完整word版四工位專用機(jī)床課程設(shè)計(jì)

1、目錄一，功能原理和設(shè)計(jì)要求1) 工作原理2) 設(shè)計(jì)要求 二，功能分解和運(yùn)動(dòng)分析1) 功能分解2) 運(yùn)動(dòng)分析 三，擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 四，執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型 五，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)選型 六，機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選擇 七，機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡圖 八，尺寸計(jì)算機(jī)器整體輪廓打消的確定 電機(jī)的選型減速器的傳動(dòng)設(shè)計(jì)槽輪的尺寸計(jì)算直動(dòng)推桿圓柱凸輪的尺寸設(shè)計(jì)1)2)3)4)5)九，機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評價(jià)和改進(jìn)個(gè)動(dòng)作：1）2）3）2.運(yùn)動(dòng)分析設(shè)選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y160M2 8,其轉(zhuǎn)速n=720r/min , P=5.5km,則四工位專用機(jī)床的一個(gè)周期 內(nèi)的詳細(xì)運(yùn)動(dòng)情況為：1）電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)，通過減速裝和其他齒輪系將符合要求的轉(zhuǎn)速傳遞給回轉(zhuǎn)臺(tái)上的

2、間歇機(jī)構(gòu)， 間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)也將符合要求的轉(zhuǎn)速傳遞給主軸箱下的刀具移動(dòng)機(jī)構(gòu)，使其做符合要求的動(dòng)作。2）3）4）5）當(dāng)間歇機(jī)構(gòu)開始第一次循環(huán)時(shí)， 間歇機(jī)構(gòu)從從90轉(zhuǎn)至180 間歇機(jī)構(gòu)從180轉(zhuǎn)至270 間歇機(jī)構(gòu)從270。轉(zhuǎn)至360 安裝，并加緊工件，間歇機(jī)構(gòu)從0。轉(zhuǎn)至90 ，主軸完成一次工作循環(huán)（快進(jìn)，刀具勻速進(jìn)給，快退） ，主軸完成一次工作循環(huán)（快進(jìn)，刀具勻速進(jìn)給，快退） ，主軸完成一次工作循環(huán)（快進(jìn)，刀具勻速進(jìn)給，快退）使其做O，將加工好一，功能原理和設(shè)計(jì)要求1工作原理四工位專用機(jī)床是在四個(gè)工位上分別完成相應(yīng)的裝卸工件，鉆孔，擴(kuò)孔，絞孔工作，它執(zhí)行動(dòng)作有兩個(gè)：一時(shí)裝有四工位工件的回轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)；二

3、十裝有由專用電動(dòng)機(jī)丹東的三把專用刀具的主軸箱的刀具 的轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)。2設(shè)計(jì)要求1）頂端離開工件表面 65mm,快速移動(dòng)送進(jìn)了 60mm后，再勻速送進(jìn)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(jìn)給速度為 2mm/s,工件裝，卸時(shí)間不超過 10s.3）生產(chǎn)率為每小時(shí)約 75件。4 ）執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)應(yīng)裝入機(jī)體內(nèi)。二.功能分解和運(yùn)動(dòng)分析1功能分解通過對工作原理和設(shè)計(jì)要求的分析可知，四工位專用機(jī)床的回轉(zhuǎn)臺(tái)與主軸箱的功能分為一下幾安裝工件的回轉(zhuǎn)臺(tái)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。安裝刀具的主軸箱要完成快進(jìn)，勻速進(jìn)給，快速返回幾個(gè)動(dòng)作。 主軸

4、箱上的刀具轉(zhuǎn)動(dòng)切削工件。的工件取下。 三，依據(jù)運(yùn)動(dòng)分析和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖對于四工位專用機(jī)床，其運(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，以協(xié)調(diào)各執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作關(guān)系，便于機(jī)器的設(shè)計(jì)，安裝和調(diào)試。下邊用矩形圖的 表示方法對其運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖進(jìn)行擬定。如圖：時(shí)間（秒）0712127 24247 36367 48間歇機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)情 況勻速旋轉(zhuǎn)90 （0到12秒）靜止（12到48秒）主軸箱運(yùn)動(dòng)情況快進(jìn)12秒勻速送進(jìn)60mm（12到42秒）快退6 秒四，執(zhí)行機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)選型根據(jù)前述要求，主軸箱刀具應(yīng)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，行程較大，且有一段時(shí)間內(nèi)做勻速運(yùn)動(dòng)（進(jìn)給階段）并有急回特

