半自动钻床工作机构设计详解.doc
机械原理课程设计半自动钻床
机械原理课程设计说明书设计题目：半自动钻床设计者：彭松指导教师：彭子梅2012-12-20目录1.课程设计任务书-------------------------------------------------------12.设计要求--------------------------------------------------------------33.功能分解------------------------------------------------------------44.执行机构选择与比较----------------------------------------------55.机械系统运动方案的选择---------------------------------------176.工作循环图---------------------------------------------------------187.尺寸计算-------------------------------------------------------------168.运动简图---------------------------------------------------------249.总结--------------------------------------------------------------------26机械原理课程设计任务书题号03半自动钻床一、工作原理及工艺动作过程要求设计加工所示工件ф12mm孔的半自动钻床。
输送待钻孔的圆盘工件至指定位置，待夹紧钻孔后将工件推走。
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，并由定位机构使被加工工件可靠固定。
被加工工件外形如下图所示:二、设计方案提示1.钻头由动力头驱动，设计者只需考虑动力头的进刀（升降）运动。
半自动钻床机械原理课程设计
《半自动钻床机械原理课程设计》
半自动钻床机械原理课程是一门研究半自动钻床机械原理的课程，它主要针对半自动钻床，以及钻床机械原理的教学设计。
本课程设计主要分为三个部分：
一、半自动钻床机械原理的概述。
本章将对半自动钻床的工作原理及结构做一个简单的介绍，并对其中涉及的机械原理进行深入的分析。
二、半自动钻床机械原理的实验设计。
在本章中将对半自动钻床机械原理的实验设计进行详细的说明，并对实验中出现的问题进行探讨。
三、半自动钻床机械原理的应用。
本章将对半自动钻床机械原理在工业应用中的实际
意义进行详细的讨论，并且在结合实际应用的基础上，介绍机械原理在工业应用的重要性。
本课程的目的是使学生能够掌握半自动钻床机械原理的基础知识，从而能够在工业应
用中更好地运用它们。
通过本课程的学习，学生可以更好地了解半自动钻床机械原理，并
熟练掌握它们在工业应用中的重要性。
课程设计《半自动钻床》
机械原理课程设计说明书设计题目: 半自动钻床系别: 机电工程学院专业: 机械设计制造及自动化班级:设计者：学号：同组者姓名：指导教师：2007年7月15日设计任务学生姓名：专业：机械设计制造及其自动化班级：课程设计题目：半自动钻床指导教师：目录前言………………………………………………………………..第一章概述及设计要求………………………………………..1.1功能要求及工艺动作流程图………………………………第二章传动方案…………………………………………………2.1拟定传动方案………………………………………………第三章传动机构的选择…………………………………第四章主要执行结构方案设计……………………………4.1定位机构…………………………………………………4.2送料机构…………………………………………………4.3进刀机构…………………………………………………4.4形态学矩阵图………………………………………….第五章机械运动系统设计方案拟定……………………………5.1拟订的方案………………………………………………….第六章方案的评价………………………………………………6.1方案评价表第七章系统设计数据处理………………………………………...7.1方案的数据处理…………………………………………7.2传动机构的尺寸设计及数据处理………………………….结束语前言随着科学技术、工业生产水平的不断发展和人们生活条件的不断改善，消费者的价值观念变化很快，市场需求才出现多样化的特征，机械产品的种类日益增多，例如，各种金属切削机床、仪器仪表、重型机械、轻工机械、纺织机械、石油化工机械、交通运输机械、海洋作业机械、钢铁成套设备、办公设备、家用电器以及儿童玩具等等。
同时，这些机械产品的寿命周期也相应缩短。
企业为了赢得市场，必须不断开发符合市场需求的产品。
新产品的设计与制造，其中设计是产品开发的第一步，是决定产品的性能、质量、水平、市场竞争力和经济效益的最主要因素。
三轴半自动钻床讲解
简易专用半自动三轴转床总体设计2015目录设计任务书 (2)总体方案设计 (3)1.传动方式 (3)2.绘制机构传动方案 (3)3.原动机的选择 (4)1）．选择原动机的类型 (4)2）．选择电动机容量 (4)3）．确定传动转速 (4)4）分配传动比 (4)4.运动和动力参数计算 (5)5.总体传动参数 (6)主要零部件设计计算 (7)V带传动设计 (7)输入轴带传动设计 (7)齿轮传动设计 (9)直齿圆锥齿轮传动设计 (9)直齿圆柱齿轮传动设计 (13)轴的设计与校核 (18)输入轴设计 (18)输入轴校核 (18)中间轴设计 (20)中间轴校核 (20)输出轴设计 (23)输出轴校核 (23)键的选择与校核 (26)轴承的选择与校核 (28)箱体的设计 (32)润滑和密封形式的选择，润滑油或润滑脂的牌号的选择 (33)其他技术说明 (33)参考文献 (35)设计任务书1．设计题目简易专用半自动三轴钻床设计2．设计要求1)三个钻头速度相同-主运动，安装工件的工作台作进给运动。
