四工位专用机床运动方案设计

一、设计题目： (2)

二、设计条件和要求： (2)

1、设计介绍： (2)

2、方案设计与选择 (2)

3、设计任务与内容 (3)

三、原始参考数据 (3)

四、机械运动设计方案的拟定 (4)

1、圆柱凸轮运动方案 (4)

2、齿轮——凸轮运动方案 (5)

3、凸轮——连杆运动方案 (6)

4、执行机构的选型 (6)

5、机械运动方案选择 (8)

五、机构的组合方式 (8)

六、机械运动循环图 (9)

1、运动分析 (9)

七、机械运动简图 (9)

八、主要零部件尺寸的计算 (10)

1、槽轮机构: (10)

2、圆柱凸轮的尺寸设计： (11)

3、减速器的传动计算： (12)

九、课设心得 (13)

十、参考文献 (14)

一、设计题目：四工位专用机床运动方案设计

二、设计条件和要求：

1、设计介绍：

四工位专用机床是在四个工位上分别完成相应的装卸工件、钻孔、扩孔、铰孔工作。它的执行机构有两个：一是装有四工位工件的回转工作台，二是装有由专用电机带动的三把专用刀具的主轴箱。主轴箱每向左移动送进一次，在四个工位上分别完成相应的装卸工件、钻孔、扩孔、铰孔工作。当主轴箱右移（退回）到刀具离开工件后，工作台回转90，然后主轴箱再次左移。很明显，对某一个工件来说要在四次循环后完成装、钻、扩、铰、卸等工序。但对专户门机床来说，一个循环就有一个工件完成上述全部工序。

图一：四工位专用机床图

2、方案设计与选择

1）回转台的间歇转动，可采用槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构。

2）主轴箱的往复移动，可采用圆柱凸轮机构、移动从动件盘形凸轮机构、凸轮－连杆机构、平面连杆机构等。

3）由生产率可求出一个运动循环所需时间T=48s，刀具匀速送进60mm所需时间t匀=30s，刀具其余移动（包括快速送进60mm，快速返回120mm）共需18s。回转工作台静止时间为40s，因此足够工件装卸所需时间。

回转工作台作单向间歇运动，每次转过90度。主轴箱作复移动，在工作行程中有快进和慢进两段，回程具有急回特性。

3、设计任务与内容

1）按工艺动作过程拟定运动循环图。

2）进行回转台间歇转动机构、主轴箱刀具移动机构的选型。并进行机械运动方案的评价和选择。

3）根据电机参数和执行机构运动参数进行传动方案的拟订。

4）画出机械运动方案图（CAD、A2），凸轮轮廓图（手工、A3）。

5）机械传动系统和执行机构的尺度计算。

6）编写设计说明书。（用A4纸张，封面用标准格式）

三、原始参考数据

1、刀具顶端离开工作表面65mm，快速移动送进60mm后，再匀速送进60mm（包括5mm刀具切入量、45mm工件孔深、10mm刀具切出量，如右图所示），然后快速返回。回程和进程的平均速度之比K=2。

2、刀具匀速进给速度为2mm/s，工件装卸时间不超过10s。

3、机床生产率每小时约75件。

4、执行机构及传动机构能装入机体内。

5、传动系统电机为交流异步电动机，功率1.5Kw，转速960r/min。

四、机械运动设计方案的拟定

1、圆柱凸轮运动方案

电动机作为驱动机构，将动能传给带轮，通过带轮分两路将扭矩传递给执行机构，一路通过齿轮传动将扭矩传递给槽轮机构，使工作台做间歇运动。另一路通过齿轮传动将扭矩传递给移动推杆圆柱凸轮机构，是主轴箱完成进、退刀的动作。两路传动机构相互配合，相互作用，共同完成加工任务。

图二：圆柱凸轮运动方案

电动机作为驱动机构，将动能传给带轮，通过带轮分两路将扭矩传递给执行机构，一路通过齿轮传动将扭矩传递给槽轮机构，使工作台做间歇运动。另一路通过齿轮传动将扭矩传递给移动推杆圆柱凸轮机构，是主轴箱完成进、退刀的动作。两路传动机构相互配合，相互作用，共同完成加工任务。

2、齿轮——凸轮运动方案

轮齿（齿）──齿轮上的每一个用于啮合的凸起部分。一般说来，这些凸起部分呈辐射状排列。配对齿轮上轮齿互相接触，导致齿轮的持续啮合运转。

齿槽──齿轮上两相邻轮齿之间的空间。

端面──在圆柱齿轮或圆柱蜗杆上垂直于齿轮或蜗杆轴线的平面。

法面──在齿轮上，法面指的是垂直于轮齿齿线的平面。

齿顶圆──齿顶端所在的圆。

齿根圆──槽底所在的圆。

基圆──形成渐开线的发生线在其上作纯滚动的圆。

分度圆──在端面内计算齿轮几何尺寸的基准圆，对于直齿轮，在分度圆上模数和压力角均为标准值。

齿面──轮齿上位于齿顶圆柱面和齿根圆柱面之间的侧表面。

齿廓──齿面被一指定曲面（对圆柱齿轮是平面）所截的截线。

齿线──齿面与分度圆柱面的交线。

端面齿距p t──相邻两同侧端面齿廓之间的分度圆弧长。

模数m──齿距除以圆周率π所得到的商，以毫米计。

图三:齿轮——凸轮运动方案

电动机作为驱动机构，将动能传给带轮，通过带轮分两路将扭矩传递给执行机构。一路是经过行星轮系传递给工作台。另一路通过连杆带动齿轮，齿轮使

凸轮工作，进而使主轴箱做进、退刀的动作。

3、凸轮——连杆运动方案

电动机作为驱动机构，将动能传递给带轮，通过带轮分两路将扭矩传递给执行机构。一路通过齿轮传动将扭矩传递给不完全齿轮机构，使工作台做间歇运动。另一路通过行星轮系减速后将扭矩传递给摆动推杆盘型凸轮与摆杆滑块机构，使主轴箱完成进、退刀的动作。两路传动机构相互配合，相互合作，共同完成额定的加工功能和加工任务。

图四：凸轮——连杆运动方案

4、执行机构的选型

（1）回转台间歇运动机构方案

方案一：不完全齿轮机构。它是由齿轮机构演变而得到的一种间歇转动机构，即在主动轮上制作出一部分齿，并根据运动时间与停歇时间的要求，在从动轮上做出与主动轮相啮合的轮齿。当从动轮做连