機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)鎖梁自動(dòng)成型機(jī)床切削機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、26目錄機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2課程設(shè)計(jì)說明 4原動(dòng)機(jī)的選擇 6 第一部分 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一、鎖梁自動(dòng)成型機(jī)床切削機(jī)構(gòu)的功能與設(shè)計(jì)要求 7二、工作原理圖及其解釋 8三、功能分解 8四、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的比較與選擇 9五、選定各個(gè)功能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)及方案對(duì)比選定及最終方案確定 16六、繪制機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖 17七、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案簡圖 19八、根據(jù)工藝動(dòng)作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 19 第二部分 機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算與設(shè)定一、送料機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算 21二、夾緊機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算 22三、進(jìn)給機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算 23四、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 24五、總體安裝尺寸27第三部分 計(jì)算機(jī)調(diào)試機(jī)構(gòu)一、凸輪形狀，運(yùn)動(dòng)調(diào)試二、六桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)程序

2、調(diào)試 33參考文獻(xiàn) 41設(shè)計(jì)總結(jié) 42貴州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 題號(hào) 01鎖梁自動(dòng)成型機(jī)床切削機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一、機(jī)構(gòu)說明和加工示意圖 鎖梁自動(dòng)成型機(jī)床加工鎖梁（即掛鎖上用于插入門扣的鉤狀零件）的工序?yàn)椋簩⒈P 圓鋼條校直、切槽、車圓頭、切斷和搬彎成型。本機(jī)構(gòu)為該機(jī)床的搬彎成型工藝部分， 由送料機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)和切削進(jìn)給機(jī)構(gòu)組合而成。切削加工原理如下圖：送料夾持器 1 將工件 7送到切削加工工位。彈簧夾頭的錐套6移動(dòng)，使夾緊爪 5 將工件 7夾緊，送料夾持器 1 即返回。圓錐凸輪 2 移動(dòng)，使與切槽刀桿和切斷刀桿相聯(lián)的擺桿 3 擺動(dòng)，開始 進(jìn)刀，由于刀盤 4 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，是工件被出圓槽、

3、圓頭和最后切斷。圓錐凸輪 2 返回， 擺動(dòng)刀桿退刀，彈簧夾頭松開工件，待送料夾持器 1 第二次送進(jìn)時(shí)，將已切削成型的工 件推出工位。6機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的有關(guān)數(shù)據(jù)1生產(chǎn)率 25件 / 分2機(jī)電輸入轉(zhuǎn)速：n1= 1000轉(zhuǎn)/分3工件尺寸：L= 160 D1= 6 D2= 4課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目內(nèi)容：1 目標(biāo)分析：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中規(guī)定的設(shè)計(jì)任務(wù)，進(jìn)行功能分析，作出工藝動(dòng) 作的分解，明確各個(gè)工藝動(dòng)作的工作原理。2 創(chuàng)新構(gòu)思： 對(duì)完成各工藝動(dòng)作和工作性能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行全面構(gòu) 思。對(duì)各可行方案進(jìn)行運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì)和協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。3 方案擬定：擬定總體方案，進(jìn)行執(zhí)行系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、原動(dòng)機(jī)的選擇和基本 參數(shù)設(shè)

4、計(jì)。4 方案評(píng)價(jià)：對(duì)各行方案進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析、力分析及有關(guān)計(jì)算、以進(jìn)行功能、性 能評(píng)價(jià)和技術(shù)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。5 方案決策：在方案評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上進(jìn)行方案決策，在可行方案。確認(rèn)其總體設(shè) 計(jì)方案，繪制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡圖、編寫總體方案設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)說明書。課程設(shè)計(jì)要求：1 按工藝動(dòng)作設(shè)計(jì)多個(gè)組合機(jī)構(gòu)的總體方案， 根據(jù)評(píng)標(biāo)的運(yùn)動(dòng)特性、 傳力特性、 工作可靠性、結(jié)構(gòu)緊湊性和制造經(jīng)濟(jì)性等進(jìn)行分析比較，最后確定一、二個(gè) 較好的方案，擬定出運(yùn)動(dòng)方案示意圖。2 分解工藝動(dòng)作，根據(jù)生產(chǎn)率繪制送料機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)和進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán) 圖。（4 號(hào)圖）3 根據(jù)生產(chǎn)率和電機(jī)轉(zhuǎn)速，設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)。4 用圖解法對(duì)送料機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)和進(jìn)刀機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)

