【正文】 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)： 機(jī)械制造及自動(dòng)化 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 年 級(jí)： 2021 級(jí) 任課教師： 2021 年 1 月 18 日 2 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ф 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 /min A 40 30 15 1450 1 B 35 25 20 1400 2 C 30 20 10 960 1 二、設(shè)計(jì)方案 提示 ，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)要求見下表。 3 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)要求表 凸輪軸轉(zhuǎn)角 10186。 20186。 30186。 45186。 60186。 75186。 90186。 105186。～ 270186。 300186。 360186。 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) 、齒輪機(jī)構(gòu)在內(nèi)的三種機(jī)構(gòu)； ，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)方案簡圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖； 。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； ； ； 4 目 錄 一．機(jī)構(gòu)的工作原理 ............................................................................. 5 二．功能分解圖，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作 .......................................................... 7 三．機(jī)構(gòu)的選用 ..................................................................................... 8 四．機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)總體方案圖 .................................................................... 16 五． 執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸計(jì)算 ............................................................ 23 六．工作循環(huán)圖 ................................................................................... 23 七． proe 運(yùn)動(dòng)分析 ............................................................................... 25 附錄 ....................................................................................................... 26 總結(jié) ....................................................................................................... 39 參考文獻(xiàn) ............................................................................................... 40 5 一、機(jī)構(gòu)的工作原理 機(jī)構(gòu)的工作原理 : 該系統(tǒng)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過變速傳動(dòng)將電機(jī)的 1450r/min 降到主軸的 1r/min，與傳動(dòng)軸相連的各機(jī)構(gòu)控制送料，定位，夾緊和進(jìn)刀等工藝動(dòng)作，最后由凸輪機(jī)構(gòu)通過齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)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。 具體的選擇原理和工作原理如下： (1) 選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)需考慮的因素：電動(dòng)機(jī)的選擇需考慮工作環(huán)境的影響；同時(shí)還要考慮是否 工作可靠，操作簡易，維修方便；除此之外，為了提高機(jī)械系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，還需考慮經(jīng)濟(jì)成本。 (2) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用：①把電動(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；②把電動(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；③當(dāng)不可能用電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速時(shí)，采用變速傳動(dòng)來滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)速要求；④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)，也需要用傳動(dòng)裝置來聯(lián)接。 (3)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇的原則：①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)簡單的傳動(dòng)裝置，盡可能降低初始費(fèi)用；②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；③當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求變速時(shí)，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 6 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。④主，從動(dòng)軸要求同步時(shí)，應(yīng)采用無滑動(dòng)的傳動(dòng)裝置；⑤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，變速器和無級(jí)變速器等。 7 二、功能分解圖，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作 功能 分解圖如下圖： 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)作過程由送料、定位、夾緊、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)，隨著傳動(dòng)皮帶傳送動(dòng)力到定位機(jī)構(gòu)、夾緊機(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)。 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)與夾緊機(jī)構(gòu)的間歇運(yùn)動(dòng)和鉆頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。送料、定位、夾緊和進(jìn)刀機(jī)構(gòu)在凸輪軸不同轉(zhuǎn)角時(shí)候快慢行程不同。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。 8 三、 機(jī)構(gòu)的選用 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)。定位機(jī)構(gòu)也有休止、快進(jìn)、快退過程。進(jìn)刀機(jī)構(gòu)有快進(jìn)和慢進(jìn)、快退和休止過程。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)。 變速機(jī)構(gòu)： 如（圖 ），由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是 1450r/min，而選用設(shè)計(jì)要求的主轉(zhuǎn)速為 1r/min?？梢?利用行星輪進(jìn)行大比例的降速，然后 用錐齒輪變向，采用該機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)構(gòu)所占的空間較小，傳動(dòng)鏈比較短占用空間小