鉆床(wo)-搖臂鉆床自動送料

鉆床(wo)-搖臂鉆床自動送料,鉆床,wo,搖臂,自動 產品名稱：二相步進電機2HB110系列規(guī)格型號：2HB110系列產品簡介：2HB110系列步進電機為二相四出線電機，輸出力矩10N.M-27N.M,并廣泛應用于數控機床、激光雕刻、電腦繡花、紡織、印刷、包裝機械、標記機、雕刻機、繞線機械、坐標測量儀器、三維工作臺、機器人、醫(yī)療設備、陶瓷機械等行業(yè)中。詳細資料：通用規(guī)格 (General specifications) 步距精度5% 溫 升80 Max 環(huán)境溫度-20+50 絕緣電阻100M Min 500VDC 耐 壓500V AC 1minute 徑向跳動最大0.06mm（450g負載） 軸向跳動最大0.08mm（450g負載） 技術數據(Specifications) 以上僅為代表性產品，可按要求另行制作。 外形尺寸(Dimension) 110系列四款電機軸徑均為16mm，軸鍵為平鍵625mm。矩頻特性曲線圖(Frequency-torque characteristics)接線圖(Connections) 注意事項： 1.電機特性數據和技術數據都是在YKA2811MA驅動器驅動的情況下測得，測試電壓為110ADC。2.電機安裝時務必用電機前端蓋安裝止口定位，并注意公差配合，嚴格保證電機軸與負載軸的同心度。3.對于電機引線方式，如果客戶有特殊需求，請在訂貨前事先聲明，由廠家接好線，用戶不必自己改動。4.電機與驅動器連接時，請勿接錯相。產品名稱：二相步進電機2HB42系列規(guī)格型號：2HB42系列產品簡介：2HB42系列步進電機輸出力矩0.158N.M-0.317N.M,廣泛應用于數控機床、激光雕刻、電腦繡花、紡織、印刷、包裝機械、標記機、雕刻機、繞線機械、坐標測量儀器、三維工作臺、機器人、醫(yī)療設備、陶瓷機械等行業(yè)中詳細資料：所屬類別：步進電機系列兩相步進電機-步進電機系列名稱： 2HB42系列通用規(guī)格 (General specifications) 步距精度5% 溫 升80 Max 環(huán)境溫度-20+50 絕緣電阻100M Min 500VDC 耐 壓500V AC 1minute 徑向跳動最大0.06mm（450g負載） 軸向跳動最大0.08mm（450g負載） 技術數據(Specifications) 以上僅為代表性產品，可按要求另行制作。 外形尺寸(Dimension) 42系列三種型號軸徑均為5mm。 矩頻特性曲線圖(Frequency-torque characteristics)接線圖(Connections) 注意事項： 1.電機特性數據和技術數據都是在YKA2404MA驅動器驅動的情況下測得，測試電壓為28VDC。 2.電機安裝時務必用電機前端蓋安裝止口定位，并注意公差配合，嚴格保證電機軸與負載軸的同心度。 3.對于電機引線方式，如果客戶有特殊需求，請在訂貨前事先聲明，由廠家接好線，用戶不必自己改動。 4.電機與驅動器連接時，請勿接錯相。PLC 直 接 控 制 的 電 液 步 進 液 壓 缸 康 晶 1 , 孟 廣 耀 2 (11 大 連 民 族 學 院 , 大 連 116600 ; 21 青 島 建 筑 工 程 學 院 , 青 島 266033) 摘 要 : 采 用 可 編 程 控 制 器 ( PLC) 直 接 控 制 數 字 電 液 步 進 液 壓 缸 , 可 使 液 壓 系 統(tǒng) 的 控 制 系 統(tǒng) 簡 潔 、 可 靠 、 成 本 顯 著 下 降 。 文 章 介 紹 了 PLC 控 制 電 液 步 進 液 壓 缸 的 方 法 , 電 液 步 進 液 壓 缸 的 伺 服 控 制 、 驅 動 接 口 及 PLC 梯 形 圖 的 控 制 邏 輯 。 關 鍵 詞 : 電 液 步 進 液 壓 缸 ; 步 進 電 機 ; 可 編 程 控 制 器 ; 驅 動 接 口 ; 控 制 邏 輯 中 圖 分 類 號 : TH137151 文 獻 標 識 碼 : B 文 章 編 號 1001 - 3881 (2004) 4 - 124 - 2 Electro - hydraulic Stepping Cylinder Controlled Directly by PLC KAN G Jing1 , MEN G Guang2yao2 (11Dalian Nationalitied University , Dalian 11660 , China ; 21Qingdao Insititute of Architecture and Engineering , Qingdao 266033 , China) Abstract : Direct control of electro hydraulic stepping cylinder by means of PLC can make