5、設(shè)計(jì)，繪制組合機(jī)構(gòu)的 運(yùn)動(dòng)簡圖。（4 號(hào)圖）5 用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)對(duì)送料機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析：（ 1） 編制計(jì)算流程框圖。（ 2） 根據(jù)計(jì)算流程框圖編制主程序，上機(jī)計(jì)算及打印結(jié)構(gòu)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，繪出凸輪輪廓和從動(dòng)件位移曲線7 編寫課程設(shè)計(jì)說明書。內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)題目、工藝要求、設(shè)計(jì)內(nèi)容、方案選 擇與比較、各機(jī)構(gòu)類型和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的選擇、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)步驟、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析計(jì)算流程框圖、 主程序及計(jì)算結(jié)構(gòu)、 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、參考資料目錄和設(shè)計(jì)小結(jié)等。 （20 頁以上） 五、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)題目分配：1. 凡學(xué)號(hào)末位第二位數(shù)（即十位數(shù)）為、的同學(xué)作鎖梁自動(dòng)成

6、型機(jī)切削機(jī)構(gòu) （即 A1 A10 ）。2. 學(xué)號(hào)末位數(shù)（即個(gè)位數(shù)）為題號(hào)代號(hào)。例：學(xué)號(hào) 03*13 的同學(xué)作鎖梁自動(dòng)成型機(jī)切削機(jī)構(gòu)。 題號(hào)代號(hào)為 A3 的數(shù)據(jù)。 附表： 鎖梁自動(dòng)成型機(jī)床切削機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)題目數(shù)據(jù)題目代號(hào)A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10生產(chǎn)率10121518202425283032電機(jī)轉(zhuǎn)速7007508008509009501000110012001250工件長度250240225200190180160150120100工件 D1101099886655工件 D2776655443.53.5齒輪模數(shù)665544332.52.5課程設(shè)計(jì)說明一、 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的目的和要求

7、 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是工科院校機(jī)械類學(xué)生在大學(xué)期間利用已學(xué)過的知識(shí)和計(jì)算機(jī)工具 第一次比較全面的、 具有實(shí)際內(nèi)容和意義的課程設(shè)計(jì)， 也是機(jī)械原理課程的一個(gè)重要的實(shí)踐 教學(xué)環(huán)節(jié)。 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是將知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力的橋梁， 其主要目的是進(jìn)一步鞏固和加深 學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)， 并將其系統(tǒng)化； 培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力； 使學(xué)生初步掌握機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)，并在機(jī)構(gòu)分析與綜合方面受到一次比較全面的訓(xùn)練。隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展和人民生活水平的日益提高，機(jī)械產(chǎn)品種類日益增加。例如： 各種金屬切削機(jī)床、儀器儀表、重型機(jī)械、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、石油化工機(jī)械、交通運(yùn)輸 機(jī)械、海洋作業(yè)機(jī)械、鋼鐵

8、成套設(shè)備以及辦公設(shè)備、家用電器、兒童玩具等。各種機(jī)械設(shè)備 一般均需實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和操作過程的自動(dòng)化， 或者實(shí)現(xiàn)某一工藝動(dòng)作過程。 因此， 機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì) 首先需要進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)和構(gòu)思， 各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選用和創(chuàng)新設(shè)計(jì)。 這 些新機(jī)械設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)者除了掌握各種典型機(jī)構(gòu)的工作原理、 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、 設(shè)計(jì)方 法和應(yīng)用場合等知識(shí)外，還要考慮如何選擇巧妙的工藝動(dòng)作過程來達(dá)到預(yù)定的機(jī)械功能求， 如何選用或創(chuàng)新機(jī)構(gòu)型式并組合成機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案完成上述選定的工藝過程。機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案及機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡圖設(shè)計(jì)是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的第一步， 也是決定機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量水 平高低、 性能優(yōu)劣和經(jīng)濟(jì)效益好壞的關(guān)鍵性的一步。 機(jī)械

9、原理課程設(shè)計(jì)要求針對(duì)某種簡單機(jī) 器（工藝動(dòng)作過程比較簡單）進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡圖設(shè)計(jì)，其中包括機(jī)器功能分析、工藝動(dòng)作確 定、執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇、 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案評(píng)價(jià)和機(jī)構(gòu)尺度綜合等。通過機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)，更為重 要的是培養(yǎng)學(xué)生開發(fā)和創(chuàng)新機(jī)械的能力。 創(chuàng)新能力的培養(yǎng)在機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)中占有十分重 要的位置。二、 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟這一階段是設(shè)計(jì)過程不可分割可靠性和經(jīng)濟(jì)性， 使產(chǎn)品更具由工作原理出發(fā)設(shè)計(jì)和構(gòu)思出1、機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過程不論哪一類設(shè)計(jì)， 為了提高機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量， 必須有一個(gè)科學(xué)設(shè)計(jì)的程序， 機(jī)械設(shè)計(jì)的 一般進(jìn)程可分為四個(gè)階段：產(chǎn)品規(guī)劃階段、方案設(shè)計(jì)階段、詳細(xì)設(shè)計(jì)階段和改進(jìn)設(shè)計(jì)階段。 通常廣

