工位专用机床的设计 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
湖南工业大学
课程设计
资料袋
机械工程学院（系、部）第二零一零---二零一一学年第二学期课程名称机械原理课程设计指导教师职称教授
学生姓名专业班级学号
题目四工位专用机床的设计
成绩起止日期2011年7月1日～2011年7月5日
目录清单
机械原理课程设计
设计说明书
四工位专用机床的设计
起止日期：2011年7月1日至2011年7月5日
学生姓名
班级
学号
成绩
指导教师(签字)
机械工程学院（部）
2011年7月1日
目录
0.课程设计任务书 (2)
1.设计题目 (3)
2.工作原理和工艺动作分解 (4)
3.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 (5)
4.四工位专用机床的功能分析与设计过程 (5)
5.间歇转动机构与刀具移动机构等主要机构选型 (7)
6.机构运动方案的评价和选择 (11)
7.机械传动系统的速比和变速机构 (13)
8.执行机构的尺度综合 (14)
9.画机构运动简图 (15)
10.参考资料 (16)
11.设计总结及感悟 (16)
湖南工业大学
课程设计任务书
2010—2011学年第2学期
机械工程学院（系、部）机械大类专业班级
课程名称：机械原理课程设计
设计题目：四工位专用机床的设计
完成期限：自2011年7月1日至2011年7月5日共1周
指导教师：2011年7月1日
系（教研室）主任：2011年7月1日
1.设计题目：四工位专用机床的设计
设计原理：
四工位专用机床是在四个工位上分别完成工件的装卸、钻孔、扩孔、铰孔工作的专用加工设备。机床的执行动作有两个：一是装有工件的回转工作台的间歇转动；二是装有三把专用刀具的主轴箱的往复移动（刀具的转动由专用电机驱动）。两个执行动作由同一台电机驱动，工作台转位机构和主轴箱往复运动机构按动作时间顺序分支并列，组合成一个机构系统。
设计要求：
1）刀具顶端离开工作表面65mm,快速移动送进60mm，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，如图1-1），然后快速返回。行程速比系数K=；
2）刀具匀速进给速度为2mm/s，工件装卸时间不超过10s；
3）机床生产率60件/h；
4）执行机构及传动机构能装入机体内；
5）传动系统电机为交流异步电动机，功率，转速960r/min。
图1-1孔加工示意图
2. 工作原理和工艺动作分解
工作原理
根据四工位专用机床的工艺过程，机构应有一个电动机和二个执行构件（刀架进给、卡盘旋转）。必须严格控制时间顺序，保持协调。
1.装有工件的回转工作台的间歇转动，该机构有四个工作位置，在每次转动90度时实现装卸，钻孔，扩孔和绞孔。故此在主机构每次行程中工作台只需转动90度，其余保持静止不动，其工作行程图如下：
工艺动作分解
2.装有三把专用工具刀得主轴箱的往复运动（刀具由专用电动机驱动），该构件整个往复运动的时间t=60s。需快速移动送进60mm；在以2mm/s的速度送进60mm，最后快速返回120mm。其运动简图如下：
3.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图
拟定运动循环图的目的是确定各机构执行构件动作的先后顺序、相位，以利于设计、装配和调试。
根据专用机床的工作过程和规律拟定的运动循环图如下图3-1所示：
图4-1机床的功能分析图
由机床的功能分析图可知，其运动有：装载旋转钻孔、扩孔、铰空卸载，如图4-2所示：
图4-2机床的运动示意图
要确保在刀具与工件接触时卡盘固定不动，刀具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。
机床的设计过程：
实现四工位专用机床的机构应有下面几种基本功能：
①在专用机床的装、卸、钻、扩、铰各个过程中，定位机构要处于停歇状
态，故该机构要有五次间歇转动功能。
②要满足定位功能与各个运动功能联动组合
③需要主轴箱机构有往复运动
④需要回转台有间歇转动
⑤我们由生产率求出运动循环时间T=60s,刀具匀速送进60mm需要时间t=30s,
刀具其余移动时间30s。回转工作台静止时间40s,因此足够工件装卸所需时间。
5.回转台间歇转动机构与主轴箱刀具移动机构等主要机构选型回转台间歇转动机构选型
回转工作台的运动规律：四个工作位置，每个工作位置之间相差90°，在工过程中，旋转90°，停止定位，进刀加工，快速退刀后，旋转90°，进行下一个循环。在加工和退刀的前半段（即刀具与工件有接触）时，必须将工作台固定，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。有以下三种方案：
1、采用单销四槽槽轮机构。其结构图如下图所示：
槽轮机构中，当圆销没有进入槽轮的径向槽时，由于槽轮的内凹锁止弧被拨盘的外凸锁止弧卡住，故槽轮固定不动；当圆销进入径向槽时，锁止弧的自锁段被松开，槽轮在圆销作用下旋转，实现了间歇运动。因为卡盘每次旋转90°，所以选择四槽均布槽轮，刚好实现旋转90°的要求。
2、采用棘轮机构，其结构图如下图所示：
机构采用曲柄摇杆机构来作为主动件，由运动循坏图中可知：
于是得：K>
所以极位夹角大于等于°
因此满足停留时间的于转动时间之间的比例关系，要求棘轮每次旋转90°，因此摇杆的摆角也为90°。
3、采用不完全齿轮机构，其结构如下图所示：
不完全齿轮的设计也是为了满足间歇运动，不完全齿轮上有1/4上有齿，
因此在啮合过程中，有齿的1/4带动完全齿轮旋转90°，之后的270°由于没
有齿啮合，完全齿轮不转动，该机构结构简单，在低速（1r/min ）的转动中可
与忽略齿轮啮合时的冲击影响。故也能实现运动规律。
综上所诉三个方案中，可根据实际情况进行合理选择
主轴箱刀具移动凸轮机构选型
1、运动规律：
刀具运动规律：刀具快速进给60mm ，匀速进给60mm （刀具切入量5mm,工
件孔深45mm,刀具余量10mm ）,快速退刀。因为刀具匀速进给的速度为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=，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=9s,y=21s
60°240° 2、主轴箱刀具凸轮廓线设计：
进刀机构的运动有凸轮的廓线来实现，进刀的方向为安装凸轮的轴的轴线方向，根据运动的特性，凸轮选择圆柱凸轮，按照运动规律设计其廓线如下：
位移主轴箱刀具运动规律图
1、蜗杆：m=5mmd=40mm（机械原理教材，p215,表）
2、涡轮：(d=mz)m=5mmz2=20d2=100mmz4=18d4=90mm
3、齿轮：此齿轮机构的中心距a=165mm,模数m=5mm，采用标准直齿圆柱齿轮传动，z5=18,z6=48,ha*=,(d=mz,d5=90mm,d6=240mm)
4、传动比计算：
方案二：外啮合行星齿轮减速器：
结构图如下：
1
2
3
4
5
6
7
8
图示z1=10,z2=24,z3=18,z4=21,z5=20,z6=17,z7=14,z8=40
传动比计算：i18=i12iH6i78
其中i12=-z2/z1=-24/10
iH6=1/i6H
所以
3
360
17
21
18
20
18
20
1
1
63
6
=
?