the control system of hydraulic system become simpler , cheaper and reliabler. The method of direct control of electro hydraulic stepping cylinder by means of PLC was de2 scribed. The driving interfaces of electro - hydraulic stepping cylinder and the control logic of software were founded. Keywords : Electro - hydraulic stepping cylinder ; Stepping motor ; Programmable controller ; Driving interfaces ; Control logic 0 引 言 數 字 式 電 液 步 進 液 壓 缸 是 由 步 進 電 機 和 液 壓 力 放 大 器 組 成 的 , 其 輸 出 力 可 達 上 萬 牛 頓 。 因 此 , 常 用 于 重 型 精 密 機 械 的 伺 服 進 給 系 統(tǒng) 中 , 如 軋 鋼 機 的 壓 下 機 構 和 軋 輥 磨 床 的 進 給 機 構 。 液 壓 力 放 大 器 是 一 個 直 接 位 置 反 饋 式 液 壓 伺 服 機 構 , 由 控 制 滑 閥 、 液 壓 缸 和 螺 桿 - 螺 母 反 饋 機 構 組 成 , 見 圖 1。 當 步 進 電 機 在 輸 入 脈 沖 的 作 用 下 轉 過 一 個 步 距 角 時 , 經 齒 輪 帶 動 滑 閥 的 閥 芯 旋 轉 , 由 于 活 塞 尚 未 移 動 使 滑 閥 的 閥 芯 產 生 一 定 的 軸 向 位 移 , 閥 口 打 開 , 壓 力 油 進 入 液 壓 缸 使 活 塞 外 伸 同 時 反 饋 螺 母 帶 動 滑 閥 的 閥 芯 退 回 零 位 , 活 塞 停 止 運 動 。 如 果 連 續(xù) 輸 入 脈 沖 電 液 步 進 液 壓 缸 即 按 一 定 的 速 度 外 伸 , 改 變 輸 入 脈 沖 的 頻 率 即 可 改 變 活 塞 的 速 度 。 圖 1 電 液 步 進 液 壓 缸 是 增 量 式 數 字 控 制 電 液 伺 服 元 件 , 即 步 進 電 機 作 電 信 號 - 機 械 位 移 的 轉 換 元 件 。 圖 圖 2 2 是 增 量 式 數 字 控 制 電 液 伺 服 元 件 的 控 制 方 框 圖 。 微 機 發(fā) 出 控 制 脈 沖 序 列 經 驅 動 電 源 放 大 驅 動 步 進 電 機 運 動 。 步 進 電 機 的 運 動 嚴 格 與 液 壓 力 放 大 器 的 運 動 成 比 , 即 微 機 的 控 制 脈 沖 嚴 格 控 制 電 液 步 進 液 壓 缸 的 運 動 : 電 液 步 進 液 壓 缸 的 位 移 與 控 制 脈 沖 的 總 數 成 正 比 ; 而 電 液 步 進 液 壓 缸 的 運 動 速 度 與 控 制 脈 沖 的 頻 率 成 正 比 。 因 此 , 電 液 步 進 液 壓 缸 的 控 制 就 在 于 步 進 電 機 的 控 制 。 步 進 電 機 可 以 采 用 微 計 算 機 或 可 編 程 控 制 器 ( PLC) 進 行 控 制 。 PLC 具 有 通 用 性 強 、 可 靠 性 高 、 指 令 系 統(tǒng) 簡 單 、 編 程 簡 便 易 學 、 易 于 掌 握 、 體 積 小 、 維 修 工 作 少 、 現 場 接 口 安 裝 方 便 等 一 系 列 優(yōu) 點 。 因 而 目 前 絕 大 部 分 采 用 液 壓 傳 動 的 系 統(tǒng) , 如 大 型 組 合 機 床 、 加 工 中 心 、 軋 鋼 機 的 壓 下 機 構 和 軋 輥 磨 床 的 進 給 機 構 等 均 采 用 PLC 控 制 技 術 ; 而 電 液 步 進 液 壓 缸 的 PLC 控 制 只 占 用 PLC 的 3 5 個 I/ O 接 口 及 幾 十 Bit 的 內 存 , 且 可 以 省 去 電 液 步 進 液 壓 缸 的 控 制 微 機 使 控 制 系 統(tǒng) 簡 潔 、 成 本 顯 著 下 降 , 可 靠 性 大 大 提 高 , 更 顯 示 出 其 卓 越 的 性 能 。 1 電 液 步 進 液 壓 缸 的 PLC 控 制 方 法 電 液 步 進 液 壓 缸 的 控 制 主 要 有 三 個 因 素 : (1) 活 塞 行 程 控 制 。 由 電 液 步 進 液 壓 缸 的 工 作 原 理 和 特 性 可 知 電 液 步 進 液 壓 缸 的 活 塞 位 移 正 比 于 所 輸 入 的 控 制 脈 沖 個 數 ; 因 此 可 以 根 據 電 液 伺 服 機 構 的 位 移 量 確 定 PLC 輸 出 的 脈 沖 個 數 : n = L / (1) 式 中 : L 電 液 伺 服 機 構 的 位 移 量 ( mm) ; 電 液 伺 服 機 構 的 脈 沖 當 量 ( mm/ 脈 沖 ) 。 (2) 活 塞 速 度 控 制 。 電 液 步 進 液 壓 缸 的 活 塞 速 度 取 決 于 輸 入 的 脈 沖 頻 率 ; 因 此 可 以 根 據 電 液 伺 服 機 構 的 速 度 , 確 定 其 PLC 輸 出 的 脈 沖 頻 率 : f = vf / 60 ( Hz) (2) 式 中 : vf 電 液 伺 服 機 構 的 進 給 速 度 ( mm/ min) 。 (3) 活 塞 運 動 方 向 控 制 。 電 液 步 進 液 壓 缸 的 運 動 方 向 由 步 進 電 機 的 轉 向 進 行 控 制 。 步 進 電 機 的 轉 向 可 以 通 過 改 變 步 進 電 機 各 繞 組 的 通 電 順 序 來 改 變 其 轉 421 機 床 與 液 壓 20041No14 向 ; 如 三 相 步 進 電 機 通 電 順 序 為 A - AB - B - BC - C - CA - A 時 步 進 電 機 正 轉 ; 當 繞 組 按 A - AC - C - CB - B - BA - A 順 序 通 電 時 步 進 電 機 反 轉 。 因 此 可 以 通 過 PLC 輸 出 的 方 向 控 制 信 號 改 變 硬 件 環(huán) 行 分 配 器 的 輸 出 順 序 來 實 現 , 或 經 編 程 改 變 輸 出 脈 沖 的 順 序 來 改 變 步 進 電 機 繞 組 的 通 電 順 序 實 現 。 2 電 液 步 進 液 壓 缸 的 伺 服 控 制 、 驅 動 及 接 口 211 電 液 步 進 液 壓 缸 控 制 系 統(tǒng) 的 組 成 電 液 步 進 液 壓 缸 的 控 制 系 統(tǒng) 由 可 編 程 控 制 器 、 環(huán) 行 脈 沖 分 配 器 和 步 進 電 機 功 率 驅 動 器 組 成 , 其 結 構 見 圖 3。 控 制 系 統(tǒng) 中 PLC 用 來 產 生 控 制 脈 沖 ; 通 過 PLC 圖 3 編 程 輸 出 一 定 數 量 的 方 波 脈 沖 , 控 制 步 進 電 機 的 轉 角 進 而 控 制 電 液 步 進 液 壓 缸 的 運 動 ; 同 時 通 過 編 程 控 制 脈 沖 頻 率 , 既 電 液 步 進 液 壓 缸 活 塞 的 速 度 ; 環(huán) 行 脈 沖 分 配 器 將 可 編 程 控 制 器 輸 出 的 控 制 脈 沖 按 步 進 電 機 的 通 電 順 序 分 配 到 相 應 的 繞 組 。 PLC 控 制 的 步 進 電 機 可 以 采 用 軟 件 環(huán) 行 分 配 器 , 也 可 以 采 用 硬 件 環(huán) 行 分 配 器 。 采 用 軟 環(huán) 占 用 的 PLC 資 源 較 多 , 特 別 是 步 進 電 機 繞 組 相 數 M 4 時 , 對 于 大 型 生 產 線 應 該 予 以 充 分 考 慮 。 采 用 硬 件 環(huán) 行 分 配 器 , 雖 然 硬 件 結 構 稍 微 復 雜 些 , 但 可 以 節(jié) 省 占 用 PLC 的 I/ O 口 點 數 , 目 前 市 場 有 多 種 專 用 芯 片 可 以 選 用 。 步 進 電 機 功 率 驅 動 器 將 PLC 輸 出 的 控 制 脈 沖 放 大 到 幾 十 上 百 伏 特 、 幾 安 十 幾 安 的 驅 動 能 力 。 一 般 PLC 的 輸 出 接 口 具 有 一 定 的 驅 動 能 力 , 而 通 常 的 晶 體 管 直 流 輸 出 接 口 的 負 載 能 力 僅 為 十 幾 幾 十 伏 特 、 幾 十 幾 百 毫 安 。 但 對 于 功 率 步 進 電 機 則 要 求 幾 十 上 百 伏 特 、 幾 安 十 幾 安 的 驅 動 能 力 , 因 此 應 該 采 用 驅 動 器 對 輸 出 脈 沖 進 行 放 大 。 212 可 編 程 控 制 器 的 接 口 如 電 液 步 進 液 壓 缸 采 用 硬 件 環(huán) 行 分 配 器 , 則 占 用 PLC 的 I/ O 口 點 數 少 于 5 點 , 一 般 僅 為 3 點 。 其 中 I 口 占 用 一 點 , 作 為 啟 動 控 制 信 號 ; O 口 占 用 2 點 , 一 點 作 為 PLC 的 脈 沖 輸 出 接 口 , 接 至 伺 服 系 統(tǒng) 硬 環(huán) 的 時 鐘 脈 沖 輸 入 端 , 另 一 點 作 為 步 進 電 機 轉 向 控 制 信 號 , 接 至 硬 環(huán) 的 相 序 分 配 控 制 端 , 如 圖 4 所 示 ; 伺 服 系 統(tǒng) 采 用 軟 件 環(huán) 行 分 配 器 時 , 其 接 口 如 圖 5。 