10、泛實(shí)施和應(yīng)用的程序可歸納成附表 1 所示的框圖程序。1）產(chǎn)品規(guī)劃階段 其中心任務(wù)是進(jìn)行需求分析、市場預(yù)測、可行性分析、確定設(shè)計(jì)參 數(shù)及制約條件，最后給出詳細(xì)的設(shè)計(jì)任務(wù)書（或要求表） ，作為設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和決策的依據(jù)。2）方案設(shè)計(jì)階段 需求是以產(chǎn)品的功能來體現(xiàn)的，功能與產(chǎn)品設(shè)計(jì)關(guān)系是因果關(guān)系， 但又不是一一對(duì)應(yīng)的。 體現(xiàn)同一功能的產(chǎn)品可以有多種多樣的工作原理， 因此， 這一階段是 在功能分析的基礎(chǔ)上，通過創(chuàng)新構(gòu)思、搜索探求、 優(yōu)化篩選取得較理想的工作原理方案。對(duì) 于機(jī)械產(chǎn)品來說，在功能分析和工作原理確定的基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝動(dòng)作構(gòu)思和工藝動(dòng)作分解， 初步擬定各執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作相互協(xié)調(diào)配合的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖， 進(jìn)行機(jī)

11、械運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì) （即機(jī)械系 統(tǒng)的型綜合和數(shù)綜合）等。這就是機(jī)械產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。3）詳細(xì)設(shè)計(jì)階段 主要是將機(jī)械的構(gòu)形構(gòu)思和機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡圖具體轉(zhuǎn)化為機(jī)器及其零部件的 合理結(jié)構(gòu)。 也就是要完成機(jī)械產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì)、 部件和零件設(shè)計(jì)， 完成全部生產(chǎn)圖紙并編制 設(shè)計(jì)說明書等有關(guān)技術(shù)文件。4）改進(jìn)設(shè)計(jì)階段 根據(jù)樣機(jī)性能測試數(shù)據(jù)，用戶使用以及在鑒定中所暴露的各種問題進(jìn)一步做出相應(yīng)的技術(shù)完善工作， 以確保產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。 的一部分， 通過這一階段的工作可以進(jìn)一步提高產(chǎn)品的效能、 有生命力。2、機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡圖設(shè)計(jì) 機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡圖設(shè)計(jì)主要包括下列內(nèi)容：1）功能原理方案的設(shè)計(jì)和構(gòu)思 根據(jù)機(jī)械所要實(shí)現(xiàn)的功能 （功用

12、） 采用有關(guān)的工作原理，工藝動(dòng)作的過程就是功能原理方案設(shè)計(jì)。 在功能設(shè)計(jì)中， 應(yīng)將機(jī)械將要達(dá)到的總功能， 分解 成多個(gè)功能元的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作， 確定運(yùn)動(dòng)方案。 在確定功能元中還應(yīng)考慮各執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的協(xié)調(diào) 配合關(guān)系， 畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 值得指出的是， 一個(gè)靈巧的功能原理方案是創(chuàng)新機(jī)械的出 發(fā)點(diǎn)和歸宿。2）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案通常用機(jī)械運(yùn)動(dòng)示意圖來表示， 它是根據(jù)功能原理方案中提出的工藝動(dòng)作 過程及各個(gè)動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求， 選擇相應(yīng)的若干個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)， 并按一定的順序把它們組合 成機(jī)械運(yùn)動(dòng)示意圖， 這個(gè)機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)能合理地、 可靠地完成上述工藝動(dòng)作。 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案就 是機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡圖設(shè)計(jì)中的型綜合

13、， 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案中所畫出的表示機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)型式、 機(jī)構(gòu)相互聯(lián) 接情況的示意圖是進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡圖設(shè)計(jì)尺度綜合的依據(jù)。3）機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡圖的尺度綜合 將機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)工藝動(dòng)作運(yùn)動(dòng)規(guī)律和機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的要求進(jìn)行 尺度綜合。 機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡圖中各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸 （如有高副機(jī)構(gòu)還應(yīng)包括高副的形狀） 都要通 過分析、 計(jì)算加以確定。 當(dāng)然在設(shè)計(jì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡圖進(jìn)行尺度綜合時(shí)， 應(yīng)該同時(shí)考慮其運(yùn)動(dòng)條 件和動(dòng)力條件，否則不利于設(shè)計(jì)性能良好的新機(jī)械。原動(dòng)機(jī)的選擇鎖粱自動(dòng)成型機(jī)床應(yīng)用于大批量的生產(chǎn)， 原動(dòng)機(jī)啟動(dòng)頻繁， 切削工件需要的功率 較大，應(yīng)選三相電機(jī)， 必須在長時(shí)間里連續(xù)工作， 為滿足以上要求可以選擇三相

