机械原理课程设计--半自动钻床

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1、机械原理课程设计说明书设计题目：半自动钻床设计姓名：季倩学号：110700131院系：装备制造学院车辆1101班同组者：指导教师：曹光民2013年月日-21-目录一、设计任务书…………………………………………4二、工作原理和工作动作分解………………………6三、根据工艺动作和协议要求拟定运动循环图………7四、执行机构选型………………………………………五、机械运动方案的选择和评定3六、机械传动系统的速比和变速机构3七、半自动钻床的机构运动简图6八、凸轮机构的尺度设计7九、定位凸轮速度与加速度分析9十、心得体会11参考文献12-21

2、-半自动钻床方案设计（方案B）2.1设计题目设计加工图1所示工件ф12mm孔的半自动钻床。进刀机构负责动力头的升降，送料机构将被加工工件推入加工位置，并由定位机构使被加工工件可靠固定。图1加工工件半自动钻床设计数据参看表3。表3半自动钻床凸轮设计数据方案号进料机构工作行程mm定位机构工作行程mm动力头工作行程mm电动机转速r/mm工作节拍（生产率）件/minA40301514501B35252014002C30201096012.2设计任务1.半自动钻床至少包括凸轮机构、齿轮机构在内的三种机构。2.设计传动系统并确定其传动比分

3、配。3.图纸上画出半自动钻床的机构运动方案简图和运动循环图。4.凸轮机构的设计计算。按各凸轮机构的工作要求，自选从动件的运动规律，确定基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径。对盘状凸轮要用电算法计算出理论廓线、实际廓线值。画出从动件运动规律线图及凸轮廓线图。5.设计计算其他机构。6.编写设计计算说明书。-21-7.学生可进一步完成：凸轮的数控加工，半自动钻床的计算机演示验证等。2.3设计提示1.钻头由动力头驱动，设计者只需考虑动力头的进刀（升降）运动。2.除动力头升降机构外，还需设计送料机构、定位机构。各机构运动循环要求见表4

4、。3.可采用凸轮轴的方法分配协调各机构运动。表4机构运动循环要求凸轮轴转角10º20º30º45º60º75º90º105º～270º300º360º送料快进休止快退休止定位休止快进休止快退休止进刀休止快进快进快退休止-21-1.工作原理和工艺动作分解根据任务书的要求，该机械的进刀机构负责动力头的升降，送料机构将被加工工件推入加工位置，并由定位机构将加工工件可靠固定。三个执行构件的运动形式为：(1)动力头完成往复（铅垂上下）直线运动，下移到最低点后立刻上移。在下移之前有一段时间是休止的，这段时间正好用于送料和定位。动力头的行程

5、是20mm。若机构主动作一转完成一个运动循环，则上冲头位移线图的形状大致如图1-1所示。图1-1动力头位移线图(2)送料机构做水平的往复运动，工作行程是35mm。开始送料机构先迅速的把胚料送到加工台，稍作停顿后立刻返回，在工件的加工过程中保持休止。其位移线图大致如图1-2所示。-21-图1-2送料机构位移线图(3)定位机构也是在水平面做往复运动，在工件加工的时候对工件起固定的作用。行程是25mm。其位移线图大致如图1-3所示。图1-3定位机构位移线图2.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

6、件动作的先后顺序、相位，以利于设计、装配和调试。进刀机构每完成一个运动循环，以该主动件的转角作为横坐标（0,360），以各构件执行构件的位移为纵坐标做出曲线。运动循环图的位移曲线主要着眼于运动的起迄位置，根据上述表述作出半自动钻床的运动循环图如图2-1所示。-21-图2-1半自动钻床的运动循环图3.执行机构选型1.减速传动功能为使成本降低，减小机构的体积，并且提高传动效率，简化结构，增大传动比，所以我们选择采用行星轮来实现我设计的传动。2.定位功能由于我们设计的机构要有间歇往复的运动，有当凸轮由近休到远休运动过程中定位杆就阻止

7、了工件滑动，当凸轮由远休到近休运动过程中可通过两侧的弹簧实现定位机构的回位，等待送料凸轮的循环运动完成了此功能。3.进料功能进料也要要求有一定的间歇运动，我们用圆锥齿轮来实现换向，然后通过齿轮传动，再在齿轮上安装一个直动滚子从动件盘型凸轮机构来实现进料。4.进刀功能采用凸轮的循环运动，推动滚子使滚子摆动一个角度，通过杠杆的摆动弧度放大原理将滚子摆动角度进行放大.可增大刀具的进给量，在杠杆的另一端焊接一个圆弧齿抵圆弧齿轮的摆动实现齿轮的转动，齿轮的转动再带动动力头的升降运动实现进刀.根据系统的运动转换功能图可构成形态学矩阵如图3

8、-1。由图3-1所示的形态学矩阵可以求出半自动钻床系统运动方案数为：-21-图3-1半自动钻床的功能-技术矩阵图-21-4.机械运动方案的选择和评定(1)减速机构:由于电动机的转速是1400r/min,而设计要求的主轴转速为2r/min，利用星轮进行大比例的降速，然后用圆锥齿