每个钻头的切削阻力矩为T，每个钻头轴向进给力为F，被加工零件上三孔直径均为D，每分钟加工两件。
2)有凹凸时先钻凹凸上的孔，待钻到一定深度时再继续钻其他孔3．设计任务1)完成转床总体传动方案的设计和论证。
2)完成转头主要传动装置的结构设计。
3)完成装配图1张（A0），零件图2张（A0）。
4)编写设计说明书。
机械装置总体方案设计1. 传动方式的选择由设计要求一分钟加工两件，电动机转速一般为1500r/min，可知总减速比为750，这样的大减速比只有用双蜗轮蜗杆减速器能满足要求。
2. 绘制机构传动方案其中虚线框圈出部分即为要求设计的减速器部分。
3. 原动机的选择1）．选择原动机的类型按照工作要求，选择Y 系列自扇冷式笼型三相异步电动机，额定电压380V 。
2）．选择电动机容量工作机（转头）所需功率 P w = Fv/1000计算比较发现快速上升阶段所需功率更大，按此设计， F=mg 电动机功率532221wηηηP P d =其中η1为联轴器效率，取0.99；η2为蜗杆传动效率，取0.75；η3为滚动轴承效率，取0.99。
半自动钻床机械原理课程设计说明书
半自动钻床机械原理课程设计说明书一、引言半自动钻床是一种常用的金属加工设备，广泛应用于各种机械制造领域。
本课程设计旨在通过对半自动钻床的机械原理进行详细解释，使学生能够深入了解该设备的工作原理和结构特点，并能够进行相应的操作与维护。
二、半自动钻床的基本结构半自动钻床主要由以下几个部分组成：1.底座：支撑整个设备，具有足够的稳定性和刚性。
2.主轴箱：安装主轴和主动部件，实现工件的旋转运动。
3.工作台：固定工件，并提供相对于主轴的移动。
4.传动系统：将电能转变为机械能，驱动主轴和工作台运动。
5.控制系统：控制设备的启停、速度调节等功能。
三、半自动钻床的工作原理半自动钻床通过旋转主轴和移动工作台来实现对工件进行钻孔。
其工作原理如下：1.开启电源：通过控制系统将电源接通，启动传动系统。
2.调节主轴速度：通过控制系统调节传动系统的速度，控制主轴的旋转速度。
3.固定工件：将待加工的工件固定在工作台上，并调整工作台的位置，使得钻头可以准确对准加工位置。
4.开始钻孔：按下操作按钮，启动传动系统和控制系统。
主轴开始旋转，同时工作台开始移动。
钻头进入工件，并进行钻孔操作。
5.完成钻孔：当钻头完全穿过工件后，停止传动系统和控制系统。
取出已加工好的工件。
四、半自动钻床的结构特点半自动钻床具有以下几个结构特点：1.稳定性好：底座采用坚固的铸铁材料制成，能够提供足够的稳定性和刚性，保证设备在运行过程中不会发生晃动或变形。
2.精度高：主轴箱采用精密加工技术制造，保证主轴和主动部件之间的配合精度。
采用高精度滚珠丝杠传递运动，确保加工精度。
3.操作简便：采用人机界面友好的控制系统，操作按钮清晰明了，方便操作员进行设备的启停和速度调节。
4.安全可靠：设备配备多重安全保护装置，如过载保护、急停按钮等，确保操作人员的安全。
五、半自动钻床的使用注意事项在使用半自动钻床时，需要注意以下几个事项：1.检查设备：在使用前，要检查设备各部分是否正常运行，如传动系统是否顺畅、控制系统是否灵敏等。
半自动钻床课程设计
半自动钻床课程设计目录设计任务书…………………………………………….1.设计工作原理……………………………………….2.功能分解图，执行机构动作分解图……………….3.运动方案的选择与比较…………………………….4.机构运动总体方案图（机构运动简图）………….5.工作循环图………………………………………….6.执行机构设计过程及尺寸计算…………………….7.设计总结…………………………………………….设计任务书一、设计题目及原始数据设计加工图1所示工件ф12mm孔的半自动钻床。
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，并由定位机构使被加工工件可靠固定。
图1 加工工件二、设计要求及方案提示要求设计该半自动钻床的送料、定位、及进刀的整体传动系统。
其中：1.钻头由动力头驱动，设计者只需考虑动力头的进刀（升降）运动。
2. 除动力头升降机构外，还需设计送料机构、定位机构。
各机构运动循环要求见表4。
3. 可采用凸轮轴的方法分配协调各机构运动。
半自动钻床设计数据参看表3。
表3 半自动钻床凸轮设计数据三、设计任务1.半自动钻床至少包括凸轮机构、齿轮机构在内的三种机构。
2.设计传动系统并确定其传动比分配。
3. 图纸上画出半自动钻床的机构运动方案简图和运动循环图。
4.凸轮机构的设计计算。
按各凸轮机构的工作要求，自选从动件的运动规律，确定基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径。
对盘状凸轮要用电算法计算出理论廓线、实际廓线值。
画出从动件运动规律线图及凸轮廓线图。
5.设计计算其他机构。
6.编写设计计算说明书。
一、所设计的机构工作原理机构的工作原理:该系统由电机驱动，通过变速传动将电机的1400r/min降到主轴的2r/min，与传动轴相连的各机构控制送料，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，具体的选择原理和工作原理如下：电机的选择原理（1）原动机的分类原动机的种类按其输入能量的不同可以分为两类：A一次原动机此类原动机是把自然界的能源直接转变为机械能，因此称为一次原动机。
机械原理课程设计半自动钻床
机械原理课程设计半自动钻床一、引言在制造工业中，钻床是一种重要的加工设备。
为了提高生产效率和操作便利性，设计一台半自动钻床是很有必要的。
本文将探讨半自动钻床的设计原理和实际应用。