14、異步電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，額定電壓為 380V，額定轉(zhuǎn)速為 1000 轉(zhuǎn)每分。第一部分 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、鎖梁自動(dòng)成型機(jī)床切削機(jī)構(gòu)的功能與設(shè)計(jì)要求圖 1-1.1圖 1-1.1 所示為掛鎖的一個(gè)零件，稱為“鎖梁” 。鎖梁自動(dòng)成型機(jī)床切削機(jī)構(gòu)的功能是 將材料切削加工成扳彎前“鎖梁” 。設(shè)計(jì)要求和參數(shù)為：“鎖梁”的形狀如圖 1-1.1 所示；連續(xù)自動(dòng)生產(chǎn)；生產(chǎn)能力為 25 件 /min ；加工質(zhì)量要達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求；機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案應(yīng)力求簡單，可靠；根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書選擇第七題目數(shù)據(jù)；、工作原理圖及其解釋9圖 1-2.1切削加工原理如上圖：送料夾持器 1 將工件 7 送到切削加工工位。彈簧夾頭的錐套 6 移動(dòng)，使

15、夾緊爪 5將工件 7 夾緊，送料夾持器 1 即返回。圓錐凸輪 2 移動(dòng)，使與切槽刀桿和 切斷刀桿相聯(lián)的擺桿 3 擺動(dòng)，開始進(jìn)刀， 由于刀盤 4 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 使工件被切出圓槽，圓頭 和最后切斷。圓錐凸輪 2 返回，擺動(dòng)刀桿退刀，彈簧夾頭松開工件，待送料夾持器 1 第二次 進(jìn)刀時(shí)，將已切削成型的工件推出工位三、功能分解為了實(shí)現(xiàn)將工件切削加工成圖 1-1.1 的形狀，可將總功能分解為如下分功能：送料功能；材料夾緊功能；材料切削功能。其功能邏輯圖如 1-3.1 所示圖 1 3.1四、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的比較與選擇切削材料時(shí)的送料功能 工件送料功能需要采用往復(fù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，下面選用幾個(gè)備選方案來實(shí)現(xiàn)。1) 偏

16、置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)2 ）齒條 +連桿機(jī)構(gòu)圖 1-4.1功能： 將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)移動(dòng)結(jié)構(gòu)和工作原理： 如圖 1-4.1 所示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中， 滑塊的導(dǎo)路沒有通過了曲柄的回 轉(zhuǎn)中心，稱為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 通過連桿使滑塊實(shí)現(xiàn)往復(fù)移動(dòng)， 即可實(shí)現(xiàn) 送料功能。,其結(jié)構(gòu)和功能原理：可以將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線移動(dòng)，通過曲柄搖桿帶動(dòng)齒條的直線運(yùn)動(dòng) 原理如上圖 14.2 所示 :圖 1-4.23）六桿機(jī)構(gòu)圖 1-4.3功能： 用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成有急進(jìn)慢回特性的往復(fù)移動(dòng)。結(jié)構(gòu)和工作原理 : 如圖 1-4.3 所示的六桿機(jī)構(gòu)是由 1-2-3-6 組成的曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和連桿 4， 滑塊 5 串聯(lián)成的。 當(dāng)

17、曲柄 1 等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 從動(dòng)件 3 變速往復(fù)擺動(dòng)， 該機(jī)構(gòu)可在曲柄 1 長度一 定的情況下，使從動(dòng)件 5 獲得較大的行程。從動(dòng)件 5 的往復(fù)移動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)其送料功能。 根據(jù)以上三種方案知， 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)由于偏心距的限制， 使得壓力角過大， 且送料行程 較小，不能很好的滿足送料的要求。 而六桿機(jī)構(gòu)通過導(dǎo)桿 3 和連桿 4 可以調(diào)整送料壓力角和 送料行程， 從而獲得較合適的壓力角和送料行程， 故選擇如圖圖 1-4.3 所示的六桿機(jī)構(gòu)作 為最終送料機(jī)構(gòu)。切削材料時(shí)的夾緊功能通過凸輪實(shí)現(xiàn)夾緊管左右移動(dòng)使彈簧夾頭夾緊工件。 用彈簧夾頭進(jìn)行夾緊， 彈簧夾頭的 材料是焠火過的鋼套， 起夾爪有彈性， 夾爪外