圖 4 圖 5 3 電 液 步 進 液 壓 缸 PLC 控 制 的 軟 件 邏 輯 由 電 液 步 進 液 壓 缸 的 PLC 控 制 方 法 可 知 , 應 使 步 進 電 機 的 輸 入 脈 沖 總 數 和 脈 沖 頻 率 受 到 相 應 的 控 制 。 因 此 在 控 制 軟 件 上 設 置 一 個 脈 沖 總 數 和 脈 沖 頻 率 可 控 的 脈 沖 信 號 發(fā) 生 器 ; 對 于 頻 率 較 低 的 控 制 脈 沖 可 以 利 用 PLC 中 的 定 時 器 構 成 , 如 圖 6 所 示 。 脈 沖 頻 圖 6 率 可 以 通 過 定 時 器 的 定 時 常 數 控 制 脈 沖 周 期 , 脈 沖 總 數 控 制 則 可 以 設 置 一 脈 沖 計 數 器 C10。 當 脈 沖 數 達 到 設 定 值 時 , 計 數 器 C10 動 作 切 斷 脈 沖 發(fā) 生 器 回 路 , 使 其 停 止 工 作 。 電 液 步 進 液 壓 缸 的 步 進 電 機 無 脈 沖 輸 入 時 便 停 止 運 轉 , 電 液 步 進 液 壓 缸 活 塞 定 位 。 電 液 步 進 液 壓 缸 速 度 要 求 較 高 時 , 可 以 用 PLC 中 的 高 速 脈 沖 發(fā) 生 器 。 不 同 的 PLC 其 高 速 脈 沖 的 頻 率 可 達 6000 10000Hz。 對 于 的 電 液 步 進 液 壓 缸 動 態(tài) 特 性 , 其 頻 率 可 以 得 到 充 分 滿 足 。 4 應 用 實 例 與 結 論 (1) 對 PLC 控 制 的 電 液 步 進 液 壓 缸 開 環(huán) 伺 服 機 構 進 行 了 測 試 , 其 性 能 完 全 可 以 滿 足 系 統(tǒng) 的 技 術 要 求 。 控 制 軟 件 結 構 合 理 , 接 口 可 靠 。 (2) 將 PLC 控 制 的 電 液 步 進 液 壓 缸 用 于 某 大 型 生 產 線 的 數 控 滑 臺 , 每 個 滑 臺 僅 占 用 4 個 I/ O 接 口 , 節(jié) 省 了 微 機 控 制 系 統(tǒng) , 進 給 速 度 為 vf = 011 212m/ min , 完 全 滿 足 工 藝 要 求 和 加 工 精 度 要 求 , 工 作 可 靠 。 參 考 文 獻 【 1】 機 電 一 體 化 技 術 手 冊 編 委 會 1 機 電 一 體 化 技 術 手 冊 1 北 京 : 機 械 工 業(yè) 出 版 社 , 1999131 【 2】 李 仁 定 1 電 機 的 微 機 控 制 . 北 京 : 機 械 工 業(yè) 出 版 社 , 19991101 【 3】 楊 長 能 等 1 可 編 程 序 控 制 器 基 礎 及 應 用 1 重 慶 : 重 慶 大 學 出 版 社 11992111 【 4】 康 晶 等 1 組 合 機 床 中 數 控 滑 臺 的 PLC 控 制 1 組 合 機 床 與 自 動 化 加 工 技 術 , 2002 (8) 1 作 者 簡 介 : 康 晶 : 男 , 195715 出 生 于 沈 陽 , 教 授 , 工 學 碩 士 , 從 事 數 控 及 機 電 控 制 技 術 方 面 的 科 研 與 教 學 工 作 。 收 稿 時 間 : 2003 - 03 - 28 521 機 床 與 液 壓 20041No14 同步帶的最小彎曲直徑帶型允許最小彎曲直徑D，mmMXL, XXL,T2.515XL,T5,AT515L,T10 AT1020H40XH,T20AT2070XXH1003M S2M, S3M,P3M155M S4.5M, S5M,P5M258M S8M P8M4014M S14M P14M80姓名：施程 指導教書：袁建國,重慶理工大學 畢業(yè)設計（論文）任務書,搖臂鉆床的自動卸料機構設計說明書,2011年3月20日,自動卸料機構總體結構設計,基座,自動卸料機：1 基座；2 數控升降控制系統(tǒng)；3 工作臺,數控升降控制系統(tǒng)工作原理,步進電機,固緊螺釘,固緊螺釘,液壓機,固緊螺釘,數控升降控制系統(tǒng)由步進電機與液壓機構成；步進電機由兩顆螺釘固定與基座；液壓機由四顆螺釘固定與基座。,工作臺工作原理,步進電機,卸料盤,齒輪-皮帶傳動機構,工作臺由1 步進電機；2 卸料盤；3 齒輪-皮帶傳動機構；4 工作臺面構成。步進電機驅動齒輪-皮帶傳動機構對卸料盤進行旋轉控制。卸料盤對加工料進行預緊，定位及卸料。工作臺臺面的幾何中心設置有過孔，可通過螺釘固緊與液壓機進行裝配,臺面,卸料盤工作原理,電磁-彈簧執(zhí)行器,電磁-彈簧預緊裝置,臺面,臺面過孔,卸料盤十字對稱4個卸料孔,1：卸料盤由4個十字對稱的卸料孔及16個電磁-彈簧執(zhí)行器構成。 2：在工作臺的臺面縱向位置有一過孔，用于加工完畢工件的卸料。 