二、设计原理2.1 钻床的基本结构钻床主要由床身、主轴、进给机构、工作台和辅助机构等部分组成。
床身用于支撑各组件，主轴负责转动钻头，进给机构控制工件的进给速度，工作台用于固定工件，辅助机构用于辅助加工。
2.2 半自动钻床的工作原理半自动钻床在普通钻床的基础上增加了自动化功能。
通过加装气缸、传感器和控制系统等设备，实现自动定位、夹紧和松开等操作。
半自动钻床的工作原理主要包括以下几个步骤： 1. 工件装夹：将待加工工件放置到工作台上，并利用辅助机构进行夹紧，确保工件的稳定性。
2. 自动定位：通过传感器检测待加工工件的位置，控制系统根据设定值进行自动定位。
3. 钻孔加工：启动主轴驱动钻头旋转，传感器控制进给机构实现工件的进给运动，完成钻孔加工。
4. 自动松开：加工完成后，通过控制系统控制辅助机构松开工件，便于取下已加工的工件。
2.3 半自动钻床的优点半自动钻床相比普通钻床具有以下优点： - 自动化程度高：通过自动定位和自动夹紧等功能，减少了操作人员的工作量和劳动强度。
- 加工精度高：自动定位和进给机构的控制，可以保证加工的精度和一致性。
- 生产效率高：自动化的操作流程和快速的加工速度，提高了生产效率。
三、半自动钻床的设计要点3.1 气缸与传感器的选择在半自动钻床中，气缸用于控制夹紧和松开工件的动作，传感器用于检测工件的位置。
在设计中，要根据实际需要选择适合的气缸和传感器，并保证其工作稳定和可靠性。
3.2 控制系统的设计半自动钻床的控制系统是保证自动化操作的关键。
可以采用PLC或单片机等控制器进行设计。
控制系统需要实现工件定位、进给和松开工件等功能，并具备编程灵活、稳定可靠的特性。
3.3 安全保护装置的设计由于半自动钻床具有自动化的工作过程，安全问题尤为重要。
机械原理课程设计半自动钻床
机械原理课程设计半自动钻床一、引言随着现代工业的快速发展，机械加工技术也在不断提高，半自动钻床作为一种常见的机械加工设备，在各个领域得到了广泛应用。
本文将介绍半自动钻床的结构、工作原理、控制系统以及常见故障及解决方法等方面的内容。
二、半自动钻床的结构1.主体结构半自动钻床主体结构由底座、立柱、横梁、工作台等组成。
其中，底座是整个机器的支撑部分，立柱用于支撑横梁和电机。
横梁上装有电机和主轴箱，主轴箱中装有主轴和变速箱。
工作台则是安放工件进行加工的位置。
2.传动系统传动系统包括电机、皮带传动和变速箱等部分。
电机通过皮带传动驱动变速箱内齿轮转动，从而改变主轴转速。
同时，还可以通过手柄调节切削进给量。
3.控制系统控制系统包括电气控制部分和液压控制部分。
电气控制部分由电路、开关、按钮等组成，用于控制机器的启停、转速调节、切削进给等。
液压控制部分则通过油泵和油管将液压油送到液压缸中，控制机器的升降和夹紧。
三、半自动钻床的工作原理半自动钻床的工作原理是将工件固定在工作台上，通过主轴带动钻头进行切削加工。
具体步骤如下：1.将工件放置在工作台上，并用夹紧器夹紧。
2.调节主轴转速和切削进给量。
3.启动电机，使主轴带动钻头旋转。
4.将钻头逐渐向下移动，直至接触工件表面。
5.开始进行切削加工。
6.当加工结束后，停止电机运行，将钻头向上抬起并松开夹紧器，取出加工好的零件。
四、半自动钻床的控制系统1.电气控制系统电气控制系统是半自动钻床中最重要的部分之一。
它包括了启停按钮、转速调节旋钮、切削进给旋钮等多个组成部分。
通过这些电气控制部件，可以实现机器的启停、转速调节和切削进给等功能。
2.液压控制系统液压控制系统主要是控制机器的升降和夹紧。
它包括了油泵、油管、液压缸等多个组成部分。
当需要升降工作台时，电机会启动油泵将液压油送到液压缸中，从而使工作台上下升降。
当需要夹紧工件时，电机会启动油泵将液压油送到夹紧器中，从而使夹紧器夹紧工件。
机械原理课程设计半自动钻床
3
冷却润滑
使用冷却液和润滑剂，降低钻头的温度并减少摩擦。
半自动操作流程
1
装夹工件
将工件安置在夹具中，以保持稳定的位
调整位置
2
置。
根据需要，调整钻头和夹具的位置和角
度。
3
启动钻床
按下按钮，启动钻床，开始钻孔过程。
监控和调整
4
观察钻孔过程，及时调整参数以确保钻
孔的质量。
5
取出工件
待钻孔完成后，取出工件，进行下一步 处理。
机械原理的应用案例
汽车制造
钻床广泛应用于汽车制造业，用于加工车身和发动 机部件。
金属加工
钻床是金属加工中不可或缺的设备，用于钻孔、扩 孔和铰孔等操作。
木工加工
钻床在木工行业中也发挥着重要作用，用于加工家 具、楼梯和门窗等。
Байду номын сангаас
建筑行业
在建筑行业中，钻床用于钻孔和安装建筑材料，如 钢筋和混凝土。
市场前景分析
设备介绍
结构稳定
钻床采用坚固的底座和支承结构，确保钻孔过程的 稳定性。
多功能设计
设备配备多种可调节的夹具和刀具，适用于不同规 格和材料的工件。
智能控制
设备配备先进的自动化和监控系统，使操作更加精 确和方便。
钻床的工作原理
1
转速调节
通过变速传动系统，调整钻头的转速来钻孔。
2
进给控制
通过进给装置，控制钻头在工件上的运动。
机械原理课程设计半自动 钻床
欢迎来到机械原理课程设计的世界，我们将介绍如何设计半自动钻床，并探 讨钻床在机械原理中的重要性和应用。
设计目标
1 提高效率
设计钻床使得钻孔过程更 加快速和高效。
机械原理课程设计半自动钻床
▪ 基本运动为：推杆的往复直线运动，定位 机构的间歇运动和钻头的往复运动。
机构简图
上述各机构方案择优形成如下的机械系统 运动方案组合：
▪ 方案二： ▪ B2采用凸轮与四杆机构的组合结构实现既
有快慢变化的运动又有休止的间歇运动。
▪
▪ 方案三：
▪ B3采用一个六杆机构来代替曲柄滑块机构， 由于设计的钻床在空间上传动轴之间的距 离有点大，故一般四杆机构很难实现这种 远距离的运动。再加上用四杆机构在本设 计中在尺寸上很小。所以考虑到所设计的 机构能否稳定的运行因此优先选用了如下 图的六杆机构来实现 。
