自動(dòng)鉆床課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、課程設(shè)計(jì)課程名稱： 機(jī)械原理 學(xué) 院：機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 年 級(jí)： 2010級(jí) 任課教師： 2013年1月18日1貴州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題號(hào)03半自動(dòng)鉆床一、設(shè)計(jì)題目及原始數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)加工所示工件12mm孔的半自動(dòng)鉆床。進(jìn)刀機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)動(dòng)力頭的升降，送料機(jī)構(gòu)將被加工工件推入加工位置，并由定位機(jī)構(gòu)使被加工工件可靠固定。半自動(dòng)鉆床設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)參看下表。 半自動(dòng)鉆床凸輪設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表方案號(hào)進(jìn)料機(jī)構(gòu)工作行程mm定位機(jī)構(gòu)工作行程mm動(dòng)力頭工作行程mm電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/mm工作節(jié)拍（生產(chǎn)率）件/minA40301514501B35252014002C3020109601二、設(shè)計(jì)方案

2、提示1.鉆頭由動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)者只需考慮動(dòng)力頭的進(jìn)刀（升降）運(yùn)動(dòng)。2. 除動(dòng)力頭升降機(jī)構(gòu)外，還需要設(shè)計(jì)送料機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)。各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)要求見(jiàn)下表。1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)要求表凸輪軸轉(zhuǎn)角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3. 可采用凸輪軸的方法分配協(xié)調(diào)各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。三、設(shè)計(jì)任務(wù)1.半自動(dòng)鉆床至少包括凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)在內(nèi)的三種機(jī)構(gòu)；2.設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配，并在圖紙上畫出傳動(dòng)系統(tǒng)圖；3. 圖紙上畫出半自動(dòng)鉆床的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖；4.凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。按各凸輪機(jī)構(gòu)的工作要求，自選從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，

3、確定基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑。對(duì)盤狀凸輪要用電算法計(jì)算出理論廓線、實(shí)際廓線值。畫出從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖及凸輪廓線圖；5.設(shè)計(jì)計(jì)算其他機(jī)構(gòu)；6.編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書； 1 目錄第一章：所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)述 11.1功能要求 11.2設(shè)計(jì)任務(wù)要求 21.3原動(dòng)機(jī)的選擇原理 21.4傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇和工作原理 2第二章：功能分解圖，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作 42.1功能分解 42.2執(zhí)行構(gòu)件的選擇 4第三章：運(yùn)動(dòng)方案的選擇與較53.1進(jìn)刀機(jī)構(gòu) 53.2送料機(jī)構(gòu) 63.3定位機(jī)構(gòu) 83.4減速機(jī)構(gòu) 93.5繪制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能 103.6 用形態(tài)學(xué)矩陣法創(chuàng)建機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案 10第四章：工作循環(huán)圖11第五章：執(zhí)

4、行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程及尺寸計(jì)算 12 5.1送料機(jī)構(gòu)分析 125.2 凸輪擺桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 135.3 凸輪推桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 145.4 行星輪系的計(jì)算 15第六章：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)總體方案圖 17 附錄. 凸輪設(shè)計(jì)分段圖輪廓圖和設(shè)計(jì)結(jié)果 18 定位凸輪圖形 18進(jìn)刀凸輪圖形 19夾緊凸輪圖形 21機(jī)構(gòu)三維圖形 22總結(jié) 29參考文獻(xiàn) 30 第一章：所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)概述1.1功能要求該系統(tǒng)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)變速傳動(dòng)將電機(jī)的1400/min降到主軸的2r/min，計(jì)要求的機(jī)床的進(jìn)料機(jī)構(gòu)工作行程等于35mm，動(dòng)力鉆頭工作行程大于18mm，與傳動(dòng)軸相連的各機(jī)構(gòu)控制送料，定位，和進(jìn)刀等工藝動(dòng)作，最后由凸輪機(jī) 通過(guò)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)