3：送料裝置將待加工工件送與卸料孔，4個對稱的電磁-彈簧預緊裝置；由于所有電磁-彈簧執(zhí)行器采用相同彈性模量的彈簧構成，以及工作臺面的具有一定的平滑度（摩擦力?。?，將保證待加工工件的幾何中心高度配合與卸料孔的幾何中心。工作前，通過搖臂鉆床的定位機構對卸料孔的1個幾何中心進行定位即可完成對待加工工件的精密定位。 4：在電磁-彈簧執(zhí)行器通電時，彈簧處于縮緊狀態(tài)，此時進行送料，送料完畢，斷電，彈簧膨脹，壓緊及定位工件。步進電機控制驅動卸料盤旋轉90度，給處于臺面孔過上方的電磁-彈簧執(zhí)行器進行通電，彈簧縮緊，完成卸料。,重慶理工大學畢業(yè)設計（論文）任務書題目 搖臂鉆床的自動送料機構設計 （任務起止日期2010年 月 日2011年 月 日）專業(yè) 班 學生姓名 李冬晨 學 號 指導教師 袁建國 系主任 院 長 課題內容：1、分析搖臂鉆床的工作原理和操作流程，論證進行自動送料的意義；提出一種合適的自動送料方案。 2、進行自動送料機構的設計。課題任務要求：1、針對課題內容撰寫一篇文獻綜述；2、完成一篇與設計相關的英文文獻翻譯；3、自動送料機構設計：送料機構工作原理圖、控制電路圖、裝配圖及零件圖。4、在完成上述工作基礎上，撰寫設計說明書；5、畢業(yè)答辯準備。主要參考文獻（由指導教師選定）：1. 數控技術2. 維普中文科技期刊全文數據庫（參考關鍵詞：搖臂鉆床）3. cnki中文學術期刊全文數據庫同組設計者 注：1、此任務書應由指導教師填寫。2、此任務書最遲必須在畢業(yè)設計開始前一周下達給學生。學生完成畢業(yè)設計（論文）工作進度計劃表序號畢業(yè)設計（論文）工作任務工作進度日程安排周次12345678910111213141516171819201資料收集，完成開題報告等2正式設計3撰寫畢業(yè)論文和準備答辯4畢業(yè)答辯56789注：1、此表由指導教師填寫；2、此表每個學生一份，作為畢業(yè)設計（論文）檢查工作進度之依據；3、進度安排請用“”在相應位置畫出。畢業(yè)設計（論文）階段工作情況檢查表時間第一階段（13周）第二階段（414周）第三階段（1517周）內容組織紀律完成任務情況組織紀律完成任務情況組織紀律完成任務情況檢查情況教師簽字簽字 日期簽字 日期簽字 日期注：1、此表應由教師認真填寫；2、“組織”紀律一欄根據學生具體執(zhí)行情況如實填寫；3、“完成任務情況”一欄按學生是否按進度保質保量完成任務的情況填寫；4、對違紀和不能按時完成任務者，指導教師可根據情節(jié)輕重對該生提出警告或不能參加答辯的建議。 A 1 D e 5 A i B a A 1 e A e Z T V s v , A 7 1 e a A 1 e # A e b ? Z V A , n5 C A 7 1 e b T ? , A D e , V 7 L C A , , , ? v e Z T b / ? Z 4 , a e , + Y f e d , 1 p B M a A e Z T , y7 C A e b A e d A D , A 7 1 e d _ D 7 1 # _ ? , 7 O | v l M , A 9 1 ? 3 M , V | Y V D e A Y # _ null 7 O V 1 e A # b H , Q y, B + b C A , A e A 7 1 e * e + , A e , e # Q 1 7 1 e , 7 O / N # P Z A 7 1 e M v , yN $ d b 1 e d ? a qbv H = F B 8 d e % a A 1 D a # s , d e a b w. = a A 1 D T A 1 D 9 V s v , 1 D a 1 D # 1 Z _ D b Y e D a e D # Z _ e D $ , H r 1 H M % r , 9 m s , L C ; B B , 1 e b B V A D T $ ? Z ? a A 1 D , N , F ? a +, , m , = a , aJ , ba a+ b , a = 4 bb b 4 4 ay 2 . g 9 B 2 + 6 9s %4 % + %? x %, %4B s 0B n 4 ! 2 B / + = = = + 4 , ! ! ! = mb , ! ! 4 F 6 = , ! # + + ! ! ! ! . ; , ! ! 2 B 8 , B b + + + ! ! + + n , ! ! 2 B , ! C , bb + b 4 b + = = 4 = + + = . + b 4 = 4 F F m , ! # , / ! , + ! . ! + b b , b ! ! ; ! 2 B , + o B m po ! . ! . , m + + n 4 = + ! , m + b ! 