机构简图
Ⅳ 进刀机构
▪ 方案一： ▪ D1为了达到输出间歇运动同时能够做到
循环往复运动，采用凸轮机构和扇形齿与 齿条配合，中间采用连杆带动。先把回转 运动动力转化为扇形齿的往复摆动，在通 过齿轮传递给齿条，增加一个齿轮的目的 是为了使传动更加的平稳可靠。
机构简图
▪ 方案二
▪ D2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。
快 退
休止
▪ 1.钻头由动力头驱动，设计者只需 机构外，还需要设 计送料机构、定位机构。各机构运 动循环要求见下表。
机械原理课程设计--半自动钻床
机械原理课程设计--半自动钻床
钻床是特殊机床之一，是用来加工孔，钻孔和攻丝孔及铰孔等，其中一些比较小的孔甚至只有几微米级别的精度要求，这就要求钻床的精度要求也是比较高的，因此钻床的精密性是一个重要的指标。
半自动钻床是传动系统、放行系统、升降系统、定位系统等工作台上所有有关部件的组合，这也是普通的钻床技术的延伸。
半自动的制造内部机构一般由主机、上放行部分和润滑柱组成，上放行部分由进给丝杆 2012、大小钻刀架、夹头、压印型、百分表、前后气阻杆组成，而主机部分包括润滑柱、主轴、蝶罩、主轴三穿轴组件等。
半自动钻床的制造首先将夹头固定在机床上，然后将进给丝杆 2012 安装在放行部分的主轴上，同时拆开百分表和前后气阻杆，安装在放行部分上。
随后，将尺度和夹头，压印型固定好，然后将润滑柱装入主轴，安装相应圆盘，最后将大小组合钻刀架安装在上部。
在使用前，需要根据工件材料和孔加工要求，进行钻刀端尺度、夹头、前后气阻杆等相应设置，根据实际情况调整孔加工位置，调整切削深度、进给量等，并检查所有紧固件的螺纹是否擦伤，如有擦伤要及时更换新的。
半自动钻床具有运行精度高、自动润滑、选择性缩减等优点，可靠性高，操作简单易学，能有效地提高工作效率，满足用户的加工需求。
机械原理课程设计半自动钻孔机各机构运动参数及机构尺寸
机械原理课程设计半自动钻孔机各机构运动参数及机构尺寸
根据课程设计要求，我们需要设计一款半自动钻孔机，下面给出该机各机构运动参数及机构尺寸设计：
1.工作台
工作台是支撑工件的平台，它应该具备以下要求：
(1) 工作台应予以平移，以便对工件进行定位。
(2) 工作台应不受主轴转动的影响，以避免误差。
(3) 工作台应具有足够的刚度，以保证钻孔的精度。
根据以上要求，我们设计了工作台运动参数如下：
工作台平移距离：200mm
工作台平移速度：10mm/s
工作台尺寸：500mm×500mm
2.主轴箱
主轴箱是半自动钻孔机的主要部件，它主要由电机、主轴、传动装置和夹持装置组成。
主轴转动时，工件被夹持在主轴夹持装置上，并随着主轴一起旋转。
主轴运动参数及尺寸设计如下：
主轴最大转速：3000r/min
主轴功率：2.2kW
主轴直径：80mm
主轴长度：600mm
3.导轨与滑块
导轨与滑块是半自动钻孔机上的另外两个重要部件，导轨用于支撑工作台，滑块则被用于控制工具的进给和撤离。
导轨与滑块运动参数及尺寸设计如下：
导轨长度：800mm
导轨宽度：100mm
滑块最大行程：100mm
滑块最大行程速度：100mm/min
4.钻头
钻头是半自动钻孔机使用的工具，它穿过夹持装置进入工件内部进行钻孔。
钻头运动参数及尺寸设计如下：
钻头最大直径：30mm
钻头行程：100mm
钻头最大进给速度：50mm/min
总的来说，以上是半自动钻孔机各机构运动参数及机构尺寸的设计，可以满足课程设计的要求。
10半自动钻床设计方案与分析
定的组合方式组合起来；
3）机械运动方案的分析与评价；
机械原理课程设计题目 共 13 页 第 11 页
4）根据选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案。 5）画出机械运动方案简图(机械运动简图)。 6）对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。 7）编写设计计算说明书（课程设计专用稿纸）。 8）在三号图纸上完成机械运动简图。 9）准备答辩。
2、 原始数据及设计要求 要求设计半自动钻床加工下图所示工件 ф12mm 孔
图 3.4 工件简图 半自动钻床设计数据参看下表
半自动钻床设计参数
方案号
进料构 工作程
mm
定位构 工作行程
mm
动力头 工作行程
mm
电动机转速 r/mm
工作节拍（生产率） 件/min
A
40
30
15
1450
1
B352520 Nhomakorabea1400
2
3、设计方案提示 进刀机构：该装置由动力头驱动负责进刀，从而对工件进行钻孔加工。钻削时，动力头
应该尽可能匀速下降，可以采用齿轮齿条机构。 送料机构可以采用凸轮机构； 定位机构：根据 6 点定位的原理，由于加工工件的形状，从而对其采用 V 形块的定位，
同时为了保持凸轮轴上的运动一致性，对定位机构同样采取凸轮机构。
机械原理课程设计题目 共 13 页 第 12 页
题目 10：半自动钻床设计方案与分析
1、工作原理及工艺动作过程 半自动钻床工作原理：由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，并由定位机构使被加工工件可靠固定。 半自动钻床按工艺动作可分解为三个机构： 进刀机构：动力头作上下直线运动 送料机构：推杆连接 V 形块作横向直线往复运动 定位机构：推杆连接 V 形块作横向直线往复运动
半自动钻床机课程设计
3.分析不同材料对钻削加工的影响，探讨相应的加工策略；
4.培训学生掌握半自动钻床的紧急停车和事故处理方法，强化安全意识；
5.对本节课程内容进行总结，布置课后实践作业，巩固所学知识和技能。
课程设计将紧密结合教材内容，针对学生的年级知识深度，以实用性为导向，引导学生掌握半自动钻床的基本知识和操作技能。
