四工位專用機(jī)床說明書

《四工位專用機(jī)床說明書》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《四工位專用機(jī)床說明書（6頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、課程設(shè)計(jì)說明書 題 目：四工位專用機(jī)床 院（系）：機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名：車功才 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師：匡 兵 職 稱：副教授 2013. 1)工作原理及工藝動(dòng)作過程3 2) 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求3 3)設(shè)計(jì)方案提示3 4)設(shè)計(jì)任務(wù)3 (1) 電機(jī)型號(hào)的選擇 (2) 運(yùn)動(dòng)分析 4 (3) 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 4 (4) )四工位專用機(jī)床的機(jī)構(gòu)選型4 1 )方案一 5 槽輪機(jī)構(gòu)和圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的組合 2 ) 方案二 6 槽輪機(jī)構(gòu)和盤形凸輪機(jī)構(gòu)的組合 3 )方案三 6 不完全齒輪機(jī)構(gòu)與凸輪連桿機(jī)構(gòu)組合 (5 )方案選擇6 (1) 槽

2、輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)7 (2 )減速器的傳動(dòng)計(jì)算8 (3) 凸輪的設(shè)計(jì)9 1設(shè)計(jì)任務(wù) （1）工作原理及工藝動(dòng)作過程 四工位專用機(jī)床是在四個(gè)工位I、R、田、IV （如附圖 3所示）上分別完成工件的裝卸、 鉆孔、擴(kuò)孔、較孔工作的專用加工設(shè)備。機(jī)床的執(zhí)行動(dòng)作有兩個(gè)：一是裝有工件的回轉(zhuǎn)工作 臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)；二是裝有三把專用刀具的主軸箱的往復(fù)移動(dòng)（刀具的轉(zhuǎn)動(dòng)由專用電機(jī)驅(qū)動(dòng)） 兩個(gè)執(zhí)行動(dòng)作由同一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作臺(tái)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)和主軸箱往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)按動(dòng)作時(shí)間順序分 支并列，組合成一個(gè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。 附圖3四工位專用機(jī)床 （2）原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 1）刀具頂端離開工作表面 65mm,快速移動(dòng)送進(jìn)60mm后，冉勻速

3、送進(jìn)60mm （包括5 mm刀具切入量、45mm工件孔深、10mm刀具切出量，如附圖4所示），然后快速返回?；?程和進(jìn)程的平均速度之比 K=20 2）刀具勻速進(jìn)給速度為 2mm/s,工件裝卸時(shí)間不超過 10s。 3）機(jī)床生產(chǎn)率每小時(shí)約60件。 4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能裝入機(jī)體內(nèi)。 5）傳動(dòng)系 統(tǒng)電機(jī)為 交流異步電 動(dòng)機(jī)，功 率，轉(zhuǎn)速 960r/min。 附圖4刀具工作過程 （3）設(shè)計(jì)方案提示 1）回轉(zhuǎn)臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，可采用槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 2）主軸箱的往復(fù)移動(dòng)，可采用圓柱凸輪機(jī)構(gòu)、移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)、凸輪一連桿機(jī) 構(gòu)、平面連桿機(jī)構(gòu)等。 3）由生

4、產(chǎn)率可求出一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)所需時(shí)間 T=60s,刀具勻速送進(jìn)60mm所需時(shí)間t勻=30s, 刀具其余移動(dòng)（包括快速送進(jìn) 60mm,快速返回120mm）共需30s?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)靜止時(shí)間為 40s,因此足夠工件裝卸所需時(shí)間。 （4）設(shè)計(jì)任務(wù) 1）按工藝動(dòng)作過程擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 2）進(jìn)行回轉(zhuǎn)臺(tái)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、主軸箱刀具移動(dòng)機(jī)構(gòu)的選型。并進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)價(jià) 和選擇。 3）根據(jù)電機(jī)參數(shù)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行傳動(dòng)方案的擬訂。 4）畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案圖。（A1） 5）機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺度計(jì)算。 1）編寫設(shè)計(jì)說明書。（用A4紙張，封面用標(biāo)準(zhǔn)格式） 2運(yùn)動(dòng)方案的擬訂 （1）電機(jī)型號(hào)的選擇

5、根據(jù)任務(wù)書應(yīng)選用功率為，轉(zhuǎn)速為 960r\min的交流異步電機(jī)，但是沒有完全符合該要求 的電機(jī)，我查看了網(wǎng)上資料和 Y系列電機(jī)常用型號(hào)對(duì)照表 對(duì)于電機(jī)的選擇，主要的參考指標(biāo)有以下幾點(diǎn)： 1）原動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、過載、運(yùn)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(jiǎn)易，維修是否方便； 4）額定功率是否滿足負(fù)載需要； 5)工作是否可靠，操作是否簡(jiǎn)易，維修是否方便 經(jīng)過比較最后我選用了型號(hào)為 Y100L--6 (2)運(yùn)動(dòng)分析 間歇機(jī)構(gòu) 0-90 度 90-180 度 180-270 度 270-360 度 主軸箱 一次工作循環(huán)