-
?
?
=
-
=
H
H i
i
又i78=-z8/z7=-40/12
涡轮蜗杆减速机构
外啮合行星轮系减速机构
所以
方案三：定轴轮系减速器
结构图如下：
图示z1=17,z2=51,z3=12,z4=40,z5=12,z6=72,z7=13,z8=52，
z9=12,z10=48，z11=48
传动比计算：i111= 109753111
108642z z z z z z z z z z z z ??????????=960
6.机构运动方案的评价和选择
(一)、传动机构
1、涡轮蜗杆减速器方案分析：
此方案采用最普通的右旋阿基米德蜗杆。采用蜗杆传动的主要原因有：
（1）、传动平稳，振动、冲击和噪声均较小；
（2）、能以单级传动获得较大的传动比，故结构比较紧凑；
（3）、机构返行程具有自锁性；
本方案通过较为简单的涡轮蜗杆机构实现了：
=
的大传动比。满足了机构要求的性能指标，而且结构紧凑，节约空间。本方案
存在的不足：由于涡轮蜗杆啮合齿间的相对滑动速度较大，使得摩擦损耗较
大，因此传动效率较低，易出现发热和温升过高的现象。磨损也较严重。解决
的办法是可以采用耐磨的材料（如锡青铜）来制造涡轮，但成本较高。
定轴轮系减速机构
2、外啮合行星齿轮减速器方案分析：
该方案采用渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动，所选轮系为外啮合行星齿轮系，采用齿轮机构的原因是其在各种机构中的运用比较广泛，且制造过程简
单，成本较低，并且具有功率范围大，传动效率高，传动比精确，使用寿命
长，工作安全可靠等特点。方案中齿轮系为复合轮系，实现了：
=
的大传动比。且具有较高的传动效率。本方案中存在的不足是，齿轮机构结构
不够紧凑，占用空间较大。
3、定轴轮系减速器方案分析：
该方案采用渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动，所选轮系为定轴轮系，采用该机构的原因是运用广泛，制造过程简单，成本较低，并且具有功率范围大，传
动效率高，传动比精确，使用寿命长，工作安全可靠等特点。方案中轮系为定
轴轮系，实现了：
=
的大传动比。本方案中存在的不足是，齿轮机构结构不够紧凑，占用空间较
大。
（二）、回转工作台回转机构
1、单销四槽槽轮机构
该方案采用槽轮机构，是因为该机构构造简单，外形尺寸小，其机械效率高，
并能较平稳地，间歇地进行转位。本方案中的不足在于在槽轮机构的传动过程
中往往存在着柔性冲击，故常用于速度不太高的场合。此机床中属于低速旋
转，因此槽轮机构能够满足要求。
2、棘轮机构
该方案采用棘轮机构，是因为该机构的结构简单，制造方便，运动可靠，而且
棘轮轴每次转过的角度可以在较大的范围内调节，与曲柄摇杆机构配合使用使
其具有急回特性。本方案中的不足在于棘轮机构在工作时有较大的冲击和噪
音，而且运动精度较差，常用于速度较低和载荷不大的场合。此机床中属于低
速旋转，冲击可以忽略，对于精度要求不是太高，因此该机构能够满足要求。
3、不完全齿轮机构：
该方案采用不完全齿轮啮合实现间歇运动，此机构结构简单，加工安装容易实现，由于其中含标准件，有很好的互换性，有精确的传动比，所以在工作过程中精度较
高。此机构的不足是由于在进入啮合时有冲击，会产生噪声，齿轮在磨损过程
中会对精度有一定影响。但是对于低速旋转机构，此机构能够满足使用要求。
结果：经过方案分析与比较，该机构最终选择如下方案组合：
1、电机选择交流异步电动机。该电动机额定功率P=,满载转速
n=960r/min。扭矩和功率均能满足工作要求。
2、传动、减速机构采用蜗轮蜗杆减速机构。蜗轮蜗杆的最大优点就是能实现大传动比，结构紧凑，占用空间较小，传动平稳，振动、冲击和噪声均较小，并且反行程能自锁。使用该机构对于机床的支撑外型和外观造型设计有很大优势。
3、进刀方案选择圆柱凸轮进刀。使用圆柱凸轮的主要原因是设计方便，通过廓线的设计可以完成比较复杂的进刀动作，圆柱凸轮的廓线较盘形凸轮简单，操作方便。
4、卡盘转动选择不完全齿轮机构。该机构结构简单，较之其他机构加工安装容易实现，由于其中含标准件，有很好的互换性，有精确的传动比，所以在工作过程中精度较高。还有使用该机构最大的优点是传动比具有可分性，在中心距发生变化的情况下传动比也能保持不变，保证了机床精度。
7.机械传动系统的速比和变速机构
总传动比计算：
=
第一级传动采用蜗轮蜗杆减速机构传动，传动比为20
第二级传动采用圆柱齿轮机构传动，传动比为48
8.执行机构的尺度综合
根据方案设计专用机床传动机构示意图，如图8-1所示：
图8-1机床传动机构示意图
四个齿轮的尺寸大小，根据传动需要，选择如表7-1所示：
其传动比的计算如下:
9.画机构运动简图
根据上述选择的方案可得如下图所示的机构运动简图：
工作过程：电机12输出960r/min的转速，由蜗轮蜗杆减速机构将速度减为1r/min带动凸轮10转动，由凸轮廓线的特性带动主轴箱完成快进、匀速、快退的运动过程。同时定位齿轮1将运动传导不完全齿轮4和凸轮2，使工件
每分钟旋转90°（15秒旋转，45秒间歇），通过2的廓线设计，使得旋转完
间歇期间由定位销定住，在旋转的期间定位销松开。这样就满足了机床的工作要求。
10.参考资料
［1］朱理．机械原理［Ｍ］．2版.北京：高等教育出版社，.