2、教学内容
本节课程设计进一步深Байду номын сангаас以下教学内容：
1.半自动钻床的程序控制与操作流程；
2.钻削加工中的常见问题及解决方法；
3.钻削加工工艺优化，提高加工效率与质量；
4.半自动钻床在机械加工中的应用案例分析；
5.结合实际操作，进行安全规程教育和应急处理能力培养。
3、教学内容
1.半自动钻床的精度检验与调整方法；
2.钻床加工误差分析及其控制策略；
3.钻削液的选用与使用注意事项；
4.半自动钻床在工业生产中的角色及其发展趋势；
5.组织学生进行小组讨论，分析半自动钻床在实际生产中的应用前景和挑战。
4、教学内容
1.半自动钻床的操作技能训练与实践操作指导；
2.探讨如何通过调整切削参数提高钻削加工质量；
3.引导学生了解并掌握半自动钻床的故障诊断与排除方法；
4.培养学生运用CAD/CAM软件进行钻床加工路径设计的初步能力；
5.结合企业实际案例，分析半自动钻床操作中的职业道德与安全生产意识。
5、教学内容
1.半自动钻床的维护与保养实践操作，包括日常检查、润滑、清洁等；
半自动钻床机课程设计
一、教学内容
本节示范课为《半自动钻床机课程设计》，依据教材第九章“机械加工设备”相关内容进行设计。主要包括：
机械原理课程设计半自动钻床
盛年不重来，一日难再晨。
及时宜自勉，岁月不待人。
机械原理课程设计说明书设计题目：半自动钻床设计者：彭松指导教师：彭子梅2012-12-20目录1.课程设计任务书-------------------------------------------------------12.设计要求--------------------------------------------------------------33.功能分解------------------------------------------------------------44.执行机构选择与比较----------------------------------------------55.机械系统运动方案的选择---------------------------------------176.工作循环图---------------------------------------------------------187.尺寸计算-------------------------------------------------------------168.运动简图---------------------------------------------------------249.总结--------------------------------------------------------------------26机械原理课程设计任务书题号03半自动钻床一、工作原理及工艺动作过程要求设计加工所示工件ф12mm孔的半自动钻床。
输送待钻孔的圆盘工件至指定位置，待夹紧钻孔后将工件推走。
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，并由定位机构使被加工工件可靠固定。
被加工工件外形如下图所示:二、设计方案提示1.钻头由动力头驱动，设计者只需考虑动力头的进刀（升降）运动。
半自动钻床机构课程设计
半自动钻床机构课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握半自动钻床的基本结构、工作原理及其在各行业中的应用。
2. 使学生了解并掌握半自动钻床的常见参数设置、调整方法。
3. 帮助学生理解半自动钻床的切削工艺、加工精度及其影响因素。
技能目标：1. 培养学生能够正确操作半自动钻床，进行简单零件的钻孔加工。
2. 培养学生具备分析和解决半自动钻床加工过程中出现问题的能力。
3. 提高学生运用所学知识进行半自动钻床机构课程设计的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱机械制造专业，增强对机械设备操作和制造的自信心。
2. 培养学生具备良好的团队合作精神，学会与他人共同解决问题。
3. 增强学生的安全意识，使其在操作半自动钻床时能够严格遵守操作规程。
课程性质分析：本课程为机械制造及自动化专业课程，旨在使学生掌握半自动钻床的结构、原理、操作和应用，培养学生在实际工程中的应用能力。
学生特点分析：学生已具备一定的机械基础知识，具有较强的动手能力和求知欲，但实践经验不足，需要通过本课程的学习，提高实际操作和设计能力。
教学要求：1. 理论与实践相结合，注重培养学生的实际操作技能。
2. 采用案例分析、小组讨论等教学方法，提高学生的分析问题和解决问题的能力。
3. 强化课程设计环节，锻炼学生运用所学知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 半自动钻床的基本结构：包括机床床身、钻头、主轴、进给系统、冷却系统等组成部分，以及各部分的功用和相互关系。
2. 工作原理：讲解半自动钻床的工作原理，如主轴转动、进给系统工作、切削液冷却等。
3. 常见参数设置与调整：介绍转速、进给速度、钻头行程等参数的设置方法，以及如何根据加工材料、孔径等条件进行参数调整。
4. 切削工艺与加工精度：分析切削力、切削温度、切削液对加工精度的影响，探讨提高加工精度的措施。
5. 操作方法与安全规程：详细讲解半自动钻床的操作步骤、注意事项以及安全规程。
6. 故障分析与处理：分析半自动钻床在使用过程中可能出现的故障，探讨故障原因及处理方法。
半自动钻床设计课程设计
半自动钻床设计课程设计一、教学目标本课程旨在通过半自动钻床设计的学习，使学生掌握半自动钻床的基本原理、结构特点及其设计方法。
