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1、- 課程設(shè)計(jì)說明書 題 目： 四工位專用機(jī)床 院 〔系〕：機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生**：車 功 才 學(xué) 號(hào)：1100110604 指導(dǎo)教師：匡 兵 職 稱：副 教 授 20 . z. - 目 錄 目 錄 I 1 設(shè)計(jì)任務(wù) 1 〔1〕工作原理及工藝動(dòng)作過程......................

2、...................................................................3 〔2〕原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求..................................................................................................3 〔3〕設(shè)計(jì)方案提示...........................................................................................................

3、...3 〔4〕設(shè)計(jì)任務(wù)......................................................................................................................3 2 運(yùn)動(dòng)方案的擬訂 1 (1)電機(jī)型號(hào)的選擇..................................................... 4 (2)運(yùn)動(dòng)分析...........................................................4 (3)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖.....

4、.....................................................4 (4〕四工位專用機(jī)床的機(jī)構(gòu)選型...........................................4 1） 方案一............................................................5 槽輪機(jī)構(gòu)和圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的組合 2〕方案二...........................................................6 槽輪機(jī)構(gòu)和盤形凸輪機(jī)

5、構(gòu)的組合 3〕方案三...........................................................6 不完全齒輪機(jī)構(gòu)與凸輪連桿機(jī)構(gòu)組合 (5〕方案選擇...........................................................6 3 機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 1 (1)槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)......................................................7 (2〕減速器的傳動(dòng)計(jì)算.............................................

6、......8 (3)凸輪的設(shè)計(jì)..........................................................9 4 凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析...................................14 1 5 參考文獻(xiàn) 15 2 . z. - 1 設(shè)計(jì)任務(wù) 〔1〕工作原理及工藝動(dòng)作過程 四工位專用機(jī)床是在四個(gè)工位Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ〔如附圖3所

7、示〕上分別完成工件的裝卸、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔工作的專用加工設(shè)備。機(jī)床的執(zhí)行動(dòng)作有兩個(gè)：一是裝有工件的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)；二是裝有三把專用刀具的主軸箱的往復(fù)移動(dòng)〔刀具的轉(zhuǎn)動(dòng)由專用電機(jī)驅(qū)動(dòng)〕。兩個(gè)執(zhí)行動(dòng)作由同一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作臺(tái)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)和主軸箱往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)按動(dòng)作時(shí)間順序分支并列，組合成一個(gè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。 附圖3 四工位專用機(jī)床 〔2〕原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 1〕刀具頂端離開工作外表65mm，快速移動(dòng)送進(jìn)60mm后，再勻速送進(jìn)60mm〔包括５mm刀具切入量、45mm工件孔深、10mm刀具切出量，如附圖4所示〕，然后快速返回?；爻毯瓦M(jìn)程的平均速度之比K=2。 2〕刀具

8、勻速進(jìn)給速度為2mm/s，工件裝卸時(shí)間不超過10s。 3〕機(jī)床生產(chǎn)率每小時(shí)約60件。 4〕執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能裝入機(jī)體內(nèi)。 5〕傳動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)為交流異步電動(dòng)機(jī)，功率1.5Kw，轉(zhuǎn)速960r/min。 附圖4 刀具工作過程 〔3〕設(shè)計(jì)方案提示 1〕回轉(zhuǎn)臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，可采用槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 2〕主軸箱的往復(fù)移動(dòng)，可采用圓柱凸輪機(jī)構(gòu)、移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)、凸輪－連桿機(jī)構(gòu)、平面連桿機(jī)構(gòu)等。 3〕由生產(chǎn)率可求出一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)所需時(shí)間T=60s，刀具勻速

9、送進(jìn)60mm所需時(shí)間t勻=30s，刀具其余移動(dòng)〔包括快速送進(jìn)60mm，快速返回120mm〕共需30s?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)靜止時(shí)間為40s，因此足夠工件裝卸所需時(shí)間。 〔4〕設(shè)計(jì)任務(wù) 1〕按工藝動(dòng)作過程擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 2〕進(jìn)展回轉(zhuǎn)臺(tái)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、主軸箱刀具移動(dòng)機(jī)構(gòu)的選型。并進(jìn)展機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)價(jià)和選擇。 3〕根據(jù)電機(jī)參數(shù)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)展傳動(dòng)方案的擬訂。 4〕畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案圖?！睞1〕 5〕機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺度計(jì)算。 1） 編寫設(shè)計(jì)說明書。〔用A4紙*，封面用標(biāo)準(zhǔn)格式〕 2 運(yùn)動(dòng)方案的擬訂 (1)電機(jī)型號(hào)的選擇 根據(jù)任務(wù)書應(yīng)選用功率為1.5Kw，轉(zhuǎn)速為960r\mi