5、齒條上下平穩(wěn)地運(yùn)動(dòng),這樣動(dòng)力頭也就能帶動(dòng)刀具平穩(wěn)地上下移動(dòng)從而保證了較高的加工質(zhì)量半自動(dòng)鉆床機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)送料、定位、和孔的一體化功能。半自動(dòng)鉆床機(jī)由送料機(jī)構(gòu)，定位機(jī)構(gòu)，進(jìn)刀機(jī)構(gòu)以及電動(dòng)機(jī)組成。送料機(jī)構(gòu)將被加工工件推入加工位置并由定位機(jī)構(gòu)使被加工工件可靠固定，最終由進(jìn)刀機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)動(dòng)力頭的升降來(lái)進(jìn)行鉆孔工作。選擇送料機(jī)構(gòu)時(shí)要考慮到被加工的構(gòu)件的形狀，送料機(jī)構(gòu)要以直線、間隙、定量地將要加工的構(gòu)件送入加工臺(tái)，可用來(lái)回往復(fù)移動(dòng)構(gòu)件走直線軌跡段推構(gòu)件向前進(jìn)，用定位機(jī)構(gòu)來(lái)定住構(gòu)件的要被加工的位置，加緊之后再鉆，打好孔之后再退刀，退出時(shí)可以用送料機(jī)構(gòu)送的構(gòu)件推出加工臺(tái)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)循環(huán)加工。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)要求1.半

6、自動(dòng)鉆床至少包括凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)在內(nèi)的三種機(jī)構(gòu)；2.設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配，并在圖紙上畫出傳動(dòng)系統(tǒng)圖；3. 圖紙上畫出半自動(dòng)鉆床的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖；4.凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。按各凸輪機(jī)構(gòu)的工作要求，自選從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，確定基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑。對(duì)盤狀凸輪要用電算法計(jì)算出理論廓線、實(shí)際廓線值。畫出從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖及凸輪廓線圖；5.設(shè)計(jì)計(jì)算其它機(jī)構(gòu)；6.編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書；1.3原動(dòng)機(jī)的選擇原理1:原動(dòng)機(jī)的分類原動(dòng)機(jī)的種類按其輸入能量的不同可以分為兩類：A一次原動(dòng)機(jī) 此類原動(dòng)機(jī)是把自然界的能源直接轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，因此稱為一次原動(dòng)機(jī)。屬于此類原動(dòng)機(jī)的有柴油機(jī)，

7、汽油機(jī)，汽輪機(jī)和燃汽機(jī)等。B二次原動(dòng)機(jī) 此類原動(dòng)機(jī)是將發(fā)電機(jī)等能機(jī)所產(chǎn)生的各種形態(tài)的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，因此稱為二次原動(dòng)機(jī)。屬于此類原動(dòng)機(jī)的有電動(dòng)機(jī)，液壓馬達(dá)，氣壓馬達(dá)，汽缸和液壓缸等。2:選擇原動(dòng)機(jī)時(shí)需考慮的因素：A：考慮現(xiàn)場(chǎng)能源的供應(yīng)情況。B：考慮原動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和工作制度與工作相匹配。C：考慮工作機(jī)對(duì)原動(dòng)機(jī)提出的啟動(dòng)，過(guò)載，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，調(diào)速和控制等方面的要求。D：考慮工作環(huán)境的影響。E：考慮工作可靠，操作簡(jiǎn)易，維修方便。F：為了提高機(jī)械系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，須考慮經(jīng)濟(jì)成本：包括初始成本和運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)成本。綜上所述，在半自動(dòng)鉆床中最益選擇二次原動(dòng)機(jī)中的電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)件。1.4傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇和工作原理1傳

8、動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用A：把原動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩變換為執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的轉(zhuǎn)矩或力。B：把原動(dòng)機(jī)輸出的速度降低或提高，以適應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的需要。C：用原動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速不經(jīng)濟(jì)和不可能時(shí)，采用變速傳動(dòng)來(lái)滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)經(jīng)常調(diào)要求D：把原動(dòng)機(jī)輸出的等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變E：實(shí)現(xiàn)由一個(gè)或多個(gè)動(dòng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)或若干個(gè)速度相同或不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。F：由于受機(jī)體的外形，尺寸的限制，或?yàn)榱税踩筒僮鞣奖?，?zhí)行機(jī)構(gòu)不宜與原動(dòng)機(jī)直接連接時(shí)，也能傳動(dòng)。2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇的原則A：對(duì)于小功率傳動(dòng)，應(yīng)在考慮滿足性能的需要下，選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的傳動(dòng)裝置，盡可能降低初始費(fèi)用。B：對(duì)大功率傳動(dòng)，應(yīng)優(yōu)先考慮傳動(dòng)的效率，節(jié)約能源，降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用和維修費(fèi)用。C：當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求變速時(shí)，