［2］戴娟．机械原理课程设计指导书［Ｍ］．北京：高等教育出版社，. 11.设计总结及感悟
我们之前从来没做过这样的课程设计，面对这个我们心里充满了期待！
通过一周的机械原理课程设计，在老师的指导下，我终于将机械设计课程设计做完了，并且有很多的感触收获.
关于这种设计方面的知识所要求有严谨的思维、丰富的想象力、以及对各种机构作用及尺寸要求的认识了解。
在这近一周的设计操作中，让我一个学机械的学生了解到了现在大二所学西的局限性，真正弄懂的东西并不算多，而且还有很多的东西你根本上就没能应用上的。在这次作业过程中我，遇到了许多困难喝多吃的设计方案最后都证明是行不通的，这都暴露出了前期的我在这方面的知识欠缺和经验不足在这次的操作中我知道了齿轮传动，凸轮机构设计步骤与方法;进一步了解了AutoCAD、Word这两个软件的操作，这些仅仅是工具软件熟练掌握也是必需的.对我来说收获最大的是方法和能力.那些分析和解决问题的方法与能力.
在整个过程中我发现，像我们这些学生最最缺少的是经验没有感性的认识空有理论知识有些东西很可能与实际脱节.总体来说我觉得做这种类型的作业对我们的帮助还是很大的它需要我们将学过的相关知识都系统地联系起来从中暴露出自身的不足以待改进.有时候一个人的力量是有限的合众人智慧我相信我们的作品会更完美!
同时对于这一门的课程学科，让我对机械原理这门课程有了更深入了解.
对于大二所学的《机械原理》这门课程，它教会给我们的是让我们知道了各种不同类型的机构的作用和组成原理，以及今后进行设计所要考虑的方面，在我看来，有成本的高低，机构的可行性，机构的可操作性，加工的难易程度，等等的东西。
然后这次的课程设计让对所学的专业课产生了很大的兴趣.在做设计的过程中,我发现我们以后可以从事很多方面的工作，毕竟我们的生活中与他相关的东西好多好多的，各种各样的仪器，各种各样的电子组装设计和衍生到的各种材料的设计。虽然这次设计已告一段落，但是我知道学海无涯、学无止境，这是一个结尾，同时也只是一个开始。今后，我会以更饱满的热情投入到今后的学习生活中，做一个不断探索，勇于创新的大学生。
在整个过程中我发现了像我们这些学生最最缺少的是经验没有感性的认识空有理论知识有些东西很可能与实际脱节.总体来说我觉得做这种类型的作业对我们的帮助还是很大的它需要我们将学过的相关知识都系统地联系起来从中暴露出自身的不足以待改进.有时候一个人的力量是有限的合众人智慧我相信我们的作品
工位专用机床的设计 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
湖南工业大学 课程设计 资料袋 机械工程学院（系、部）第二零一零---二零一一学年第二学期课程名称机械原理课程设计指导教师职称教授 学生姓名专业班级学号 题目四工位专用机床的设计 成绩起止日期2011年7月1日～2011年7月5日 目录清单
机械原理课程设计 设计说明书 四工位专用机床的设计 起止日期：2011年7月1日至2011年7月5日 学生姓名 班级 学号 成绩 指导教师(签字) 机械工程学院（部） 2011年7月1日 目录 0.课程设计任务书 (2) 1.设计题目 (3) 2.工作原理和工艺动作分解 (4) 3.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 (5) 4.四工位专用机床的功能分析与设计过程 (5) 5.间歇转动机构与刀具移动机构等主要机构选型 (7) 6.机构运动方案的评价和选择 (11)
7.机械传动系统的速比和变速机构 (13) 8.执行机构的尺度综合 (14) 9.画机构运动简图 (15) 10.参考资料 (16) 11.设计总结及感悟 (16) 湖南工业大学 课程设计任务书 2010—2011学年第2学期 机械工程学院（系、部）机械大类专业班级 课程名称：机械原理课程设计 设计题目：四工位专用机床的设计 完成期限：自2011年7月1日至2011年7月5日共1周
指导教师：2011年7月1日 系（教研室）主任：2011年7月1日 1.设计题目：四工位专用机床的设计 设计原理： 四工位专用机床是在四个工位上分别完成工件的装卸、钻孔、扩孔、铰孔工作的专用加工设备。机床的执行动作有两个：一是装有工件的回转工作台的间歇转动；二是装有三把专用刀具的主轴箱的往复移动（刀具的转动由专用电机驱动）。两个执行动作由同一台电机驱动，工作台转位机构和主轴箱往复运动机构按动作时间顺序分支并列，组合成一个机构系统。 设计要求： 1）刀具顶端离开工作表面65mm,快速移动送进60mm，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，如图1-1），然后快速返回。行程速比系数K=； 2）刀具匀速进给速度为2mm/s，工件装卸时间不超过10s； 3）机床生产率60件/h； 4）执行机构及传动机构能装入机体内； 5）传动系统电机为交流异步电动机，功率，转速960r/min。 图1-1孔加工示意图 2. 工作原理和工艺动作分解
目录 设计任务分析 (1) 机床结构和工作原理 (2) 圆柱凸轮 (4) 小凸轮 (7) 定位机构 (8) 槽轮机构 (9) 自我鉴定 (9) 附录1(五次多项式求解Ｃ程序) (10) 附录2(圆柱凸轮Ｃ程序) (11) 附录3（定位凸轮C程序） (14) 设计任务分析
一：工作原理及工艺动作过程 四工位专用机床是在四个工位上分别完成工件的装卸、钻孔、扩孔、铰孔工作的专用加工设备。机床的执行动作有两个：一是装有工件的回转工作台的间歇转动；二是装有三把专用刀具的主轴箱的往复移动（刀具的转动由专用电机驱动）。两个执行动作由同一台电机驱动，工作台转位机构和主轴箱往复运动机构按动作时间顺序分支并列，组合成一个机构系统。 二：原始数据及设计要求 （１）刀具顶端离开工作表面65mm，快速移动送进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，如右图所示），然后快速 返回。回程和进程的平均速度之比K=2。 （２）刀具匀速进给速度为3mm/s，工件装卸时间不超过10s。 （３）机床生产率每小时约75件。 （４）执行机构及传动机构能装入机体内。 （５）传动系统电机为交流异步电动机。 三：任务分析 (1) 为了达到进给要求，适宜用凸轮机构来控制钻头的运动。由于刀具匀速进给速度为3mm/s，所以就要求凸轮的转速为每四十八秒一转。 (2) 考虑到加工的精密稳定性，本机床的传动机构宜多采用齿轮。并且凸轮的运动中不应出现刚性冲击，要选择合适的运动规律，如五次多项式。 (3) 为实现工作台的间歇运动，可以选择槽轮机构。 (4) 为保证钻头加工位置的准确，还应该设计定位机构。 (5) 最后需要绘制出至少两张A1图来表达本机床的设计思想。分别为机箱传动图、槽轮机构和定位机构既工作台转位机构和定位机构。 四：设计流程 1.专用机床的刀具进给机构方案图及运动循环图。 2.设计工作台转位机构及定位机构方案图及运动循环图。 3.设计圆柱凸轮机构。 4.设计定位凸轮机构。 5.凸轮机构设计计算，选择和设计从动件的运动规律。 6.编写设计说明书。 机床结构和工作原理
文档从网络中收集，已重新整理排版word版本可编辑:?欢迎下载支持. 目录 一.功能分解和运动分析 (2) 二.执行机构选型 (4) 三.传动机构选型 (5) 四.机械整体运动方案的选择 (7) 五.机械运动方案简图 (10) 六.机械运动方案的计算 (11) 七.仿真运动及图表分析 (15) A.课程设计小结 (17) 九.参考文献 (18) 一、功能分解和运动分析 1.功能分解 通过对设计任务的了解，可以看出，四工位专用机床的加工部分可以分为如下几个工艺动作： 1）安装工作台的间歇转动。 2）安装刀具的主轴箱应按要求进行静止、快进、进给、快退的工艺动作。 3）刀具转动。 文档从网络中收集，已重新整理排版word版本可编辑.欢迎下载支持. 画出四工位专用机床的动作要求图。其中4位置为较孔位置，1 位置为装卸工件，2位置为钻孔位置，3位置为扩孔位置。如表1所示根据工艺动作推出其工作循环为：