5、性；回轉(zhuǎn)臺(tái)做間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。這些運(yùn)動(dòng)要求不一定都等得到滿足，但必須保證當(dāng)?shù)毒咦鲞M(jìn)給切削 運(yùn)動(dòng)和回程未離開工件表面時(shí)，回轉(zhuǎn)臺(tái)靜止未轉(zhuǎn)動(dòng)，這可在運(yùn)動(dòng)鏈中加入運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，從而使兩者的 運(yùn)動(dòng)達(dá)到良好的配合。與此出發(fā)構(gòu)思方案。1, 回轉(zhuǎn)臺(tái)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)方案方案一：槽輪機(jī)構(gòu)。如圖3 1所示槽輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單外形尺寸小，機(jī)械效率高，并能較平穩(wěn)的，間 歇的進(jìn)行轉(zhuǎn)位。但因傳動(dòng)時(shí)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(jī)構(gòu)。如圖 32所示，它室友齒輪機(jī)構(gòu)演變而得到的一種間歇欲動(dòng)機(jī)構(gòu)。即在主動(dòng) 輪上制作出一部分齒，并根據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間與停歇時(shí)間的要求，在從動(dòng)輪上做出與主動(dòng)輪輪齒相嚙合的輪齒。當(dāng)從動(dòng)輪做連續(xù)回轉(zhuǎn)

6、運(yùn)動(dòng)時(shí)，從東輪做間歇回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。不完全齒輪的結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，工作可靠，設(shè)計(jì)時(shí)從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間的比例可在較大范圍內(nèi)變化。其缺點(diǎn)是有較大沖擊， 故質(zhì)疑與低速,輕載場合。%1033所示，棘輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，運(yùn)動(dòng)可靠；而且棘輪機(jī)構(gòu)軸每次方案三：棘輪機(jī)構(gòu)。如圖轉(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(diǎn)。其缺點(diǎn)是工作時(shí)有較大的沖擊和噪聲， 而且運(yùn)動(dòng)精度較差。所以，棘輪機(jī)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(dòng)機(jī)構(gòu)方案方案一：凹槽圓柱凸輪機(jī)構(gòu)。 如圖34所示，當(dāng)具有凹槽的圓柱凸輪回轉(zhuǎn)時(shí)，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(yùn)動(dòng)，是進(jìn)

7、刀和退刀的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如何，則決定于凹 槽曲線的形狀。凸輪機(jī)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)是只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿的到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī) 律，而且響應(yīng)快速，機(jī)構(gòu)簡單緊湊。凸輪機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是凸輪廓線與推桿之間為點(diǎn)，線接觸，易磨損，凸 輪制造困難。A*如圖35所示，是經(jīng)過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)帶及齒輪減速后由齒輪機(jī)構(gòu)直方案二：盤形凸輪機(jī)構(gòu)。接帶動(dòng)及齒輪減速后，有齒輪機(jī)構(gòu)直接帶動(dòng)的，因而其運(yùn)行角速度是常量。但因?yàn)槠渫馆喬幱跈C(jī)床機(jī)箱 外部，并且其返程機(jī)構(gòu)復(fù)雜。方案三：凸輪連桿機(jī)構(gòu)。如圖36所示，經(jīng)過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)帶及齒輪減速后由凸輪推動(dòng)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(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)。但此機(jī)構(gòu)本身

8、L型連桿尺寸過大,不能適合的至于機(jī)箱內(nèi)。圖36圖353, 減速機(jī)構(gòu)方案方案一：定軸輪系減速器 。女口圖：37傳動(dòng)比：N電機(jī)/N主軸=720r/min/lr/min,w圖3 7 方案二：采用 外嚙合行星齒輪減速器。如圖傳動(dòng)比：N電機(jī)/N主軸=720r/min/lr/min圖38四，機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案選型由表列4 1功能元功能元解(匹配機(jī)構(gòu))123回轉(zhuǎn)臺(tái)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)主軸箱刀具移動(dòng)機(jī)構(gòu)凹槽圓柱凸輪機(jī)構(gòu)盤裝凸輪機(jī)構(gòu)凸輪連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)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(jì)算得到，共有：N=3*3*2=18種方案可供選擇。是否滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)要求。運(yùn)動(dòng)鏈機(jī)構(gòu)的順序安

