半自動(dòng)鉆床課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　設(shè)計(jì)題目 半 自 動(dòng) 鉆 床 </p><p>　　學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 設(shè)計(jì)要求3</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)

2、題目3</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)任務(wù)3</b></p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)提示4</p><p>　　第二章 設(shè)計(jì)工作原理5</p><p>　　2.1 機(jī)構(gòu)的工作原理5</p><p>　　2.2 傳動(dòng)機(jī)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(jī)構(gòu)動(dòng)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(yùn)動(dòng)方案的選擇9</p><p>　　4.1 減速機(jī)構(gòu)9</p><p>　　4.2 進(jìn)刀機(jī)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(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程及尺寸計(jì)算12</p><p>　　5.1 送料凸輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)采用如下分析12</p><p>　　5.2 進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)12</p><p>　　第6章 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)總體方案圖（機(jī)構(gòu)運(yùn)

5、動(dòng)簡(jiǎn)圖）16</p><p>　　第7章 工作循環(huán)圖17</p><p>　　第8章 設(shè)計(jì)總結(jié)18</p><p><b>　　半自動(dòng)鉆床的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1.1 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Φ12mm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

6、，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>　　1.2設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　1.2.1 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>　　1.2.2 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(huà)出傳動(dòng)系統(tǒng)圖；</p><p>

7、　　1.2.3 圖紙上畫(huà)出半自動(dòng)鉆床的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖；</p><p>　　1.2.4 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，校核最大壓力角和最小曲率半徑。對(duì)盤(pán)狀凸輪要用電算法計(jì)算出理論廓線、實(shí)際廓線值。畫(huà)出從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖及凸輪廓線圖；</p><p>　　1.2.5 設(shè)計(jì)計(jì)算其他機(jī)構(gòu)；</p><p&g

8、t;　　1.2.6 編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)；</p><p><b>　　1.3 設(shè)計(jì)提示</b></p><p>　　1.3.1 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>　　1.3.2 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>　

9、　1.3.3 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>　　機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)要求表</b></p><p>　　1.3.4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960r/min降到主軸的2r/min，與傳動(dòng)軸相連的凸輪機(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

10、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，簡(jiǎn)圖如下：</p><p>　　2.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇和工作原理</p><p>　　2.2.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用</p><p>　　2.2.1.1 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>　　2.2.1.2 把原動(dòng)機(jī)輸出的速度降低

11、或提高，以適應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的需要。</p><p>　　2.2.1.3 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>　　2.2.1.4 把原動(dòng)機(jī)輸出的等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變</p><p>　　2.2.1.5 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>　　2.2.1.

12、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>　　2.2.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇的原則</p><p>　　2.2.2.1 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>　　2.2.2.2 對(duì)大功率傳動(dòng)，應(yīng)優(yōu)先考慮傳動(dòng)的效率

13、，節(jié)約能源，降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用和維修費(fèi)用。</p><p>　　2.2.2.3 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>　　2.2.2.4 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

14、護(hù)裝置。2.2.2.5 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。</p><p>　　2.2.2.6 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3章 功能分解圖，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)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(dòng)功能</p><p>　　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>　　3.2.2 定位功能</p><p>　　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

16、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>　　3.2.3 進(jìn)料功能</p><p>　　進(jìn)料也要要求有一定的間歇運(yùn)動(dòng)，我們可以用復(fù)位彈簧來(lái)實(shí)現(xiàn)，然后通過(guò)桿件連續(xù)作用于加工原件上的力來(lái)實(shí)現(xiàn)建工元件的連續(xù)傳遞，實(shí)現(xiàn)進(jìn)料。</p><p>　　3.2.

17、4 進(jìn)刀功能 </p><p>　　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>　　第4章 運(yùn)動(dòng)方案的選擇</p><p><b>　　4.1 減速機(jī)構(gòu)&

18、lt;/b></p><p>　　定軸輪系傳動(dòng)；傳動(dòng)比 =n輸入/n輸出 =480傳動(dòng)比很大，要用多級(jí)傳動(dòng)。如圖：</p><p><b>　　4.2 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(pán)行凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)傳遞齒輪齒條機(jī)構(gòu).因?yàn)槲覀冇靡粋€(gè)擺動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)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

19、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>　　4.3 送料系統(tǒng)</b></p><p>　　采用凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)送料的快進(jìn)、休止、快退、休止，先由主軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)凸輪將工件運(yùn)至加工位置，然后由彈簧的回復(fù)力士桿件帶動(dòng)凸輪回到原位置，實(shí)現(xiàn)一個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，此后，凸輪往復(fù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)，

20、實(shí)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(gè)偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)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，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(pán)型凸輪，它就可以滿足我們的實(shí)際要求了。<

21、;/p><p>　　第5章 執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程及尺寸計(jì)算</p><p>　　5.1 送料凸輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)采用如下分析</p><p>　　凸輪機(jī)構(gòu)采用直動(dòng)滾子端面柱體凸輪，且為力封閉凸輪機(jī)構(gòu)，利用彈簧力來(lái)使?jié)L子與凸輪保持接觸，實(shí)現(xiàn)進(jìn)料功能。只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得我們所需要的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，滿足加工要求，而且響應(yīng)快速，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。具體設(shè)計(jì)如下:<

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

23、行程h=-30mm;</p><p>　　凸輪轉(zhuǎn)角λ=90°——360°, 送料機(jī)構(gòu)休止,推桿行程h=0mm;</p><p>　　5.2 進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　5.2.1 凸輪擺桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　5.2.1.1 由進(jìn)刀規(guī)律，我們?cè)O(shè)計(jì)了凸輪擺桿機(jī)構(gòu)，又以齒輪齒條的嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)刀頭的上下運(yùn)