4 2 B (, . = = , ! ! + + 4 + + = ? + ! !4 F 6 mb ! ! / 4 , + + + + . ! , ! ! + 2 B (, , mpB mp p , + l + 4 + ! po + + + = % A 1 D A 1 D nm b m V n , Y D mc$ 1 H M 9 b | H , V D ! ) r H M , M H 7 3 , % Y V g v l null ) 6 2 c 7 c T null 2i null 7i 7 g / %null + 9 : + 2 . B / B 11 d 7 g i g - 9 null %b D d , 1 % , d 7 g 7 7 6 1 , n% yN , 7 g 7 7 g w M % 1 / T null 7 9 7 = = . 9 = null = a = 9 = null = a / F ob m B B : 9 B o B F B R B % y h D , )m7 , 7 7 3 1 T s , B t L f 1 , N , ) rM M V j 1 , i d L b 6 , r H ! 9 i / 1 null (1 6 2 c 06 2 3 T null 2 i b yN , T V ) . g 00 , , 1 M r | 0 % v l, V M Y V D , y7 V e L C e b 0B )+ wL nm b m V , 06 / - H , ) b, y V 06 0= / W , D b , P g A 1 b , r u W / ! b v P , 0B ) + d L i B 6 2 =B B B B :B p , 0 b 0 1 p, M Q , z + , m l u B 1 S b 2 )0B ! g T , l H z S b V / A 1 _ D | # / S b | K v YY qYY 9 / % 6 9s % x % H WW % - % - % %B ;s 2 )0B ! # . ! b ! # b/ 2 )0B (/ ! # ! 2 )0B (! 5 d mb t m ; d s Y B )B ! , ) B ! null anull a null b T H , V T v L = f 4 O b null a null a null ( ? B 1 p H , m B r 1 p b m A 1 D d mb P H , e f V null a / a b 1 m ; a m d V A , 1 D / + null B 2 )0B 9 0B / , )B b m/ Z mb 7 H , L U Q , 7 n j g g g g g g g g g g g g g g g g g B J m/ mS C =(aCS | B a E E 7 P + + r + + + , ! B cBlB o m/ (. Q b Q , H , Q , 7 ( . Q , Q | 1 _ b . : k T c ! . | H , m/ L L U 0 T 6 b | B | h , 5 L : k b T | Q _ , 5 0 T / b B ) H V b A 1 e Y e | 3 L l v i ? Z b = , e 1 B t , y 3 L = 1 p , H 1 , Y e c 4 1 pb = 0 f = B = V B m/ A | A z d A V , f # A B 1 Y y , 1 p f - f f % B A Q 7 S M b B A f | L C b , 1 p | | B A % , i e | f v 8 B M S = b - f | , v s A | ? 1 p, h , P 3 T s B K b B ! ! ! . , M l 3 Z T 3 , 5 T , | B # x A f | , . 1 D e r Z T b H A ! M | B S - f | , B T f 7 % b V I A , V E b A z d # e d , V | A z , f 1 p, i ? v 1 v f S b B 6 V | z Z T b B a d # e Z T 4 V | 1 p V , q Q 1 M , f f / , z 9 v 7 1 9 F b c , | _ 1 / b B e _B m_ BB _B BB B F S , K v H % 題目2 半自動鉆床2.1設計題目設計加工圖1所示工件12mm孔的半自動鉆床。進刀機構負責動力頭的升降，送料機構將被加工工件推入加工位置，并由定位機構使被加工工件可靠固定。圖1 加工工件半自動鉆床設計數據參看表3。表3 半自動鉆床凸輪設計數據方案號進料機構工作行程mm定位機構工作行程mm動力頭工作行程mm電動機轉速r/mm工作節(jié)拍（生產率）件/minA40301514501B35252014002C30201096012.2設計任務1.