设计题目：四工位专用机床
设计四工位专用机床的刀具进给机构和工作台转位机构
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。
二、原始数据和设计要求1、刀具顶部离开工件表面65mm，快速移动送进60mm接近工件后，匀速送进60mm（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。
回程和工作行程的的平均速比（行程速比系数）k=2。
2、刀具匀速进给速度为2mm/s，工件装、卸时间不超过10s。
四工位专用机床课程设计
目录一，功能原理和设计要求 (1)1）工作原理2）设计要求二，功能分解和运动分析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和改进一，功能原理和设计要求1.工作原理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，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和移动。
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，回程和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．功能分解和运动分析1.功能分解通过对工作原理和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，通过减速装和其他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）。
机械课程设计————四工位机床!强势出击!
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。
四工位专用机床设计-任务书
毕业设计（论文）任务书题目四工位专用机床设计
（任务起止日期2010年11 月日～2011年 6 月日）
应用技术学院机械设计制造及其自动化（数控）专业班
学生姓名学号
指导教师系主任
二级学院院长
注：1、任务书由指导教师填写；2、任务书在第七学期第15周前下达给学生。
学生完成毕业设计（论文）工作进度计划表
注：1、此表由指导教师填写；
2、此表每个学生一份，作为毕业设计（论文）检查工作进度之依据；
3、进度安排用“—”在相应位置画出。
毕业设计（论文）阶段工作情况检查表
注：1、此表由指导教师认真填写（要求手写）；
2、“组织纪律”一栏根据学生具体执行情况如实填写；
3、“完成任务情况”一栏按学生是否按进度保质保量完成任务的情况填写；
4、对违纪和不能按时完成任务者，指导教师可根据情节轻重对该生提出警告或不能参加答辩的建议。
四工位
题目二：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(图1)，工位Ⅰ是装卸工件，Ⅱ是钻孔，Ⅲ是扩孔，Ⅳ是铰孔。
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。
刀具由专用电机带动绕其自身的轴线转动，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、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。
设计参数为：（1）刀具顶端离开工件表面65mm，快速移动送进60mm接近工件后，等速送进55mm（前5mm为刀具接近工件时的切入量，工件孔深40mm，后10mm为刀具的切出量），然后快速返回，行程速比系数K＝2。
（2）刀具等速进给速度为2mm/s，工件装卸时间不超过10s。
（3）生产率为每小时60件。
（4）机构系统应装入机体内，机床外形尺寸如图所示。
具体要求：1.确定机构运动方案－每组提出三个方案，并画在说明书中。
2.针对最优方案，绘制机构运动简图（A3图纸上）。
3.绘制机构运动循环图（A3图纸上）。
4.图解法（连杆机构）或解析法（凸轮机构）设计所选方案中其中一个机构（四工位专用机床设计刀具进给机构），要求具体的结构尺寸，对方案中其它机构只需要能求出传动比及总体安装尺寸即可。
5.就上述机构用解析法进行运动分析（要求上机调试，对结果进行分析，并打印出程序及结果）。
6.编写设计计算说明书。
四工位专用机床机械原理课程设计
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)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：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 。
四工位专用机床的运动方案设计
设计题目：四工位专用机床的运动方案设计1．机器的功能和设计要求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。
如图12.1所示，图12.1四工位专用机床工作示意图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。
此四工位专用机床的设计要求和参数有：（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工件空深、10mm刀具切出量），然后快速返回。
回程和工作行程的平均速比k=2；（2）刀具匀速进位速度为2mm/s；工件装卸时间不超过10s；（3）生产率为每小时约75件；（4）执行机构能装入机体内。
2．工艺动作分解和机械运动循环圈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。
有生产率可求出一个运动循环所需时间，刀具其余移动内（包括快速送进60mm，快速刀具匀速送进60mm所需时间t30s匀返回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。
