半自動鉆床課程設(shè)計

1、<p>　　設(shè)計題目 半 自 動 鉆 床 </p><p>　　學 院 機械工程學院 </p><p>　　專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 設(shè)計要求3</p><p>　　1.1 設(shè)計

2、題目3</p><p><b>　　1.2設(shè)計任務(wù)3</b></p><p>　　1.3 設(shè)計提示4</p><p>　　第二章 設(shè)計工作原理5</p><p>　　2.1 機構(gòu)的工作原理5</p><p>　　2.2 傳動機構(gòu)的選擇和工作原理5</p><p&g

3、t;　　第三章 功能分解圖，執(zhí)行機構(gòu)動作7</p><p>　　3.1 功能分解圖如下圖7</p><p>　　3.2 執(zhí)行構(gòu)件的選擇7</p><p>　　第4章 運動方案的選擇9</p><p>　　4.1 減速機構(gòu)9</p><p>　　4.2 進刀機構(gòu)9</p><p&g

4、t;　　4.3 送料系統(tǒng)10</p><p>　　4.4 定位系統(tǒng)11</p><p>　　第5章 執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計過程及尺寸計算12</p><p>　　5.1 送料凸輪機構(gòu)機構(gòu)采用如下分析12</p><p>　　5.2 進刀機構(gòu)的設(shè)計12</p><p>　　第6章 機構(gòu)運動總體方案圖（機構(gòu)運

5、動簡圖）16</p><p>　　第7章 工作循環(huán)圖17</p><p>　　第8章 設(shè)計總結(jié)18</p><p><b>　　半自動鉆床的設(shè)計</b></p><p>　　1.1 設(shè)計題目及原始數(shù)據(jù)</p><p>　　設(shè)計加工所示工件Φ12mm孔的半自動鉆床。進刀機構(gòu)負責動力頭的升降

6、，送料機構(gòu)將被加工工件推入加工位置，并由定位機構(gòu)使被加工工件可靠固定。</p><p><b>　　1.2設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　1.2.1 半自動鉆床至少包括凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)在內(nèi)的三種機構(gòu)；</p><p>　　1.2.2 設(shè)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>

7、　　1.2.3 圖紙上畫出半自動鉆床的機構(gòu)運動方案簡圖和運動循環(huán)圖；</p><p>　　1.2.4 凸輪機構(gòu)的設(shè)計計算。按各凸輪機構(gòu)的工作要求，自選從動件的運動規(guī)律，確定基圓半徑，校核最大壓力角和最小曲率半徑。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；</p><p>　　1.2.5 設(shè)計計算其他機構(gòu)；</p><p&g

8、t;　　1.2.6 編寫設(shè)計計算說明書；</p><p><b>　　1.3 設(shè)計提示</b></p><p>　　1.3.1 鉆頭由動力頭驅(qū)動，設(shè)計者只需考慮動力頭的進刀（升降）運動。</p><p>　　1.3.2 除動力頭升降機構(gòu)外，還需要設(shè)計送料機構(gòu)、定位機構(gòu)。各機構(gòu)運動循環(huán)要求見下表。</p><p>　

9、　1.3.3 可采用凸輪軸的方法分配協(xié)調(diào)各機構(gòu)運動。</p><p><b>　　機構(gòu)運動循環(huán)要求表</b></p><p>　　1.3.4機構(gòu)的工作原理</p><p>　　該系統(tǒng)由電機驅(qū)動，通過變速傳動將電機的960r/min降到主軸的2r/min，與傳動軸相連的凸輪機構(gòu)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

10、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(zhì)量，簡圖如下：</p><p>　　2.2 傳動機構(gòu)的選擇和工作原理</p><p>　　2.2.1 傳動機構(gòu)的作用</p><p>　　2.2.1.1 把原動機輸出的轉(zhuǎn)矩變換為執(zhí)行機構(gòu)所需的轉(zhuǎn)矩或力。</p><p>　　2.2.1.2 把原動機輸出的速度降低

11、或提高，以適應執(zhí)行機構(gòu)的需要。</p><p>　　2.2.1.3 用原動機進行調(diào)速不經(jīng)濟和不可能時，采用變速傳動來滿足執(zhí)行機構(gòu)經(jīng)常調(diào)要求</p><p>　　2.2.1.4 把原動機輸出的等速回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變</p><p>　　2.2.1.5 實現(xiàn)由一個或多個動力機驅(qū)動或若干個速度相同或不同的執(zhí)行機構(gòu)。</p><p>　　2.2.1.

