机械原理课程设计-- 半自动钻床的设计

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1、课程设计任务书 课程名称： 机械原理课程设计 设计题目： 半自动钻床的设计半自动钻床的设计 完成期限：自 2014 年 6 月 20 日至 2011 年 6 月 27 日共 1 周 内 容 及 任 务 一、设计的任务与主要技术参数 半自动钻床机由送料机构，定位机构，进刀机构以及电动机组成。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，最终由进刀机构负责动力头的升 降来进行钻孔工作。 设计参数是： 进料机构工作行程 40mm； 定位机构工作行程 30mm； 动力头工作行程 15mm； 电动机转速 1450rmin； 工作节拍 1 件/min； 二、设计工作量 要求：对设计任

2、务课题进行工作原理和工艺动作分解，根据工艺动作和协调要求拟定运 动循环图，进行执行机构选型，构思该机械运动方案，并进行的选择和评定，确定机械运 动的总体方案，根据任务书中的技术参数，确定该机械传动系统的速比和变速机构，作出 机构运动简图，对相关执行机构的具体尺度进行分析与设计。 要求有设计说明书一份，相关图纸一至两张。 进 度 安 排 起止日期 工作内容 6.20-6.22 构思该机械运动方案 6.23-6.26 运动分析及作图 6.26-6.27 整理说明书与答辩 主要 参考 资料 1 朱理机械原理 北京：高等教育出版社，2008：15-200 2 邹慧君机械原理课程设计 北京：高等教育出版

3、社，2009：15-250 指 导 教 师 ： 刘扬 2014 年 6 月 25 日 第 2 章 工作原理和工艺动作分解 2.1 机构的工作原理 该系统由电机驱动，通过变速传动将电机的 1450r/min 降到主轴的 2r/min， 与传动轴相连的凸轮机构控制送料， 定位， 和进刀等工艺动作， 最后由凸轮机 通 过齿轮传动带动齿条上下平稳地运动,这样动力头也就能带动刀具平稳地上下移 动从而保证了较高的加工质量。 2.2 根据任务书要求，该机构应有的工艺过程是，机构应包含三个执行机构， 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） 、定位 机构（将被加工工件 (1)进刀机

4、构 采用一个摆动滚子从动件盘行凸轮机构来传递齿轮齿条机构.因为我们用一个摆 动滚子从动件盘行凸轮机构来传递齿轮机构，当进刀的时候，凸轮在推程阶段运 行，很容易通过机构传递带动齿轮齿条啮合.带动动刀头来完成钻孔，摆杆转动 的幅度也是等于齿廓转动的幅度，两个齿轮来传动也具有稳性.。 (2)送料系统： 采用凸轮机构实现送料的快进、休止、快退、休止，先由主轴转动带动凸轮将工 件运至加工位置，然后由弹簧的回复力士杆件带动凸轮回到原位置，实现一个运 动过程，此后，凸轮往复循环运动，实现送料的连续。 4. 定位系统： 定位系统采用的是一个偏置直动滚子从动件盘型凸轮， 因为定位系统要 有间 歇，所以就要使用凸

5、轮机构，但如果是平底推杆从动件，则凸轮就会失真，若增 加凸轮的基圆半径，那么凸轮机构的结构就会很大，也不求实际，所以就采用一 个偏置直动滚子从动件盘型凸轮，它就可以满足我们的实际要求了. 第 3 章 功能分解图及分析 根据机构运动分析，功能分解图如图 3-1 所示： 图 3-1 第4章 根据工艺动作顺序和运动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运动的先后顺序、相位、以利于设计、 装配和调试。 钻床进刀 钻孔和退刀为一个运动循环。应该保证钻床在钻孔运动循环中， 定位装置和送料装置和钻头在时间和凸轮转动角度上相互协调。 根据半自动钻床 各执行机构的运动要求，绘制机构系统的运动循

6、环图如下： 第 5 章 执行机构设计过程及尺寸计算 5.1、送料凸轮机构机构采送料凸轮机构机构采用如下分析用如下分析 凸轮机构采用直动滚子端面柱体凸轮，且为力封闭凸轮机构，利 用弹簧力来使滚子与凸轮保持接触， 实现进料功能。只要适当地设计 出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得我们所需要的运动规律，满足加 工要求，而且响应快速，机构简单紧凑。具体设计如下: 设计基圆半径 r0=20mm, 凸轮转角=0-30,送料机构快进,推杆行程 h=40mm; 凸轮转角 =30-45,送料机构休止,推杆行程 h=0mm; 凸轮转角=45 -90, 送料机构快退,推杆行程 h=-40mm; 凸轮转角=90 -360, 送料机构休止,推杆行程 h=0mm 机构简图如下： 2.进刀机构的设计 根据系统的运动转换功能图可构成形态学矩阵如图。 由图所示的形态学矩阵 可以求出半自动钻