圖（如圖6—4），由于次凸輪的輪廓曲線為一空間曲線，不能直接在平面上表示，但圓柱面展開為平面后，次凸輪就成為一平面移動凸輪。此時可以用設(shè)計盤形凸輪輪廓曲線的方法做出圓柱凸輪的輪廓曲線展開圖。 圖6—4 圓柱凸輪的簡圖 【精品文檔】第 5 頁