12、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(gòu)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>　　2.2.2 傳動機構(gòu)選擇的原則</p><p>　　2.2.2.1 對于小功率傳動，應在考慮滿足性能的需要下，選用結(jié)構(gòu)簡單的傳動裝置，盡可能降低初始費用。</p><p>　　2.2.2.2 對大功率傳動，應優(yōu)先考慮傳動的效率

13、，節(jié)約能源，降低運轉(zhuǎn)費用和維修費用。</p><p>　　2.2.2.3 當執(zhí)行機構(gòu)要求變速時，若能與動力機調(diào)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(gòu)要求變速范圍大。用動力機調(diào)速不能滿足機械特性和經(jīng)濟性要求時，則應采用變傳動比傳動；除執(zhí)行機構(gòu)要求連續(xù)變速外，盡量采用有級變速。 </p><p>　　2.2.2.4 執(zhí)行機構(gòu)上載荷變化頻繁，且可能出現(xiàn)過載，這時應加過載保

14、護裝置。2.2.2.5 主，從動軸要求同步時，應采用無滑動的傳動裝置。</p><p>　　2.2.2.6 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(chǎn)的標準傳動裝置，加減速器，變速器和無級變速器等。</p><p>　　第3章 功能分解圖，執(zhí)行機構(gòu)動作</p><p>　　3.1 功能分解圖如下圖</p><p>　　3.2

15、 執(zhí)行構(gòu)件的選擇</p><p>　　3.2.1減速傳動功能</p><p>　　選用經(jīng)濟成本相對較低，而且具有傳動效率高,結(jié)構(gòu)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(shè)計的傳動。</p><p>　　3.2.2 定位功能</p><p>　　由于我們設(shè)計的機構(gòu)要有間歇往復的運動，有當凸輪由近休

16、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(cè)的彈簧實現(xiàn)定位機構(gòu)的回位,等待送料,凸輪的循環(huán)運動完成了此功能。</p><p>　　3.2.3 進料功能</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>　　3.2.

17、4 進刀功能 </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(zhuǎn)動,齒輪的轉(zhuǎn)動再帶動動力頭的升降運動實現(xiàn)進刀.</p><p>　　第4章 運動方案的選擇</p><p><b>　　4.1 減速機構(gòu)&

18、lt;/b></p><p>　　定軸輪系傳動；傳動比 =n輸入/n輸出 =480傳動比很大，要用多級傳動。如圖：</p><p><b>　　4.2 進刀機構(gòu)</b></p><p>　　采用一個擺動滾子從動件盤行凸輪機構(gòu)來傳遞齒輪齒條機構(gòu).因為我們用一個擺動滾子從動件盤行凸輪機構(gòu)來傳遞齒輪機構(gòu)，當進刀的時候，凸輪在推程階段運行，很容

19、易通過機構(gòu)傳遞帶動齒輪齒條嚙合.帶動動刀頭來完成鉆孔，擺桿轉(zhuǎn)動的幅度也是等于齒廓轉(zhuǎn)動的幅度，兩個齒輪來傳動也具有穩(wěn)性.。</p><p><b>　　4.3 送料系統(tǒng)</b></p><p>　　采用凸輪機構(gòu)實現(xiàn)送料的快進、休止、快退、休止，先由主軸轉(zhuǎn)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，

20、實現(xiàn)送料的連續(xù)。</p><p><b>　　4.4 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(gòu)，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(gòu)的結(jié)構(gòu)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。<

21、;/p><p>　　第5章 執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計過程及尺寸計算</p><p>　　5.1 送料凸輪機構(gòu)機構(gòu)采用如下分析</p><p>　　凸輪機構(gòu)采用直動滾子端面柱體凸輪，且為力封閉凸輪機構(gòu)，利用彈簧力來使?jié)L子與凸輪保持接觸，實現(xiàn)進料功能。只要適當?shù)卦O(shè)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(gòu)簡單緊湊。具體設(shè)計如下:<

22、/p><p>　　設(shè)計基圓半徑r=20mm,</p><p>　　凸輪轉(zhuǎn)角λ=0°——30°,送料機構(gòu)快進,推桿行程h=30mm;</p><p>　　凸輪轉(zhuǎn)角λ=30°——45°,送料機構(gòu)休止,推桿行程h=0mm;</p><p>　　凸輪轉(zhuǎn)角λ=45°——90°, 送料機構(gòu)快退,推桿

23、行程h=-30mm;</p><p>　　凸輪轉(zhuǎn)角λ=90°——360°, 送料機構(gòu)休止,推桿行程h=0mm;</p><p>　　5.2 進刀機構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　5.2.1 凸輪擺桿機構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　5.2.1.1 由進刀規(guī)律，我們設(shè)計了凸輪擺桿機構(gòu)，又以齒輪齒條的嚙合來實現(xiàn)刀頭的上下運

24、動；</p><p>　　5.2.1.2 用凸輪擺桿機構(gòu)和圓弧形齒條所構(gòu)成的同一構(gòu)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(gòu)，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；</p><p>　　5.2.1.3 弧形齒條所轉(zhuǎn)過的弧長即為刀頭所運動的的距離。具體設(shè)計步驟如下：</p>

