四工位專用機(jī)床課程設(shè)計說明書

...........專業(yè)..專業(yè).專注.設(shè)計任務(wù)書：按工藝動作過程擬定機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖進(jìn)展回轉(zhuǎn)臺間歇機(jī)構(gòu)，，并進(jìn)展機(jī)械運(yùn)動方案評價和選擇按選定的電動機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動參數(shù)進(jìn)展機(jī)械傳動方案的擬定對傳動機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)展運(yùn)動尺寸設(shè)計2號圖紙上畫出最終方案的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖編寫設(shè)計計算說明書：從刀具頂端離開工件外表65mm位置，快速移動送進(jìn)了60mm后，在勻速送進(jìn)60mm〔5mm刀具切入量，45mm工件孔深，10mm刀具切出量〕，然后快速返回?；爻毯凸ぷ鱇=2。60件。2mm/s，工件裝、10s。執(zhí)行機(jī)構(gòu)能裝入機(jī)體內(nèi)。機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計依據(jù)專用機(jī)床的工作過程和規(guī)律可得其運(yùn)動循環(huán)圖如下：進(jìn)進(jìn)60°鉆速工鉆作定397.4°頭勻臺位工頭靜銷定位快作進(jìn)0°鉆止插輪凸入銷拔出臺轉(zhuǎn)動退快頭240°鉆307.4°機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖機(jī)床工作運(yùn)動模型該專用機(jī)床要求三個動作的協(xié)調(diào)運(yùn)行，即刀架進(jìn)給、卡盤旋轉(zhuǎn)和卡盤的定位。其工作過程如下：機(jī)床工作運(yùn)動模型要確保在刀具與工件接觸時卡盤固定不動，刀具退出工件到下次接觸工件前完成卡盤旋轉(zhuǎn)動作。幾個動作必需協(xié)調(diào)全都，并依據(jù)肯定規(guī)律運(yùn)動。機(jī)械總體構(gòu)造設(shè)計一、原動機(jī)構(gòu)：原動機(jī)選擇Y132S-4異步電動機(jī)電動機(jī)額定功率P=5.5KW滿載轉(zhuǎn)速n=1440r/min。二、傳動機(jī)構(gòu)：傳動系統(tǒng)的總傳動比為i=n/n6,其中n6為圓柱凸輪所在軸的轉(zhuǎn)速，即總傳動比為1440/1。承受渦輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)〔或外嚙合行星減速輪系〕減速。三、執(zhí)行局部總體部局：，兩個運(yùn)動在工作過程。因此，，進(jìn)刀機(jī)構(gòu)設(shè)計、卡。而進(jìn)刀機(jī)構(gòu)設(shè)計歸結(jié)到底主要是圓柱凸輪廓線的設(shè)計，卡盤的設(shè)計主要是間歇機(jī)構(gòu)的選擇。在執(zhí)行過程中由于要滿足相應(yīng)的運(yùn)動速度，因此首先應(yīng)當(dāng)對于原動機(jī)的輸出進(jìn)展減速。：由于從刀具頂端離開工件外表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／小時，刀架一個來回〔生產(chǎn)１個工件〕的時間應(yīng)當(dāng)是１分鐘。依據(jù)這個運(yùn)動規(guī)律，可以計算出電機(jī)和工作1440/1。兩種方案的傳動比計算，參考主要零部件設(shè)計計算。下面爭論執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動協(xié)調(diào)問題：有運(yùn)動循環(huán)圖可知，裝上工件之后，進(jìn)刀機(jī)構(gòu)完成快進(jìn)、加工、退刀工作，，且在加工和退，，還要滿足間歇和固定兩個工作，〔或棘輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)與定位銷協(xié)調(diào)〕解決協(xié)調(diào)問題，具體實(shí)現(xiàn)步驟參考“回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計”。由于進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的運(yùn)動比較簡單，，。廓線的設(shè)計參考主要零部件設(shè)計計算。