半自動鉆床--機械原理課程設計

1、<p>　　設計題目 : 半 自 動 鉆 床</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、設計要求---------------------------------------------------------2</p><p>　　二、設計工作原理-----------------------------

2、----------------------4</p><p>　　三、功能分解圖，執(zhí)行構件動作------------------------------6</p><p>　　四、運動方案的選擇----------------------------------------------8</p><p>　　五、執(zhí)行機構設計過程及尺寸計算------------

3、---------------11</p><p>　　六、機構運動總體方案圖（機構運動簡圖）---------------16</p><p>　　七、工作循環(huán)圖------------------------------------------------------16</p><p>　　八、設計總結-----------------------------

4、----------------------------17</p><p>　　參考文獻---------------------------------------------------------18</p><p><b>　　設計要求</b></p><p><b>　　1.1設計題目</b></p>

5、;<p>　　設計加工所示工件Φ12mm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。</p><p>　　半自動鉆床凸輪軸設計數(shù)據(jù)</p><p><b>　　1.2設計任務</b></p><p>　　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；<

6、;/p><p>　　2.設計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配，并在圖紙上畫出傳動系統(tǒng)圖；</p><p>　　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；</p><p>　　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

7、輪廓線圖；</p><p>　　5.設計計算其他機構；</p><p>　　6.編寫設計計算說明書；</p><p><b>　　1.3設計提示</b></p><p>　　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。</p><p>　　2. 除動力頭升降機構外，還需要設計送料

8、機構、定位機構。各機構運動循環(huán)要求見下表。</p><p>　　3. 可采用凸輪軸的方法分配協(xié)調各機構運動。</p><p><b>　　機構運動循環(huán)要求表</b></p><p><b>　　二、設計工作原理</b></p><p>　　2.1機構的工作原理</p><p>

9、;　　該系統(tǒng)由電機驅動，通過變速傳動將電機的1450r/min降到主軸的2r/min，與傳動軸相連的凸輪機構控制送料，定位，和進刀等工藝動作，最后由凸輪機 通過齒輪傳動帶動齒條上下平穩(wěn)地運動,這樣動力頭也就能帶動刀具平穩(wěn)地上下移動從而保證了較高的加工質量，簡圖如下：</p><p>　　2.2傳動機構的選擇和工作原理</p><p>　?。?）傳動機構的作用</p><

10、p>　　1：把原動機輸出的轉矩變換為執(zhí)行機構所需的轉矩或力。</p><p>　　2：把原動機輸出的速度降低或提高，以適應執(zhí)行機構的需要。</p><p>　　3：用原動機進行調速不經濟和不可能時，采用變速傳動來滿足執(zhí)行機構經常調要求</p><p>　　4：把原動機輸出的等速回轉運動轉變</p><p>　　5：實現(xiàn)由一個或多個動力機

11、驅動或若干個速度相同或不同的執(zhí)行機構。</p><p>　　6：由于受機體的外形，尺寸的限制，或為了安全和操作方便，執(zhí)行機構不宜與原動機直接連接時，也需要用傳動裝置來聯(lián)接。</p><p>　?。?）傳動機構選擇的原則</p><p>　　1：對于小功率傳動，應在考慮滿足性能的需要下，選用結構簡單的傳動裝置，盡可能降低初始費用。</p><p&g

12、t;　　2：對大功率傳動，應優(yōu)先考慮傳動的效率，節(jié)約能源，降低運轉費用和維修費用。</p><p>　　3：當執(zhí)行機構要求變速時，若能與動力機調速比相適應，可直接連接或采用定傳動比的傳動裝置；當執(zhí)行機構要求變速范圍大。用動力機調速不能滿足機械特性和經濟性要求時，則應采用變傳動比傳動；除執(zhí)行機構要求連續(xù)變速外，盡量采用有級變速。 </p><p>　　4：執(zhí)行機構上載荷變化頻繁，且可能出現(xiàn)過

