課程設(shè)計(jì)成果說(shuō)明書--半自動(dòng)鉆床

1、<p><b>　　XXX學(xué)院</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)成果說(shuō)明書</b></p><p>　　題 目： 半自動(dòng)鉆床 </p><p>　　學(xué)生姓名： xxx </p><p>　　學(xué) 號(hào)： 081309108

2、 </p><p>　　學(xué) 院： xxx學(xué)院 </p><p>　　班 級(jí)： C08機(jī)械（1） </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　同組者： </p><p>　　2010年6月 18 日</p><p&

3、gt;<b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書2</b></p><p>　　1設(shè)計(jì)題目及原始數(shù)據(jù)2</p><p>　　2設(shè)計(jì)要求及方案提示3</p><p><b>　　3設(shè)計(jì)任務(wù)4</b></p><p>　　第1章．所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)工作原理5</p><p>　　1.1機(jī)構(gòu)的工作

4、原理:5</p><p>　　1.2原動(dòng)機(jī)的選擇原理5</p><p>　　1.3傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇和工作原理6</p><p>　　第2章．功能分解圖，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作7</p><p>　　2.1功能分解圖如下圖7</p><p>　　2.2繪制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能7</p><p>　

5、　2.3執(zhí)行構(gòu)件的選擇8</p><p>　　2.4用形態(tài)學(xué)矩陣法創(chuàng)建機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案8</p><p>　　第3章．運(yùn)動(dòng)方案的選擇與比較9</p><p>　　3.1減速機(jī)構(gòu)：9</p><p><b>　　3.2進(jìn)刀機(jī)構(gòu)9</b></p><p>　　3.3送料機(jī)構(gòu)：11</

6、p><p>　　3.4定位機(jī)構(gòu):12</p><p>　　第4章．機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)總體方案圖（機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖）13</p><p>　　第5章．工作循環(huán)圖14</p><p>　　第6章．執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程及尺寸計(jì)算15</p><p>　　6.1送料機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)采用如下分析15</p><p>　　6.

7、2凸輪擺桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：15</p><p>　　6.3凸輪推桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：16</p><p>　　6.4行星輪系的計(jì)算:16</p><p>　　第7章．凸輪設(shè)計(jì)分段圖輪廓圖和設(shè)計(jì)結(jié)果18</p><p>　　7.1定位凸輪18</p><p>　　7.2進(jìn)刀凸輪20</p><p&g

8、t;　　第8章．機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)流程框圖22</p><p>　　第9章．運(yùn)行結(jié)果及曲線23</p><p><b>　　設(shè)計(jì)總結(jié)24</b></p><p><b>　　參考資料25</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p>

9、<p>　　1設(shè)計(jì)題目及原始數(shù)據(jù)</p><p>　　設(shè)計(jì)加工所示工件ф12mm孔的半自動(dòng)鉆床。進(jìn)刀機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)動(dòng)力頭的升降，送料機(jī)構(gòu)將被加工工件推入加工位置，并由定位機(jī)構(gòu)使被加工工件可靠固定。</p><p><b>　　圖1.1 加工工件</b></p><p><b>　　圖1.2</b></p>

10、;<p>　　2設(shè)計(jì)要求及方案提示</p><p>　　要求設(shè)計(jì)該半自動(dòng)鉆床的送料、定位、及進(jìn)刀的整體傳動(dòng)系統(tǒng)。其中：</p><p>　　1.鉆頭由動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)者只需考慮動(dòng)力頭的進(jìn)刀（升降）運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　2. 除動(dòng)力頭升降機(jī)構(gòu)外，還需要設(shè)計(jì)送料機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)。各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)要求見(jiàn)下表。</p><p>　　3

11、. 可采用凸輪軸的方法分配協(xié)調(diào)各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　3設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　1.半自動(dòng)鉆床至少包括凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)在內(nèi)的三種機(jī)構(gòu)；</p><p>　　2.設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配，并在圖紙上畫出傳動(dòng)系統(tǒng)圖；</p><p>　　3. 圖紙上畫出半自動(dòng)鉆床的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖和運(yùn)