表1 四工位专用机床功能图 同时得到四工位专用机床的树状功能图（如下图） 该专用要求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。要确保在刀具与工件接触时卡盘固定不动，刀具退出工件到下次工作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。 文档从网络中收集，已重新整理排版word版本可编辑.欢迎下载支持. 通过合适的减速机构以及轮系机构，使工作台进行每次旋转90°的间歇运动。 1.电动机作为驱动，通过减速器与其他轮系传动将符合要求的转速传递给工作回转台上的间歇机构，使其间歇转动。 2.在间歇机构开始一次循环时，安装并夹紧工件，间歇机构从0°转至90° o 3.间歇机构从90°转至180°,主轴箱完成一次工作循环（快 进、刀具匀速送进和快退）。
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 从刀具顶端离开工件表面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。回程和工作行程的速比系数K=2。 2 生产率约每小时60件。 3 刀具匀速进给速度2mm/s，工件装、卸时间不超过10s。 4 执行机构能装入机体内。
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 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=5.5KW,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：由于从刀具顶端离开工件表面65mm位置，快速移动送进了60mm后，在匀速送进60mm（5mm 刀具切入量，45mm工件孔深，10mm刀具切出量），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。
目录 第一章课程设计题目简介及设计要求 (1) 1、课程设计题目简介 (1) 2、原始数据和设计要求 (2) 3、设计任务 (2) 第二章机械运动方案设计 (2) 第三章机械总体结构设计 (3) 1、原动机构 (4) 2、传动机构 (4) 3、执行部分总体部局 (4) 第四章机械传动系统设计 (6) 1、涡轮蜗杆减速器 (6) 2、外啮合行星齿轮减速器 (6) 第五章执行机构和传动部件的机构设计 (8) 1、方案设计 (8) 2、方案比较 (8) 第六章主要零部件的设计计算 (12) 1、减速机构设计 (12) 2、圆柱凸轮进刀机构设计 (15) 3、回转工作台机构设计 (16) 4、圆柱凸轮定位销机构设计 (19) 第七章最终设计方案和机构简介 (20) 1、方案选择 (20) 2、方案简介及运动分析 (21) 第八章设计小结 (23) 第九章参考资料 (24)
第一章课程设计题目简介及设计要求 一、设计题目简介 设计四工位专用机床的刀具进给机构和工作台转位机构。工作台有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个工作位置：位Ⅰ装卸工具，位Ⅱ钻孔，位Ⅲ扩孔，位Ⅳ铰孔。主轴箱上装有三把刀具，对应是钻头、扩孔钻和铰刀。刀具由专用电机带动绕其自身轴线转动。主轴箱每向左移送进一次，在四个工位上分别完成相应的装卸工件、钻孔、扩孔、铰孔工作。当主轴箱右移（退回）到刀具离开工件后，工作台回转90°，然后主轴箱再次左移。这时。对其中的一个工件来说，都进入了下一个工位的加工。依次循环四次，一个工件就完成了装、钻、扩、铰、卸等工序。由于主轴箱往复一次，在四个工位上同时工作，所以每次就有一个工件完成上述全部工序。
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与选择 3 按选定的电动机与执行机构的运动参数进行机械传动方案的拟定 4 对传动机构与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 从刀具顶端离开工件表面65mm位置,快速移动送进了60mm后,在匀速送进60mm(5mm 刀具切入量,45mm工件孔深,10mm刀具切出量),然后快速返回。回程与工作行程的速比系数K=2。 2 生产率约每小时60件。 3 刀具匀速进给速度2mm/s,工件装、卸时间不超过10s。 4 执行机构能装入机体内。 机械运动方案设计 根据专用机床的工作过程与规律可得其运动循环图如下:
钻 头头进匀速60°快 钻0°240° 进 钻 头快退工作台转动 307.4° 位 销 插 入 定定 位销拔 出 工 作台静 止凸 轮钻397.4° 该专用机床要求三个动作的协调运行,即刀架进给、卡盘旋转与卡盘的定位。其工作过程如下: 要确保在刀具与工件接触时卡盘固定不动,刀具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=5、5KW,满载转速n=1440r/min 。 二、传动机构: 传动系统的总传动比为i=n/n 6,其中n 6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与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、卡盘旋转机构与减速机构设计。而进刀机构设计归结到底主要就是圆柱凸轮廓线的设计,卡盘的设 机构运动循环图 机床工作运动模型
机械原理课程设计————————————————————————————— 设计题目： 院校： 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 日期：
目录 第一部分：绪论·········································第二部分：设计方案说明································ 一、机器的功能和设计要求······························· 二、方案确定··········································· 三、功能分解··········································· 四、选用机构··········································· 五、运动转换功能图····································· 六、机械运动循环图····································· 七、用形态学矩阵选择机械运动方案······················· 八、方案评价···········································第三部分：设计心得···································参考文献···············································
第一部分 绪论 四工位专用机床是在四个工位上分别完成工件的装卸、钻孔、扩孔、铰孔工作的专用加工设备。机床的执行动作有两个：一是装有工件的回转工作台的间歇转动；二是装有三把专用刀具的主轴箱的往复移动（刀具的转动由专用电机驱动）。两个执行动作由同一台电机驱动，工作台转位机构和主轴箱往复运动机构按动作时间顺序分支并列，组合成一个机构系统。
四工位专用机床说明书 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
课程设计说明书题目：四工位专用机床 院（系）：机电工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 学生姓名：车功才 学号： 指导教师：匡兵 职称：副教授 2013.