10、n的交流異步電機(jī)，但是沒有完全符合該要求的電機(jī)，我查看了網(wǎng)上資料和Y系列電機(jī)常用型號(hào)對(duì)照表 對(duì)于電機(jī)的選擇，主要的參考指標(biāo)有以下幾點(diǎn)： 1〕原動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、過載、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、調(diào)速和控制等方面是否滿足要求； 2〕工作環(huán)境的影響； 3〕工作是否可靠，操作是否簡易，維修是否方便； 4〕額定功率是否滿足負(fù)載需要； 5〕工作是否可靠，操作是否簡易，維修是否方便 經(jīng)過比擬最后我選用了型號(hào)為Y100L---6 (2)運(yùn)動(dòng)分析 間歇機(jī)構(gòu) 0-90度 90-180度 180-270度 270-360度 主軸箱 一次工作循環(huán) 一次工作循環(huán) 一次工作循環(huán) 一次工作循環(huán)

11、 注：一次工作循環(huán)包括快進(jìn)、刀具勻速送進(jìn)和快退 〔3〕運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 對(duì)于四工位專用機(jī)床，其運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖主要是確定回轉(zhuǎn)臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和主軸箱進(jìn)、退刀的控制機(jī)構(gòu)的先后動(dòng)作順序，用以協(xié)調(diào)各執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作關(guān)系。 時(shí)間〔秒〕 0-15 15-30 30-45 45-60 間歇機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)情況 勻速旋轉(zhuǎn)90度 靜止 主軸箱運(yùn)動(dòng)情況 快進(jìn)60mm 勻速進(jìn)給60mm 快退120mm 〔4〕四工位專用機(jī)床的機(jī)構(gòu)選型 功能 執(zhí)行構(gòu)件 工藝動(dòng)作 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)位 間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 單向停歇轉(zhuǎn)動(dòng) 棘輪機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu) 不完全

12、齒輪機(jī)構(gòu) 凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 進(jìn)給 主軸箱 直線往復(fù)運(yùn)動(dòng) 圓柱凸輪機(jī)構(gòu) 移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu) 凸輪—連桿機(jī)構(gòu) 平面連桿機(jī)構(gòu) 根據(jù)組合的方法，現(xiàn)列出如下三種方案： 2） 方案一 槽輪機(jī)構(gòu)和圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的組合 方案一中，電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，將動(dòng)能傳遞給帶輪，通過帶輪分兩路將扭矩傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。一路通過齒輪傳動(dòng)將扭矩傳遞給槽輪機(jī)構(gòu)，使工作臺(tái)作間歇轉(zhuǎn)動(dòng)；另一路通過行星輪系減速后將扭矩傳遞給移動(dòng)推桿圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，使主軸箱完成進(jìn)，退刀的動(dòng)作。兩路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相互配合、相互合作，共同完成額定的加工功能和加工任務(wù)。 2〕方案二 槽輪機(jī)構(gòu)和盤形

13、凸輪機(jī)構(gòu)的組合 方案二中，電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，將動(dòng)能傳遞給帶輪，通過帶輪分兩路將扭矩傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。一路通過齒輪傳動(dòng)將扭矩傳遞給槽輪機(jī)構(gòu)，使工作臺(tái)作間歇轉(zhuǎn)動(dòng)；另一路通過行星輪系減速后將扭矩傳遞給盤形凸輪機(jī)構(gòu)，使主軸箱完成進(jìn)，退刀的動(dòng)作。兩路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相互配合、相互合作，共同完成額定的加工功能和加工任務(wù)。 3〕方案三 不完全齒輪機(jī)構(gòu)與凸輪連桿機(jī)構(gòu)組合 方案中三，電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，將動(dòng)能傳遞給帶輪，通過帶輪分兩路將扭矩傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。一路通過齒輪傳動(dòng)將扭矩傳遞給不完全齒輪機(jī)構(gòu)，使工作臺(tái)作間歇轉(zhuǎn)動(dòng)；另一路通過行星輪系減速后將扭矩傳遞給擺動(dòng)推桿盤形凸輪與擺桿滑塊機(jī)構(gòu)，使主軸箱完成進(jìn)，退刀的動(dòng)

14、作。兩路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相互配合、相互合作，共同完成額定的加工功能和加工任務(wù)。 (5〕方案選擇 回轉(zhuǎn)臺(tái)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)： 選為槽輪機(jī)構(gòu)，因?yàn)椴圯啓C(jī)構(gòu)構(gòu)造簡單，傳動(dòng)平穩(wěn)，間歇過程位置鎖定。 主軸箱往復(fù)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)： 方案一 屬于圓柱凸輪機(jī)構(gòu)──屬空間凸輪機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)是凸輪與從動(dòng)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為空間運(yùn)動(dòng)，適用于從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)平面與凸輪回轉(zhuǎn)軸線平行的場合。缺點(diǎn)是不宜用于從動(dòng)件擺角較大的場合，且構(gòu)造和凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)較平面凸輪機(jī)構(gòu)復(fù)雜，易磨損，凸輪加工困難。但是造價(jià)低。 方案二 盤形凸輪機(jī)構(gòu)──均屬于平面凸輪機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)是凸輪與從動(dòng)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為平面運(yùn)動(dòng)，凸輪輪廓曲線的設(shè)

