自动钻床课程设计说明书

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半自动钻床

一、设计题目及原始数据

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。

半自动钻床设计数据参看下表。

半自动钻床凸轮设计数据表

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。

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下表。

机构运动循环要求表

3. 可采用凸轮轴的方法分配协调各机构运动。

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，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；

目录

第一章：所设计的机构述 (1)

1.1功能要求 (1)

1.2设计任务要求 (2)

1.3原动机的选择原理 (2)

1.4传动机构的选择和工作原理 (2)

第二章：功能分解图，执行机构动作 (4)

2.1功能分解 (4)

2.2执行构件的选择 (4)

第三章：运动方案的选择与较 (5)

3.1进刀机构 (5)

3.2送料机构 (6)

3.3定位机构 (8)

3.4减速机构 (9)

3.5绘制系统运动转换功能 (10)

3.6 用形态学矩阵法创建机械系统运动方案 (10)

第四章：工作循环图 (11)

第五章：执行机构设计过程及尺寸计算 (12)

5.1送料机构分析 (12)

5.2 凸轮摆杆机构的设计 (13)

5.3 凸轮推杆机构的设计 (14)

5.4 行星轮系的计算 (15)

第六章：机构运动总体方案图 (17)

附录. 凸轮设计分段图轮廓图和设计结果 (18)

定位凸轮图形 (18)

进刀凸轮图形 (19)

夹紧凸轮图形 (21)

机构三维图形 (22)

总结 (29)

参考文献 (30)

第一章：所设计的机构概述

1.1功能要求

该系统由电机驱动，通过变速传动将电机的1400/min降到主轴的2r/min，计要求的机床的进料机构工作行程等于35mm，动力钻头工作行程大于18mm，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半自动钻床机能够实现送料、定位、和孔的一体化功能。

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。

选择送料机构时要考虑到被加工的构件的形状，送料机构要以直线、间隙、定量地将要加工的构件送入加工台，可用来回往复移动构件走直线轨迹段推构件向前进，用定位机构来定住构件的要被加工的位置，加紧之后再钻，打好孔之后再退刀，退出时可以用送料机构送的构件推出加工台，以此来实现循环加工。

1.2设计任务要求

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，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.设计计算其它机构；

6.编写设计计算说明书；

1.3原动机的选择原理

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。属于此类原动机的有柴油机，汽油机，汽轮机和燃汽机等。

B二次原动机

此类原动机是将发电机等能机所产生的各种形态的能量转变为机械能，因此称为二次原动机。属于此类原动机的有电动机，液压马达，气压马达，汽缸和液压缸等。

2:选择原动机时需考虑的因素：

A：考虑现场能源的供应情况。

B：考虑原动机的机械特性和工作制度与工作相匹配。

C：考虑工作机对原动机提出的启动，过载，运转平稳，调速和控制等方面的要求。

D：考虑工作环境的影响。

E：考虑工作可靠，操作简易，维修方便。

F：为了提高机械系统的经济效益，须考虑经济成本：包括初始成本和运转维护成本。

综上所述，在半自动钻床中最益选择二次原动机中的电动机作为原动件。

1.4传动机构的选择和工作原理

1传动机构的作用

A：把原动机输出的转矩变换为执行机构所需的转矩或力。

B：把原动机输出的速度降低或提高，以适应执行机构的需要。

C：用原动机进行调速不经济和不可能时，采用变速传动来满足执行机构经常调要求

D：把原动机输出的等速回转运动转变

E：实现由一个或多个动力机驱动或若干个速度相同或不同的执行机构。

F：由于受机体的外形，尺寸的限制，或为了安全和操作方便，执行机构不宜与原动机直接连接时，也能传动。

2传动机构选择的原则

A：对于小功率传动，应在考虑满足性能的需要下，选用结构简单的传动装置，尽可能降低初始费用。

B：对大功率传动，应优先考虑传动的效率，节约能源，降低运转费用和维修费用。

C：当执行机构要求变速时，若能与动力机调速比相适应，可直接连接或采用定传动比的传动装置；当执行机构要求变速范围大。用动力机调速不能满足机械特性和经济性要求时，则应采用变传动比传动；除执行机构要求连续变速外，尽量采用有级变速。

D：执行机构上载荷变化频繁，且可能出现过载，这时应加过载保护装置。

E：主，从动轴要求同步时，应采用无滑动的传动装置。

F：动装置的选用必须与制造水平相适应，尽可能选用专业厂生产的标准传动装置，加减速器，变速器和无级变速器等。