半自动钻床程设计说明书

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机械原理课程设计说明书

设计题目：半自动钻床

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目录

*《机械原理》课程设计任务书 ---------------------2 *第一章机构工作原理 ---------------------------4

1.1 功能分解图 -----------------------------------4

1.2 绘制机械系统运动转换功能-----------------4 *第二章运动方案的构思与选择 -------------------5

2.1 各个机构运动方案分析---------------------5 2.2 各个机构运动方案确定---------------------10 2.3 原动机的选择-----------------------------10 *第三章机构的参数设计及计算 -------------------11

3.1 送料机构的计算分析-----------------------11 3.2 进刀机构的计算分析-----------------------11 3.3 定位机构的计算分析-----------------------14 3.4 减速机构的计算分析-----------------------15 *第四章机构运动简图及工作循环图 ---------------17 4 .1 半自动钻床的机构简图-------------------------17 4 .2 动钻床的运动循环图---------------------------17 *第五章机构总体分析 ---------------------------18 *第六章设计总结 -------------------------------19

《机械原理》课程设计任务书

一、设计题目：半自动钻床

设计加工图所示工件 12mm 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。

二、初始条件

表1 机构运动循环要求

凸轮轴转

角

10°20° 30°45°60°75°90°270°300°360°送料快进休止快退休止定位夹紧休止快进及夹紧休止快退进刀休止快进工进快退休止

表2 设计数据

方案号进料机构

工作行程

mm

定位机构

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 1440 1

B 35 25 20 1400 2

C 30 20 10 960 1

三、设计任务及要求

a)执行机构选型与设计：构思出至少3种运动方案，并在说明书中画出运

动方案草图，经对所有运动方案进行分析比较后，选择其中你认为比较

好的方案进行详细设计。该机构最好具有急回运动特性。

a)对选择的方案画出机构运动循环图

b)传动系统的设计

c)对选择的方案进行尺寸设计

d)用ADAMS或SOLIDWORKS软件对机构进行运动仿真

e)用ADAMS或SOLIDWORKS软件对机构进行运动学分析，并画出输出机构的

位移、速度、和加速度线图。

f)在2号图纸上画出最终方案的机构运动简图。

g)编写设计说明书。

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，还需设计送料机构、定位机构。各机构运动循环要求见表1。

3. 可采用凸轮轴的方法分配协调各机构运动。

第一章机构工作原理1.1 功能分解图

1.2 绘制机械系统运动转换功能

第二章运动方案的构思与选择

2.1 各个机构运动方案分析

（一）@减速机构

由于电动机的转速是960r/m in，而设计要求的主轴转速为1r/min，利用复合轮系大比例的降速，可以克服周转轮系传动比高，效率低的特点。

@对比机构

对比机构：定轴轮系传动；传动比=n输入/n输出=960 传动比很大，要用多级传动。如下图.

（二）@进刀机构

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。

@对比机构

由上图简化成下图机构，由于在空间上轴与轴之间的距离较大，而下图无法大距离的装配到我们已经构想好的机构上去，故还是选用上图机构。

（三）@送料机构

采用一个六杆机构，由于设计的钻床在空间上传动轴之间的距离有点大，且因为设计小组水平与现有知识储备有限，所以因此优先选用了如下图的六杆机构来实现。

@对比机构

所选用的对比的曲柄滑块机构如下图，由于在空间上轴与轴之间的距离较大，但选用下来此曲柄滑块机构的尺寸太小。故优先选用六杆机构。

（四）@定位机构

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。