13、載，這時應加過載保護裝置。</p><p>　　5：主，從動軸要求同步時，應采用無滑動的傳動裝置。</p><p>　　6：動裝置的選用必須與制造水平相適應，盡可能選用專業(yè)廠生產的標準傳動裝置，加減速器，變速器和無級變速器等。</p><p>　　三、功能分解圖，執(zhí)行機構動作</p><p>　　3.1功能分解圖如下圖</p>

14、<p>　　3.2執(zhí)行構件的選擇</p><p><b>　　1.減速傳動功能</b></p><p>　　選用經濟成本相對較低，而且具有傳動效率高,結構簡單,傳動比大的特點,可滿足具有較大傳動比的工作要求，故我們這里就采用行星輪系來實現(xiàn)我設計的傳動。</p><p><b>　　2.定位功能</b></p

15、><p>　　由于我們設計的機構要有間歇往復的運動，有當凸輪由近休到遠休運動過程中,定位桿就阻止了工件滑動，當凸輪由遠休到近休運動過程中可通過兩側的彈簧實現(xiàn)定位機構的回位,等待送料,凸輪的循環(huán)運動完成了此功能。、</p><p><b>　　3.進料功能</b></p><p>　　進料也要要求有一定的間歇運動，我們可以用復位彈簧來實現(xiàn)，然后通過桿

16、件連續(xù)作用于加工原件上的力來實現(xiàn)建工元件的連續(xù)傳遞，實現(xiàn)進料。</p><p><b>　　4.進刀功能 </b></p><p>　　采用凸輪的循環(huán)運動,推動滾子使?jié)L子擺動一個角度,通過杠桿的擺動弧度放大原理將滾子擺動角度進行放大.可增大刀具的進給量,在杠桿的另一端焊接一個 圓弧齒輪,圓弧齒輪的擺動實現(xiàn)齒輪的轉動,齒輪的轉動再帶動動力頭的升降運動實現(xiàn)進刀.</

17、p><p><b>　　四、運動方案的選擇</b></p><p><b>　　1. 減速機構：</b></p><p>　　定軸輪系傳動；傳動比 =n輸入/n輸出 =750傳動比很大，要用多級傳動。如圖：</p><p><b>　　2. 進刀機構</b></p>

18、<p>　　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.。</p><p><b>　　3．送料系統(tǒng)：</b></p><p>　　采用凸

19、輪機構實現(xiàn)送料的快進、休止、快退、休止，先由主軸轉動帶動凸輪將工件運至加工位置，然后由彈簧的回復力士桿件帶動凸輪回到原位置，實現(xiàn)一個運動過程，此后，凸輪往復循環(huán)運動，實現(xiàn)送料的連續(xù)。</p><p><b>　　4. 定位系統(tǒng)：</b></p><p>　　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

20、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。</p><p>　　五、執(zhí)行機構設計過程及尺寸計算</p><p>　　1．送料凸輪機構機構采用如下分析</p><p>　　凸輪機構采用直動滾子端面柱體凸輪，且為力封閉凸輪機構，利用彈簧力來使?jié)L子與凸輪保持

21、接觸，實現(xiàn)進料功能。只要適當?shù)卦O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:</p><p>　　設計基圓半徑r0=20mm,</p><p>　　凸輪轉角λ=0°-30°,送料機構快進,推桿行程h=40mm;</p><p>　　凸輪轉角λ=30°-45°,

22、送料機構休止,推桿行程h=0mm;</p><p>　　凸輪轉角λ=45°-90°, 送料機構快退,推桿行程h=-40mm;</p><p>　　凸輪轉角λ=90°-360°, 送料機構休止,推桿行程h=0mm;</p><p><b>　　2.進刀機構的設計</b></p><p&g

23、t;　　《1》.凸輪擺桿機構的設計：</p><p>　　(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(xiàn)刀頭的上下運動；</p><p>　　(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(xiàn)弧形齒條的來回擺動，從而實現(xiàn)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

24、；</p><p>　　(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：</p><p>　　1.根據(jù)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β為18°,</p><p>　　凸輪轉角λ=0-55°,β=0°;</p><p>