18、部成錐體， 在彈簧夾頭的外面有一具有內(nèi)錐的 夾緊管， 當(dāng)夾緊管左右移動(dòng)時(shí)， 利用夾緊管與彈簧夾頭的錐面實(shí)現(xiàn)夾緊與松開， 夾緊管的左 右移動(dòng)由凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。面選用幾個(gè)備選方案來實(shí)現(xiàn)。1) 六桿機(jī)構(gòu)圖 1-4.4功能： 本機(jī)構(gòu)是把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為有急回運(yùn)動(dòng)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。結(jié)構(gòu)和工作原理 : 如圖 1-4.4 所示，當(dāng)曲柄 AB 等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng) 桿 BCDEF往復(fù)擺動(dòng)，在架上前面的彈簧夾頭部分，實(shí)現(xiàn)夾緊。2)凸輪機(jī)構(gòu) +連桿機(jī)構(gòu)功能： 通過凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過連桿機(jī)構(gòu)使得夾持器實(shí)現(xiàn)間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)。結(jié)構(gòu)和工作原理 : 如圖 1-4.5 所示，當(dāng)凸輪 7 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過直動(dòng)推桿 5 推動(dòng)擺桿 2 帶動(dòng)雖然以上

19、幾種方案都達(dá)到了運(yùn)動(dòng)的要圖 1-4.5 凸輪 +連桿機(jī)構(gòu)較為合適，根據(jù)以上 2 種可執(zhí)行方案， 經(jīng)過對(duì)他們進(jìn)行比較可得， 求，不過，考慮到其結(jié)構(gòu)的工藝性及制造方便性，選用 并較為可靠，結(jié)構(gòu)也較為簡單，有平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)特性。切削時(shí)的進(jìn)給功能通過刀具的繞工件旋轉(zhuǎn)和刀具的橫向切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)飛刀切削。由于采用飛刀切槽， 刀具不僅要繞工件旋轉(zhuǎn)， 同時(shí)還要作橫向切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 為了使結(jié)構(gòu)簡單， 當(dāng)橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 行程不大時(shí)， 可以用弧線運(yùn)動(dòng)代替， 弧線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是間歇往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)如圖， 回轉(zhuǎn)刀架上安 裝有能繞回轉(zhuǎn)刀架作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的切槽刀桿和切斷刀桿， 刀桿一端與錐套組成高副聯(lián)接。 錐套 與回轉(zhuǎn)刀架為鍵聯(lián)接，可相對(duì)

20、回轉(zhuǎn)刀架作軸向移動(dòng)。加工時(shí)， 錐套與回轉(zhuǎn)刀架一起旋轉(zhuǎn)，同 時(shí)由凸輪機(jī)構(gòu)試其作相對(duì)刀架的軸向移動(dòng)， 此時(shí)錐套與刀桿組成的高副使刀桿擺動(dòng)， 從而實(shí) 現(xiàn)切槽和切斷功能。下面選用幾個(gè)備選方案來實(shí)現(xiàn)。1）凸輪 + 連桿機(jī)構(gòu)（如圖 1-4.6 ）夾持器 1 做間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)夾緊功能。圖 1-4.5圖 1-4.6功能： 將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為刀架的間歇往復(fù)移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)刀架的進(jìn)給功能。 結(jié)構(gòu)和工作原理 : 如圖 1-4.6 所示，凸輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過推桿帶動(dòng)滑塊的水平移 動(dòng)，滑塊再通過連桿使得豎直桿左右擺動(dòng)， 從而使得刀架間歇往復(fù)移動(dòng)， 實(shí)現(xiàn)刀架的進(jìn)給功 能。此機(jī)構(gòu)中，滑塊處的摩擦較大，易造成機(jī)構(gòu)磨損，且

21、豎直擺桿與凸輪沒有任何的封閉， 使得刀架的往復(fù)移動(dòng)不易實(shí)現(xiàn)。2）凸輪 + 連桿機(jī)構(gòu)（如圖 1-4.7 ）圖 1-4.7功能： 將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為刀架的間歇往復(fù)移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)刀架的進(jìn)給功能。結(jié)構(gòu)和工作原理 : 如圖 1-4.7 所示，凸輪 7 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)推桿 5 的水平移動(dòng)，通過滾子 4 推動(dòng)豎直桿 2 擺動(dòng)，從而使得刀架間歇往復(fù)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)刀架的進(jìn)給功能。其中，推桿 5 上的兩個(gè)滾子有效地減小了系統(tǒng)摩擦， 改善了機(jī)構(gòu)的傳遞性能， 使得機(jī)構(gòu) 的傳遞效率大大的提高，彈簧 6 的使用使得豎直桿 2 與凸輪形成力封閉，保證了豎直桿 2 的往復(fù)間歇擺動(dòng)。使本機(jī)構(gòu)具有良好的動(dòng)力性能。綜上所述，經(jīng)比較可知

