機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)半自動(dòng)鉆床

機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)半自動(dòng)鉆床第一頁(yè)，共二十五頁(yè)，2022年，8月28日第一章概述及其設(shè)計(jì)要求1.1功能要求半自動(dòng)鉆床機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)送料、定位、和孔的一體化功能。設(shè)計(jì)要求的機(jī)床的進(jìn)料機(jī)構(gòu)工作行程大于等于40mm，動(dòng)力鉆頭工作行程大于18mm，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1450r/min，每分鐘1件構(gòu)件加工好。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。第二頁(yè)，共二十五頁(yè)，2022年，8月28日1.2設(shè)計(jì)任務(wù)要求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(huà)出傳動(dòng)系統(tǒng)圖；3.圖紙上畫(huà)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(huà)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(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)；第三頁(yè)，共二十五頁(yè)，2022年，8月28日1.3方案提示

10o20o30o45o60o75o90o105o～270o300o360o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)慢進(jìn)快退休止1.3方案提示要求設(shè)計(jì)該半自動(dòng)鉆床的送料、定位、及進(jìn)刀的整體傳動(dòng)系統(tǒng)。其中：第四頁(yè)，共二十五頁(yè)，2022年，8月28日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。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)。第五頁(yè)，共二十五頁(yè)，2022年，8月28日1.4設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及工件尺寸加工工件及尺寸：第六頁(yè)，共二十五頁(yè)，2022年，8月28日第二章功能分解第七頁(yè)，共二十五頁(yè)，2022年，8月28日半自動(dòng)鉆床的工作原理是利用轉(zhuǎn)頭的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)刀切削掉工件的余料而得到工件尺寸形狀。工藝動(dòng)作過(guò)程由送料定位鉆孔三部分組成。各個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)由同一電機(jī)驅(qū)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)減速裝置后分為兩路，一路隨著傳動(dòng)傳動(dòng)皮帶傳送動(dòng)力到定位機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)，分別帶動(dòng)凸輪做轉(zhuǎn)動(dòng)控制四桿機(jī)構(gòu)對(duì)工件的定位和帶動(dòng)凸輪四桿機(jī)構(gòu)控制推桿做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。另一路直接傳動(dòng)到鉆頭的進(jìn)退刀機(jī)構(gòu)，控制鉆頭的進(jìn)退。基本運(yùn)動(dòng)為：推桿的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，定位機(jī)構(gòu)的間歇運(yùn)動(dòng)和鉆頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。第八頁(yè)，共二十五頁(yè)，2022年，8月28日

此外，還要滿足傳動(dòng)性能要求：1）送料定位進(jìn)刀機(jī)構(gòu)在凸輪軸不同轉(zhuǎn)角時(shí)候快慢行程不同。2）各個(gè)機(jī)構(gòu)之間的配合相互有序，滿足凸輪軸轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的性能要求。第九頁(yè)，共二十五頁(yè)，2022年，8月28日第三章機(jī)構(gòu)選用根據(jù)前述設(shè)計(jì)要求，送料機(jī)構(gòu)應(yīng)該做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且必須保證工作行程中有快進(jìn)、休止和快退過(guò)程。定位機(jī)構(gòu)也有休止、快進(jìn)、快退過(guò)程。進(jìn)刀機(jī)構(gòu)有快進(jìn)和慢進(jìn)、快退和休止過(guò)程。此外三個(gè)機(jī)構(gòu)之間還要滿足隨著凸輪軸轉(zhuǎn)角不同完成動(dòng)作的過(guò)程不同且相互配合。這些運(yùn)動(dòng)要求不一定完全能夠達(dá)到，但必須保證三者之間相互滿足凸輪不同角度時(shí)候配合完好，以及送料機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的往復(fù)循環(huán)及各個(gè)機(jī)構(gòu)的間歇運(yùn)動(dòng)。第十頁(yè)，共二十五頁(yè)，2022年，8月28日Ⅰ變速機(jī)構(gòu)方案一：A1由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是1450r/min，而選用設(shè)計(jì)要求的主軸轉(zhuǎn)速為1r/min?？梢钥紤]利用行星輪進(jìn)行大比例的降速，然后采用蝸輪變向。第十一頁(yè)，共二十五頁(yè)，2022年，8月28日機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖第十二頁(yè)，共二十五頁(yè)，2022年，8月28日方案二：第十三頁(yè)，共二十五頁(yè)，2022年，8月28日Ⅱ送料機(jī)構(gòu)的選型：方案一：B1直接采用凸輪滑塊機(jī)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(yùn)動(dòng)要求。

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

第十五頁(yè)，共二十五頁(yè)，2022年，8月28日方案三：B3采用一個(gè)六桿機(jī)構(gòu)來(lái)代替曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，由于設(shè)計(jì)的鉆床在空間上傳動(dòng)軸之間的距離有點(diǎn)大，故一般四桿機(jī)構(gòu)很難實(shí)現(xiàn)這種遠(yuǎn)距離的運(yùn)動(dòng)。再加上用四桿機(jī)構(gòu)在本設(shè)計(jì)中在尺寸上很小。所以考慮到所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)能否穩(wěn)定的運(yùn)行因此優(yōu)先選用了如下圖的六桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。第十六頁(yè)，共二十五頁(yè)，2022年，8月28日機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖第十七頁(yè)，共二十五頁(yè)，2022年，8月28日Ⅲ定位機(jī)構(gòu)選型方案一：C1利用四桿機(jī)構(gòu)中死點(diǎn)的積極作用，選取凸輪結(jié)合夾緊機(jī)構(gòu)共同作用達(dá)到定位機(jī)構(gòu)和間歇定位的要求。第十八頁(yè)，共二十五頁(yè)，2022年，8月28日方案二：C2定位系統(tǒng)采用的是一個(gè)偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤型凸輪，因?yàn)槎ㄎ幌到y(tǒng)要有間歇，所以就要使用凸輪機(jī)構(gòu)，但如果是平底推桿從動(dòng)件，則凸輪就會(huì)失真，若增加凸輪的基圓半徑，那么凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)就會(huì)很大，也不求實(shí)際，所以就采用一個(gè)偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤型凸輪，它就可以滿足實(shí)際要求了。第十九頁(yè)，共二十五頁(yè)，2022年，8月28日機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖第二十頁(yè)，共二十五頁(yè)，2022年，8月28日Ⅳ進(jìn)刀機(jī)構(gòu)方案一：D1為了達(dá)到輸出間歇運(yùn)動(dòng)同時(shí)能夠做到循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，采用凸輪機(jī)構(gòu)和扇形齒與齒條配合，中間采用連桿帶動(dòng)。先把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)化為扇形齒的往復(fù)擺動(dòng)，在通過(guò)齒輪傳遞給齒條，增加一個(gè)齒輪的目的是為了使傳動(dòng)更加的平穩(wěn)可靠。第二十一頁(yè)，共二十五頁(yè)，2022年，8月28日機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖第二十二頁(yè)，共二十五頁(yè)，2022年，8月28日方案二D2采用一個(gè)擺動(dòng)滾子從動(dòng)件盤行凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)傳遞齒輪齒條機(jī)構(gòu).因?yàn)槲覀冇靡粋€(gè)擺動(dòng)滾子從動(dòng)件盤行凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)傳遞齒輪機(jī)構(gòu)，當(dāng)進(jìn)刀的時(shí)候，凸輪在推程階段運(yùn)行，很容易通過(guò)機(jī)構(gòu)傳遞帶動(dòng)齒輪齒條嚙合