在知识目标方面，学生应能理解半自动钻床的工作原理，熟悉其主要结构组成，并掌握半自动钻床设计的基本流程。
在技能目标方面，学生应具备半自动钻床零部件设计的能力，并能运用相关软件进行设计与模拟。
在情感态度价值观目标方面，学生应培养对机械设计的兴趣，增强工程实践能力，提升创新意识和团队合作精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括半自动钻床的基本原理、结构组成、设计方法以及相关软件应用。
具体包括以下几个方面：1.半自动钻床的工作原理：介绍半自动钻床的工作过程及其基本概念。
2.半自动钻床的结构组成：解析半自动钻床的主要零部件及其功能。
3.半自动钻床设计方法：讲解半自动钻床设计的基本流程，包括需求分析、方案设计、详细设计等。
4.相关软件应用：介绍半自动钻床设计中常用的软件工具，如CAD、SolidWorks等。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式。
包括：1.讲授法：通过讲解半自动钻床的基本原理、结构组成及其设计方法，使学生掌握相关知识。
2.案例分析法：分析实际案例，使学生更好地理解半自动钻床的设计与应用。
3.实验法：安排实验课程，让学生亲自动手操作，增强实践能力。
4.讨论法：课堂讨论，激发学生的思考，培养创新意识和团队合作精神。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用合适的教材，为学生提供系统、科学的学习材料。
2.参考书：推荐相关参考书籍，丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，提高课堂教学效果。
4.实验设备：准备相关的实验设备，为学生提供实践操作的机会。
通过以上教学资源的支持，我们将帮助学生更好地学习半自动钻床设计知识，提高工程实践能力。
五、教学评估本课程的教学评估将采取多元化方式进行，全面客观地评价学生的学习成果。
半自动钻床传动机构分析与设计
[机械原理课程设计][半自动钻床]院部：机电工程学院班级：机械卓越班姓名：张津闻学号：指导教师：提交日期：一、半自动钻床传动机构分析与设计一、设计题目：半自动钻床传动机构分析与设计二、已知技术参数和设计要求设计加工所示工件ф12mm孔的半自动钻床。
进刀机构负责动力头的起落，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靠得住固定。
半自动钻床设计数据参看下表。
（在课程设计任务书中，关于设计数据，每一个人的任务书中只需列出自己所选择方案对应的设计数据）半自动钻床凸轮设计数据表3、设计内容及工作量（1）半自动钻床至少包括凸轮机构、齿轮机构在内的三种机构；（2）设计传动系统并确信其传动比分派，并在图纸上画出传动系统图；（3）图纸上画出半自动钻床的机构运动方案简图和运动循环图；（4）凸轮机构的设计计算。
按各凸轮机构的工作要求，自选从动件的运动规律，确信基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径，画出从动件运动规律线图及凸轮廓线图；（5）设计计算其他机构；（6）编写设计计算说明书，包括设计任务，设计参数，设计计算进程等。
4、工作打算依照专业的教学打算安排采纳集中和分散相结合的方式进行，时刻为2周。
五、指导教师与教研室主任意见摘要<1>.中文摘要机械原理课程设计是使学生较全面、系统巩固和加深机械原理课程的大体原理和方式的重要环节,学生通过这次设计,学习机构运动方案的确信,培育分析向设计机械能力,和开发创新的能力.以机械系统方案设计与拟定为结合点,进一步巩固和另深学生所学的理论知识. 明确课程设计目的、步骤，依照自己的设计题目对设计内容进行分析，确信输入，输出件运动型式（即功能原理分析）。
关键字:机构运动分析机构结构设计曲柄滑块<2>.英文摘要M echa nical pr in ci pl e c o u rse de si gn is to mak e s tud en t m ore o veral l , ha s sol id sy ste m a nd deepens the import an t l ink of me th o d and the b a si c pr incip le of mechanical principle course, student studies the definite, training analysis of organization sport scheme through designing this time to the ability of designing mechanical ability as well as development innovation. With mechanical systematic scheme design with will count surely to combine , it is further solid is deep addition al l y the t h eo retical k no wledge th at stu den t stud ies. The ow n d e s i g n t i t l e o f d e f i n i t e c o u r s e d e s i g n p u r p o s e,s t e p a n d b a s i s i s a n a l y s e d f o r designing content , determines input and export sport type ( function principle analysis ). Keyword:Organization sport is analysedOrganization structure is designedCrank slide block前言机械原理是一门以机械和机构为研究对象的科学.机械原理课程设计是使学生较全面的、系统巩固和加深机械原理课程的大体原理和方式的重要环节，是培育学生“初步具有确信机械运动方案，分析和设计机械的能力”及“开发创新能力”的一种手腕。
