四工位专用机床课程设计说明书超详细

设计任务书

设计任务：

1按工艺动作过程拟定机构运动循环图

2进行回转台间歇机构，主轴箱道具移动机构的选型，并进行机械运动方案评价和选择

3按选定的电动机和执行机构的运动参数进行机械传动方案的拟定

4对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计

5在2号图纸上画出最终方案的机构运动简图

6编写设计计算说明书

设计要求：

1从刀具顶端离开工件表面65mm位置，快速移动送进了60mm后，在匀速送进60mm

（5mm刀具切入量，45mm工件孔深，10mm刀具切出量），然后快速返回。回程和工作行程的速比系数K=2。

2生产率约每小时60件。

3刀具匀速进给速度2mm/s，工件装、卸时间不超过10s。

4执行机构能装入机体内。

机械运动方案设计

根据专用机床的工作过程和规律可得其运动循环图如下:

机构运动循环图

该专用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。其工作过 程如下：

最转卡盘

卡盘因走

力架快进 ------ 匀羞切剤 ------- 刀架快站

/K

机床工作运动模型

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接触工件前完成卡盘旋 转动作。几

个动作必须协调一致，并按照一定规律运动

机械总体结构设计

一、 原动机构：

原动机选择丫132S-4异步电动机，电动机额定功率 P=5.5KW,满载转速n=1440r/min 。

进 钻 钻 工

速 疋

作

工 匀 疋 位 头 进

静 0

销 轮 插

止 钻

拔 转 凸

入

出 快

钻

O

位

台 / 销/ 动/

退

头 「

X *^307.4

\作\快 60°

240°

\397.4 ° 头\

二、传动机构：

传动系统的总传动比为i=n/n 6,其中n6为圆柱凸轮所在轴的转速，即总传动比为1440/1。采用涡轮蜗杆减速机构（或外啮合行星减速轮系）减速。

三、执行部分总体部局：

执行机构主要有旋转工件卡盘和带钻头的移动刀架两部分，两个运动在工作过程中要保持相当精度的协调。因此，在执行机构的设计过程中分为，进刀机构设计、卡盘旋转机构和减速机构设计。而进刀机构设计归结到底主要是圆柱凸轮廓线的设计，卡盘的设计主要是间歇机构的选择。

在执行过程中由于要满足相应的运动速度，因此首先应该对于原动机的输出进行

减速。下面先讨论减速机构传动比的确定：由于从刀具顶端离开工件表面65mm位置，

快速移动送进了60mm后，在匀速送进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6 0件/小时，刀架一个来回（生产1个工件）的时间应该是1分钟。根据这个运动规律，可以计算出电机和工作凸轮之间的传动比为1440/1。两种方案的传动比计算，参考主要零部件设计计算。

下面讨论执行机构的运动协调问题：有运动循环图可知，装上工件之后，进刀机构完成快进、加工、退刀工作，退后卡盘必须旋转到下一个工作位置，且在加工和退刀的前半个过程中卡盘必须固定不动，由于卡盘的工作位置为四个，还要满足间歇和固定两个工作，于是选择单销四槽轮机构（或棘轮机构、不完全齿轮机构与定位销协调）解决协调问题，具体实现步骤参考“回转工作台设计”。由于进刀机构的运动比较复杂，

因此要满足工作的几个状态，用凸轮廓线设计的办法比较容易满足。廓线的设计参考主要零部件设计计算。

机械传动系统设计

1、涡轮蜗杆减速器:

采用如图机构，通过涡轮蜗杆加上一个定轴轮系实现了:

涡轮蜗杆减速机构

2、外啮合行星齿轮减速器：

采用如图采用渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动，实现传动比:

n 电机 1440r/ min n 主轴

1r/min

外啮合行星轮系减速机构

3、定轴轮系减速器：

采用如图采用渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动，实现:

n

电机 n

主轴

1440r/ min 1r/ min

定轴轮系减速机构

主要零部件的设计计算

减速机构设计：

方案一：涡轮蜗杆减速机构 结构图如下：

1 蜗杆：m=5mm d=40mm （机械原理，p346表 10-7） 2、 涡轮：（d=mz ） m=5mm Z 2=20 d 2=100mm 乙=36 d 4=180mm

3、 齿轮：此齿轮机构的中心距 a=135mm 模数m=5mm ，采用标准直齿圆柱齿轮 传动，Z 5=18,z 6=36,ha*=1.0,(d=mzd=90mm,d 6=180mm)

4、传动比计算:

方案二：外啮合行星齿轮减速器: 结构图如下:

i 16 i 12

?i

34 ?i

56

20 36 36

1 1 18

1440

涡轮蜗杆减速机构

又 i 78=-z 』Z 7=-40/12

所以 i

18 i

12 ? i

H 6 ? i

78

方案三：定轴轮系减速器

图示乙=10, Z 2=36, Z 3=18, Z 4=21, Z 5=20, z 6=17, z ?=14, z s =40 传动比计算：i 18=i 12i H6i 78 其中 i 12= -Z 2 /z 1 =-i H6 = 1/i 6H

6H

i

63

Z 4Z 6 Z 5Z

,21 17

1 -

20 18 1

H

1 i

63

20 18 360

20 18 21 17 3

空？型？』 10 3 12

1440