9、若能與動(dòng)力機(jī)調(diào)速比相適應(yīng)，可直接連接或采用定傳動(dòng)比的傳動(dòng)裝置；當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求變速范圍大。用動(dòng)力機(jī)調(diào)速不能滿足機(jī)械特性和經(jīng)濟(jì)性要求時(shí)，則應(yīng)采用變傳動(dòng)比傳動(dòng)；除執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求連續(xù)變速外，盡量采用有級(jí)變速。 D：執(zhí)行機(jī)構(gòu)上載荷變化頻繁，且可能出現(xiàn)過(guò)載，這時(shí)應(yīng)加過(guò)載保護(hù)裝置。E：主，從動(dòng)軸要求同步時(shí)，應(yīng)采用無(wú)滑動(dòng)的傳動(dòng)裝置。F：動(dòng)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(dòng)裝置，加減速器，變速器和無(wú)級(jí)變速器等。 第二章：功能分解圖，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作2.1功能分解圖如下圖輸送工件至指定位置夾緊鉆孔后將其推出滑塊送料功能工件的定位功能工件的夾緊功能工件的鉆孔功能圖3-1 2.2執(zhí)行構(gòu)件的選擇

10、1.減速傳動(dòng)功能選用經(jīng)濟(jì)成本相對(duì)較低，而且具有傳動(dòng)效率高,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,傳動(dòng)比大的特點(diǎn),可滿足具有較大傳動(dòng)比的工作要求，故我們這里就采用行星輪系來(lái)實(shí)現(xiàn)我設(shè)計(jì)的傳動(dòng)。2.定位功能由于我們?cè)O(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)要有間歇往復(fù)的運(yùn)動(dòng)，有當(dāng)凸輪由近休到遠(yuǎn)休運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,定位桿就阻止了工件滑動(dòng)，當(dāng)凸輪由遠(yuǎn)休到近休運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可通過(guò)兩側(cè)的彈簧實(shí)現(xiàn)定位機(jī)構(gòu)的回位,等待送料,凸輪的循環(huán)運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，我們可以用圓錐齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)換向，然后通過(guò)和齒輪的嚙合來(lái)傳遞，再在齒輪上安裝一個(gè)直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤型凸輪機(jī)構(gòu),用從動(dòng)件滾子推桿的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)料。4.進(jìn)刀功能 采用凸輪的循環(huán)運(yùn)動(dòng),推動(dòng)滾子使

11、滾子擺動(dòng)一個(gè)角度,通過(guò)杠桿的擺動(dòng)弧度放大原理將滾子擺動(dòng)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(gè) 圓弧齒輪,圓弧齒輪的擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng),齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)再帶動(dòng)動(dòng)力頭的升降運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)刀.第三章：運(yùn)動(dòng)方案的選擇與比較3.1進(jìn)刀機(jī)構(gòu)方案一：功能：將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。工作原理:采用一個(gè)擺動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)傳遞齒輪齒條機(jī)構(gòu)，當(dāng)進(jìn)刀 時(shí)凸輪在回程階段運(yùn)行容易通過(guò)機(jī)構(gòu)傳遞帶動(dòng)齒輪齒條嚙合，帶動(dòng)動(dòng)力頭來(lái)進(jìn)行鉆孔。優(yōu)點(diǎn)：承載能力較大，壓力較小，磨損小工作可靠性好保證 圖3-1 方案二：功能：凸輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)使轉(zhuǎn)頭的上下移動(dòng)。工作原理：凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)連桿帶動(dòng)齒條上下移動(dòng)帶動(dòng)中間的齒輪轉(zhuǎn)