22、，圖 1-4.7 所示的（凸輪 + 連桿機(jī)構(gòu)）傳遞性能好，磨損較小， 且豎直桿與凸輪通過彈簧形成力封閉，可保證刀架的間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)。五、 選定各個(gè)功能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)及方案對(duì)比選定及最終方案確定 方案 一 ： 如圖 1-5.1 所示為機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案運(yùn)動(dòng)簡圖。電機(jī)通過皮帶輪傳到齒輪進(jìn) 行減速最后達(dá)到要求轉(zhuǎn)速，在公共軸上， 從而帶動(dòng)曲柄， 夾緊凸輪。進(jìn)給凸輪以相同角速度 轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄 1通過滑塊，導(dǎo)桿 2，連桿 3，將曲柄的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為送料器 4 的往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 夾緊凸輪通過滾子， 推桿 5，滾子，擺桿 8 將凸輪的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為夾緊套的間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 進(jìn)給凸輪通過滾子，推桿 6，滾子，擺桿 7 將凸輪的

23、勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為進(jìn)給裝置的間歇往復(fù)運(yùn) 動(dòng)。其中， 彈簧和彈簧使擺桿和擺桿與對(duì)應(yīng)的凸輪形成力封閉， 使擺桿和擺桿能夠進(jìn)行往復(fù) 間歇擺動(dòng)。圖 1 5.1方案二 ：如圖 1 5.2 所示，電機(jī)通過皮帶輪傳到齒輪進(jìn)行減速最后達(dá)到要求轉(zhuǎn)速，在公共軸上，從而帶動(dòng)曲柄和凸輪。曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)桿11，桿 11 又帶動(dòng)桿 10，使桿 10 與扇形齒輪一起左右擺動(dòng)， 從而也帶動(dòng)進(jìn)料器 9 的往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 夾緊凸輪通過滾子， 推桿 5，滾子， 擺桿 8 將凸輪的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為夾緊套的間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)；進(jìn)給凸輪通過滾子， 推桿 6，滾子，擺桿 7 將凸輪的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為進(jìn)給裝置的間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)。其中，彈簧和彈簧使擺桿和擺桿與對(duì)應(yīng)

24、的凸輪形成力封閉，使擺桿和擺桿能夠進(jìn)行往復(fù)間歇擺動(dòng)。圖 1 5.2通過兩個(gè)方案的每一個(gè)運(yùn)動(dòng)單元的對(duì)比， 最終方案一比較合適而且優(yōu)越， 所以選擇方案。其各單元選擇如下： 送料功能：選用六桿機(jī)構(gòu)，如圖 1-4.3 所示。 夾緊功能：選用凸輪機(jī)構(gòu) +連桿機(jī)構(gòu)，如圖 1-4.5 所示。機(jī)構(gòu)簡單，穩(wěn)定，具有間歇特性。 進(jìn)給功能： 選用凸輪 + 連桿機(jī)構(gòu)，如圖 1-4.7 機(jī)構(gòu)穩(wěn)定，運(yùn)動(dòng)具有確定性。六、繪制機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖1) 根據(jù)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式，繪制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖如圖1-6.1 所示圖 1 6.1根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖可構(gòu)成形態(tài)學(xué)矩陣， 由下表所示的形態(tài)學(xué)矩陣可求出鎖梁 自動(dòng)成型切

25、削系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方案數(shù)較多：圖 1 6.2可由給定的條件， 各機(jī)構(gòu)的相容性， 各機(jī)構(gòu)的空間布置， 類似產(chǎn)品的借鑒和設(shè)計(jì)者的經(jīng) 驗(yàn)等，從中選出若干個(gè)較為實(shí)際可行的方案， 然后從選出的若干個(gè)方案中用評(píng)價(jià)方法選出最 優(yōu)方案。得到如圖所示的一個(gè)最佳方案。七、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案簡圖如圖 1 7.1 所示為機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案運(yùn)動(dòng)簡圖。電機(jī)通過皮帶輪傳到齒輪進(jìn)行減速最 后達(dá)到要求轉(zhuǎn)速，在公共軸上，從而帶動(dòng)曲柄，夾緊凸輪。進(jìn)給凸輪以相同角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，曲 柄 1 通過滑塊，導(dǎo)桿 2，連桿 3 ，將曲柄的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為送料器 4 的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；夾緊凸輪 通過滾子，推桿 5，滾子，擺桿 8 將凸輪的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為夾緊套的間歇往