半自動鉆床至少包括凸輪機構、齒輪機構在內的三種機構。2.設計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。3. 圖紙上畫出半自動鉆床的機構運動方案簡圖和運動循環(huán)圖。4.凸輪機構的設計計算。按各凸輪機構的工作要求，自選從動件的運動規(guī)律，確定基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑。對盤狀凸輪要用電算法計算出理論廓線、實際廓線值。畫出從動件運動規(guī)律線圖及凸輪廓線圖。5.設計計算其他機構。6.編寫設計計算說明書。7.學生可進一步完成：凸輪的數控加工，半自動鉆床的計算機演示驗證等。2.3設計提示1.鉆頭由動力頭驅動，設計者只需考慮動力頭的進刀（升降）運動。2. 除動力頭升降機構外，還需設計送料機構、定位機構。各機構運動循環(huán)要求見表4。3. 可采用凸輪軸的方法分配協(xié)調各機構運動。表4 機構運動循環(huán)要求凸輪軸轉角10203045607590105270300360送料快進休止快退休止定位休止快進休止快退休止進刀休止快進快進快退休止三運動方案的選擇與比較方案的分析與比較： (1) 減速機構： 由于電動機的轉速是1450r/min，而設計要求的主軸轉速為2r/min，利用行星輪進行大比例的降速，然后用圓錐齒輪實現方向的轉換。圖4-1（1） 對比機構：對比機構：定軸輪系傳動；傳動比 =n輸入/n輸出 =700 傳動比很大，要用多級傳動。如圖4-2. 圖4-2(3) 進刀機構 采用一個擺動滾子從動件盤行凸輪機構來傳遞齒輪齒條機構.因為我們用一個擺動滾子從動件盤行凸輪機構來傳遞齒輪機構，當進刀的時候，凸輪在推程階段運行，很容易通過機構傳遞帶動齒輪齒條嚙合.帶動動刀頭來完成鉆孔，擺桿轉動的幅度也是等于齒廓轉動的幅度，兩個齒輪來傳動也具有穩(wěn)性。圖4-3（4） 對比機構： 在擺桿上加一個平行四邊行四桿機構，這樣也可以來實現傳動，但是當加了四桿機構以后并沒有達到改善傳動的效果，只是多增加了四桿機構，為了使機構結構緊湊，又能完成需要的傳動，所以選擇了一個擺動滾子從動件盤行凸輪機構。 方案一： D1為了達到輸出間歇運動同時能夠做到循環(huán)往復運動，采用凸輪機構和扇形齒與齒條配合，中間采用連桿帶動。先把回轉運動動力轉化為扇形齒的往復擺動，在通過齒輪傳遞給齒條，增加一個齒輪的目的是為了使傳動更加的平穩(wěn)可靠。圖4-4（5） 送料系統(tǒng)：采用一個六桿機構來代替曲柄滑塊機構，由于設計的鉆床在空間上傳動軸之間的距離有點大，故一般四桿機構很難實現這種遠距離的運動。再加上用四桿機構在本設計中在尺寸上很小。所以考慮到所設計的機構能否穩(wěn)定的運行因此優(yōu)先選用了如下圖的六桿機構來實現。由于本設計送料時不要求在傳動過程中有間歇，所以不需要使用凸輪機構。如圖4-5。圖4-5（6）對比機構：所選用的對比四桿機構如下圖(圖4-6)，由于在空間上軸與軸之間的距離較大，但選用下來此四桿的尺寸太小。故優(yōu)先選用六桿機構。 方案二： B2采用凸輪與四桿機構的組合結構實現既有快慢變化的運動又有休止的間歇運動。圖4-6（7）定位系統(tǒng)：定位系統(tǒng)采用的是一個偏置直動滾子從動件盤型凸輪，因為定位系統(tǒng)要 有間歇，所以就要使用凸輪機構，但如果是平底推桿從動件，則凸輪就會失真，若增加凸輪的基圓半徑，那么凸輪機構的結構就會很大，也不求實際，所以就采用一個偏置直動滾子從動件盤型凸輪，它就可以滿足我們的實際要求了。圖4-7（8）對比機構：采用彈力急回間歇機構來代替偏置直動滾子從動件盤型凸輪，它是將旋轉運動轉換成單側停歇的往復運動。這樣也可以完成實際要求，但是為了使設計的機構結構緊湊，又能節(jié)省材料，所以還是選偏置直動滾子從動件盤型凸輪來完成定位。圖4-8 方案一： C1利用四桿機構中死點的積極作用，選取凸輪結合夾緊機構共同作用達到定位機構和間歇定位的要求。四.機構運動總體方案圖（機構運動簡圖） 根據前面表3-3中實線連接的方案的運動簡圖確定本設計中半自動鉆床的總體方案圖如圖5-1圖5-1五工作循環(huán)圖圖5-1所示的機械系統(tǒng)方案的執(zhí)行件需要進行運動協(xié)調設計其運動循環(huán)如圖6-1凸輪軸轉角00100010001500150027002700300030003600送料 快進 快退定位 休止 快進 休止 快退進刀 休止 快進 慢進 休止 快退圖6-1六執(zhí)行機構設計過程及尺寸計算1送料機構機構采用如下分析送料連桿機構：采用如下機構來送料，根據要求，進料機構工作行程為40mm，可取ABCD4桿機構的極位夾角為12度，則由得K=1.14，急回特性不是很明顯，但對送料機構來說并無影響。 各桿尺寸：（如圖6-1） AB=8.53 BC=84.42 CD=60 DA=60 CE=40 EF=8該尺寸可以滿足設計要求，即滑塊的左右運動為40，ABCD的極位夾角為12度。