其机械运动循环情况如表12.2所示。
表12.2 机械运动循环情况3．机构选型和机械运动方案的评定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表12.3所列来选择。
表12.3 四工位专用机床机构的选择情况根据表12.3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。
我们可以按给定条件、各机构的相容性、结构尽量简单等，可以选择方案。
也可以通过评价方法来进行评价选优。
四工位专用机床课程设计
一，功能原理和设计要求 1.工作原理
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，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 的转动和移动。
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，回程和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．功能分解和运动分析
1.功能分解 通过对工作原理和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
方案一:槽轮机构。如图 3—1 所示槽轮机构的结构简单外形尺寸小，机械效率高，并能较平稳的，间 歇的进行转位。但因传动时尚存在柔性冲击，故常用于速度不高的场合。
方案二：不完全齿轮机构。如图 3—2 所示，它室友齿轮机构演变而得到的一种间歇欲动机构。即在主动 轮上制作出一部分齿，并根据运动时间与停歇时间的要求，在从动轮上做出与主动轮轮齿相啮合的轮齿 。 当从动轮做连续回转运动时，从东轮做间歇回转运动。不完全齿轮的结构简单，制造容易，工作可靠 ， 设计时从动轮的运动时间和静止时间的比例可在较大范围内变化。其缺点是有较大冲击，故质疑与 低速， 轻载场合。
功能元解（匹配机构）
回转台间歇运动机构 主轴箱刀具移动机构 传动机构
1
槽轮机构 凹槽圆柱凸轮机构 定轴轮系减速器
2
3
不完全齿轮机构 盘装凸轮机构 外啮合行星齿轮减速器
棘轮机构 凸轮连杆机构
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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
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
目前常用的评价方法很多，如系统工程评价法、模糊综合评价法等。
本次课程设计中机械运动方案的评价采用定性评价法，由指导教师组织学生集体完成。
3）机械传动系统的速比和变速机构
机械系统通常由原动机、传动装置、执行机构和控制操作部件组成。
原动机是机械系统中的驱动部分，其类型及规格已选定，执行机构的机构型式通过上述设计过程也已
确定，此时应进行传动系统的设计计算。
传动系统是把原动机和执行机构联系起来的装置，四工位专用机床中，传动系统将驱动电机的运动并列传递到两执行机构。
传动类型的选择及传动装置总传动比的分配见参考材料3。
4）绘制机械运动方案草图
根据已选定的执行机构型式及传动系统的类型，绘制专用机床机械运动示意图（草图），然后进行机械运动系统的尺度计算，有关参数计算完毕后，选取适当的比例绘制机械运动方案简图（A1）。
5）机械传动系统和执行机构的尺度计算
根据机械运动方案示意图，对机械传动系统和执行机构进行尺度计算，具体计算方法见参考材料3及机械原理课本。
计算过程中有无法确定的参数由指导教师给定。
6）机构运动分析
用图解法对工作台回转机构或主轴箱往复直线运动机构进行运动分析，绘制从动件位移、速度、加速度曲线图（A3）。
该项任务可由方案相同的几位同学合作完成，位置点的分配由组长完成。
7）编写设计说明书
课程设计说明书是技术说明书的一种，是对课程设计的总结。
主要内容包括：课程设计题目简介（四工位专用机床的功能及设计要求）、执行机构的选型及评价、机械传动系统的设计计算、机械运动方案简图的绘制、机械运动系统尺度计算、机构运动分析。
设计说明书用16K纸张书写，之后按以下顺序纵向装订成册：封面（由指导教师提供统一格式）、课程设计任务书、摘要、目录、正文、参考文献。
4.注意事项
1）每位同学接到课程设计题目后最好准备一个专用笔记本，把在课程设计过程中查阅、摘录的资料，初步的计算以及构思的草图都记录在案，这些材料是整理设计说明书的基本素材。
2）课程设计中所需知识可能超出《机械原理》课程课堂讲述的基本内容，同学应通过自学补充有关知识。
3）推荐参考资料：《机械原理课程设计手册》邹慧君主编高等教育出版社。
4）
机械原理课程设计任务书
1.设计题目：四工位专用机床
2.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。
3.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1.5Kw，转速960r/min。
4.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。
3）由生产率可求出一个运动循环所需时间T=60s，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30s。
回转工作台静止时间为40s，因此足够工件装卸所需时间。
5.设计任务
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。
（A1）
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16K纸张，封面用标准格式）。