12、動(dòng)循環(huán)圖；</p><p>　　4.凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。按各凸輪機(jī)構(gòu)的工作要求，自選從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，確定基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑。對(duì)盤狀凸輪要用電算法計(jì)算出理論廓線、實(shí)際廓線值。畫出從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖及凸輪廓線圖；</p><p>　　5.設(shè)計(jì)計(jì)算其他機(jī)構(gòu)；</p><p>　　6.編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書；</p><p>　　第

13、1章．所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)工作原理</p><p>　　1.1機(jī)構(gòu)的工作原理:</p><p>　　該系統(tǒng)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)變速傳動(dòng)將電機(jī)的1450r/min降到主軸的2r/min，與傳動(dòng)軸相連的各機(jī)構(gòu)控制送料，定位，和進(jìn)刀等工藝動(dòng)作，最后由凸輪機(jī) 通過(guò)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)齒條上下平穩(wěn)地運(yùn)動(dòng),這樣動(dòng)力頭也就能帶動(dòng)刀具平穩(wěn)地上下移動(dòng)從而保證了較高的加工質(zhì)量，具體的選擇原理和工作原理如下：</p>

14、<p>　　1.2原動(dòng)機(jī)的選擇原理</p><p>　　原動(dòng)機(jī)的種類按其輸入能量的不同可以分為兩類：</p><p>　　A一次原動(dòng)機(jī) </p><p>　　此類原動(dòng)機(jī)是把自然界的能源直接轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，因此稱為一次原動(dòng)機(jī)。屬于此類原動(dòng)機(jī)的有柴油機(jī)，汽油機(jī)，汽輪機(jī)和燃汽機(jī)等。</p><p><b>　　B二次原動(dòng)機(jī)

15、 </b></p><p>　　此類原動(dòng)機(jī)是將發(fā)電機(jī)等能機(jī)所產(chǎn)生的各種形態(tài)的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，因此稱為二次原動(dòng)機(jī)。屬于此類原動(dòng)機(jī)的有電動(dòng)機(jī)，液壓馬達(dá)，氣壓馬達(dá)，汽缸和液壓缸等。</p><p>　　選擇原動(dòng)機(jī)時(shí)需考慮的因素：</p><p>　　1：考慮現(xiàn)場(chǎng)能源的供應(yīng)情況。</p><p>　　2：考慮原動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和工作制

16、度與工作相匹配。</p><p>　　3：考慮工作機(jī)對(duì)原動(dòng)機(jī)提出的啟動(dòng)，過(guò)載，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，調(diào)速和控制等方面的要求。</p><p>　　4：考慮工作環(huán)境的影響。</p><p>　　5：考慮工作可靠，操作簡(jiǎn)易，維修方便。</p><p>　　6：為了提高機(jī)械系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，須考慮經(jīng)濟(jì)成本：包括初始成本和運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)成本。</p>&l

17、t;p>　　綜上所述，在半自動(dòng)鉆床中最益選擇二次原動(dòng)機(jī)中的電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)件。</p><p>　　1.3傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇和工作原理</p><p><b>　　傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用</b></p><p>　　1：把原動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩變換為執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的轉(zhuǎn)矩或力。</p><p>　　2：把原動(dòng)機(jī)輸出的速度降低或提高，以適應(yīng)

18、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的需要。</p><p>　　3：用原動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速不經(jīng)濟(jì)和不可能時(shí)，采用變速傳動(dòng)來(lái)滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)經(jīng)常調(diào)要求</p><p>　　4：把原動(dòng)機(jī)輸出的等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變</p><p>　　5：實(shí)現(xiàn)由一個(gè)或多個(gè)動(dòng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)或若干個(gè)速度相同或不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。</p><p>　　6：由于受機(jī)體的外形，尺寸的限制，或?yàn)榱税踩筒僮鞣奖?，?zhí)行機(jī)構(gòu)不宜

19、與原動(dòng)機(jī)直接連接時(shí)，也需要用傳動(dòng)裝置來(lái)聯(lián)接。</p><p><b>　　傳動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇的原則</b></p><p>　　1：對(duì)于小功率傳動(dòng)，應(yīng)在考慮滿足性能的需要下，選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的傳動(dòng)裝置，盡可能降低初始費(fèi)用。</p><p>　　2：對(duì)大功率傳動(dòng)，應(yīng)優(yōu)先考慮傳動(dòng)的效率，節(jié)約能源，降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用和維修費(fèi)用。</p><p&g