目录 （1）工作原理及工艺动作过程 (3) （2）原始数据及设计要求 (3) （3）设计方案提示 (3) （4）设计任务 (3) (1)电机型号的选择 (4) (2)运动分析 (4) (3)运动循环图 (4) (4）四工位专用机床的机构选型 (4) 1）方案一 (5) 槽轮机构和圆柱凸轮机构的组合 2）方案二 (6) 槽轮机构和盘形凸轮机构的组合 3）方案三 (6) 不完全齿轮机构与凸轮连杆机构组合 (5）方案选择 (6) (1)槽轮机构的设计 (7) (2）减速器的传动计算 (8) (3)凸轮的设计 (9) 5
1 设计任务 （1）工作原理及工艺动作过程 四工位专用机床是在四个工位Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（如附图3所示）上分别完成工件的装卸、钻孔、扩孔、铰孔工作的专用加工设备。机床的执行动作有两个：一是装有工件的回转工作台的间歇转动；二是装有三把专用刀具的主轴箱的往复移动（刀具的转动由专用电机驱动）。两个执行动作由同一台电机驱动，工作台转位机构和主轴箱往复运动机构按动作时间顺序分支并列，组合成一个机构系统。 附图3 四工位专用机床 （2）原始数据及设计要求 1）刀具顶端离开工作表面65mm，快速移动送进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，如附图4所示），然后快速返回。回程和进程的平均速度之比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）机床生产率每小时约60件。 4）执行机构及传动机构能装入机体内。 5）传动系统电机为交流异步电动机，功率，转速960r/min。 附图4 刀具工作过程 （3）设计方案提示 1）回转台的间歇转动，可采用槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构。 2）主轴箱的往复移动，可采用圆柱凸轮机构、移动从动件盘形凸轮机构、凸轮－连杆机构、平面连杆机构等。
机械工程学院机械原 理课程设计 姓名：麦麦提敏。图尔荪 学号：20092001403 班级：机械09-2班 指导老师：穆塔里夫 2012年6月
新疆大学 《机械原理课程设计》任务书 班级: 机械09-2 姓名: 麦麦提敏。图尔荪课程设计题目: 四工位加工机床的刀具进给系统和工作台转位系统设计 课程设计完成内容: 设计说明书一份(主要包括:运动方案设计、方案的 决策与尺度综合、必要的机构运动 分析和相关的机构运动简图) 发题日期: 2012 年 6 月 24 日 完成日期: 2012 年 7 月 2 日 指导教师: 穆塔里夫
机械原理课程设计说明书 一、设计题目： 四工位专用机床。 二、四工位专用机床的功能和 设计要求： 1、功能： 所谓四工位即四个工位能够同时做相应的工作，四工位专用机床在小型制造车间里可完成工件的连续生产，提高了生产效率。在这里，四工位机床要求在四个工位上分别完成相应的装卸工件，钻孔、扩孔、铰孔工作，一个工件经过在四个工位上的依次作业，即完成了这个工件的加工，循环进行，加快了工件的生产速度，提高了工件的加工效率。 2、设计要求： 1)四工位专用机床中，回转台的旋转运动与刀具的进给运动之间一下要配合后，时间上的要求极其严格。从而速度要求也要合理。如果刀具在工件加工时，回转台已开始转动，必发生折刀。相反，如果刀具尚未到达工件，即工件未加工之前，回转台已开始转动，则刀具来不及对工件进行加工，而且刀具在工件加工时，进给速度，运动方向一定要稳定，不然的话，也极容易出现折刀，毁坏工件之类现象。
2)从执行动作上来分，四工位机床共分为三个执行机构，即回转台的回转运动，主轴箱的水平移动，及刀具的旋转运动。 3)考虑到四工位机床应用于小型制造车间，其特点为简洁易维修使用，拆卸，更换零件方便，故采用了手工安装零件，而不采用机器手来安装，后者一般在大规模生产车间采用，而且后者的安装时间相应来说比手工安装应短许多，但会增加成本，在这里有足够的时间(36s)，可供手工安装零件，故无需用机器手。 4)四工位专用机床的性能要求和原始数据： (1)刀具匀速进给加工速度2mm/s。 (2)生产率为每小时约74件。 (3)刀具顶端离开工件表面65mm。 (4)回转及工件行程的平均速度之比为k≥2。 三、功能分析： 四工位专用机床与传统相比提高了工件的加工效率。它利用四个工位可以在不同的工位上分别完成不同的工序加工，从而增加了单位时间的工件加工数目。对于本题目，要求在三个工位上完成工件的加工动作，即钻孔，扩孔，铰孔，而在另一个工位上则完成工件的装卸工作，它利用回转台使三个加工工序配合起来，从而完成了一个工件的加工，在回转台转动时，装有刀具的主轴箱进行快进，快退，一旦当回
一、设计题目： (2) 二、设计条件和要求： (2) 1、设计介绍： (2) 2、方案设计与选择 (2) 3、设计任务与内容 (3) 三、原始参考数据 (3) 四、机械运动设计方案的拟定 (4) 1、圆柱凸轮运动方案 (4) 2、齿轮——凸轮运动方案 (5) 3、凸轮——连杆运动方案 (6) 4、执行机构的选型 (6) 5、机械运动方案选择 (8) 五、机构的组合方式 (8) 六、机械运动循环图 (9) 1、运动分析 (9) 七、机械运动简图 (9) 八、主要零部件尺寸的计算 (10) 1、槽轮机构: (10) 2、圆柱凸轮的尺寸设计： (11) 3、减速器的传动计算： (12) 九、课设心得 (13) 十、参考文献 (14)
一、设计题目：四工位专用机床运动方案设计 二、设计条件和要求： 1、设计介绍： 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、铰孔工作。它的执行机构有两个：一是装有四工位工件的回转工作台，二是装有由专用电机带动的三把专用刀具的主轴箱。主轴箱每向左移动送进一次，在四个工位上分别完成相应的装卸工件、钻孔、扩孔、铰孔工作。当主轴箱右移（退回）到刀具离开工件后，工作台回转90，然后主轴箱再次左移。很明显，对某一个工件来说要在四次循环后完成装、钻、扩、铰、卸等工序。但对专户门机床来说，一个循环就有一个工件完成上述全部工序。 图一：四工位专用机床图 2、方案设计与选择 1）回转台的间歇转动，可采用槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构。