12、動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鉆頭上下移動(dòng)。如下圖優(yōu)點(diǎn)：比方案一簡(jiǎn)單，傳遞路線短；缺點(diǎn)：沒(méi)有杠桿尺寸太小，故優(yōu)先選用六桿機(jī)構(gòu)。 圖3-23.2送料機(jī)構(gòu)方案一：功能：將偏曲柄的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為擺桿的擺動(dòng)，通過(guò)連桿實(shí)現(xiàn)滑塊的往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)原理如圖，當(dāng)曲柄AB轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)連桿BC帶動(dòng)ED桿擺動(dòng)，再通過(guò)連桿EF連接滑塊使其往復(fù)運(yùn)動(dòng)，即可以實(shí)現(xiàn)送料的功能，如圖3-5。優(yōu)點(diǎn)：采用正置曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，極位夾角為零，方便計(jì)算尺寸，且此機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平穩(wěn)結(jié)構(gòu)緊湊動(dòng)力平衡好，采用行程倒推送料位移精確。缺點(diǎn)：沒(méi)有急回特性生產(chǎn)效率低。 圖3-3方案二：功能：通過(guò)弧形齒條的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成工作臺(tái)的移動(dòng)。工作原理：采用一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪弧帶動(dòng)齒條，齒條推動(dòng)零件

13、實(shí)現(xiàn)進(jìn)料功能。優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)簡(jiǎn)單的四桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)齒輪使齒條移動(dòng)，操作簡(jiǎn)單；缺點(diǎn): 因?yàn)橐詳[桿運(yùn)動(dòng)的連架桿的長(zhǎng)度不變，所以此種機(jī)構(gòu)要用于工作臺(tái)可以浮動(dòng)的場(chǎng)合。 圖3-43.3定位系統(tǒng)方案一：功能：將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成從動(dòng)件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。工作原理：凸輪依次轉(zhuǎn)過(guò)推程，遠(yuǎn)休，回程，進(jìn)休這四個(gè)行程作為循環(huán)。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，設(shè)計(jì)方便，響應(yīng)快速，可實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件任意預(yù)期運(yùn)動(dòng)規(guī)律。缺點(diǎn)：因?yàn)檫@種接觸主要是以高副接觸易磨損，凸輪設(shè)計(jì)困難，行程較小。圖3-5方案二：功能：將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成單側(cè)停歇的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。工作原理：通過(guò)圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，拉動(dòng)彈簧帶動(dòng)連桿，使得滑塊運(yùn)動(dòng)，又通過(guò)彈簧使定位桿復(fù)位。優(yōu)點(diǎn)：能很方便的改變傳遞方向，擴(kuò)大行

14、程，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。缺點(diǎn)：傳動(dòng)路線較長(zhǎng)，易產(chǎn)生誤差累計(jì)使得機(jī)械效率低。 圖3-63.4減速機(jī)構(gòu)： 方案一： 功能：電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是960r/min，而設(shè)計(jì)要求的主軸轉(zhuǎn)速為1r/min，利用行星輪進(jìn)行大比例的降速，然后用圓錐齒輪實(shí)現(xiàn)方向的轉(zhuǎn)換。如表3-1. 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、承載能力大、傳遞功率范圍及傳動(dòng)范圍大、運(yùn)行噪聲小、效率高及壽命長(zhǎng)。 圖3-7方案二：定軸輪系傳動(dòng)；缺點(diǎn)：傳動(dòng)比 =n輸入/n輸出 =960 傳動(dòng)比很大，要用多級(jí)傳動(dòng)。如圖3-8. 圖3-83.5繪制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能 圖3-93.6用形態(tài)學(xué)矩陣法創(chuàng)建機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案 力根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖（圖3-9）可構(gòu)成形態(tài)學(xué)矩

15、陣如表（表3-10）。由表3-3所示的形態(tài)學(xué)矩陣可以求出半自動(dòng)鉆床系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案數(shù)為： 122222=32 根據(jù)功能原理，工藝分解過(guò)程及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇，確定了以下運(yùn)動(dòng)方案：表3-10功能元功能元解（匹配機(jī)構(gòu)）12減速1帶傳動(dòng)減速2齒輪傳動(dòng)行星輪系送料推桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)齒輪齒條機(jī)構(gòu)曲柄+連桿機(jī)構(gòu)夾緊推桿間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)凸輪+連桿機(jī)構(gòu)定位桿間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)凸輪+連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)刀具的復(fù)合運(yùn)動(dòng)的間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)凸輪+連桿機(jī)構(gòu)凸輪+齒輪機(jī)構(gòu) 第四章：工作循環(huán)圖由機(jī)械系統(tǒng)方案的執(zhí)行件需要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)其運(yùn)動(dòng)循環(huán)如圖4-1轉(zhuǎn)角00100010001500150027002700300030003600送料 快進(jìn) 快

