1、机械原理课程设计说明书 - 1 - 目录目录 一一设计设计任务书任务书. 1 二机械运动方案设计二机械运动方案设计. 2 三机械总体结构设计三机械总体结构设计. 3 四机械传动系统设计四机械传动系统设计及其尺寸设计计算及其尺寸设计计算 5 五五减速机构设计减速机构设计 5 六六进刀机构设计进刀机构设计 8 七七回转工作台机构设计回转工作台机构设计. 10 八八圆柱凸轮定位销机机构圆柱凸轮定位销机机构设计设计 12 九九方案比较方案比较.13 十十最后设计方案和机构简介最后设计方案和机构简介. 16 十一课程设计的感想 17 十二参考文献 18 机械原理课程设计说明书 - 2 - 设计任务书设计
2、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 3 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 60mm 接近工件后， 匀速送进 60mm（前 5mm 为刀具切入量，工件孔深 45mm，后 10mm 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
3、 2mm/s，工件装、卸时间不超过 10s； 3 生产率约每小时 75 件； 4 执行机构能装入机体内。 机械原理课程设计说明书 - 3 - 机械运动方案设计机械运动方案设计 根据专用机床的工作过程和规律可得其运动循环图如下： 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： 钻 头 头 进 匀 速 90 快 钻 0 315 进 钻 头 快 退 工 作 台 转 动 335.6 位 销 插 入 定 定 位 销 拔 出 工 作 台 静 止 凸 轮 钻 425.6 机构运动循环图机构运动循环图 机械原理课程设计说明书 - 4 - 要确保在刀具与工件接触时卡盘
4、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。 机械总体结构设计机械总体结构设计 一、原动机一、原动机构：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：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 1152/1。采用蜗轮蜗杆减速机构（或外啮合行星减速轮系）减速。 三、执行部分总体部局：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。
5、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 机床工作运动模型机床工作运动模型 机械原理课程设计说明书 - 5 - 刀具切入量，工件孔深 45mm，后 10mm 为刀具切出量） ，然后快速返回。 要求效率是 75 件小时， 刀架一个来回 （生产个工件） 的时间应
6、该是 48s, 即主轴转动一周需要 48s/60s=0.8min。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 1152/1。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。 机械原理课程设计说明书 - 6 - 机械传动系统设计机械传动系统设计 1、外啮合行星齿轮减速器：、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
