半自动钻床课程设计

专业综合训练说明书设计题目：半自动钻床

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目录

一、设计要求-------------------------------------------------------02

二、原动机的选择---------------------------------------------------04

三、设计工作原理-------------------------------------------------05

四、功能分解图，执行构件动作----------------------------07

五、运动方案的选择--------------------------------------------09

六、执行机构设计过程及尺寸计算--------------------------12

七、机构运动总体方案图（机构运动简图）---------------16

八、工作循环图-----------------------------------------------------18

九、对设计结果进行分析与讨论-----------------------------------------------19

十、参考文献--------------------------------------------------------------------------20

一、 设计要求

1.1设计题目

设计加工所示工件Φ12mm 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。

半自动钻床凸轮轴设计数据

1.2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；

`

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/min)

工作节拍 （生产率）/（件/min ）A

40

30

15

1450

1

三、设计工作原理

3.1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，简图如下：

3.2传动机构的选择和工作原理

（1）传动机构的作用

1：把原动机输出的转矩变换为执行机构所需的转矩或力。

2：把原动机输出的速度降低或提高，以适应执行机构的需要。

3：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

4：把原动机输出的等速回转运动转变

5：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。

6：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

四、功能分解图，执行机构动作

4.1功能分解图如下图

4.2执行构件的选择

1.减速传动功能

选用经济成本相对较低，而且具有传动效率高,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，故我们这里就采用行星轮系来实现我设计的传动。

2.定位功能

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。、

3.进料功能

五、运动方案的选择

5.1 减速机构：

定轴轮系传动；传动比=n输入/n输出=750传动比很大，要用多级传动。如图：

5.2 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.。

5.3 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。

5.4 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。

六、执行机构设计过程及尺寸计算

6.1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=20mm,

凸轮转角λ=0°-30°,送料机构快进,推杆行程h=40mm;

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=-40mm;

凸轮转角λ=90°-360°,送料机构休止,推杆行程h=0mm;

6.2 进刀机构的设计

《1》.凸轮摆杆机构的设计：

(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；