16、退定位 休止 快進(jìn) 休止 快退進(jìn)刀 休止 快進(jìn) 慢進(jìn) 休止 快退表4-1圖4-2 第五章：執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程及尺寸計(jì)算5.1送料機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)采用如下分析1.送料連桿機(jī)構(gòu)：采用如下機(jī)構(gòu)來(lái)送料，根據(jù)要求，對(duì)圖5-1解釋如下：根據(jù)工作行程為30mm，采用對(duì)心曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，極位夾角等于0，所以機(jī)構(gòu)無(wú)急回運(yùn)動(dòng)，由作圖法確定連桿尺寸。當(dāng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)處于兩個(gè)極位時(shí)，設(shè)定F1F2為30mm，E1E2F1F2等于30mm，令EF=10且在兩個(gè)極位時(shí)與工作臺(tái)夾角為70，如圖D必在C1C2的中垂線上，令ED=50mm ，以E1為圓心50mm為半徑作弧，與E1E2中垂線交點(diǎn)即為D點(diǎn)，令CD=25mm，分別以E1、E2為圓心

17、25mm為半徑作弧得C1C2點(diǎn)，令CD=40mm分別以C1、C2為圓心40mm為半徑作弧得B1B2點(diǎn)，由此機(jī)構(gòu)特性得出A位置。AD=46.57 AB=7.5 BC=40 EC=25 EF=10 CD=25 DE=50 A距離工作臺(tái)位置33.25mm 圖5-15.2凸輪擺桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1. 由進(jìn)刀規(guī)律，我們?cè)O(shè)計(jì)了凸輪擺桿機(jī)構(gòu)，又以齒輪齒條的嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)刀頭的上下運(yùn)動(dòng)。2.用凸輪擺桿機(jī)構(gòu)和圓弧形齒條所構(gòu)成的同一構(gòu)件，凸輪擺桿從動(dòng)件的擺 動(dòng)就可以實(shí)現(xiàn)弧形齒條的來(lái)回?cái)[動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)要求；采用滾子盤行凸輪，且為力封閉凸輪機(jī)構(gòu)，利用彈簧力來(lái)使?jié)L子與凸輪保持接觸.刀具的運(yùn)動(dòng)規(guī)律就與凸輪擺桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律一致； 3.弧

18、形齒條所轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)即為刀頭所運(yùn)動(dòng)的的距離。具體設(shè)計(jì)步驟如下： A.根據(jù)進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)規(guī)律,設(shè)計(jì)凸輪基圓半徑r0=20mm，中心距BA=70mm，擺桿長(zhǎng)度BC=55mm，最大擺角DCB為15,分析圖見(jiàn)附錄圖4、圖5、圖6凸輪轉(zhuǎn)角=0-162,=0，休止；凸輪轉(zhuǎn)角=162-210，刀具快進(jìn)1；凸輪轉(zhuǎn)角=210-270，刀具快進(jìn)2，為15；凸輪轉(zhuǎn)角=270-300，刀具快退凸輪轉(zhuǎn)角=300-360，休止； B. 如圖5-2：設(shè)計(jì)圓形齒條,根據(jù)刀頭的行程為20mm和凸輪的擺角為15度,由圓角和圓弧度的關(guān)系，其作圖步驟如下：（1）作水平線AB=70（2）以A為圓心，AE=20為半徑劃圓（3）以B為圓