15、計(jì)較空間凸輪機(jī)構(gòu)簡單。當(dāng)主動(dòng)凸輪作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，采用盤形凸輪機(jī)構(gòu)。 方案三 不完全齒輪-齒條機(jī)構(gòu)，進(jìn)給精度高，壽命長，但造價(jià)高。 通過上面的比照后，我決定采用方案二，同時(shí)可以把行星輪的位置做一些優(yōu)化?！踩缦铝袌D所示〕 3 機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) (1)槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 槽輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡單，制造容易，工作可靠，能準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)角，機(jī)械效率高。缺點(diǎn)主要是其在啟動(dòng)和停頓時(shí)加速度變化大、有沖擊，不適合用于高速傳動(dòng)。結(jié)合槽輪自身的特點(diǎn)和本課題的設(shè)計(jì)需求，得出如下參數(shù)。 1） 槽數(shù)z 按工位要求選定為4= 2〕中心距a 按構(gòu)造情況確定a=150mm 3〕圓銷半徑r 按構(gòu)造情況確定r=15mm=

16、 4〕槽輪每次轉(zhuǎn)位時(shí)主動(dòng)件的轉(zhuǎn)角2α=180°*(1-2/z)=90° 5〕槽間角2β=360/Z=90°b==oo 6〕主動(dòng)件到圓銷中心半徑R1=asinβ=75√2=106mmb=== 7〕R1與a的比值 λ=R1/a=sinβ=√2/2b=== 8〕槽輪外圓半徑R2=√(acosβ2+r2)=107mmb=+= 9〕槽輪槽深h≧α(λ+cosβ-1)+r=77.1mml取h=80mm 10〕運(yùn)動(dòng)系數(shù)k=(z-2)/(2z) =0.25 ( n= 1,=為圓銷數(shù)) 根據(jù)上述得出下列圖 (2〕減速器的傳動(dòng)計(jì)算 根據(jù)選定的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和四工位專用機(jī)床的生產(chǎn)能力，可知其機(jī)械

17、傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)如下： 總傳動(dòng)比k=940/(60/60)=940 槽輪的轉(zhuǎn)速n=60/60=1r/min 行星輪簡圖如下： 擬定Z1=25, Z2=26, Z2'=25,Z3=24,模數(shù)M均為6. i〔H/31〕=〔ω1-ωH〕/(ω3-ωH)=(ω1-ωH)/(-ωH)=(Z2*Z3)/(Z1*Z2')=624/625 可以得到 i〔H1〕=625 然后在用蝸桿將傳動(dòng)傳給齒輪，可以算得后面兩個(gè)齒輪傳動(dòng)比為940/625=1.5即可。此時(shí)令Z4=30, Z5=20便可。此時(shí)齒輪嚙合的最大中心距ɑ=〔M

18、/2〕*〔25+26〕=306mm 機(jī)構(gòu)的最大尺寸為2*306=612mm。完全符合尺寸要求。 (3)凸輪的設(shè)計(jì) 我使用了soildwork軟件中的插件Toolbo*生成了對(duì)應(yīng)的凸輪機(jī)構(gòu) 生成了如下列圖的凸輪機(jī)構(gòu) 然后導(dǎo)出得到CAD圖 4 凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 5 設(shè)計(jì)小結(jié) 剛開場弄課設(shè)的時(shí)候那真是無從下手，后來一步一步摸索著，遇到問題就查書或者上網(wǎng)找資料，雖然大一的時(shí)候有學(xué)過CAD，但是由于后來沒怎么用過，所以忘得七七八八了。這次的課設(shè)讓我進(jìn)一步掌握CAD軟件，在畫齒輪的時(shí)候也有自己去學(xué)了一點(diǎn)solidwork軟件。 在這里首先感謝匡教師的嚴(yán)格要求和悉心指導(dǎo)，由于我是參加

19、完電賽后做的課設(shè)，時(shí)間比擬緊，所以此設(shè)計(jì)存在諸多缺乏之處，有些地方考慮不夠周到，這些問題都有待進(jìn)一步解決，希望給予教師指正和修改意見。 網(wǎng)絡(luò)資源 .docin./p-338930757.html me.seu.edu./course/mechdesign/netcourse/zn080100.htm 參考文獻(xiàn) 【1】裘建新主編"機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書"2005.4 高等教育 【2】 陳作模等主編"機(jī)械原理"2006.5 高等教育 . z.