20、t;　　3：當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求變速時(shí)，若能與動(dòng)力機(jī)調(diào)速比相適應(yīng)，可直接連接或采用定傳動(dòng)比的傳動(dòng)裝置；當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求變速范圍大。用動(dòng)力機(jī)調(diào)速不能滿足機(jī)械特性和經(jīng)濟(jì)性要求時(shí)，則應(yīng)采用變傳動(dòng)比傳動(dòng)；除執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求連續(xù)變速外，盡量采用有級(jí)變速。 </p><p>　　4：執(zhí)行機(jī)構(gòu)上載荷變化頻繁，且可能出現(xiàn)過(guò)載，這時(shí)應(yīng)加過(guò)載保護(hù)裝置。</p><p>　　5：主，從動(dòng)軸要求同步時(shí)，應(yīng)采用無(wú)滑動(dòng)的傳動(dòng)裝置

21、。</p><p>　　6：動(dòng)裝置的選用必須與制造水平相適應(yīng)，盡可能選用專業(yè)廠生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)裝置，加減速器，變速器和無(wú)級(jí)變速器等。</p><p>　　第2章．功能分解圖，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作</p><p>　　2.1功能分解圖如下圖</p><p><b>　　圖2.1</b></p><p>　　2

22、.2繪制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能</p><p><b>　　圖2.2</b></p><p>　　2.3執(zhí)行構(gòu)件的選擇</p><p>　　減速傳動(dòng)功能：選用經(jīng)濟(jì)成本相對(duì)較低，而且具有傳動(dòng)效率高,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,傳動(dòng)比大的特點(diǎn),可滿足具有較大傳動(dòng)比的工作要求，故我們這里就采用行星輪系來(lái)實(shí)現(xiàn)我設(shè)計(jì)的傳動(dòng)。</p><p>　　定位

23、功能：由于我們?cè)O(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)要有間歇往復(fù)的運(yùn)動(dòng)，有當(dāng)凸輪由近休到遠(yuǎn)休運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,定位桿就阻止了工件滑動(dòng)，當(dāng)凸輪由遠(yuǎn)休到近休運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可通過(guò)兩側(cè)的彈簧實(shí)現(xiàn)定位機(jī)構(gòu)的回位,等待送料,凸輪的循環(huán)運(yùn)動(dòng)完成了此功能。、</p><p>　　進(jìn)料功能：進(jìn)料也要要求有一定的間歇運(yùn)動(dòng)，我們可以用圓錐齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)換向，然后通過(guò)和齒輪的嚙合來(lái)傳遞，再在齒輪上安裝一個(gè)直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤型凸輪機(jī)構(gòu),用從動(dòng)件滾子推桿的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)料。<

24、;/p><p>　　進(jìn)刀功能： 采用凸輪的循環(huán)運(yùn)動(dòng),推動(dòng)滾子使?jié)L子擺動(dòng)一個(gè)角度,通過(guò)杠桿的擺動(dòng)弧度放大原理將滾子擺動(dòng)角度進(jìn)行放大.可增大刀具的進(jìn)給量,在杠桿的另一端焊接一個(gè) 圓弧齒輪,圓弧齒輪的擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng),齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)再帶動(dòng)動(dòng)力頭的升降運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)刀.</p><p>　　2.4用形態(tài)學(xué)矩陣法創(chuàng)建機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖（圖2.

25、2）可構(gòu)成形態(tài)學(xué)矩陣如表（表1.1）。由表3-3所示的形態(tài)學(xué)矩陣可以求出半自動(dòng)鉆床系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案數(shù)為： </p><p>　　3×3×3×3×3×3＝729</p><p>　　根據(jù)功能原理，工藝分解過(guò)程及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇，確定了以下運(yùn)動(dòng)方案。</p><p><b>　　表1.1</b></

26、p><p>　　第3章．運(yùn)動(dòng)方案的選擇與比較</p><p><b>　　3.1減速機(jī)構(gòu)：</b></p><p>　　由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是1450r/min，而設(shè)計(jì)要求的主軸轉(zhuǎn)速為2r/min，利用行星輪進(jìn)行大比例的降速，然后用圓錐齒輪實(shí)現(xiàn)方向的轉(zhuǎn)換。</p><p><b>　　圖3.1</b><

