四工位专用机床课程设计说明书(超详细).doc

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***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***切入量,45mm工件孔深,10mm***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***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。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:机床工作运动模型要确保在***与工件接触时卡盘固定不动,***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Y132S-4异步电动机,电动机额定功率P=,满载转速n=1440r/min。二、传动机构: 传动系统的总传动比为i=n/n6,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***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***切入量,45mm工件孔深,10mm***切出量),然后快速返回。要求效率是60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: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: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:涡轮蜗杆减速机构1、蜗杆:m=5mmd=40mm(机械原理,p346,表10-7)2、涡轮:(d=mz)m=5mmz2=20d2=100mmz4=36d4=180mm3、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=18,z6=36,ha*=,(d=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:外啮合行星轮系减速机构图示z1=10,z2=36,z3=18,z4=21,z5=20,z6=17,z7=14,z8=40传动比计算:i18=i12iH6i78其中i12=-z2/z1=-36/10iH6=1/i6H所以又i78=-z8/z7=-40/12所以方案三:定轴轮系减速器图示z1=17,z2=51,z3=12,z4=60,z5=12,z6=72,z7=13,z8=52,z9=12,z10=48,z11=48传动比计算:i111==1440定轴轮系减速机构二、圆柱凸轮进刀机构设计:1、运动规律:***运动规律:***快速进给60mm,匀速进给60mm(***切入量5mm,工件孔深45mm,***余量10mm),快速退刀。因为***匀速进给的速度为2mm/s,由此可得匀速进给的时间为30s,设快速进给的时间为x,快速退刀的时间为y,又因为其回程和工作的速比系数K=2,所以可得下列方程:30+x=2y(1)30+x+y=60(2)(1)(2)两个方程联立可以得出,x=10