24、動(dòng)；</p><p>　　5.2.1.2 用凸輪擺桿機(jī)構(gòu)和圓弧形齒條所構(gòu)成的同一構(gòu)件，凸輪擺桿從動(dòng)件的擺動(dòng)就可以實(shí)現(xiàn)弧形齒條的來(lái)回?cái)[動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)要求；采用滾子盤(pán)行凸輪，且為力封閉凸輪機(jī)構(gòu)，利用彈簧力來(lái)使?jié)L子與凸輪保持接觸.刀具的運(yùn)動(dòng)規(guī)律就與凸輪擺桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律一致；</p><p>　　5.2.1.3 弧形齒條所轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)即為刀頭所運(yùn)動(dòng)的的距離。具體設(shè)計(jì)步驟如下：</p>

25、<p>　　(1). 根據(jù)進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)規(guī)律,設(shè)計(jì)凸輪基圓半徑r0=40mm，中心距A=80mm，擺桿長(zhǎng)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(jìn)，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(jì)圓形齒條,根據(jù)刀頭的行程和凸輪的擺角,設(shè)計(jì)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(jìn)刀連桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　根據(jù)要求，進(jìn)刀機(jī)構(gòu)工作行程為10mm，可取BCDE四桿機(jī)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(duì)進(jìn)刀機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)并無(wú)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(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　凸輪機(jī)構(gòu)采用直動(dòng)滾子盤(pán)行凸輪，且為力封閉凸輪機(jī)構(gòu)，利用彈簧力來(lái)使?jié)L子與凸輪保持接觸，實(shí)現(xiàn)定位功能。只要適當(dāng)?shù)?/p>

29、設(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得我們所需要的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，滿足加工要求，而且響應(yīng)快速，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。具體設(shè)計(jì)如下:</p><p>　　設(shè)計(jì)基圓半徑r=40mm,偏心距e=20</p><p>　　凸輪轉(zhuǎn)角λ=0°——10°,定位機(jī)構(gòu)休止,推桿行程h=0mm;</p><p>　　凸輪轉(zhuǎn)角λ=20°——30°,定位機(jī)構(gòu)快進(jìn),推

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

31、>　　設(shè)計(jì)偏心距e=20的原因是因?yàn)榇送馆唸?zhí)行的是定位，其定位桿的行程為20mm,故如此設(shè)計(jì)。</p><p>　　5.2.4 行星輪系的計(jì)算</p><p><b>　　用行星輪系傳動(dòng)</b></p><p>　　傳動(dòng)比 =n輸入/n輸出 =480 傳動(dòng)比很大，要用多級(jí)傳動(dòng)。然后由主軸輸出，在經(jīng)過(guò)帶輪傳遞到凸輪軸。</p>

32、<p>　　第6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）</p><p>　　第7章 工作循環(huán)圖</p><p><b>　　第8章 設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　緊張的課程設(shè)計(jì)順利結(jié)束了。在這設(shè)計(jì)過(guò)程中，我從原來(lái)對(duì)本專業(yè)并不十分了解的狀況下,開(kāi)始系統(tǒng)的運(yùn)用了所學(xué)的機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)，加深了對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和掌握. 在設(shè)計(jì)的

33、過(guò)程中，對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)的如何組成，機(jī)構(gòu)圖示的繪畫(huà)等都產(chǎn)生了不同程度的疑問(wèn)，通過(guò)自己冷靜，獨(dú)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(jī)械類書(shū)籍的能力,為我以后的學(xué)習(xí)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　一星期的課程設(shè)計(jì)雖然辛苦，使我感覺(jué)到課程設(shè)計(jì)的必要性。因?yàn)樗刮业氖斋@不小。不僅使我了解的機(jī)械知識(shí)越來(lái)越多，而且使我的WORD知識(shí)得到了提高，也初步地接觸了其他一些機(jī)械方面的軟件為我以后學(xué)習(xí)這些軟

34、件打下了一定的基礎(chǔ)。在課程設(shè)計(jì)中，我的邏輯思維能力得到了培養(yǎng)，促進(jìn)了我的形象思維與抽象思維能力的提高和對(duì)空間機(jī)構(gòu)的想象能力。</p><p>　　機(jī)械學(xué)作為一門(mén)傳統(tǒng)的基礎(chǔ)學(xué)科，內(nèi)容豐富，涉及面廣。在新的歷史條件下，機(jī)械學(xué)與多種學(xué)科聯(lián)系更為緊密，它的綜合性更強(qiáng)。相信我們工科學(xué)生在進(jìn)行了認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)，特別是以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)大學(xué)階段的知識(shí)的掌握會(huì)更加牢固。同時(shí)在以后的學(xué)習(xí)中會(huì)不斷

35、拓寬自己的知識(shí)面，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，一定能更好的掌握機(jī)械知識(shí)</p><p>　　我相信在進(jìn)行了實(shí)習(xí)、金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)，都在為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)作準(zhǔn)備。我們只有認(rèn)真的完成各種學(xué)實(shí)習(xí)和課程設(shè)計(jì)才能有一定的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)去更好地做以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)。同時(shí)也是對(duì)自己在整個(gè)大學(xué)階段的知識(shí)的掌握多少和自我能力的驗(yàn)證。在以后的學(xué)習(xí)中會(huì)不斷拓寬自己的知識(shí)面，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，一定能更好的掌握機(jī)械知識(shí)。</p>&