27、;/p><p>　　對(duì)比機(jī)構(gòu)：定軸輪系傳動(dòng)；傳動(dòng)比 =n輸入/n輸出 =700 傳動(dòng)比很大，要用多級(jí)傳動(dòng)。如圖3.2.</p><p><b>　　圖3.2</b></p><p><b>　　3.2進(jìn)刀機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　采用一個(gè)擺動(dòng)滾子從動(dòng)件盤行凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)傳遞齒輪齒條機(jī)構(gòu).因?yàn)槲覀冇靡?/p>

28、個(gè)擺動(dòng)滾子從動(dòng)件盤行凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)傳遞齒輪機(jī)構(gòu)，當(dāng)進(jìn)刀的時(shí)候，凸輪在推程階段運(yùn)行，很容易通過(guò)機(jī)構(gòu)傳遞帶動(dòng)齒輪齒條嚙合.帶動(dòng)動(dòng)刀頭來(lái)完成鉆孔，擺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的幅度也是等于齒廓轉(zhuǎn)動(dòng)的幅度，兩個(gè)齒輪來(lái)傳動(dòng)也具有穩(wěn)性。</p><p><b>　　圖3.3</b></p><p>　　對(duì)比機(jī)構(gòu)：次結(jié)構(gòu)與上圖相似，不過(guò)略有簡(jiǎn)單，此結(jié)構(gòu)能夠改善進(jìn)刀質(zhì)量，當(dāng)進(jìn)刀的時(shí)候，凸輪在推程階段運(yùn)行，很

29、容易通過(guò)機(jī)構(gòu)傳遞帶動(dòng)齒輪齒條嚙合.帶動(dòng)動(dòng)刀頭來(lái)完成鉆孔，同時(shí)具有較好的穩(wěn)定性。</p><p><b>　　圖3.4</b></p><p><b>　　3.3送料機(jī)構(gòu)：</b></p><p>　　采用一個(gè)六桿機(jī)構(gòu)來(lái)代替曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，由于設(shè)計(jì)的鉆床在空間上傳動(dòng)軸之間的距離有點(diǎn)大，故一般四桿機(jī)構(gòu)很難實(shí)現(xiàn)這種遠(yuǎn)距離的運(yùn)動(dòng)。再

30、加上用四桿機(jī)構(gòu)在本設(shè)計(jì)中在尺寸上很小。所以考慮到所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)能否穩(wěn)定的運(yùn)行因此優(yōu)先選用了如下圖的六桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于本設(shè)計(jì)送料時(shí)不要求在傳動(dòng)過(guò)程中有間歇，所以不需要使用凸輪機(jī)構(gòu)。如圖3.5。</p><p><b>　　圖3.5</b></p><p>　　對(duì)比機(jī)構(gòu)：采用了一個(gè)五桿機(jī)構(gòu)來(lái)代替曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，由于設(shè)計(jì)的鉆床在空間上傳動(dòng)軸之間的距離較大，一般的四桿機(jī)構(gòu)很難實(shí)

31、現(xiàn)這種遠(yuǎn)距離的運(yùn)動(dòng)。再加上用四桿機(jī)構(gòu)在本設(shè)計(jì)中在尺寸上很小。所以用五桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　圖3.6</b></p><p><b>　　3.4定位機(jī)構(gòu):</b></p><p>　　定位系統(tǒng)采用的是一個(gè)偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤型凸輪，因?yàn)槎ㄎ幌到y(tǒng)要 有間歇，所以就要使用凸輪機(jī)構(gòu)，但如果是平底推桿從動(dòng)件，

32、則凸輪就會(huì)失真，若增加凸輪的基圓半徑，那么凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)就會(huì)很大，也不求實(shí)際，所以就采用一個(gè)偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤型凸輪，它就可以滿足我們的實(shí)際要求了。</p><p><b>　　參考資料</b></p><p>　　1.鳴歧 王保民 王振莆《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 重慶大學(xué)出版社</p><p>　　2.孫桓 《機(jī)械原理教材》 高等教育出版社