四工位专用机床机械原理课程设计

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目录

一.功能分解和运动分析 (2)

二.执行机构选型 (4)

三.传动机构选型 (5)

四.机械整体运动方案的选择 (7)

五.机械运动方案简图 (10)

六.机械运动方案的计算 (11)

七.仿真运动及图表分析 (15)

A.课程设计小结 (17)

九.参考文献 (18)

一、功能分解和运动分析

1.功能分解

通过对设计任务的了解，可以看出，四工位专用机床的加工部分可以分为如下几个工艺动作：

1）安装工作台的间歇转动。

2）安装刀具的主轴箱应按要求进行静止、快进、进给、快退的工艺动作。

3）刀具转动。

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画出四工位专用机床的动作要求图。其中4位置为较孔位置，1 位置为装卸工件，2位置为钻孔位置，3位置为扩孔位置。如表1所示根据工艺动作推出其工作循环为：

表1 四工位专用机床功能图

同时得到四工位专用机床的树状功能图（如下图）

该专用要求机床要求三个动作的协调运行，即刀架进给、卡盘旋转和卡盘

的定位。要确保在刀具与工件接触时卡盘固定不动，刀具退出工件到下次工作前完成卡盘旋转动作。几个动作必须协调一致，并按照一定规律运动。

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通过合适的减速机构以及轮系机构，使工作台进行每次旋转90°的间歇运动。

1.电动机作为驱动，通过减速器与其他轮系传动将符合要求的转速传递给工作回转台上的间歇机构，使其间歇转动。

2.在间歇机构开始一次循环时，安装并夹紧工件，间歇机构从0°转至90° o

3.间歇机构从90°转至180°,主轴箱完成一次工作循环（快

进、刀具匀速送进和快退）。

4.间歇机构从180。转至270°，主轴箱完成一次工作循环（快进、刀具匀速

送进和快退）。

5.间歇机构从270°转至360°,主轴箱完成一次工作循环

（快进、刀具匀速和快退），并将加工好的工件取下。

表2四工位专用机床执行机构的运动循环图

说明：

上图表明了工作台和主轴箱配合运动，主轴箱快速进刀60mm用时2s,匀速进刀60mm用时30s,快速回程120mm用时16s。当主轴箱快速退刀时工作台转动由0°〜90°这样保证不会刀具与工件相

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撞，每转动90°主轴箱往返一次，转动用时12s剩下36s静止。

二、执行机构选型

根据回转台间歇转动机构、主轴箱刀具移动机构的执行动作和结

构特点，可以选择如表格3所示的执行机构：

表3 执行机构表

对于工作台间歇机构的选择，为了保持传动的平稳和精度，可以选择槽

轮机构或不完全齿轮机构；而对于主轴箱移动机构的选择，为了保持运动的

精度和尽量减少冲击可以选择凹槽圆柱凸轮机构或移动推杆盘形凸轮与摆动

滑块机构。

三、传动机构选型

由机构的运动情况分析得，机构的运动要求机构平稳运行，结合市场上提供的电动机转速及经济性，本设计用1200r/min的电动机。

整个传动机的传动比为k=960,故需要分别引入减速机构来满足

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根据减速动作的精度和平稳要求，列出常用的减速机构：

方案一：

带传动加复合轮系减速器。

方案二

采用外啮合行星齿轮减速器。

带传动加复合轮系传动系统的优势，更加平稳，噪声小，效率较高；相对于外啮合行星齿轮传动，带传动效率高，更换简单，降速较快，不易损坏，而且成本低。

四、机械整体运动方案的选择

1.方案的设计

从以上方案中进行综合评价，综合评价指标为:

1）是否满足预定的运动要求。

2）运动链机构的顺序安排是否合理;

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3）运动精确。

4）制造难易；

5）成本高低。

6）是否满足环境，动力源，生产条件等的限制条件；

根据以上的标准，大致可以选出三种运动方案，依次为：

方案一:

槽轮机构

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方案二

不完全齿轮机构和移动推杆盘形圆柱凸轮，如下图

方案三：

不完全齿轮机构和摆动推杆盘形凸轮与摆杆滑块机构，如下图

2.方案的比较

综合评价优缺点：

缺点：

方案一：圆柱凸轮制造成本高；行程大时，运动灵活性较差; 力的作用点相对导轨产生有害力矩。

方案二：凸轮直接驱动升程大；凸轮机构外露，影响外观。制造困难。

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中心点的轨迹即为理论轮廓线，其内外包络线为实际轮廓线。V 用AutoCAD拟合出位移线图如下图所示，

凸轮的位移线

拟定圆柱凸轮的最大半径为Rm二50mm,长度L二120mm,则用AutoCAD作出其尺寸•轮廓图，如图所示：

圆柱凸轮的轮廓图

七、仿真运动及图表分析

位移图表

速度图表

50

30

40 80 120 160

ill solidworks 的motion 分析得出）

2002402SO32Q

（该

图