26、復(fù)運(yùn)動(dòng)；進(jìn)給凸 輪通過滾子，推桿 6，滾子，擺桿 7 將凸輪的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為進(jìn)給裝置的間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)。其 中，彈簧和彈簧使擺桿和擺桿與對(duì)應(yīng)的凸輪形成力封閉， 使擺桿和擺桿能夠進(jìn)行往復(fù)間歇擺 動(dòng)。圖 1 7.1八、根據(jù)工藝動(dòng)作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖執(zhí)行階段運(yùn)動(dòng)階段運(yùn)動(dòng)時(shí)間分配角度送料階段送料0.80120回程1.60240夾緊階段初始0.73110上升0.1725夾緊1.10165回程0.4060切削階段初始1.30195上升0.93140遠(yuǎn)休0.035回程0.1320圖 1 8.1如圖 1-8.1 所示，送料：進(jìn)程0- 120 回程120 - 360夾緊：近休0-110 推程110 - 1

27、35遠(yuǎn)休135-300 回程300-360進(jìn)給：近休300-135 推程135-275遠(yuǎn)休275-280 回程280-300第二部分 機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算與設(shè)定一、送料機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算圖 2-1.1如圖 2-1.1 所示， 根據(jù)工件長度 L=160mm，可確定滑塊行程為 160mm。為滿足送料時(shí) 有快進(jìn)慢退特性，采用以上六桿機(jī)構(gòu)，取曲柄 1 的極位夾角為 60，則導(dǎo)桿 3 長 160mm，曲 柄長為 40mm，為使送料最大壓力角為合適值 30 ，則連桿 4 長為 92.376mm。計(jì)算可得出 導(dǎo) 桿 3 的擺動(dòng)角度為 60，曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的壓力角恒為0 ，傳動(dòng)角恒為 90 ；送料機(jī)構(gòu)的最大壓力角為 30

28、，最小傳動(dòng)角為 60。、夾緊機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算圖 2-1.2如圖 2-1.2 所示， 夾緊機(jī)構(gòu)采用的是凸輪連桿機(jī)構(gòu)。 這里的推桿 5與凸輪中心相對(duì)， 偏 心距為 0，支點(diǎn) 3 位于加緊套與推桿 5豎直距離的中點(diǎn)處，以保證推桿 5 的移動(dòng)距離與夾緊 套的移動(dòng)距離相等。 而推桿 5 和擺桿 2 的長度根據(jù)實(shí)際裝配要求確定， 只要滿足其推程確定 就可以了， 所以這里只要確定凸輪， 設(shè)計(jì)凸輪尺寸見第三部分計(jì)算機(jī)調(diào)試機(jī)構(gòu)中的凸輪形狀 運(yùn)動(dòng)調(diào)試。三、進(jìn)給機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算如圖 2-1.3 所示， 進(jìn)給機(jī)構(gòu)采用的是凸輪連桿機(jī)構(gòu)。 這里的推桿 5與凸輪中心相對(duì)， 偏 心距為 0，支點(diǎn) 3 位于錐套與推桿 5 豎直距離的

29、2/3 處，以保證錐套進(jìn)給距離是推桿 5 移動(dòng) 距離的兩倍。 而推桿 5 和擺桿 2 的長度根據(jù)實(shí)際裝配要求確定， 只要滿足其推程確定就可以 了，所以這里只要確定凸輪， 設(shè)計(jì)凸輪尺寸見第三部分計(jì)算機(jī)調(diào)試機(jī)構(gòu)中的凸輪形狀運(yùn)動(dòng)調(diào)四、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇機(jī)械系統(tǒng)中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是把原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)并實(shí)現(xiàn)能量的分配、 轉(zhuǎn) 速的改變及運(yùn)動(dòng)形式的改變的中間裝置。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)最常見的有齒輪傳動(dòng)、 帶傳動(dòng)、 蝸桿傳動(dòng) 等。他們的特點(diǎn)如表 1特點(diǎn)壽命應(yīng)用齒輪傳 動(dòng)承載能力和速度范圍大；傳動(dòng)比 恒定，采用衛(wèi)星傳動(dòng)可獲得很大 傳動(dòng)比，外廓尺寸小，工作可靠， 效率高。制造和安裝精度要求高， 精度低時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)有噪音；

30、無過載 保護(hù)作用取決于齒輪材料的接 觸和彎曲疲勞強(qiáng)度以 及抗膠合與抗磨損能 力金屬切削機(jī)床、 汽車、 起重運(yùn)輸機(jī)械、冶金 礦山機(jī)械以及儀器等蝸桿傳 動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，單級(jí)傳動(dòng)能得到很大 的傳動(dòng)比；傳動(dòng)平穩(wěn)，無噪音； 可制成自鎖機(jī)構(gòu)；傳動(dòng)比大、滑 動(dòng)速度低時(shí)效率低；中、高速傳 動(dòng)需用昂貴的減磨材料；制造精 度要求高，刀具費(fèi)用貴。制造精確，潤滑良好， 壽命較長； 低速傳動(dòng)， 磨損顯著金屬切削機(jī)床（特別 是分度機(jī)構(gòu)） 、起重 機(jī)、冶金礦山機(jī)械、 焊接轉(zhuǎn)胎等帶傳動(dòng)軸間距范圍大，工作平穩(wěn)，噪音 小，能緩和沖擊，吸收振動(dòng)；摩 擦型帶傳動(dòng)有過載保護(hù)作用；結(jié) 構(gòu)簡單，成本低，安裝要求不高； 外廓尺寸較大；摩擦型帶有