機(jī)械傳動系統(tǒng)設(shè)計1、渦輪蝸桿減速器：承受如圖機(jī)構(gòu)，通過渦輪蝸桿加上一個定軸輪系實(shí)現(xiàn)了：n電機(jī)nn電機(jī)n主軸1440r/min1r/min渦輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)2、外嚙合行星齒輪減速器：承受如圖承受漸開線直齒圓柱齒輪嚙合傳動，實(shí)現(xiàn)傳動比：n電機(jī)n電機(jī)n主軸1440r/min1r/min56437821外嚙合行星輪系減速機(jī)構(gòu)3、定軸輪系減速器：承受如圖承受漸開線直齒圓柱齒輪嚙合傳動，實(shí)現(xiàn)：nn電機(jī)n主軸1440r/min1r/min定軸輪系減速機(jī)構(gòu)定軸輪系減速機(jī)構(gòu)主要零部件的設(shè)計計算一、 減速機(jī)構(gòu)設(shè)計：渦輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)構(gòu)造圖如下：渦輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)渦輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)1、蝸桿：m=5mm 表10-7〕2、渦輪：(d=mz) m=5mm z2=20 d2=100mm z4=36 d4=180mmm=5mm，承受標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，z5=18,z6=36,ha*=1.0,(d=mz,d5=90mm,d6=180mm)4、傳動比計算：i i i i16 12 34

20 36 361118

1440：外嚙合行星齒輪減速器：構(gòu)造圖如下：556437821外嚙合行星輪系減速機(jī)構(gòu)外嚙合行星輪系減速機(jī)構(gòu)z3=18z4=21z5=20z6=17,z7=14z8=40傳動比計算：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：定軸輪系減速器z11=48

=z2z4z6z8z10z11=1440111

zz z z1 3 5

z z9 10定軸輪系減速機(jī)構(gòu) 二、圓柱凸輪進(jìn)刀機(jī)構(gòu)設(shè)計：1、運(yùn)動規(guī)律：60mm，60mm〔5mm,工10mm〕,快速退刀。2mm/s，由30s，x，快速退刀的時間為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)兩個方程聯(lián)立可以得出，x=10s , y=20s因此可以得出如以下圖所示的刀架運(yùn)動規(guī)律圖：快進(jìn)快進(jìn)勻速快退60° 240°刀架運(yùn)動規(guī)律圖 2、凸輪廓線設(shè)計：，進(jìn)刀的方向為安裝凸輪的軸的軸線方向，依據(jù)運(yùn)動的特性，凸輪選擇圓柱凸輪，依據(jù)運(yùn)動規(guī)律設(shè)計其廓線如下：位移(mm)12065600 60° 進(jìn)刀圓柱凸輪廓線進(jìn)刀圓柱凸輪廓線三、回轉(zhuǎn)工作臺機(jī)構(gòu)設(shè)計：回轉(zhuǎn)工作臺的運(yùn)動規(guī)律：四個工作位置，每個工作位置之間相差90°，在工作過程中，，快速退刀后，90°，進(jìn)展下一個循環(huán)。在加工和退刀的前半段〔即刀具與工件有接觸〕時，必需將工作臺固定，由于卡盤的工作位置為四個，還要滿足間歇和固定兩個工作，1、承受單銷四槽槽輪機(jī)構(gòu)。其構(gòu)造圖如以下圖所示：0單銷四槽槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)中，，由于槽輪的內(nèi)凹鎖止弧被撥盤的外凸鎖止弧卡住，故槽輪固定不動；當(dāng)圓銷進(jìn)入徑向槽時，鎖止弧的自鎖段被松開，槽輪，。由于卡盤每次旋轉(zhuǎn)90°，所以選擇四槽均布槽90°的要求。2、承受棘輪機(jī)構(gòu)，其構(gòu)造圖如以下圖所示：機(jī)構(gòu)承受曲柄搖桿機(jī)構(gòu)來作為主動件，有運(yùn)動循壞圖中可知：1 36060307.41k 36067.5°，90°，因此搖90°。棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)3、承受不完全齒輪機(jī)構(gòu)，其構(gòu)造如以下圖所示：不完全齒輪機(jī)構(gòu) 不完全齒輪的設(shè)計也是為了滿足間歇運(yùn)動，不完全齒輪上有1/4上有齒，因此在嚙1/490°，270°由于沒有齒嚙合，完全齒輪不轉(zhuǎn)動，該機(jī)構(gòu)構(gòu)造簡潔，在低速〔1r/min〕的轉(zhuǎn)動中可與無視齒輪嚙合時的沖擊影響。故也能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動規(guī)律。四、 圓柱凸輪定位銷機(jī)構(gòu)設(shè)計：由機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖可以看出，定位銷一共有兩個工作位置，刀具在與工件接觸前必需將主軸固定住，刀具離開工件后到再次接觸前〔即卡盤旋轉(zhuǎn)時〕定位銷必需拔出。