机械系统的方案设计..ppt

第十四章 机械系统的方案设计 低副变异为高副 一般的钻床多采用第一种方案，但本例是三轴专用钻床，因工件小，工作台轻，移动工作台比移动三轴容易。故采用第二种方案。 　　1. 多头专用钻床机械传动系统设计 　　 设计任务 　　设计一台自动钻床，用来同时加工图示零件上的三个孔，并能自动送料。 30 20 3??8 20 20 50 20 10 ⑴ 运动方案选择 工艺动作　钻头一边旋转，同时相对于工件作移动 三种运动方案 ● 钻头旋转，同时轴向进给，工作台静止 ● 钻头旋转，工作台带动工件进给 ● 工作台旋转，钻头作轴向进给 送料机构采取从料仓推送工件的方式 ⑵ 执行系统运动规律设计 工作台 送料杆 料仓 　三个执行构件 　钻头、工作台、送料杆 　　 工艺过程 ● 送料杆往右推出零件，并顶出加工好的零件 ● 夹具将工件定位并夹紧 ● 送料杆返回，工作台带动工件快速上移接近钻头 ● 工作台慢速工进； ● 钻孔结束后，工作台快速退回，完成一个工作循环 　钻头的转速 nc?1000v?(?d) 　　d?钻头直径，d?8 mm v? 切削速度，查手册45钢，可选v?12.5m?min 　　nc? 500 rpm 　　工作台为往复运动 　　钻孔工艺要求 ● 工作台带动工件快速上移接近钻头 ● 工作台改用工作进给速度先钻凸台上的孔，待钻到 一定深度时，三个钻头才同时钻进，因工作阻力增加，故进给速度应减小 ● 钻孔结束后，工作台快速退回，完成一个工作循环 　　工作台一个工作循环总时间 T1 ? t1 ? t2 ? t3 ? t4 ? t5 ? 24.6 s 　　工作台每分钟工作循环数 n1 ? 60 ?T1 ? 2.44 　　送料杆的运动为往复直动，运动循环时间与工作台相同 Ts ? 24.6 s 　　工作台的行程 Hf ? h0 ? h1 ? h2 h1 —单孔钻削深度，取h1 ? 13 mm h2 —三孔同时钻削深度，取h2 ? 13 mm 　　送料杆的行程取工件的两倍 Hs ? 100 mm h0 —工作台快速趋近钻头的运动距离，取h0 ?15 mm 工作循环图 凸轮转角 0 90o 180o 270o 360o 送料杆 送料 静 止 　　 送料 工作台 停止 　单孔钻 三孔钻 快退 快进 ⑶ 原动机的选择 类型—交流异步感应电动机 由机床的工作要求确定 为了减少原动机的数量，三个钻头共用一个原动机。 ⑷ 计算运动链的总传动比 切削运动链的总传动比 ic ? nn?nc ?1440?500 ? 2.88 进给运动链的总传动比 if ? is ? nn?nf ? 1440?2.44 ? 563 转速—额定转速 nn? 1440 rpm ⑸ 机构选型 钻削运动链的设计 ● 钻头作连续回转运动，运动链的总传动比为2.88，无需运动转换，但需要减速 ● 三个钻头应同向旋转，且各钻头之间的距离很小，即要求具有运动分解功能，其尺寸受到限制 ● 电动机轴一般为水平放置，与钻头的方向不一致，即要求具有改变运动轴线方向的功能 ● 电动机与钻头之间有较大的传动距离，即要求运动链作远距离传动 机构选型 ● 具有减速功能的传动有：齿轮传动、带传动、链传 动。考虑到速度较高，距离较远等因素，选用 V带传动 ● 能变换运动轴线方向的传动有：圆锥齿轮传动、交错轴斜传动、蜗杆传动。考虑到两轴线垂直相交且传动比较小，选择圆锥齿轮传动 ● 三个钻头应同向旋转，选择一个中心齿轮带动周围三个从动齿轮的定轴轮系 ● 选用万向联轴节或钢丝软轴将运动传递给钻头 将以上所选机构经适当组合，就得到钻削运动链。 进给运动链的设计 ● 工作台作往复直线运动，且运动规律较复杂，但行程不大，选用凸轮机构 ● 进给运动链应实现很大的传动比563，但进给力不需要太大，选用带传动与蜗杆传动实现二级减速 ● 进给运动的方向和位置与电动机不一致，选用蜗杆传动实现回转轴线方向的变化 送料运动链的设计 ● 送料运动链减速比与进给运动链相同 ，故直接由蜗杆轴带动 ● 送料运动规律较复杂，故选用凸轮机构 ● 送料杆行程较大，采用连杆机构将行程放大 ⑹ 机构的组合 将以上所选机构组合，得到图示自动钻