9、排是否合理； 運(yùn)動(dòng)精確。制造難易；成本高低。是否滿足環(huán)境，動(dòng)力源，生產(chǎn)條件等的限制條件;從這些方案中剔除明顯不合理的在進(jìn)行綜合評價(jià)，綜合評價(jià)指標(biāo)為：1)2)3)4)5)6)+凹槽圓柱凸輪機(jī)構(gòu)+外嚙合行星輪減根據(jù)以上綜合評價(jià)指標(biāo)，最后選擇出以下較好的方案：槽輪機(jī)構(gòu) 速器。五，畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)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(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，將動(dòng)能傳遞給帶輪，通過動(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)，是工作臺(tái)作間歇轉(zhuǎn)動(dòng)；另一路通過 行星輪系減速夠?qū)⑴ぞ貍鬟f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

10、動(dòng)作。兩路傳動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算包括機(jī)器的整體的輪廓尺寸、 各機(jī)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(jī)床，本文將從整 體輪廓、電機(jī)選型、減速器 配置、間歇機(jī)構(gòu)、移動(dòng)控制 機(jī)構(gòu)等幾個(gè)方面對其運(yùn)動(dòng)尺 寸進(jìn)行計(jì)算和擬定。考慮到 尺寸計(jì)算的難易程度和機(jī)構(gòu)0ig IM互 ifillael1湎的加工精度高低，下面將以方案I為對象，重點(diǎn)對其各 組成機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸的計(jì) 算。1.機(jī)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(jī)床的外形尺寸和各機(jī)構(gòu) 的大體空間相對位置如圖

11、8所示，用以檢查并校核其內(nèi)部執(zhí)行機(jī)構(gòu)是否能裝入機(jī) 體內(nèi)，也是作為內(nèi)部機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算和設(shè)計(jì)的重要參考。2. 電機(jī)的選型對于電機(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(jī)床的整體輪廓尺寸，選擇型號(hào)為Y160M 28的三相異步電動(dòng)機(jī)，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.

12、減速器的傳動(dòng)計(jì)算n1=60/48= 1.25r / min9所示的行星輪系機(jī)構(gòu)進(jìn)行選定電動(dòng)機(jī)的的轉(zhuǎn)速 n =720r / min ，而槽輪機(jī)構(gòu)和圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速 整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為k =576，故對于減速器的功能要求為其傳動(dòng)比為576,根據(jù)機(jī)械原理第五章輪系傳動(dòng)的知識(shí)，對如圖 詳細(xì)設(shè)計(jì)。其中，各齒輪擬定為：Z1=24Z2=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。該機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比：Ii3=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

13、=m/2(z1+z2)=3/2(24+25)=73.5mm則在為裝外殼時(shí)機(jī)構(gòu)的寬度活搞的最大尺寸為B max=2amax=2*7305=147mm上述計(jì)算表明，所選的齒輪齒數(shù)是比較符合傳動(dòng)比要求的，并且傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外形小巧，結(jié)構(gòu)緊湊, 常精確的傳遞性能及較為簡單的工藝性能，4,槽輪的尺寸計(jì)算結(jié)合本課題的設(shè)計(jì)的要求，如圖符合機(jī)械傳動(dòng)的方案設(shè)計(jì)要求。63所示，對槽輪各部分尺寸進(jìn)行計(jì)算。有著非a=150mmr=15mm1）槽數(shù)z 按工位要求定位42） 中心距a按結(jié)構(gòu)情況確定3）圓銷半徑r按結(jié)構(gòu)情況確定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 2 3 =360 /z=906）主動(dòng)件到圓銷中心半徑 R1=asin3 =75tan45 =106mm7）R1 與 a 的比值 入=R1/a=sin 3 =8）