圖6-12.凸輪擺桿機構的設計： (1).由進刀規(guī)律，我們設計了凸輪擺桿機構，又以齒輪齒條的嚙合來實現刀頭的上下運動； (2).用凸輪擺桿機構和圓弧形齒條所構成的同一構件，凸輪擺桿從動件的擺動就可以實現弧形齒條的來回擺動，從而實現要求；采用滾子盤行凸輪，且為力封閉凸輪機構，利用彈簧力來使?jié)L子與凸輪保持接觸.刀具的運動規(guī)律就與凸輪擺桿的運動規(guī)律一致； (3).弧形齒條所轉過的弧長即為刀頭所運動的的距離。具體設計步驟如下： 1.根據進刀機構的工作循環(huán)規(guī)律,設計凸輪基圓半徑r0=40mm，中心距A=80mm，擺桿長度d=65mm，最大擺角為18,凸輪轉角=0-60,=0;凸輪轉角=60-270，刀具快進，=5，凸輪轉角=270-300；凸輪轉角=300-360，=02.設計圓形齒條,根據刀頭的行程和凸輪的擺角,設計出圓形齒輪的半徑r=l/,由=18, l=10mm，3.得到r=63.69mm，如圖7-2圖7-23.凸輪推桿機構的設計：凸輪機構采用直動滾子盤行凸輪，且為力封閉凸輪機構，利用彈簧力來使?jié)L子與凸輪保持接觸，實現定位功能。只要適當地設計出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得我們所需要的運動規(guī)律，滿足加工要求，而且響應快速，機構簡單緊湊。具體設計如下:設計基圓半徑r0=40mm,偏心距e=25凸輪轉角=0-100,定位機構休止,推桿行程h=0mm;凸輪轉角=100-285,定位機構快進,推桿行程h=20mm;凸輪轉角=285-300,定位機構休止,推桿行程h=0mm;凸輪轉角=300-360,定位機構快退,推桿行程h=-20mm; 設計偏心距e=20的原因是因為此凸輪執(zhí)行的是定位，其定位桿的行程為20故如此設計。4行星輪系的計算:（1）用定軸輪系傳動傳動比 =n輸入/n輸出 =700 傳動比很大，要用多級傳動。（2）用行星輪系傳動Z1=35 Z2=20 Z2=20 Z3=35 傳動比iH3=700 根據行星輪傳動公式：i（H3）=1-i(31)H=1-Z2Z1/Z3Z2由i(1H)=1-Z2Z1/Z3Z2，考慮到齒輪大小與傳動的合理性，經過比較設計皮帶傳動機構與齒輪系傳動機構的相應參數如下表： 皮帶輪參數名稱皮帶輪1皮帶輪2半徑（mm）100100齒輪參數模數（mm）壓力角（）齒數（個）直徑（mm）齒輪12.203570齒輪22202040齒輪22202040齒輪32203570七. 凸輪設計分段圖輪廓圖和設計結果一.定位凸輪圖8-1為定位凸輪分段圖和設計結果圖圖8-1圖8-2和8-3為定位凸輪的輪廓圖（8-2內包絡線圖，8-3外包絡線圖）圖8-2 圖8-3二.進刀凸輪進刀凸輪類型設計結果如圖8-4，凸輪運動分段如圖8-5.圖8-4，圖8-5進刀凸輪的輪廓線設計如圖8-6（內包絡線）和圖8-7（外包絡線） 圖8-6圖8-7 I 變速機構 方案一： A1由于電動機的轉速是1450r/min，而選用設計要求的主軸轉速為1r/min。可以考慮利用行星輪進行大比例的降速，然后采用蝸輪變向。機構簡圖送料機構的選型： 方案一： B1直接采用凸輪滑塊機構，并且在輪同軸的齒輪組合中加入不完全齒輪以滿足間歇休止運動要求。 方案二： B2采用凸輪與四桿機構的組合結構實現既有快慢變化的運動又有休止的間歇運動。 方案三： B3采用一個六桿機構來代替曲柄滑塊機構，由于設計的鉆床在空間上傳動軸之間的距離有點大，故一般四桿機構很難實現這種遠距離的運動。再加上用四桿機構在本設計中在尺寸上很小。所以考慮到所設計的機構能否穩(wěn)定的運行因此優(yōu)先選用了如下圖的六桿機構來實現 。 定位機構選型 方案一： C1利用四桿機構中死點的積極作用，選取凸輪結合夾緊機構共同作用達到定位機構和間歇定位的要求。 方案二： C2定位系統(tǒng)采用的是一個偏置直動滾子從動件盤型凸輪，因為定位系統(tǒng)要 有間歇，所以就要使用凸輪機構，但如果是平底推桿從動件，則凸輪就會失真，若增加凸輪的基圓半徑，那么凸輪機構的結構就會很大，也不求實際，所以就采用一個偏置直動滾子從動件盤型凸輪，它就可以滿足實際要求了。 進刀機構 方案一： D1為了達到輸出間歇運動同時能夠做到循環(huán)往復運動，采用凸輪機構和扇形齒與齒條配合，中間采用連桿帶動。先把回轉運動動力轉化為扇形齒的往復擺動，在通過齒輪傳遞給齒條，增加一個齒輪的目的是為了使傳動更加的平穩(wěn)可靠。 方案二 D2采用一個擺動滾子從動件盤行凸輪機構來傳遞齒輪齒條機構.因為我們用一個擺動滾子從動件盤行凸輪機構來傳遞齒輪機構，當進刀的時候，凸輪在推程階段運行，很容易通過機構傳遞帶動齒輪齒條嚙合.帶動動刀頭來完成鉆孔，擺桿轉動的幅度也是等于齒廓轉動的幅度，兩個齒輪來傳動也具有穩(wěn)性。