2）主轴箱的往复移动，可采用圆柱凸轮机构、移动从动件盘形凸轮机构、凸轮－连杆机构、平面连杆机构等。 3）由生产率可求出一个运动循环所需时间T=48s，刀具匀速送进60mm所需时间t匀=30s，刀具其余移动（包括快速送进60mm，快速返回120mm）共需18s。回转工作台静止时间为40s，因此足够工件装卸所需时间。 回转工作台作单向间歇运动，每次转过90度。主轴箱作复移动，在工作行程中有快进和慢进两段，回程具有急回特性。 3、设计任务与内容 1）按工艺动作过程拟定运动循环图。 2）进行回转台间歇转动机构、主轴箱刀具移动机构的选型。并进行机械运动方案的评价和选择。 3）根据电机参数和执行机构运动参数进行传动方案的拟订。 4）画出机械运动方案图（CAD、A2），凸轮轮廓图（手工、A3）。 5）机械传动系统和执行机构的尺度计算。 6）编写设计说明书。（用A4纸张，封面用标准格式） 三、原始参考数据 1、刀具顶端离开工作表面65mm，快速移动送进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，如右图所示），然后快速返回。回程和进程的平均速度之比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、机床生产率每小时约75件。 4、执行机构及传动机构能装入机体内。 5、传动系统电机为交流异步电动机，功率1.5Kw，转速960r/min。
沈阳理工大学课程设计专用纸 目录 一．功能分解和运动分析 (2) 二．执行机构选型 (4) 三．传动机构选型 (5) 四．机械整体运动方案的选择 (7) 五．机械运动方案简图 (10) 六．机械运动方案的计算 (11) 七．仿真运动及图表分析 (15) 八．课程设计小结 (17) 九．参考文献 (18)
沈阳理工大学课程设计专用纸 一、功能分解和运动分析 1.功能分解 通过对设计任务的了解，可以看出，四工位专用机床的加工部分可以分为如下几个工艺动作: 1)安装工作台的间歇转动。 2)安装刀具的主轴箱应按要求进行静止、快进、进给、快退的工艺动作。 3)刀具转动。 画出四工位专用机床的动作要求图。其中4位置为铰孔位置，1位置为装卸工件，2位置为钻孔位置，3位置为扩孔位置。如表1所示根据工艺动作推出其工作循环为：
沈阳理工大学课程设计专用纸 表1 四工位专用机床功能图 同时得到四工位专用机床的树状功能图（如下图） 该专用要求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。要确保在刀具与工件接触时卡盘固定不动，刀具退出工件到下次工作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。 2.运动分析 通过合适的减速机构以及轮系机构，使工作台进行每次旋转90°的间歇运动。 1.电动机作为驱动，通过减速器与其他轮系传动将符合要求的转
沈阳理工大学课程设计专用纸 速传递给工作回转台上的间歇机构，使其间歇转动。 2.在间歇机构开始一次循环时，安装并夹紧工件，间歇机构从0°转至90°。 3.间歇机构从 90°转至 180°，主轴箱完成一次工作循环（快进、刀具匀速送进和快退）。 4.间歇机构从180°转至 270°，主轴箱完成一次工作循环（快进、刀具匀速送进和快退）。 5.间歇机构从 270°转至 360°，主轴箱完成一次工作循环（快进、刀具匀速和快退），并将加工好的工件取下。 表2四工位专用机床执行机构的运动循环图 说明： 上图表明了工作台和主轴箱配合运动，主轴箱快速进刀60mm用时2s，匀速进刀60mm用时30s，快速回程120mm用时16s。当主轴箱快速退刀时工作台转动由0°～90°这样保证不会刀具与工件相撞，每转动90°主轴箱往返一次，转动用时12s剩下36s静止。 二、执行机构选型
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从刀具顶端离开工件表面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。回程和工作行程的速比系数K=2。 2生产率约每小时60件。 3刀具匀速进给速度2mm/s，工件装、卸时间不超过10s。 4执行机构能装入机体内。 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： 最转卡盘 卡盘因走 力架快进 ------ 匀羞切剤 ------- 刀架快站 /K 机床工作运动模型 要确保在刀具与工件接触时卡盘固定不动，刀具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： 原动机选择丫132S-4异步电动机，电动机额定功率 P=5.5KW,满载转速n=1440r/min 。 进 钻 钻 工 速 疋 作 工 匀 疋 位 头 进 静 0 销 轮 插 止 钻 拔 转 凸 入 出 快 钻 O 位 台 / 销/ 动/ 退 头 「 X *^307.4 \作\快 60° 240° \397.4 ° 头\
目录 一,功能原理与设计要求、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、1 1)工作原理 2)设计要求 二,功能分解与运动分析 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与改进
一,功能原理与设计要求 1.工作原理 四工位专用机床就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丹东的三把专用刀具的主轴箱的刀具的转动与移动。 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,回程与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内。 二．功能分解与运动分析 1、功能分解 通过对工作原理与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内的详细运动情况为: 1)电动机作为驱动,通过减速装与其她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,依据运动分析与协调要求拟定运动循环图 对于四工位专用机床,其运动循环图主要就是确定回转台的间歇转动机构与主轴箱进,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,安装与调试。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,且有一段时间内做匀速运动(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与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