6、一次工作循環(huán) 一次工作循環(huán) 一次工作循環(huán) 注：一次工作循環(huán)包括快進(jìn)、刀具勻速送進(jìn)和快退 (3)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 對(duì)于四工位專用機(jī)床，具運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖主要是確定回轉(zhuǎn)臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和主軸箱進(jìn)、退 刀的控制機(jī)構(gòu)的先后動(dòng)作順序，用以協(xié)調(diào)各執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作關(guān)系。 時(shí)間(秒) 0-15 15-3030-45 45-60 間歇機(jī)構(gòu)運(yùn) 動(dòng)情況 勻速旋轉(zhuǎn)90 度 靜止 主軸箱運(yùn)動(dòng) 情況 快進(jìn)60mm 勻速進(jìn)給60mm 快退120mm (4)四工位專用機(jī)床的機(jī)構(gòu)選型 功能 執(zhí)行構(gòu)件 工藝動(dòng)作 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)位 間歇轉(zhuǎn)動(dòng) 機(jī)構(gòu) 單向停歇轉(zhuǎn)動(dòng) 棘輪機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu)

7、 不完全齒 輪機(jī)構(gòu) 凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī) 構(gòu) 進(jìn)給 主軸箱 直線往復(fù)運(yùn)動(dòng) 圓柱凸輪機(jī) 構(gòu) 移動(dòng)從動(dòng)件盤 形凸輪機(jī)構(gòu) 凸輪一連 桿機(jī)構(gòu) 平向連桿機(jī)構(gòu) 根據(jù)組合的方法，現(xiàn)列出如下三種方案: 2)方案一 槽輪機(jī)構(gòu)和圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的組合 方案一中，電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，將動(dòng)能傳遞給帶輪，通過帶輪分兩路將扭矩傳遞給執(zhí) 行機(jī)構(gòu)。一路通過齒輪傳動(dòng)將扭矩傳遞給 槽輪機(jī)構(gòu)，使工作臺(tái)作間歇轉(zhuǎn)動(dòng)；另一路通過行星 輪系減速后將扭矩傳遞給移動(dòng)推桿圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，使主軸箱完成進(jìn)，退刀的動(dòng)作。兩路傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)相互配合、相互合作，共同完成額定的加工功能和加工任務(wù)。 )萬案一 槽輪機(jī)構(gòu)和盤形凸輪機(jī)構(gòu)的組合

8、 方案二中，電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，將動(dòng)能傳遞給帶輪，通過帶輪分兩路將扭矩傳遞給執(zhí) 行機(jī)構(gòu)。一路通過齒輪傳動(dòng)將扭矩傳遞給 槽輪機(jī)構(gòu)，使工作臺(tái)作間歇轉(zhuǎn)動(dòng)；另一路通過行星 輪系減速后將扭矩傳遞給 盤形凸輪機(jī)構(gòu)，使主軸箱完成進(jìn)，退刀的動(dòng)作。兩路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相互 配合、相互合作，共同完成額定的加工功能和加工任務(wù)。 3)方案三 不完全齒輪機(jī)構(gòu)與凸輪連桿機(jī)構(gòu)組合 方案中三，電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，將動(dòng)能傳遞給帶輪，通過帶輪分兩路將扭矩傳遞給執(zhí) 行機(jī)構(gòu)。一路通過齒輪傳動(dòng)將扭矩傳遞給 不完全齒輪機(jī)構(gòu)，使工作臺(tái)作間歇轉(zhuǎn)動(dòng)；另一路通 過行星輪系減速后將扭矩傳遞給擺動(dòng) 推桿盤形凸輪與擺桿滑塊機(jī)構(gòu)，使主軸箱完成進(jìn)，退

