機械原理課程設計-半自動鉆床設計說明書.doc

機械原理課程設計1目錄設計任務書-21.設計工作原理-42.功能分解圖，執(zhí)行機構動作分解圖-63.運動方案的選擇與比較-94.機構運動總體方案圖（機構運動簡圖）-105.工作循環(huán)圖-166.執(zhí)行機構設計過程及尺寸計算-187.凸輪設計分段圖輪廓圖設計結果-218.機構運動分析計算機輔助設計流程-259.程序清單（主程序和子程序）-2610.十一運行結果及運動線圖-3111.設計總結-3212參考資料-33機械原理課程設計2設計任務書一、設計題目及原始數(shù)據(jù)設計加工所示工件12mm孔的半自動鉆床。進刀機構負責動力頭的升降，送料機構將被加工工件推入加工位置，并由定位機構使被加工工件可靠固定。二、設計要求及方案提示1.鉆頭由動力頭驅動，設計者只需考慮動力頭的進刀（升降）運動。2.除動力頭升降機構外，還需要設計送料機構、定位機構。各機構運動循環(huán)要求見下表。3.可采用凸輪軸的方法分配協(xié)調各機構運動。機構運動循環(huán)要求表10203045607590105270300360送料快進休止快退休止定位休止快進休止快退休止進刀休止快進快進快退休止機械原理課程設計3三、設計任務1.半自動鉆床至少包括凸輪機構、齒輪機構在內的三種機構；2.設計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配，并在圖紙上畫出傳動系統(tǒng)圖；3.圖紙上畫出半自動鉆床的機構運動方案簡圖和運動循環(huán)圖；4.凸輪機構的設計計算。按各凸輪機構的工作要求，自選從動件的運動規(guī)律，確定基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑。對盤狀凸輪要用電算法計算出理論廓線、實際廓線值。畫出從動件運動規(guī)律線圖及凸輪廓線圖；5.設計計算其他機構；6.編寫設計計算說明書；一、所設計的機構工作原理一.機構的工作原理:該系統(tǒng)由電機驅動，通過變速傳動將電機的1400r/min降到主軸的2r/min，與傳動軸相連的各機構控制送料，定位，和進刀等工藝動作，最后由凸輪機通過齒輪傳動帶動齒條上下平穩(wěn)地運動,這樣動力頭也就能帶動刀具平穩(wěn)地上下移動從而保證了較高的加工質量，具體的選擇原理和工作原理如下：二.機的選擇原理（1）原動機的分類原動機的種類按其輸入能量的不同可以分為兩類：A一次原動機此類原動機是把自然界的能源直接轉變?yōu)闄C械能，因此稱為一次原動機。屬于此類原動機的有柴油機，汽油機，汽輪機和燃汽機等。B二次原動機此類原動機是將發(fā)電機等能機所產(chǎn)生的各種形態(tài)的能量轉變?yōu)闄C械能，因此稱為二次原動機。屬于此類原動機的有電動機，液壓馬達，氣壓馬達，汽缸和液壓缸等。（2）選擇原動機時需考慮的因素：機械原理課程設計41：考慮現(xiàn)場能源的供應情況。2：考慮原動機的機械特性和工作制度與工作相匹配。3：考慮工作機對原動機提出的啟動，過載，運轉平穩(wěn)，調速和控制等方面的要求。4：考慮工作環(huán)境的影響。5：考慮工作可靠，操作簡易，維修方便。6：為了提高機械系統(tǒng)的經(jīng)濟效益，須考慮經(jīng)濟成本：包括初始成本和運轉維護成本。綜上所述，在半自動鉆床中最益選擇二次原動機中的電動機作為原動件。三.傳動機構的選擇和工作原理（1）傳動機構的作用1：把原動機輸出的轉矩變換為執(zhí)行機構所需的轉矩或力。2：把原動機輸出的速度降低或提高，以適應執(zhí)行機構的需要。3：用原動機進行調速不經(jīng)濟和不可能時，采用變速傳動來滿足執(zhí)行機構經(jīng)常調要求4：把原動機輸出的等速回轉運動轉變5：實現(xiàn)由一個或多個動力機驅動或若干個速度相同或不同的執(zhí)行機構。6：由于受機體的外形，尺寸的限制，或為了安全和操作方便，執(zhí)行機構不宜與原動機直接連接時，也需要用傳動裝置來聯(lián)接。（2）傳動機構選擇的原則1：對于小功率傳動，應在考慮滿足性能的需要下，選用結構簡單的傳動裝置，盡可能降低初始費用。2：對大功率傳動，應優(yōu)先考慮傳動的效率，節(jié)約能源，降低運轉費用和維修費用。3：當執(zhí)行機構要求變速時，若能與動力機調速比相適應，可直接連接或采用定傳動比的傳動裝置；當執(zhí)行機構要求變速范圍大。用動力機調速不能滿足機械特性和經(jīng)濟性要求時，則應采用變傳動比傳動；除執(zhí)行機構要求連續(xù)變速外，盡量采用有級變速。機械原理課程設計54：執(zhí)行機構上載荷變化頻繁，且可能出現(xiàn)過載，這時應加過載保護裝置。5：主，從動軸要求同步時，應采用無滑動的傳動裝置。6：動裝置的選用必須與制造水平相適應，盡可能選用專業(yè)廠生產(chǎn)的標準傳動裝置，加減速器，變速器和無級變速器等。二功能分解圖，執(zhí)行機構動作一功能分解圖如下圖二繪制機械系統(tǒng)運動轉換功能機械原理課程設計6圖3-2三.執(zhí)行構件的選擇1.減速傳動功能選用經(jīng)濟成本相對較低，而且具有傳動效率高,結構簡單,傳動比大的特點,可滿足具有較大傳動比的工作要求，故我們這里就采用行星輪系來實現(xiàn)我設計的傳動。2.定位功能由于我們設計的機構要有間歇往復的運動，有當凸輪由近休到遠休運動過程中,定位桿就阻止了工件滑動，當凸輪由遠休到近休運動過程中可通過兩側的彈簧實現(xiàn)定位機構的回位,等待送料,凸輪的循環(huán)運動完成了此功能。、3.進料功能進料也要要求有一定的間歇運動，我們可以用圓錐齒輪來實現(xiàn)換向，然后通過和齒輪的嚙合來傳遞，再在齒輪上安裝一個直動滾子從動件盤型凸輪機構,用從動件滾子推桿的直線往復運動實現(xiàn)進料。4.進刀功能機械原理課程設計7采用凸輪的循環(huán)運動,推動滾子使?jié)L子擺動一個角度,通過杠桿的擺動弧度放大原理將滾子擺動角度進行放大.可增大刀具的進給量,在杠桿的另一端焊接一個圓弧齒輪,圓弧齒輪的擺動實現(xiàn)齒輪的轉動,齒輪的轉動再帶動動力頭的升降運動實現(xiàn)進刀.四.用形態(tài)學矩陣