设计任务： 按工艺动作过程拟定机构运动循环图 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 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 对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计 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 从刀具顶端离开工件表面 65mm 位置，快速移动送进了 60mm 后，在匀速送进 工件孔深， 10mm 刀具切出量)，然后快速返回。回 程和工作行程的速比系数 K=2 。 生产率约每小时 60 件。 执行机构能装入机体内。 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： 60mm ( 5mm 刀具切入量， 45mm 刀具匀速进给速度 2mm/s ， 工件装、卸时间不超过 10s 。
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 要确保在刀具与工件接触时卡盘固定不动，刀具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 、原动机构: 原动机选择 丫132S-4 异步电动机，电动机额定功率 P=5.5KW,满载转速 n=1440r/min 。 、传动机构： 传动系统的总传动比为 i=n/n 6,其中 n 6 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 。 虞转卡盘 卡奏B 龙 灵切削 --------- 刀架快遐 o 240 60 ° 轮 凸 止 钻 € 工 潺位 ' 头 07.4 ° 销 头静 ?定Z 夬 位 进 销 拔 转 出 动 O 钻、397.4 头
设计题目：四工位专用机床 机械原理课程设计指导书 1.孔的典型加工工艺及刀具 孔的加工包括从实体材料上加工孔和对已有孔进行加工两大类。麻花钻是在实体材料上加工孔的常用刀具，加工精度较低。 扩孔钻和铰刀是用于对已有孔进行加工 的刀具。扩孔钻的外形和麻花钻相类似， 只是加工余量小，刀齿数目比麻花钻多， 加工后孔的质量较好，一般能达IT10— 11级精度。铰刀是提高被加工孔质量的 半精加工或精加工刀具，切削时加工余 量更小，刀齿数目更多，加工后孔的精 度最高可达IT8。图1 孔加工刀具示意图 2.四工位专用机床工作原理及外形尺寸 专用机床旋转工作台有四个工作位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（如图2所示），分别对应工件的装卸、钻孔、扩孔和铰孔。主轴箱上装有三把刀具，对应于工位Ⅱ的位置装钻头，Ⅲ的位置装扩孔钻，Ⅳ的位置装铰刀。刀具由专用电动机驱动绕其自身轴线转动。主轴箱每向左移动送进一次，在四个工位上分别完成相应的装卸工件、钻孔、扩孔和铰孔工作。当主轴箱右移（退回）到刀具离开工件后，工作台回转90o，然后主轴箱再次左移，这时，对其中每一个工件来说，它进入了下一个工位的加工，依次循环四次，一个工件就完成装、钻、扩、铰、卸等工序。由于主轴箱往复一次，在四个工位上同时进行工作，所以每次就有一个工件完成上述全部工序。 机床外形可参考图2，外形总体尺寸可用于检查所设计机构能否装入机体内部。 图2 专用机床外形及尺寸
机械运动循环情况 3.设计步骤 1）执行机构的选型 根据专用机床的功能要求，回转工作台做单向间歇运动，主轴箱做往复直线运动。实现工作台单向间歇运动的机构有棘轮机构、槽轮机构、凸轮机构、不完全齿轮机构等，实现主轴箱往复直线运动的机构有连杆机构和凸轮机构等。上述机构的结构、工作原理
《电器与可编程控制器课程设计》 课程设计题目：四工位组合机床 班级：电气工程及其自动化1班 姓名： 学号： 指导老师: 2012 年6 月28 日 1
目录 《电器与可编程控制器》课程设计任务书 (3) 第1章绪论 (5) 1.1机床介绍 (5) 1.2流程控制 (6) 1.3设计过程 (7) 第二章硬件设计 (8) 2.1硬件清单 (8) 2.2地址分配 (9) 2.3控制系统的PLC I/O接线图 (10) 2.4主轴电动机的电气原理图 (12) 第三章软件设计 (13) 3.1状态转移图 (13) 3.2公共模块 (14) 3.3总程序 (14) 3.4指令程序清单 (20) 第4章操作与调试 (24) 参考文献 (24) 总结 (24) 2
《电器与可编程控制器》课程设计任务书 学年学期：2011/2012 第2学期 专业班级：09电气工程及其自动化 指导教师：刘美俊 设计时间：2012年6月25日～30日 学时周数：1周 一、设计目的 本课程设计是电气工程专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节，是实现理论与实践相结合的重要手段。它的主要目的是培养学生综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程范围内的一般工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。通过课程设计使学生得到工程知识和工程技能的综合训练，获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。 二、设计任务及要求 设计任务 四工位组合机床由四个工作滑台各载一个加工动力头，组成四个加工工位完成对零件进行铣端面、钻孔、扩孔和攻丝等工序的加工，采用回转工作台传送零件，有夹具、上、下料机械手和进料器四个辅助装置以及冷却和液压系统。系统中除加工动力头的主轴由电动机驱动以外，其余各运动部分均由液压驱动。机床的四个动力头同时对一个零件进行加工，一次加工完成一个零件。 本机床共有连续全自动工作循环、单机半自动循环和手动调整三种工作方式。连续全自动和单机半自动循环的控制要求为：按下启动按钮，上料机械手向前，将待加工零件送到夹具上，同时进料装置进料，然后上料机械手退回原位，送料装置放料，回转工作台自动微抬并转位，接着四个工作滑台向前，四个动力头同时加工，加工完成后，各工作滑台退回原位，下料机械手向前抓住零件，夹具松开，下料机械手退回原位并取走已加工完的零件，完成一个工作循环，并开始下一个工作循环，实现全自动工作方式。如果选择预停，则每个工作循环完成后，机床自动停止在初始位置，等到再次发出启动命令后，才开始下一个循环，这就是半自动循环工作方式。 1.根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和控制要求，确定控制方案。 2. 绘制主轴电动机的电气原理图、控制系统的PLC I/O接线图和梯形图，写出指令程序清单。 3.选择电器元件，列出电器元件明细表。 3
