機械原理課程設(shè)計半自動鉆床

機械原理課程設(shè)計半自動鉆床第一頁，共二十五頁，2022年，8月28日第一章概述及其設(shè)計要求1.1功能要求半自動鉆床機能夠?qū)崿F(xiàn)送料、定位、和孔的一體化功能。設(shè)計要求的機床的進料機構(gòu)工作行程大于等于40mm，動力鉆頭工作行程大于18mm，電動機轉(zhuǎn)速1450r/min，每分鐘1件構(gòu)件加工好。半自動鉆床機由送料機構(gòu)，定位機構(gòu)，進刀機構(gòu)以及電動機組成。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，最終由進刀機構(gòu)負責動力頭的升降來進行鉆孔工作。選擇送料機構(gòu)時要考慮到被加工的構(gòu)件的形狀，送料機構(gòu)要以直線、間隙、定量地將要加工的構(gòu)件送入加工臺，可用來回往復(fù)移動構(gòu)件走直線軌跡段推構(gòu)件向前進，用定位機構(gòu)來定住構(gòu)件的要被加工的位置，加緊之后再鉆，打好孔之后再退刀，退出時可以用送料機構(gòu)送的構(gòu)件推出加工臺，以此來實現(xiàn)循環(huán)加工。第二頁，共二十五頁，2022年，8月28日1.2設(shè)計任務(wù)要求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；第三頁，共二十五頁，2022年，8月28日1.3方案提示

10o20o30o45o60o75o90o105o～270o300o360o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慢進快退休止1.3方案提示要求設(shè)計該半自動鉆床的送料、定位、及進刀的整體傳動系統(tǒng)。其中：第四頁，共二十五頁，2022年，8月28日1.鉆頭由動力頭驅(qū)動，設(shè)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(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。第五頁，共二十五頁，2022年，8月28日1.4設(shè)計數(shù)據(jù)及工件尺寸加工工件及尺寸：第六頁，共二十五頁，2022年，8月28日第二章功能分解第七頁，共二十五頁，2022年，8月28日半自動鉆床的工作原理是利用轉(zhuǎn)頭的旋轉(zhuǎn)和進刀切削掉工件的余料而得到工件尺寸形狀。工藝動作過程由送料定位鉆孔三部分組成。各個機構(gòu)的運動由同一電機驅(qū)動，運動由電動機經(jīng)過減速裝置后分為兩路，一路隨著傳動傳動皮帶傳送動力到定位機構(gòu)和送料機構(gòu)，分別帶動凸輪做轉(zhuǎn)動控制四桿機構(gòu)對工件的定位和帶動凸輪四桿機構(gòu)控制推桿做往復(fù)直線運動。另一路直接傳動到鉆頭的進退刀機構(gòu)，控制鉆頭的進退?；具\動為：推桿的往復(fù)直線運動，定位機構(gòu)的間歇運動和鉆頭的往復(fù)運動。第八頁，共二十五頁，2022年，8月28日

此外，還要滿足傳動性能要求：1）送料定位進刀機構(gòu)在凸輪軸不同轉(zhuǎn)角時候快慢行程不同。2）各個機構(gòu)之間的配合相互有序，滿足凸輪軸轉(zhuǎn)角對應(yīng)的性能要求。第九頁，共二十五頁，2022年，8月28日第三章機構(gòu)選用根據(jù)前述設(shè)計要求，送料機構(gòu)應(yīng)該做往復(fù)運動，并且必須保證工作行程中有快進、休止和快退過程。定位機構(gòu)也有休止、快進、快退過程。進刀機構(gòu)有快進和慢進、快退和休止過程。此外三個機構(gòu)之間還要滿足隨著凸輪軸轉(zhuǎn)角不同完成動作的過程不同且相互配合。這些運動要求不一定完全能夠達到，但必須保證三者之間相互滿足凸輪不同角度時候配合完好，以及送料機構(gòu)的往復(fù)運動和進刀機構(gòu)的往復(fù)循環(huán)及各個機構(gòu)的間歇運動。第十頁，共二十五頁，2022年，8月28日Ⅰ變速機構(gòu)方案一：A1由于電動機的轉(zhuǎn)速是1450r/min，而選用設(shè)計要求的主軸轉(zhuǎn)速為1r/min?？梢钥紤]利用行星輪進行大比例的降速，然后采用蝸輪變向。第十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日機構(gòu)簡圖第十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日方案二：第十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日Ⅱ送料機構(gòu)的選型：方案一：B1直接采用凸輪滑塊機構(gòu)，并且在輪同軸的齒輪組合中加入不完全齒輪以滿足間歇休止運動要求。

第十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日方案二：B2采用凸輪與四桿機構(gòu)的組合結(jié)構(gòu)實現(xiàn)既有快慢變化的運動又有休止的間歇運動。

第十五頁，共二十五頁，2022年，8月28日方案三：B3采用一個六桿機構(gòu)來代替曲柄滑塊機構(gòu)，由于設(shè)計的鉆床在空間上傳動軸之間的距離有點大，故一般四桿機構(gòu)很難實現(xiàn)這種遠距離的運動。再加上用四桿機構(gòu)在本設(shè)計中在尺寸上很小。所以考慮到所設(shè)計的機構(gòu)能否穩(wěn)定的運行因此優(yōu)先選用了如下圖的六桿機構(gòu)來實現(xiàn)。第十六頁，共二十五頁，2022年，8月28日機構(gòu)簡圖第十七頁，共二十五頁，2022年，8月28日Ⅲ定位機構(gòu)選型方案一：C1利用四桿機構(gòu)中死點的積極作用，選取凸輪結(jié)合夾緊機構(gòu)共同作用達到定位機構(gòu)和間歇定位的要求。第十八頁，共二十五頁，2022年，8月28日方案二：C2定位系統(tǒng)采用的是一個偏置直動滾子從動件盤型凸輪，因為定位系統(tǒng)要有間歇，所以就要使用凸輪機構(gòu)，但如果是平底推桿從動件，則凸輪就會失真，若增加凸輪的基圓半徑，那么凸輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)就會很大，也不求實際，所以就采用一個偏置直動滾子從動件盤型凸輪，它就可以滿足實際要求了。第十九頁，共二十五頁，2022年，8月28日機構(gòu)簡圖第二十頁，共二十五頁，2022年，8月28日Ⅳ進刀機構(gòu)方案一：D1為了達到輸出間歇運動同時能夠做到循環(huán)往復(fù)運動，采用凸輪機構(gòu)和扇形齒與齒條配合，中間采用連桿帶動。先把回轉(zhuǎn)運動動力轉(zhuǎn)化為扇形齒的往復(fù)擺動，在通過齒輪傳遞給齒條，增加一個齒輪的目的是為了使傳動更加的平穩(wěn)可靠。第二十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日機構(gòu)簡圖第二十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日方案二D2采用一個擺動滾子從動件盤行凸輪機構(gòu)來傳遞齒輪齒條機構(gòu).因為我們用一個擺動滾子從動件盤行凸輪機構(gòu)來傳遞齒輪機構(gòu)，當進刀的時候，凸輪在推程階段運行，很容易通過機構(gòu)傳遞帶動齒輪齒條嚙合