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专用机床课程设计


机械设计课程设计(一)

四工位专用机床传动系统方案设计

机械设计课程组

四工位专用机床传动系统方案设计

四工位专用机床工作原理及外形尺寸
回转工作台 350 Ⅱ 150
D

工件

主轴箱

专用电动机

A B C

I ?300 Ⅳ



850

450
650

1500

专用机床外形及尺寸联系图

1050

四工位专用机床传动系统方案设计

(一)原始数据
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 刀具顶端距工作表面距离(S=D)mm 快速进给距离(S=D-C )mm 工作进给距离(S=A+B+C )mm 快速返回距离(S=A+B+D )mm 刀具工作进给速度(f=2 ) mm/s 回程与进程平均速度比 K=2 装卸时间t≤10s 生产率要求(Q= )件/小时 交流电机功率1.5KW,额定转速? r/min 执行机构及传动机构能装入机体内
A B C

D

D-C

刀具行程图

四工位专用机床传动系统方案设计
D A B

C

D-C

刀具行程图

四工位专用机床传动系统方案设计

(二)设计任务
1、按照工艺动作要求进行机构选型、组合

2、拟定该机床机械运动方案简图和运动循环图
3、根据原动机和执行机构的运动参数分配传动比

4、对传动系统的主要执行机构进行运动尺寸综合
5、图纸要求:传动系统运动方案简图一张(A1) 6、设计说明书一份

四工位专用机床传动系统方案设计

(三)工作原理及工艺动作分析
工作原理
工件一次装夹,同时完成钻、扩、铰三种机械加工方法。

工艺动作分析
回转工作台有四个工位,有转位、间歇两个工艺动作。 每转90°,完成一个工艺,转过360°完成全部工艺加工。 主轴箱带动三把刀具,做周期性移动,每往复一次经过 快进、工进、快退、间歇四种工艺动作,同时每把刀具完 成一种工艺加工,由于三把刀具同时工作,所以主轴箱往 复移动一次(即分配轴转360°),完成一个工件的加工。

从时间上看,主轴箱往复一次,回转工作台转1/4周

四工位专用机床传动系统方案设计

(四)设计方案提示
实现工作台单向间歇运动的机构:棘轮、槽轮、凸
轮、不完全齿轮机构等; 实现主轴箱往复运动的机构:平面连杆机构、凸轮连杆机构、圆柱凸轮机构、移动从动件盘形凸轮机构等。 两套机构均由一个电机带动,所以工作台转位机构与 主轴箱往复运动机构按动作时间顺序分支并列,并组合 成一个系统。

四工位专用机床传动系统方案设计
四工位专用机床的功能、工艺动作及所需执行机构
功 能
一 次 完 成 三 种 工 艺 加 工

执行构件
工作台

工艺动作
转 位

执行机构
棘轮机构 槽轮机构 凸轮机构 不完全齿轮

间 歇 快 进 工 进 主轴箱 快 退 间 歇 移动 平面 圆柱 连杆机构 凸轮机构 凸轮机构 凸轮-连杆机构

总方案数

4× 4

四工位专用机床传动系统方案设计

(五)设计计算
1、原动机选择、机械传动系统机构选择
原动机选电动机,一般经类比法确定,此次设计取额定功 率为1.5KW即能满足要求,也可取其他值。查电机手册确定电

动机型号?及满载转速?r/min。

四工位专用机床传动系统方案设计

机械传动传动系统机构选择举例:

四工位专用机床传动系统方案设计 2、拟定运动循环图
运动循环图:用以表明机械在一个工作循环中各执行构
件运动配合关系的图形 (也叫工作循环图)。 即表示出各执行机构间的时序协调关系,即某些机械 的多个执行构件在完成同一任务时,需有准确而协调的运 动时间和运动顺序的安排,以防止出现某一执行构件工作 不到位或两个以上执行构件在同一空间发生干涉。

运动循环图是按同一时间(或分配轴的转角) 比例绘制的总图,它以某一主要执行机构的运动起 点为基准,表示其他执行机构的运动循环相对于该 主要执行机构的动作顺序。因此它是机器各执行机 构之间的协调图,也是机器设计、安装、调试的依 据。在机构中被选为基准的构件称为定标件,用它

的运动位置(转角或位移)作为确定其它构件运动
先后次序的基准。

四工位专用机床传动系统方案设计
运动循环图通常有如下三种画法: ? 直线式运动循环图

? 圆周式运动循环图
? 直角坐标式运动循环图 直角坐标式:将运动循环的各运动区段的时间和顺 序按比例绘在直角坐标轴上,实际上它是执行构件的

位移线图。

牛头刨床的三种运动循环图

四工位专用机床传动系统方案设计
刀具 S/mm

D-C 快进 90° 工进 180° 快退 270° 间歇 360° φ°

工作台 90° 56°

δ°

转位 90°

间歇 180° 270°

转位 360° φ°

四工位专用机床传动系统方案设计
3、传动系统计算
?传动比的计算与分配

i 总=

n电机 n 执行主轴

n 执行主轴 = Q ( r / min) T ? 3600 Q ? 3600 n 执行主轴 =( S )

i总= i 带 i 标准 i 变位 i 减速器

四工位专用机床传动系统方案设计
注意:带传动的传动比在2-4范围内选,齿轮传动的传 动比在3-6范围内选。 i 带 ? i 齿 减速器可根据实 际情况设计一级减速或二级减速,还可以是多级 减速(查出选用型号即可)。
?带传动设计计算—机械设计教材

带传动设计完成后,如传动比不为初选值,应重 新调整齿轮传动比的数值。 带传动的设计计算与机械 设计课程设计中的计算方法与要求一致。

?齿轮传动设计计算

二级齿轮传动,一级为标准齿轮传动,模数自选
(建议取2或2.5mm)。 z
最小

? 17 18 、 、 ), z 最大 ? 100 ~ 120 ( 19 20

二级为变位齿轮传动,变位齿轮传动取正传动,小齿轮 齿数小于17,模数自选(建议取2或2.5mm),实际中 心距与理论中心距之差为1--1.5mm,变位系数选择见

68~70页。要求:确定齿轮的模数并计算标准和变位齿
轮的几何尺寸(三个圆)。

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?凸轮机构设计计算:按运动规律设计凸轮廓线

?槽轮机构或不完全齿轮机构

机械系统设计,一般应遵循的步骤:
第一,确定所要完成的工作任务。如进行工件的切 削加工,锻压钢坯,搬运工件等等, 第二,根据机器的工作要求,对需要采取的工艺方 法或工作原理进行分析。

第三,运动方案设计。其设计依据为各执行构件的 运动及其相互配合。最终完成由原动机-传动机构 -执行机构组成的机械运动简图设计。
第四,施工图设计。在这一步骤中完成机械中各零 部件的强度、刚度计算及零部件结构设计。


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