機械原理課程設(shè)計-半自動鉆床設(shè)計說明書.doc

機械原理課程設(shè)計1目錄設(shè)計任務(wù)書-21.設(shè)計工作原理-42.功能分解圖，執(zhí)行機構(gòu)動作分解圖-63.運動方案的選擇與比較-94.機構(gòu)運動總體方案圖（機構(gòu)運動簡圖）-105.工作循環(huán)圖-166.執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計過程及尺寸計算-187.凸輪設(shè)計分段圖輪廓圖設(shè)計結(jié)果-218.機構(gòu)運動分析計算機輔助設(shè)計流程-259.程序清單（主程序和子程序）-2610.十一運行結(jié)果及運動線圖-3111.設(shè)計總結(jié)-3212參考資料-33機械原理課程設(shè)計2設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目及原始數(shù)據(jù)設(shè)計加工所示工件12mm孔的半自動鉆床。進(jìn)刀機構(gòu)負(fù)責(zé)動力頭的升降，送料機構(gòu)將被加工工件推入加工位置，并由定位機構(gòu)使被加工工件可靠固定。二、設(shè)計要求及方案提示1.鉆頭由動力頭驅(qū)動，設(shè)計者只需考慮動力頭的進(jìn)刀（升降）運動。2.除動力頭升降機構(gòu)外，還需要設(shè)計送料機構(gòu)、定位機構(gòu)。各機構(gòu)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(diào)各機構(gòu)運動。機構(gòu)運動循環(huán)要求表10203045607590105270300360送料快進(jìn)休止快退休止定位休止快進(jìn)休止快退休止進(jìn)刀休止快進(jìn)快進(jìn)快退休止機械原理課程設(shè)計3三、設(shè)計任務(wù)1.半自動鉆床至少包括凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)在內(nèi)的三種機構(gòu)；2.設(shè)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(gòu)運動方案簡圖和運動循環(huán)圖；4.凸輪機構(gòu)的設(shè)計計算。按各凸輪機構(gòu)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(shè)計計算其他機構(gòu)；6.編寫設(shè)計計算說明書；一、所設(shè)計的機構(gòu)工作原理一.機構(gòu)的工作原理:該系統(tǒng)由電機驅(qū)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(gòu)控制送料，定位，和進(jìn)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(zhì)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(dá)，氣壓馬達(dá)，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(shè)計41：考慮現(xiàn)場能源的供應(yīng)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(zhuǎn)平穩(wěn)，調(diào)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(zhuǎn)維護(hù)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(gòu)的選擇和工作原理（1）傳動機構(gòu)的作用1：把原動機輸出的轉(zhuǎn)矩變換為執(zhí)行機構(gòu)所需的轉(zhuǎn)矩或力。2：把原動機輸出的速度降低或提高，以適應(yīng)執(zhí)行機構(gòu)的需要。3：用原動機進(jìn)行調(diào)速不經(jīng)濟和不可能時，采用變速傳動來滿足執(zhí)行機構(gòu)經(jīng)常調(diào)要求4：把原動機輸出的等速回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變5：實現(xiàn)由一個或多個動力機驅(qū)動或若干個速度相同或不同的執(zhí)行機構(gòu)。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(gòu)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(gòu)選擇的原則1：對于小功率傳動，應(yīng)在考慮滿足性能的需要下，選用結(jié)構(gòu)簡單的傳動裝置，盡可能降低初始費用。2：對大功率傳動，應(yīng)優(yōu)先考慮傳動的效率，節(jié)約能源，降低運轉(zhuǎn)費用和維修費用。3：當(dāng)執(zhí)行機構(gòu)要求變速時，若能與動力機調(diào)速比相適應(yīng)，可直接連接或采用定傳動比的傳動裝置；當(dāng)執(zhí)行機構(gòu)要求變速范圍大。用動力機調(diào)速不能滿足機械特性和經(jīng)濟性要求時，則應(yīng)采用變傳動比傳動；除執(zhí)行機構(gòu)要求連續(xù)變速外，盡量采用有級變速。機械原理課程設(shè)計54：執(zhí)行機構(gòu)上載荷變化頻繁，且可能出現(xiàn)過載，這時應(yīng)加過載保護(hù)裝置。5：主，從動軸要求同步時，應(yīng)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(yīng)，盡可能選用專業(yè)廠生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)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(gòu)動作一功能分解圖如下圖二繪制機械系統(tǒng)運動轉(zhuǎn)換功能機械原理課程設(shè)計6圖3-2三.執(zhí)行構(gòu)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(jié)構(gòu)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(shè)計的傳動。2.定位功能由于我們設(shè)計的機構(gòu)要有間歇往復(fù)的運動，有當(dāng)凸輪由近休到遠(yuǎn)休運動過程中,定位桿就阻止了工件滑動，當(dāng)凸輪由遠(yuǎn)休到近休運動過程中可通過兩側(cè)的彈簧實現(xiàn)定位機構(gòu)的回位,等待送料,凸輪的循環(huán)運動完成了此功能。、3.進(jìn)料功能進(jìn)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(gòu),用從動件滾子推桿的直線往復(fù)運動實現(xiàn)進(jìn)料。4.進(jìn)刀功能機械原理課程設(shè)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(jìn)行放大.可增大刀具的進(jìn)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(zhuǎn)動,齒輪的轉(zhuǎn)動再帶動動力頭的升降運動實現(xiàn)進(jìn)刀.四.用形態(tài)學(xué)矩陣