由于本機(jī)床中承受了槽輪機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)有固定功能，定位銷的主要作用是關(guān)心定位，起保險作用！其構(gòu)造圖如以下圖所示圓柱凸輪定位銷機(jī)構(gòu)圓柱凸輪定位銷機(jī)構(gòu)位移(mm)200 307.4397.4定位圓柱凸輪轉(zhuǎn)角關(guān)心凸輪廓線 執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動部件的機(jī)構(gòu)設(shè)計一、方案設(shè)計依據(jù)該機(jī)床包含兩個執(zhí)行機(jī)構(gòu)，即主軸箱移動機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。主軸箱移動機(jī)構(gòu)的主動件是圓柱凸輪，從動件是刀架，行程中有勻速運(yùn)動段〔稱工作段〕，并具有急回特性。要滿足這些要求，需要將幾個根本機(jī)構(gòu)恰當(dāng)?shù)亟M合在一起來滿足上述要求。實(shí)現(xiàn)上述要求的機(jī)構(gòu)組合方案可以有很多種。1、減速機(jī)構(gòu)的方案有：⑴、渦輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)⑵、外嚙合行星輪系減速機(jī)構(gòu)⑶、定軸輪系減速機(jī)構(gòu)2、刀架規(guī)律性運(yùn)動的方案有：⑴、圓柱凸輪實(shí)現(xiàn)刀架規(guī)律性移動：⑵、盤型凸輪—尺條實(shí)現(xiàn)刀架規(guī)律性移動3、回轉(zhuǎn)工作臺回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)方案：⑴、單銷四槽槽輪機(jī)構(gòu)⑵、棘輪機(jī)構(gòu)⑶、不完全齒輪機(jī)構(gòu)：承受圓柱凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)二、方案比較㈠、減速機(jī)構(gòu)1、渦輪蝸桿減速器方案分析：此方案承受最一般的右旋阿基米德蝸桿。承受蝸桿傳動的主要緣由有：⑴、傳動平穩(wěn)，振動、沖擊和噪聲均較??；⑵、能以單級傳動獲得較大的傳動比，故構(gòu)造比較緊湊；⑶、機(jī)構(gòu)返行程具有自鎖性；本方案通過較為簡潔的渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了：n /minn電機(jī) 1r/min主軸的大傳動比。滿足了機(jī)構(gòu)要求的性能指標(biāo)，而且構(gòu)造緊湊，節(jié)約空間。本方案存在的缺乏：由于渦輪蝸桿嚙合齒間的相對滑動速度較大，使得摩擦損耗較大，因此傳動效率較低，易消滅發(fā)熱和溫升過高的現(xiàn)象。磨損也較嚴(yán)峻。解決的方法是可以承受耐磨的材料〔如錫青銅〕來制造渦輪，但本錢較高。2、外嚙合行星齒輪減速器方案分析：該方案承受漸開線直齒圓柱齒輪嚙合傳動，所選輪系為外嚙合行星齒輪系，承受齒輪機(jī)構(gòu)的緣由是其在各種機(jī)構(gòu)中的運(yùn)用比較廣泛，且制造過程簡潔，本錢較低，并且具有功率范圍大，傳動效率高，傳動比準(zhǔn)確，使用壽命長，工作安全牢靠等特點(diǎn)。方案中齒輪系為復(fù)合，實(shí)現(xiàn)了：n /minn電機(jī) 1r/min主軸的大傳動比。且具有較高的傳動效率。本方案中存在的缺乏是，齒輪機(jī)構(gòu)構(gòu)造不夠緊湊，占用空間較大。3、定軸輪系減速器方案分析：該方案承受漸開線直齒圓柱齒輪嚙合傳動，所選輪系為定軸輪系，承受該機(jī)構(gòu)的緣由是運(yùn)用廣泛，制造過程簡潔，本錢較低，并且具有功率范圍大，傳動效率高，傳動比準(zhǔn)確，使用壽命長，工作安全牢靠等特點(diǎn)。方案中輪系為定軸輪系，實(shí)現(xiàn)了：n 1440r/min電機(jī)n 1r/min主軸的大傳動比。本方案中存在的缺乏是，齒輪機(jī)構(gòu)構(gòu)造不夠緊湊，占用空間較大。㈡、刀架規(guī)律性運(yùn)動機(jī)構(gòu)1、圓柱凸輪實(shí)現(xiàn)刀架規(guī)律性移動：該方案承受圓柱凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成，承受凸輪機(jī)構(gòu)，是由于該機(jī)構(gòu)只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得到各種預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律，而且機(jī)構(gòu)簡潔緊湊，但其缺乏在于凸輪廓線與推桿之間為點(diǎn)，線接觸，易磨損。2、盤型凸輪—尺條實(shí)現(xiàn)刀架規(guī)律性移動：使用盤行凸輪機(jī)構(gòu)首先需要加圓錐齒輪等機(jī)構(gòu)將軸的傳動方向轉(zhuǎn)變，然后設(shè)計凸輪的廓線。