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课程名称：机械原理设计题目：半自动钻床工作机构设计院系：机械系专业：机械设计制造技术及其自动化学号：姓名：西南交通大学2015年11 月20 日机械原理设计任务书学生姓名班级学号设计题目：半自动钻床工作机构设计一、设计题目简介设计加工图1所示工件ф12mm孔的半自动钻床。
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，并由定位机构使被加工工件可靠固定。
图1 加工工件二、设计数据与要求三、设计任务1.半自动钻床至少包括凸轮机构、齿轮机构在内的三种机构。
2.设计传动系统并确定其传动比分配。
3. 图纸上画出半自动钻床的机构简图和运动循环图。
4.凸轮机构的设计计算。
按各凸轮机构的工作要求，自选从动件的运动规律，确定基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径。
对盘状凸轮要用电算法计算出理论廓线、实际廓线值。
画出从动件运动规律线图及凸轮廓线图。
5. 确定电动机的功率与转速；6. 用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。
7. 编写设计计算说明书，说明书应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。
8.在实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。
四、设计提示1.钻头由动力头驱动，设计者只需考虑动力头的进刀（升降）运动。
2. 除动力头升降机构外，还需要设计送料机构、定位机构。
各机构运动循环要求见表4。
3. 可采用凸轮轴的方法分配协调各机构运动。
表4 机构运动循环要求完成日期：年月日指导教师五、设计工作原理5.1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1400r/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，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，简图如下：六、功能分解图，执行机构动作6.1功能分解图如下图6.2执行构件的选择1.减速传动功能选用经济成本相对较低，结构简单，传动比大的特点，可满足具有较大传动比的工作要求，我们这里就采用皮带轮来实现我设计的传动。
方案一（选用）选用的装置具有经济、结构简单的特点，由于电动机的转速为1400r/min，而选用设计要求的主轴转速为2r/min。
，通过变速传动将电机的1400r/min降到主轴的2r/min，使得实现每秒2个工作节拍。
方案二用定轴轮系减速传动。
由于传动比=输入转速1400/输出转速2=700传动比过大，故用二级减速传动。
其中带传动起过载保护作用。
此机构虽然可以是实现转速的缓慢下降，但是结构复杂，成本高。
2.送料功能由于我们设计的机构要有间歇往复的运动，有当凸轮由近休到远休运动过程中，定位杆就阻止了工件滑动，当凸轮由远休到近休运动过程中可通过两侧的弹簧实现定位机构的回位，等待送料，凸轮的循环运动完成了此功能。
方案一（选用）其较方案一结构简单，但由于缺少杠杆，其完成快进、休止和快退的动作，如果行程较大，为达到压力角要求，要求凸轮基圆半径较大，不利于远距离的运动传递，使制造成本升高，机构笨重。
方案二采用一个凸轮机构来完成送料机构的往复运动。
通过凸轮机构和导杆滑块实现送料时的快进、休止和快退的动作。
由于采用了杠杆，故其能够完成送料的较大传动距离。
3.定位功能方案一（选用）结构简单，但由于缺少杠杆，无法对工件施加较大的力。
而且如果行程较大，为达到压力角要求，要求凸轮基圆半径较大，不利于远距离的运动传递，使制造成本升高，机构笨重。
方案二通过凸轮机构实现定位夹紧时的休止、快进及夹紧和快退的动作。
由于采用了杠杆，夹紧装置可对工件施加较大的夹紧力保证完成定位夹紧的功能。
4.进刀功能采用凸轮的循环运动，推动滚子使滚子摆动一个角度，在杠杆的另一端焊接一个圆弧齿轮，圆弧齿轮的摆动实现齿轮的转动，齿轮的转动再带动动力头的升降运动实现进刀。
方案一采用一个直动滚子从动件盘行凸轮机构并结合滑块导杆传递齿轮齿条机构。
进刀时，凸轮在推程阶段运行，其通过机构传递带动齿轮齿条啮合，进而带动动力头完成钻孔。
导杆垂直移动的距离即为齿轮弧转动的角度，且齿轮齿条传动具有稳定性。
方案二（选用）采用一个凸轮机构来传递齿轮齿条机构。
其比方案一简单，但由于没有杠杆，所以不能传动很大的范围。
七、执行机构设计过程及尺寸计算1．送料凸轮机构机构采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=40mm,凸轮转角λ=0°-30°,送料机构快进,推杆行程h=25mm；凸轮转角λ=30°-45°,送料机构休止,推杆行程h=0mm；凸轮转角λ=45°-90°, 送料机构快退,推杆行程h=-25mm；凸轮转角λ=90°-360°, 送料机构休止,推杆行程h=0mm；2.进刀机构的设计(1).由进刀规律，我们设计了凸轮摆杆机构，又以齿轮齿条的啮合来实现刀头的上下运动；(2).用凸轮摆杆机构和直齿条所构成的同一构件，凸轮摆杆从动件的摆动就可以实现齿条的上下摆动，从而实现要求；采用滚子盘行凸轮，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.刀具的运动规律就与凸轮摆杆的运动规律一致；(3).弧形齿条所转过的弧长即为刀头所运动的的距离。
