四工位专用机床课程设计报告书

目录

一，功能原理和设计要求 (1)

1）工作原理

2）设计要求

二，功能分解和运动分析

1）功能分解

2）运动分析

三，拟定运动循环图

四，执行机构选型

五，传动机构选型

六，机械运动方案的选择

七，机械运动方案简图

八，尺寸计算

1）机器整体轮廓打消的确定

2）电机的选型

3）减速器的传动设计

4）槽轮的尺寸计算

5）直动推杆圆柱凸轮的尺寸设计

九，机械运动方案的评价和改进

一，功能原理和设计要求

1.工作原理

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，绞孔工作，它执行动作有两个：一时装有四工位工件的回转台转动；二十装有由专用电动机的三把专用刀具的主轴箱的刀具的转动和移动。

2.设计要求

1）顶端离开工件表面65mm,快速移动送进了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），然后快速返回，回程和工作行程的平均速度只比K=2.

2）刀具匀速进给速度为2mm/s，工件装，卸时间不超过10s.

3）生产率为每小时约75件。

4）执行机构系统应装入机体。

二．功能分解和运动分析

1.功能分解

通过对工作原理和设计要求的分析可知，四工位专用机床的回转台与主轴箱的功能分为一下几个动作：

1）安装工件的回转台间歇转动。

2）安装刀具的主轴箱要完成快进，匀速进给，快速返回几个动作。

3）主轴箱上的刀具转动切削工件。

2..运动分析

设选定电动机型号为Y160M2—8，其转速n=720r/min，P=5.5km,则四工位专用机床的一个周期的详细运动情况为：

1)电动机作为驱动，通过减速装和其他齿轮系将符合要求的转速传递给回转台上的间歇机构，使其做间歇转动，同时也将符合要求的转速传递给主轴箱下的刀具移动机构，使其做符合要求的动作。

2）当间歇机构开始第一次循环时，安装，并加紧工件，间歇机构从0°转至90°

3）间歇机构从从90°转至180°，主轴完成一次工作循环（快进，刀具匀速进给，快退）。

4）间歇机构从180°转至270°，主轴完成一次工作循环（快进，刀具匀速进给，快退）。

5）间歇机构从270°转至360°，主轴完成一次工作循环（快进，刀具匀速进给，快退），将加工好的工件取下。

三，依据运动分析和协调要求拟定运动循环图

对于四工位专用机床，其运动循环图主要是确定回转台的间歇转动机构和主轴箱进，退刀的控制机构的先后动作顺序，以协调各执行构件的动作关系，便于机器的设计，安装和调试。下边用矩形图的表示方法对其运动循环图进行拟定。

如图：

四，执行机构与传动机构选型

根据前述要求，主轴箱刀具应做往复运动，行程较大，且有一段时间做匀速运动（进给阶段），并有急回特性；回转台做间歇转动。这些运动要求不一定都等得到满足，但必须保证当刀具做进给切削运动和回程未离开工件表面时，回转台静止未转动，这可在运动链中加入运动补偿机构，从而使两者的

运动达到良好的配合。与此出发构思方案。

1，回转台间歇转动机构方案

方案一:槽轮机构。如图3—1所示槽轮机构的结构简单外形尺寸小，机械效率高，并能较平稳的，间歇的进行转位。但因传动时尚存在柔性冲击，故常用于速度不高的场合。

方案二：不完全齿轮机构。如图3—2所示，它室友齿轮机构演变而得到的一种间歇欲动机构。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轮齿相啮合的轮齿。当从动轮做连续回转运动时，从东轮做间歇回转运动。不完全齿轮的结构简单，制造容易，工作可靠，设计时从动轮的运动时间和静止时间的比例可在较大围变化。其缺点是有较大冲击，故质疑与低速，轻载场合。

图3—1 图3—2

方案三：棘轮机构。如图3—3所示，棘轮机构的结构简单，制造方便，运动可靠；而且棘轮机构轴每次转过角度的大小可以在交大的围调节，这些都是它的有点。其缺点是工作时有较大的冲击和噪声，而且运动精度较差。所以，棘轮机构常用于速度较低和载荷不大的场合。

2.主轴箱刀具移动机构方案

方案一：凹槽圆柱凸轮机构。如图3—4所示，当具有凹槽的圆柱凸轮回转时，其凹槽的侧面通过嵌于凹槽中的滚子迫使连接与主轴箱相连结的杆一起运动，是进刀和退刀的运动规律如何，则决定于凹槽曲线的形状。

凸轮机构的最大优点是只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆的到各种预期的运动规律，而且响应快速，机构简单紧凑。凸轮机构的缺点是凸轮廓线与推杆之间为点，线接触，易磨损，凸轮制造困难。

图3—3 图3—4

方案二：盘形凸轮机构。如图3—5所示，是经过电动机带动传动带及齿轮减速后由齿轮机构直接带动及齿轮减速后，有齿轮机构直接带动的，因而其运行角速度是常量。但因为其凸轮处于机床机箱外部，并且其返程机构复杂。

方案三：凸轮连杆机构。如图3—6所示，经过电动机带动传动带及齿轮减速后由凸轮推动与主轴箱相连接的L行连杆，从而使主轴箱随凸轮决定的运动规律运动。但此机构本身L型连杆尺寸过大，不能适合的至于机箱。

图3—5 图3—6

3，减速机构方案

方案一：定轴轮系减速器。如图：3—7

传动比：N电机/N主轴=720r/min/1r/min

图3—7

方案二：采用外啮合行星齿轮减速器。如图3—8传动比：N电机/N主轴=720r/min/1r/min

图3—8

四，机械运动方案选型

由表列4—1

功能元功能元解（匹配机构）

1 2 3

回转台间歇运动机构槽轮机构不完全齿轮机构棘轮机构

主轴箱刀具移动机构凹槽圆柱凸轮机构盘装凸轮机构凸轮连杆机构

传动机构定轴轮系减速器外啮合行星齿轮减速器

由排列组合原理可以计算得到，共有：

N=3*3*2=18

种方案可供选择。

从这些方案中剔除明显不合理的在进行综合评价，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；

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；

根据以上综合评价指标，最后选择出以下较好的方案：槽轮机构+凹槽圆柱凸轮机构+外啮合行星轮减速器。

五，画出机械运动方案简图

根据上网查询资料和文件初步拟定四工位外形尺寸，画出此方案示意图