25、<p>　　(1). 根據(jù)進刀機構(gòu)的工作循環(huán)規(guī)律,設(shè)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20°：</p><p>　　凸輪轉(zhuǎn)角λ=0-55°,β=0°;</p><p>　　凸輪轉(zhuǎn)角λ=55°-270°，刀具快進，β=20°</p><p>　　凸

26、輪轉(zhuǎn)角λ=270°-300°,β=0°</p><p>　　凸輪轉(zhuǎn)角λ=300°-360°</p><p>　　(2). 設(shè)計圓形齒條,根據(jù)刀頭的行程和凸輪的擺角,設(shè)計出圓形齒輪的半徑r=l/β,由β=20°, l=10mm，</p><p>　　(3). 得到r=46.80mm，</p>

27、<p>　　5.2.2 進刀連桿機構(gòu)</p><p>　　根據(jù)要求，進刀機構(gòu)工作行程為10mm，可取BCDE四桿機構(gòu)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(gòu)來說并無影響。</p><p><b>　　各桿尺寸：</b></p><p>　　AB=75

28、 BC=30.2 CD=88 DE=11.5 BE=100 EF=46.80</p><p><b>　　以上尺寸滿足要求。</b></p><p>　　5.2.3 定位凸輪推桿機構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　凸輪機構(gòu)采用直動滾子盤行凸輪，且為力封閉凸輪機構(gòu)，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)?/p>

29、設(shè)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(gòu)簡單緊湊。具體設(shè)計如下:</p><p>　　設(shè)計基圓半徑r=40mm,偏心距e=20</p><p>　　凸輪轉(zhuǎn)角λ=0°——10°,定位機構(gòu)休止,推桿行程h=0mm;</p><p>　　凸輪轉(zhuǎn)角λ=20°——30°,定位機構(gòu)快進,推

30、桿行程h=20mm;</p><p>　　凸輪轉(zhuǎn)角λ=30°——50°,定位機構(gòu)休止,推桿行程h=0mm;</p><p>　　凸輪轉(zhuǎn)角λ=50°——90°,定位機構(gòu)快退,推桿行程h=-20mm;</p><p>　　凸輪轉(zhuǎn)角λ=90°——360 ,定位機構(gòu)休止，推桿行程h=0mm;</p><p

31、>　　設(shè)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20mm,故如此設(shè)計。</p><p>　　5.2.4 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 =480 傳動比很大，要用多級傳動。然后由主軸輸出，在經(jīng)過帶輪傳遞到凸輪軸。</p>

32、<p>　　第6章 機構(gòu)運動總體方案圖（機構(gòu)運動簡圖）</p><p>　　第7章 工作循環(huán)圖</p><p><b>　　第8章 設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　緊張的課程設(shè)計順利結(jié)束了。在這設(shè)計過程中，我從原來對本專業(yè)并不十分了解的狀況下,開始系統(tǒng)的運用了所學的機械基礎(chǔ)知識，加深了對專業(yè)知識的理解和掌握. 在設(shè)計的

33、過程中，對機構(gòu)的運動，機構(gòu)的如何組成，機構(gòu)圖示的繪畫等都產(chǎn)生了不同程度的疑問，通過自己冷靜，獨立的思考最后都得到了不同程度的解決。并且,培養(yǎng)了我查閱機械類書籍的能力,為我以后的學習打下了扎實的基礎(chǔ)。</p><p>　　一星期的課程設(shè)計雖然辛苦，使我感覺到課程設(shè)計的必要性。因為他使我的收獲不小。不僅使我了解的機械知識越來越多，而且使我的WORD知識得到了提高，也初步地接觸了其他一些機械方面的軟件為我以后學習這些軟

34、件打下了一定的基礎(chǔ)。在課程設(shè)計中，我的邏輯思維能力得到了培養(yǎng)，促進了我的形象思維與抽象思維能力的提高和對空間機構(gòu)的想象能力。</p><p>　　機械學作為一門傳統(tǒng)的基礎(chǔ)學科，內(nèi)容豐富，涉及面廣。在新的歷史條件下，機械學與多種學科聯(lián)系更為緊密，它的綜合性更強。相信我們工科學生在進行了認識實習、金工實習、生產(chǎn)實習、課程設(shè)計、畢業(yè)實習，特別是以后的畢業(yè)設(shè)計對整個大學階段的知識的掌握會更加牢固。同時在以后的學習中會不斷

35、拓寬自己的知識面，結(jié)合生產(chǎn)實際，一定能更好的掌握機械知識</p><p>　　我相信在進行了實習、金工實習、生產(chǎn)實習、課程設(shè)計、畢業(yè)實習，都在為以后的畢業(yè)設(shè)計作準備。我們只有認真的完成各種學實習和課程設(shè)計才能有一定的實戰(zhàn)經(jīng)驗去更好地做以后的畢業(yè)設(shè)計。同時也是對自己在整個大學階段的知識的掌握多少和自我能力的驗證。在以后的學習中會不斷拓寬自己的知識面，結(jié)合生產(chǎn)實際，一定能更好的掌握機械知識。</p>&