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

根据专用机床的丄作过程和规律可得其运动循环图如下:

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：

簾转卡龙卡卷固定

力架快进---------- 匀*切剤----------- 刀架快退一

/卜

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。儿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Y132S-4异步电动机，电动机额定功率P=5・5KW,满载转速n=1440r/min。

二. 传动机构：

传动系统的总传动比为i=ii/n6.其中％为圆柱凸轮所在轴的转速，即总传动比为1440/1 o 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

机构设讣。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

的设讣主要是间歇机构的选择。

在执行过程中曲于要满足相应的运动速度，因此首先应该对于原动机的输岀进行减速。

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，可以讣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，山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“回转工作台设计曲于进刀机构的运动比较复杂，因此要满足工作的儿个状态，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：

釆用如图机构，通过涡轮蜗杆加上一个定轴轮系实现了:

机械原理课程设计说明书

比电机 _ 1440r/min n 主轴

lr/min

2、外啮合行星齿轮P

汽8盘坷0血却血

釆用如图釆用渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动，实现传动比:

斤电机 _ 1440r/min n主轴"/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：

机械原理课程设计说明书斤电机 _ 1440r/min n主轴"/min

定轴轮系减速机构

主要零部件的设计计算

一、减速机构设计：

方案一：涡轮蜗杆减速机构

结构图如下：

机械原理课程设计说明书

1、 蜗杆:Hi —u —M-vniiii \ 讥wv 不理，p346,表 10-7)

2、 涡轮：(d=mz) m=5mm Z2=20 d2= 100mm Z4=36 d4= 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，Z5= 1 &Z6=365ha*=1.0Xd=mz,d5=90mm,d6= 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:

20 36 36 一x 一 1 18

= 1440

,Z2=36, Z3=18, Z4=21,

Z5=20, Z6=17, Z7=14, ZS =40 il8=il2iH6i78 ii2=・Z2 /zj=-36/10

iH6=l/i6H

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所以切6 _ ］ _瑁 20x18-21x17

3 又 i78=-Zs/Z7=-40/l 2

所以人8 = b •认• G 二书 • ¥ • 书 i440

方案三：定轴轮系减速器 图示 zi=17, Z2=51, Z3=12, Z4=60, Z5=12, Z 6=72, Z ?=13, ZS =52, Z9=12, ZIO =48, zn=48

Z ，2 X Z4 X { X Zg X Z ］（）X Zj ）

Zi X

X X Z 7 X Z 9 X Z ］（）

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示动中

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传动比计算:im

= 1440

外啮合行星轮系减速机构