四工位专用机床计样本.doc

1 原始数据及设计要求 1 刀具顶端离开工件表面65mm 图1 ，快速移动送进60mm接近工件后，匀速送进60 mm 前5mm为刀具接近工件时的切入量，工件孔深45mm，后10mm为刀具切出量 ，然后快速返回。回程和工作行程的平均速比 行程速度变化系数 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内，机床外形尺寸见图1。 5 传动电机转速为1000r/min，功率为1.5Kw。 2 工艺动作分解及机械运动循环圈 2.1 工艺动作分解 本四工位专用机床主要有两个执行构件——回转工作台和主轴箱。回转工作台作间歇转动，主轴箱作来回移动。 由生产率可求出一个运动循环所需时间 ： 刀具匀速送进60mm所需时间，刀具其余移动内（包括快速送进60mm，快速返回120mm）共需18s。回转工作台截止时间为36s，因此足够工件的装、卸所需时间。 2.2 机械运动循环圈 其机械运动循环情况如表所示。 表 机械运动循环情况 执行构件 运动情况 刀具 主轴箱 工作行程 返回行程 刀具在工件外 刀具在工件内 刀具在工件外 回转工作台 转位 静止 转位 3 机构选型和机械运动方案的确定 3.1 机构选型 四工位专用机床的主轮箱往复移动机构和回传工作台间歇运动机构可由下表所列来选择。 表 四工位专用机床机构的选择情况 刀具 （主轴箱） 圆柱凸轮机构 移动从动件盘 形凸轮机构 凸轮一连杆机构 平面连杆机构 工件回转工作台 间歇运动机构 槽 轮 机 构 不完全齿轮机构 凸轮式间歇运动机构 3.2 机械运动方案的确定 根据表所列的机构形态矩阵，可以组合成的四工位专用机床的机械运动方案有12种。不完全齿轮机构冲击性大，容易引起振动；凸轮式间歇运动机构不易定位，需要单独设计都能够为机构；槽轮机构结构简单，又实现了工作台的回转定位，其冲击性相对较小，所以工作台的回转机构采用槽轮机构。另外，由于两个执行机构之间有严格的运动关系，并且机床主轴箱有确定的运动规律，所以主轴箱往复移动机构选用圆柱凸轮机构，容易保证主轴箱的运动规律。 4 机械传动系统速比和变速机构[11] 机械运动方案简图 6 对机械传动系统和各机构的尺度计算 6.1 计算各级传动效率、转速、功率及转矩 查表可得各种传动的传动效率[6]：带传动 0.97 齿轮传动 0.98 滚动轴承 0.99 行星轮系 0.904 6.1.1 传动效率： 第一级传动： 第二级传动： 第三级传动： 第四级传动： 6.1.2 各轴转速： 轴I： 轴II： 轴III： 轴IV： 6.1.3 输出功率： 轴I： 轴II： 轴III： 轴IV： 6.1.4 输出转矩： 轴I： 轴II： 轴III： 轴IV： 6.2 带传动设计[1] 电机功率P 1.5KW，转速n 1000r/min传动比为 4。 6.2.1 确定计算功率 查表可得工作情况系数 1.1，故 P 1.11.5KW 1.65KW 6.2.2 选择V带的带型 根据、n选取A型。 6.2.3 确定带轮的基准直径并验算带速v 1 粗选小带轮的基准直径 75mm。 2）计算大带轮的基准直径。 6.2.4 确定V带的中心距a和基准长度 1）粗定中心距 300mm。 2）计算带所需的基准长度 选带的基准长度为 1250mm。 3 计算实际中心距a 6.2.5 验算小带轮上的包角 6.2.6 计算带的根数 1）。 由 75和n 1000r/min，查表得到 0.9576KW。 根据n 1000r/min， 4和A型带，查表得。 查表得包角修正系数及V带的长度系数 1.01，于是 2） 计算V带的根数z 取2根。 6.2.7 计算单根V带的初拉力的最小值 查表得A型带的单位长度质量q 0.1kg/m，所以 应使带的实际初拉力。 6.2.8 计算压轴力 压轴力的最小值为 6.2.9 带轮的结构设计 大带轮，安装带轮的轴的直径为d 25mm。由，所以大带轮采用孔板式。带轮的宽度通过查手册可得B 2f+e 2×10+15 35mm。 ， ， ， 小带轮直径 100mm，电机轴轴径d 20mm。采用腹板式结构。宽度B 35mm。 ， ， 6.3 齿轮传动设计[1] 6.3.1 高速级齿轮传动设计 输入功率,小齿轮转速n 10r/min，传动比为 4。由于轴向力很小，可忽略不计，故采用直齿圆柱齿轮传动。 ①选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 1）机床对转位要求比较严格，精度较高，故选用6级精度（GB 10095-88） 2）材料选择。由手册选小齿轮材料为40Cr（调制）硬度为280HBS，大齿轮 选用45钢（调制）硬度为240HBS，二者硬度差为40H