9、刀 的動(dòng)作。兩路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相互配合、相互合作，共同完成額定的加工功能和加工任務(wù)。 (5 )方案選擇 回轉(zhuǎn)臺(tái)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)： 選為槽輪機(jī)構(gòu)，因?yàn)椴圯啓C(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，間歇過程位置鎖定。 主軸箱往復(fù)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)： 方案一柱于圓柱凸輪機(jī)構(gòu)——屬空間凸輪機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)是凸輪與從動(dòng)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 為空間運(yùn)動(dòng)，適用于從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)平面與凸輪回轉(zhuǎn)軸線平行的場(chǎng)合。缺點(diǎn)是不宜用于從動(dòng)件 擺角較大的場(chǎng)合，且結(jié)構(gòu)和凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)較平面凸輪機(jī)構(gòu)復(fù)雜，易磨損，凸輪加工困 難。但是造價(jià)低。 方案二 盤形凸輪機(jī)構(gòu)——均屬于平面凸輪機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)是凸輪與從動(dòng)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 為平面運(yùn)動(dòng)，凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)較空

10、間凸輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單。當(dāng)主動(dòng)凸輪作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，采用盤 形凸輪機(jī)構(gòu)。 方案三 不完全齒輪- 齒條機(jī)構(gòu)，進(jìn)給精度高，壽命長(zhǎng)，但造價(jià)高。 通過上面的對(duì)比后， 我決定采用方案二， 同時(shí)可以把行星輪的位置做一 些優(yōu)化。 (如下圖所示) 3 機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) (1) 槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 槽輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，工作可靠，能準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)角，機(jī)械效率高。缺 點(diǎn)主要是其在啟動(dòng)和停止時(shí)加速度變化大、有沖擊，不適合用于高速傳動(dòng)。結(jié)合槽輪自身的 特點(diǎn)和本課題的設(shè)計(jì)需求，得出如下參數(shù)。 1 ) 槽數(shù) z 按工位要求選定為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

11、r= 15mm 4)槽輪每次轉(zhuǎn)位時(shí)主動(dòng)件的轉(zhuǎn)角 2a=180 ° *(1-2/z)=90 ° 5)槽間角 2B=360/Z=90° 6)主動(dòng)件到圓銷中心半徑R1=asin芹75v2=106mm 7) Ri與a的比值 入=Ri/a=sin B=v2/2 8)槽輪外圓半徑R2=《acos0升r2)=107mm 9)槽輪槽深 h= a(入 +cosp-1)+r=Mh= 80mm 10)運(yùn)動(dòng)系數(shù)k=(z-2)/(2z) =( n= 1, 為圓銷數(shù) ) 根據(jù)上述得出下圖 (2 )減速器的傳動(dòng)計(jì)算 根據(jù)選定的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和四工位專用機(jī)床的生產(chǎn)能力， 可知其機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)如下：

12、總傳動(dòng)比 k=940/(60/60)=940 槽輪的轉(zhuǎn)速n=60/60=1r/min 行星輪簡(jiǎn)圖如下： 擬定 Z1=25, Z2=26, Z2'=25,Z3=24, 模數(shù) M均為 6. i (H/31)=(⑴ 1-⑴ H) /( CD 3- CD H)=( CD 1- CD H)/(-⑴ H)=(Z2*Z3)/(Z1*Z2')=624/625 可以得到 i (H1) =625 Z4=30, Z5=20 便可。此時(shí)齒輪嚙合的最大中心距 然后在用蝸桿將傳動(dòng)傳給齒輪，可以算得后面兩個(gè)齒輪傳動(dòng)比為940/625=即可。此時(shí)令 =（M/2） * （25+26 ） =306mm 機(jī)構(gòu)的

13、最大尺寸為 2*306=612mm 。完全符合尺寸要求。 3 3) 凸輪的設(shè)計(jì) 我使用了 soildwork 軟件中的插件 Toolbox 生成了對(duì)應(yīng)的凸輪機(jī)構(gòu) 生成了如下圖的凸輪機(jī)構(gòu) 然后導(dǎo)出得到CADS 4 凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 5 設(shè)計(jì)小結(jié) 剛開始弄課設(shè)的時(shí)候那真是無從下手， 后來一步一步摸索著， 遇到問題就查書或者上網(wǎng)找資料， 雖然 大一的時(shí)候有學(xué)過CAD ，但是由于后來沒怎么用過，所以忘得七七八八了。這次的課設(shè)讓我進(jìn)一步掌握 CAD 軟件，在畫齒輪的時(shí)候也有自己去學(xué)了一點(diǎn)solidwork 軟件。 在這里首先感謝匡老師的嚴(yán)格要求和悉心指導(dǎo)， 由于我是參加完電賽后做的課設(shè)， 時(shí)間比較緊， 所以 此設(shè)計(jì)存在諸多不足之處，有些地方考慮不夠周到，這些問題都有待進(jìn)一步解決，希望給予老師指正和修 改意見。 網(wǎng)絡(luò)資源 參考文獻(xiàn) 【 1】 裘建新主編《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 高等教育出版社 【 2】 陳作模等主編《機(jī)械原理》 高等教育出版社