湖南工业大学 课程设计 资料袋 机械工程学院（系、部）第二零一零 --- 二零一一学年第二学期 课程名称机械原理课程设计指导教师 *** 职称教授 学生姓名 **** 专业班级机械***学号 0940570**** 题目四工位专用机床的设计 成绩起止日期 2011年 7 月 1 日～ 2011 年 7 月 5 日 目录清单 - 1 -
机械原理课程设计 设计说明书 四工位专用机床的设计 起止日期： 2011 年 7 月 1 日至 2011 年 7 月 5 日 学生姓名**** 班级机械*** 学号09405700*** 成绩 指导教师(签字) 机械工程学院（部） 2011年 7月1 日
目录 0.课程设计任务书 (2) 1.设计题目 (3) 2.工作原理和工艺动作分解 (4) 3.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 (5) 4.四工位专用机床的功能分析与设计过程 (5) 5.间歇转动机构与刀具移动机构等主要机构选型 (7) 6.机构运动方案的评价和选择 (11) 7.机械传动系统的速比和变速机构 (11) 8.执行机构的尺度综合 (12) 9.画机构运动简图 (15) 10.参考资料 (16) 11.设计总结及感悟 (17)
湖南工业大学 课程设计任务书 2010 —2011 学年第2 学期 机械工程学院（系、部）机械类专业091 班级 课程名称：机械原理课程设计 设计题目：四工位专用机床的设计 完成期限：自2011 年7 月 1 日至2011 年7 月 5 日共 1 周 960r/min。 要求：对设计任务课题进行工作原理和工艺动作分解，根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图，进行执行机构选型，构思该机械运动方案，并进行的选择和评定，确定机械运动的总体方案，根据任务书中的技术参数，确定该机械传动系统的速比和变速机构，作出 （有条件的要求用三维动画表述）。 工作内容 指导教师：*** 2011 年7 月1 日 系（教研室）主任：王菊槐2011 年7 月1 日
目录 1 设计任务书 1.1 设计任务 (02) 1.2 设计要求 (02) 2 方案设计与选择 2.1 回转台的间歇转动 (03) 2.1.1 棘轮机构 (03) 2.1.2 槽轮机构（马尔它机构） (03) 2.1.3 不完全齿轮机构 (04) 2.1.4 凸轮式间歇运动机构 (04) 2.2主轴箱的往复移动 (05) 2.2.1 曲柄滑块机构 (05) 2.2.2 圆柱凸轮机 (05) 2.2.3 盘形凸轮机构 (06) 2.2.4 凸轮连杆机构 (06) 2.3 减速机构 (07) 2.3.1 蜗轮蜗杆机构 (07) 2.3.2 链传动机构 (07) 2.3.3 定轴轮系 (07) 2.3.4 外啮合行星轮系 (08) 2.4 方案选择 (08) 2.4.1 方案列表 (08) 2.4.2 选择标准 (08) 2.4.3 方案比较 (08) 2.5 机械运动循环图 (09) 2.6 数据计算 (10) 2.6.1 减速机构 (10) 2.6.2 主轴箱的往复移动 (10) 2.6.3 回转台的间歇转动 (10) 2.7 参考资料 (11)
1 设计任务书 1.1 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。 1.2 设计要求： 1 刀具顶端离开工作表面65mm，快速移动送进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，如图所示），然后快速返回。回程和进程的平均速度之比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 机床生产率每小时约75件。 4 执行机构及传动机构能装入机体内。 5 传动系统电机为交流异步电动机，功率1.5Kw，转速960r/min。 例图专用机床
机械原理课程设计指导书（一） （设计题目：四工位专用机床） 1.孔的典型加工工艺及刀具 孔的加工包括从实体材料上加工孔和对已有孔进行加工两大类。麻花钻是在实体材料上加工孔的常用刀具，加工精度较低。 扩孔钻和铰刀是用于对已有孔进行加工 的刀具。扩孔钻的外形和麻花钻相类似， 只是加工余量小，刀齿数目比麻花钻多， 加工后孔的质量较好，一般能达IT10— 11级精度。铰刀是提高被加工孔质量的 半精加工或精加工刀具，切削时加工余 量更小，刀齿数目更多，加工后孔的精 度最高可达IT8。图1 孔加工刀具示意图 2.四工位专用机床工作原理及外形尺寸 专用机床旋转工作台有四个工作位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（如图2所示），分别对应工件的装卸、钻孔、扩孔和铰孔。主轴箱上装有三把刀具，对应于工位Ⅱ的位置装钻头，Ⅲ的位置装扩孔钻，Ⅳ的位置装铰刀。刀具由专用电动机驱动绕其自身轴线转动。主轴箱每向左移动送进一次，在四个工位上分别完成相应的装卸工件、钻孔、扩孔和铰孔工作。当主轴箱右移（退回）到刀具离开工件后，工作台回转90o，然后主轴箱再次左移，这时，对其中每一个工件来说，它进入了下一个工位的加工，依次循环四次，一个工件就完成装、钻、扩、铰、卸等工序。由于主轴箱往复一次，在四个工位上同时进行工作，所以每次就有一个工件完成上述全部工序。 机床外形可参考图2，外形总体尺寸可用于检查所设计机构能否装入机体内部。 图2 专用机床外形及尺寸 3.设计步骤 1）执行机构的选型
根据专用机床的功能要求，回转工作台做单向间歇运动，主轴箱做往复直线运动。实现工作台单向间歇运动的机构有棘轮机构、槽轮机构、凸轮机构、不完全齿轮机构等，实现主轴箱往复直线运动的机构有连杆机构和凸轮机构等。上述机构的结构、工作原理及特点见参考材料1、2 。机构选型应遵循以下原则。 表1 选用执行机构的原则与方法 2）机械运动方案的评价 对上述两执行机构，做其形态学矩阵，可得到为数众多的方案。 机械运动方案的拟定，最终要求通过分析比较提供最佳方案。一个方案的优劣只有通过系统综合评价来确定。从机构和机械运动方案的选择和评价要求看，主要应满足五个方面的性能指标，具体见表2。 表2 机械运动方案的评价指标