具体设计步骤如下：1.根据进刀机构的工作循环规律,设计凸轮：基圆半径r=40mm；凸轮转角λ=0-60°,刀具休止，推杆行程h=0mm；凸轮转角λ=60°-270°，刀具快进，推杆行程h=15mm；凸轮转角λ=270°-300°, 刀具快退，推杆行程h=-15mm；凸轮转角λ=300°-360°刀具休止，推杆行程h=0mm2.设计齿条齿轮,根据刀头的行程和凸轮的摆角,设计出圆形齿轮的半径r=60mm,模数m=1，齿数z=60，两个齿条的模数m=1，齿数z=25，两个齿条与齿轮啮合。
齿轮材料：齿轮采用45号钢，软齿面，齿轮调制处理。
齿面硬度：为217-255HBW,平均硬度为236HBW ； 齿轮强度极限为650MPa ，齿轮的屈服极限为360MPa ； 齿轮齿面平均硬度差为46HBW ，在30-50HBW 范围内。
齿条正火处理，齿面硬度为162-217HBW ，平均硬度为190HBW 。
按GB/T10095－1998，均选择8级精度。
（1）齿面接触疲劳强度计算因为是软齿面闭式传动，故按齿面接触疲劳强度设计齿轮传动：2d1t 31)][(12d σφεH E H Z Z Z T K u u ⨯+⨯≥齿轮传递的转矩：mm 19601055.9n 55.91010105661•⨯=⨯⨯=⨯⨯=N P T设计时，因v 值未知，K 不能确定，初取4.1t =K ； 由《机械设计》中表10-7取齿宽系数1.1d=φ；表10-5查得弹性系数 a 8.189MP Z E =； 图10-20选取区域系数5.2=Z H ； 式10-9计算接触疲劳强度用重合度系数Z ε 齿条251=Z ,齿轮602=Z()()οο30]1225cos 25[arccos 2cos [arccos 20h *a111a =⨯+⨯=+=Z Z αα()()οο25]1260cos 60[arccos 2cos [arccos 20h *a222a =⨯+⨯=+=Z Z αα()()[]πααααεα2tan -tan tan -tan 2a 21a 1，，Z Z +=()()[]83.12tan -tan 60tan -30tan 25202520=⨯+⨯=ποοοο85.0383.1434=-=-=εαεZ （2）计算接触疲劳许用应力[]σH由图10-25d 得接触疲劳极限应力错误!未找到引用源。
取安全系数S=1， a 54016009.0][1lim 11MP S H HN H K =⨯=⨯=σσ,a 522155095.0][2lim 22MP SH HN H K=⨯=⨯=σσ取[][]a 5222MP H H ==σσ；初算齿轮的分度圆直径错误!未找到引用源。
，得 2d1t 31)][(12d σφεH E H Z Z Z T K u u ⨯+⨯≥32552285.08.1895.22560125601.114.1210⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯==59.86mm<60mm所以齿面接触疲劳强度满足要求。
（3）齿根弯曲疲劳强度校核 zm Y Y Y K dsa F F F T 213a 2φσε=选K F =1.55 mm 1105•⨯=N T 1.1d =φ m=1 60z 1= 由《机械设计》中式10-5计算弯曲疲劳强度用重合度系数Y ε 66.083.175.025.075.025.0=+=+=εσεY由《机械设计》中图10-17查得齿形系数63.21a =Y F ,13.22a =Y F由《机械设计》中图10-18查得应力修正系数 58.11sa =Y ， 65.12sa =Y 由《机械设计》中图10-24c 查得弯曲疲劳极限，齿轮a 2201lim MP F =σ，齿条a 1702lim MP F =σ由《机械设计》中图10-22查得得弯曲疲劳寿命系数:.11=K FN ,12=K FN取弯曲疲劳安全系数 S=1.25 (1%失效概率)a 17625.12201][1lim 11MP SF FN F K =⨯=⨯=σσ a13625.11701][2lim 22MP SF FN F K =⨯=⨯=σσa43.1451.166.058.163.255.1226011023521311a 1MP T zm Y Y Y K dsa F F F =⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==φσεa01.1231.166.065.113.255.1226011023521322a 2MP T zm Y Y Y K dsa F F F =⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==φσε因为[]σσF F 11<,[]σσF F 22< 所以齿根齿根弯曲疲劳强度满足要求。
3.定位凸轮推杆机构的设计：凸轮机构采用直动滚子盘行凸轮，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，实现定位功能。
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=40mm ；凸轮转角λ=0°-10°,定位机构休止,推杆行程h=0mm；凸轮转角λ=10°-30°,定位机构快进,推杆行程h=20mm；凸轮转角λ=30°-50°,定位机构休止,推杆行程h=0mm；凸轮转角λ=50°-90°,定位机构快退,推杆行程h=-20mm；凸轮转角λ=90°-360 ,定位机构休止，推杆行程h=0mm。