19、心，BC=55為半徑劃弧與第二步所作的圓交于D,E兩點(diǎn)（4）過(guò)D點(diǎn)作小圓的切線（5）過(guò)E點(diǎn)作小圓的切線（6）使角CBD=15度根據(jù)機(jī)械原理知識(shí)CE的長(zhǎng)度為凸輪的升程，弧度=角度乘以后再除以180，于是得到R=76.433mm，凸輪的升程CE14.46mm 圖5-25.3凸輪推桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：凸輪機(jī)構(gòu)采用直動(dòng)滾子盤行凸輪，且為力封閉凸輪機(jī)構(gòu)，利用彈簧力來(lái)使?jié)L子與凸輪保持接觸，實(shí)現(xiàn)定位功能。只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得我們所需要的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，滿足加工要求，而且響應(yīng)快速，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。具體設(shè)計(jì)如下:1：定位凸輪的設(shè)計(jì)（分析圖見(jiàn)附錄圖1、圖2、圖3）設(shè)計(jì)基圓半徑r0=20mm,偏心距e=

20、0mm凸輪轉(zhuǎn)角=0-120,定位機(jī)構(gòu)休止,推桿行程h=0mm;凸輪轉(zhuǎn)角=120-150,定位機(jī)構(gòu)快進(jìn),推桿行程h=20mm;凸輪轉(zhuǎn)角=150-270,定位機(jī)構(gòu)休止,推桿行程h=0mm;凸輪轉(zhuǎn)角=270-300,定位機(jī)構(gòu)快退,推桿行程h=-20mm;凸輪轉(zhuǎn)角=300-360,定位機(jī)構(gòu)休止,推桿行程h=0mm; 設(shè)計(jì)偏心距e=0的原因是因?yàn)榇送馆唸?zhí)行的是定位，因?yàn)榧庸すぜ睆綖?0定位桿應(yīng)大于其半徑，所以設(shè)定其定位桿的行程為20mm。 2：夾緊凸輪的設(shè)計(jì)（ 分析圖見(jiàn)附錄圖7、圖8、圖9）凸輪轉(zhuǎn)角=0-150,定位機(jī)構(gòu)休止,推桿行程h=0mm;凸輪轉(zhuǎn)角=150-198,定位機(jī)構(gòu)快進(jìn),推桿行程h=10

21、mm;凸輪轉(zhuǎn)角=198-318,定位機(jī)構(gòu)休止,推桿行程h=0mm;凸輪轉(zhuǎn)角=318-360,定位機(jī)構(gòu)快退,推桿行程h=-10mm設(shè)計(jì)偏心距e=0的原因是因?yàn)榇送馆唸?zhí)行的是夾緊，根據(jù)工件尺寸和鉆孔位置以及加工完后將料送出的讓位，設(shè)定其定位桿的行程為10mm。5.4行星輪系的計(jì)算1.用定軸輪系傳動(dòng)傳動(dòng)比 =n輸入/n輸出 =960 傳動(dòng)比很大，要用多級(jí)傳動(dòng)。2.用行星輪系傳動(dòng) 圖5-3設(shè)定Z1=60 Z2=20 ，由圖知：i21=Z1/Z2=n2/n1=3,n1=1,n2=3,因?yàn)閕2H=1-=1-Z3Z4/Z2Z3=n2/nHn2=n2=3，=960 所以3/960=1-z3z4/z2z3 即：

22、z3z4/z2z3=319/320 故得到Z1=60 Z2=20 Z2=30 Z3=29 Z3=32 Z4=33 傳動(dòng)比iH3=960 根據(jù)行星輪傳動(dòng)關(guān)系：i2H=1-=1-Z3Z4/Z2Z3,同時(shí)保證了n1=1所以滿足設(shè)計(jì)要求。 考慮到齒輪大小與傳動(dòng)的合理性，經(jīng)過(guò)比較設(shè)計(jì)皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與齒輪系傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的相應(yīng)參數(shù)如下表： 皮帶輪參數(shù)名稱皮帶輪1皮帶輪2半徑（mm）100100齒輪參數(shù)模數(shù)（mm）壓力角（）齒數(shù)（個(gè)）直徑（mm）齒輪122060120齒輪22202040齒輪22203060齒輪32202958齒輪32203264齒輪42203366 第六章：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)總體方案圖采用 根據(jù)前面表3-3中實(shí)線連接的方案的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖確定本設(shè)計(jì)中半自動(dòng)鉆的總體方案圖如圖6-1 圖6-1附錄 圖1定位凸輪類型 圖2定位凸輪運(yùn)動(dòng)分段 圖3 定位凸輪動(dòng)畫演示