25、;　　凸輪轉角λ=55°-270°，刀具快進，β=18°</p><p>　　凸輪轉角λ=270°-300°,β=0°</p><p>　　凸輪轉角λ=300°-360°</p><p>　　2.設計圓形齒條,根據(jù)刀頭的行程和凸輪的擺角,設計出圓形齒輪的半徑r=l/β,由β=18

26、6;, l=15mm，</p><p>　　3.得到r=47.78mm，</p><p>　　《2》進刀連桿機構：</p><p>　　根據(jù)要求，進刀機構工作行程為15 mm，可取BCDE四桿機構的極位夾角為10度，則由</p><p>　　得K=1.12，急回特性不是很明顯，對進刀機構來說并無影響。</p><p>

27、<b>　　各桿尺寸：</b></p><p>　　AB=75 BC=30.2 CD=88 DE=11.5 BE=100 EF=47.78</p><p><b>　　以上尺寸滿足要求。</b></p><p>　　3.定位凸輪推桿機構的設計：</p><p>　　凸

28、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(xiàn)定位功能。只要適當?shù)卦O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:</p><p>　　設計基圓半徑r0=40mm,偏心距e=30</p><p>　　凸輪轉角λ=0°-15°,定位機構休止,推桿行程h=0mm;<

29、;/p><p>　　凸輪轉角λ=25°-30°,定位機構快進,推桿行程h=30mm;</p><p>　　凸輪轉角λ=30°-50°,定位機構休止,推桿行程h=0mm;</p><p>　　凸輪轉角λ=50°-90°,定位機構快退,推桿行程h=-30mm;</p><p>　　凸輪轉角λ

30、=90°-360 ,定位機構休止，推桿行程h=0mm;</p><p>　　設計偏心距e=30的原因是因為此凸輪執(zhí)行的是定位，其定位桿的行程為30故如此設計。</p><p>　　4．行星輪系的計算:</p><p><b>　　用行星輪系傳動</b></p><p>　　傳動比 =n輸入/n輸出 =725 傳

31、動比很大，要用多級傳動。然后由主軸輸出，在經過帶輪傳遞到凸輪軸。</p><p>　　選用如圖所示的行星輪傳動，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(shù)如下表：</p><p><b>　　皮帶輪參數(shù)</b></p><p><b>　　齒輪參數(shù)</b></p><p>　　六、機構運動總

32、體方案圖（機構運動簡圖）</p><p><b>　　七、工作循環(huán)圖</b></p><p><b>　　八、設計總結</b></p><p>　　課程設計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，這是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程。”千里之行始于足下”，通過這次課程設計，我深深體會到這句千古名言的真正含義。我今

33、天認真的進行課程設計，學會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎。</p><p>　　說實話，課程設計真的有點累。然而，當我一著手清理自己的設計成果，漫漫回味這兩周的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消。雖然這是我剛學會走完的第一步，也是人生的一點小小的勝利，然而它令我感到自己成熟的許多，另我有了一中”春眠不知曉”的感悟。</p><p>　　通過課程

34、設計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心，細致。課程設計過程中，許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂，但想到今后自己應當承擔的社會責任，想到世界上因為某些細小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的事故，我不禁時刻提示自己，一定要養(yǎng)成一種高度負責，認真對待的良好習慣。</p><p>　　短短兩周的課程設計，使我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識是真正如此的缺乏，自己綜合應用所學的專業(yè)知識能力是如此的不足，幾年來的學習了那么多的課程，今

35、天才知道自己并不會用。這說明課程設計確實使我有收獲了。</p><p>　　最后，我要感謝我的老師們，是您嚴厲批評喚醒了我，是您的敬業(yè)精神感動了我，是您的教誨啟發(fā)了我，是您的期望鼓勵了我，我感謝老師您今天又為我增添了一幅堅硬的翅膀。今天我為你們而驕傲，明天你們?yōu)槲叶院溃?lt;/p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1