31、滑動(dòng)， 不能用于分度鏈；由于帶的摩擦 起電，不宜用于易燃易爆的地方； 軸和軸承上的作用力很大，帶的 壽命較短帶輪直徑大，帶的壽 命長。 普通 V 帶 3500-5000h屬切削機(jī)床、鍛壓機(jī) 床、輸送機(jī)、 通風(fēng)機(jī)、 農(nóng)業(yè)機(jī)械和紡織機(jī)械鏈傳動(dòng)軸間距范圍大；傳動(dòng)比恒定；鏈 條組成件間形成油膜能吸振，對(duì) 惡劣環(huán)境有一定的適應(yīng)能力，工 作可靠；作用在軸上的荷載??； 運(yùn)轉(zhuǎn)的瞬時(shí)速度不均勻，高速時(shí) 不如帶傳動(dòng)平穩(wěn)；鏈條工作時(shí)， 特別是因磨損產(chǎn)生伸長以后，容 易引起共振，因而需增設(shè)張緊和 減振裝置與制造質(zhì)量有關(guān)5000-15000h農(nóng)業(yè)機(jī)械、 石油機(jī)械、 礦山機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械 和起重機(jī)械等表1由上述幾種主要的傳

32、動(dòng)裝置相互比較可知， 由于傳動(dòng)比較大， 故選擇多級(jí)減速傳動(dòng)， 第 一級(jí)傳動(dòng)選擇帶傳動(dòng)， 可對(duì)電動(dòng)機(jī)起到過載保護(hù)的作用。以后的用齒輪傳動(dòng)，其齒輪的設(shè) 計(jì)及齒數(shù)如圖所示。其傳動(dòng)路線為 ： 轉(zhuǎn)速為 1000r/min 的電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶傳動(dòng)傳至齒輪， 齒輪逐級(jí)減速轉(zhuǎn)動(dòng)， 最后傳到同一分配軸上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分支， 即帶動(dòng)軸上的夾緊凸輪， 進(jìn)給凸輪， 送料曲柄同步轉(zhuǎn) 動(dòng)。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)送料，夾緊，進(jìn)給的功能。由于生產(chǎn)率為 25件/ 分，而電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 1000r/min ，則i = n 4/ n 電 = 25/1000=1/40一級(jí)減速（皮帶減速）i 1 = 150/300=1/2二級(jí)減速（齒輪減速）i 2=20/4

33、0=1/2三級(jí)減速（齒輪減速）i=20/40=1/2四級(jí)減速（齒輪減速）i=10/50=1/5i=1/2*1/2*1/2*1/5=1/40 如圖 2-1.4 所示的尺寸。圖 2 1.4五、總體安裝尺寸其中，由送料機(jī)構(gòu)知 H=104.752 mm, 則擺桿 8 的支點(diǎn)與加緊套的豎直距離為1/2 H=52.376mm，擺桿 7的支點(diǎn)與錐套軸線豎直距離為 1/2 H = 52.376mm ， 夾緊推桿 6長度為 200mm ，進(jìn)給推桿 5 的長度為 80 mm 。第三部分 計(jì)算機(jī)調(diào)試機(jī)構(gòu)一、 凸輪形狀，運(yùn)動(dòng)調(diào)試1、 夾緊凸輪計(jì)算：基圓半徑 R=75mm 滾子半徑 r=10mm 推程 h=10mm凸輪

34、選擇及運(yùn)動(dòng)分段設(shè)計(jì)結(jié)果:列上心仝片二 |壬 主三瓷？：嚴(yán)一=豺二壬:4 4 23?23?Z Z芋二？ = = 22: :75750 0； 19.19.二勺三二三.Q.Q三勺三才勺:i:i rm:s;rm:s; 1 1：. . ： ；：；：2 22 蘇7G7G- -；S S = =；-.-.-:需.ZiCZiC：T T：T T 色飽20202D2DJ.miJ.mi，弋 W W 二 - i.i. ；ClCClC；i i - -；. . : :U U；iUiU 2.3i2.3i： -i-i：:.:. - -2 2 : ilLTlilLTllT.lHUULlT.lHUUL1.1. 4 4： ：41I1

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