此方案中凸輪的廓線設(shè)計中，其導(dǎo)程是旋轉(zhuǎn)角度的函數(shù)，在計算中難求得準(zhǔn)確導(dǎo)程，因此凸輪廓線設(shè)計較簡單。故不考慮此方案。㈢、回轉(zhuǎn)工作臺回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1、單銷四槽槽輪機(jī)構(gòu)該方案承受槽輪機(jī)構(gòu)，是由于該機(jī)構(gòu)構(gòu)造簡潔，外形尺寸小，其機(jī)械效率高，并能較平穩(wěn)地，間歇地進(jìn)展轉(zhuǎn)位。，故常用于速度不太高的場合。此機(jī)床中屬于低速旋轉(zhuǎn)，因此槽輪機(jī)構(gòu)能夠滿足要求。2、棘輪機(jī)構(gòu)該方案承受棘輪機(jī)構(gòu)，是由于該機(jī)構(gòu)的構(gòu)造簡潔，制造便利，運(yùn)動牢靠，而且棘輪軸每次轉(zhuǎn)過的角度可以在較大的范圍內(nèi)調(diào)整，與曲柄搖桿機(jī)構(gòu)協(xié)作使用使其具有急回特性。本方案中的缺乏在于棘輪機(jī)構(gòu)在工作時有較大的沖擊和噪音，而且運(yùn)動精度較差，常用于速度較低和載荷不大的場合。此機(jī)床中屬于低速旋轉(zhuǎn)，沖擊可以無視，對于精度要求不是太高，因此該機(jī)構(gòu)能夠滿足要求。3、不完全齒輪機(jī)構(gòu)：該方案承受不完全齒輪嚙合實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動，此機(jī)構(gòu)構(gòu)造簡潔，加工安裝簡潔實(shí)現(xiàn)，由于其中含標(biāo)準(zhǔn)件，有很好的互換性，有準(zhǔn)確的傳動比，所以在工作過程中精度較高。此機(jī)構(gòu)的缺乏是由于在進(jìn)入嚙合時有沖擊，會產(chǎn)生噪聲，齒輪在磨損過程中會對精度有肯定影響。但是對于低速旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)能夠滿足使用要求。㈣、圓柱凸輪定位銷機(jī)構(gòu)該方案承受圓柱凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成，承受凸輪機(jī)構(gòu)，是由于該機(jī)構(gòu)只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得到各種預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律，而且機(jī)構(gòu)簡潔緊湊。本方案中主要存在的缺乏在于凸輪廓線與推桿之間為點(diǎn)，線接觸，易磨損。最終設(shè)計方案和機(jī)構(gòu)簡介一、 方案選擇：經(jīng)過方案分析與比較，該機(jī)構(gòu)最終選擇如下方案組合：1、電機(jī)選擇Y132S-4型異步電動機(jī)。該電動機(jī)額定功率 P=5.5KW,滿載轉(zhuǎn)速n=1440r/min。扭矩和功率均能滿足工作要求。2、傳動、減速機(jī)構(gòu)承受蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)。蝸輪蝸桿的最大優(yōu)點(diǎn)就是能實(shí)現(xiàn)大傳動比，構(gòu)造緊湊，占用空間較小，傳動平穩(wěn)，振動、沖擊和噪聲均較小，并且反行程能自鎖。使用該機(jī)構(gòu)對于機(jī)床的支撐外型和外觀造型設(shè)計有很大優(yōu)勢。3、。，通過廓線的設(shè)計可以完成比較簡單的進(jìn)刀動作，圓柱凸輪的廓線較盤形凸輪簡潔，操作便利。4、卡盤轉(zhuǎn)動選擇不完全齒輪機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)構(gòu)造簡潔，較之其他機(jī)構(gòu)加工安裝簡潔實(shí)現(xiàn)，由于其中含標(biāo)準(zhǔn)件，有很好的互換性，有準(zhǔn)確的傳動比，所以在工作過程中精度較高。還有使用該機(jī)構(gòu)最大的優(yōu)點(diǎn)是傳動比具有可分性，在中心距發(fā)生變化的狀況下傳動比也能保持不變，保證了機(jī)床精度。5、。，承受凸輪機(jī)構(gòu)，是由于該機(jī)構(gòu)只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得到各種預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律，而且機(jī)構(gòu)簡潔緊湊，更便于設(shè)計。二、方案簡介及運(yùn)動分析：依據(jù)上述選擇的方案可得如以下圖所示的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖56567894A32101A11專用自動機(jī)床機(jī)構(gòu)簡圖1、定位齒輪 2、定位銷專用圓柱凸輪 3、定位銷連桿4、不完全齒輪 5、定位銷 6、工