【正文】 止,推桿行程h=0mm。具體設(shè)計(jì)如下:設(shè)計(jì)基圓半徑r0=40mm,偏心距e=25凸輪轉(zhuǎn)角λ=0176。=，如下圖、凸輪推桿機(jī)構(gòu)的計(jì)算分析凸輪機(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)，利用彈簧力來使?jié)L子與凸輪保持接觸，實(shí)現(xiàn)定位功能。,根據(jù)刀頭的行程和凸輪的擺角,設(shè)計(jì)出圓形齒輪的半徑r=l/β,由β=18176。360176。300176。刀具快進(jìn)，β=5176。凸輪轉(zhuǎn)角λ=60176。,凸輪轉(zhuǎn)角λ=060176。、凸輪擺桿機(jī)構(gòu)的計(jì)算分析 (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)，； (3).弧形齒條所轉(zhuǎn)過的弧長即為刀頭所運(yùn)動(dòng)的的距離。三、機(jī)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計(jì)幾計(jì)算、送料機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)計(jì)算分析送料連桿機(jī)構(gòu)：采用如下機(jī)構(gòu)來送料，根據(jù)要求，進(jìn)料機(jī)構(gòu)工作行程為40mm，可取ABCD4桿機(jī)構(gòu)的極位夾角為12度，則由得K=，急回特性不是很明顯，但對(duì)送料機(jī)構(gòu)來說并無影響。（2） 選擇原動(dòng)機(jī)時(shí)需考慮的因素 考慮現(xiàn)場(chǎng)能源的供應(yīng)情況、原動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和工作制度與工作相匹配、 工作機(jī)對(duì)原動(dòng)機(jī)提出的啟動(dòng)，過載，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，調(diào)速和控制等方面的要求、工作環(huán)境的影響、工作可靠，操作簡易，維修方便、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。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)。、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)。 采用凸輪的循環(huán)運(yùn)動(dòng),推動(dòng)滾子使?jié)L子擺動(dòng)一個(gè)角度,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.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實(shí)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(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。這樣也可以完成實(shí)際要求，但是為了使設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，又能節(jié)省材料，所以還是選偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤型凸輪來完成定位。 （四）定位機(jī)構(gòu)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，它就可以滿足我們的實(shí)際要求了。 對(duì)比機(jī)構(gòu)所選用的對(duì)比四桿機(jī)構(gòu)如下圖，由于在空間上軸與軸之間的距離較大，但選用下來此四桿的尺寸太小。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)來實(shí)現(xiàn)。 對(duì)比機(jī)構(gòu)在擺桿上加一個(gè)平行四邊行四桿機(jī)構(gòu)，這樣也可以來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，但是當(dāng)加了四桿機(jī)構(gòu)以后并沒有達(dá)到改善傳動(dòng)的效果，只是多增加了四桿機(jī)構(gòu)，為了使機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，又能完成需要的傳動(dòng)，所以選擇了一個(gè)擺動(dòng)滾子從動(dòng)件盤行凸輪（三）送料機(jī)構(gòu)采用一個(gè)六桿機(jī)構(gòu)來代替曲柄滑塊機(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)。 對(duì)比機(jī)構(gòu)對(duì)比機(jī)構(gòu)：定軸輪系傳動(dòng)；傳動(dòng)比 =n輸入/n輸出 =700 傳動(dòng)比很大，要用多級(jí)傳動(dòng)。對(duì)盤狀凸輪要用解析法計(jì)算出理論廓線、實(shí)際廓線值。 (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；(4).凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。360186?！?70186。90186。60186。30186。表（二） 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)要求表 10186。各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)要求見下表（二）。其中： ，設(shè)計(jì)者只需考慮動(dòng)力頭的進(jìn)刀（升降）運(yùn)動(dòng)。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。 專 業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí): 學(xué) 號(hào): 學(xué)生姓名: 教 師：課程名稱: 機(jī)械原理 日 期：2010/6/12 目錄一．任務(wù)書 、工作原理及工藝動(dòng)作過程3 、設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求3 、設(shè)計(jì)任務(wù)4二、 方案的分析、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能4 、原動(dòng)機(jī)的選擇原理10三、機(jī)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計(jì)幾計(jì)算 、送料機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的計(jì)算分析10 、凸輪擺桿機(jī)構(gòu)的計(jì)算分析11 、凸輪推桿機(jī)構(gòu)的計(jì)算分析12 、行星輪系的計(jì)算分析13 、凸輪設(shè)計(jì)分段圖輪廓圖和設(shè)計(jì)結(jié)果14四、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)總體方案圖及循環(huán)圖17 五、機(jī)構(gòu)總體分析19 設(shè)計(jì)總結(jié)19七、參考資料19附錄一 定位凸輪機(jī)構(gòu)21附錄二 運(yùn)動(dòng)行程圖22附錄三 機(jī)構(gòu)圖 總效果圖24一、任務(wù)書、工作原理及工藝動(dòng)作過程 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2r/min，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。 方案二 167。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。 方案一： 167。 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。167。 方案一： 167。 167。再加上用四桿機(jī)構(gòu)在本設(shè)計(jì)中在尺寸上很小。 方案三： 167。 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)。167。 方案一：167?？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。 方案一：167。Z1/Z3Z2，考慮到齒輪大小與傳動(dòng)的合理性，經(jīng)過比較設(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（176。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 =700 傳動(dòng)比很大，要用多級(jí)傳動(dòng)。,定位機(jī)構(gòu)快退,推桿行程h=20mm。凸輪轉(zhuǎn)角λ=300176。300176。,定位機(jī)構(gòu)快進(jìn),推桿行程h=20mm。凸輪轉(zhuǎn)角λ=100176。100176。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)簡單緊湊。,根據(jù)刀頭的行程和凸輪的擺角,設(shè)計(jì)出圓形齒輪的半徑r=l/β,由β=18176。360176。300176。刀具快進(jìn)，β=5176。凸輪轉(zhuǎn)角λ=60176。,凸輪轉(zhuǎn)角λ=060176。圖61： (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)，； (3).弧形齒條所轉(zhuǎn)過的弧長即為刀頭所運(yùn)動(dòng)的的距離。（機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖） 根據(jù)前面表33中實(shí)線連接的方案的運(yùn)動(dòng)簡圖確定本設(shè)計(jì)中半自動(dòng)鉆床的總體方案圖如圖51圖51五．工作循環(huán)圖圖51所示的機(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61凸輪軸轉(zhuǎn)角00～10001000～15001500～27002700～30003000～3600送料 快進(jìn) 快退定位 休止 快進(jìn) 休止 快退進(jìn)刀 休止 快進(jìn) 慢進(jìn) 休止 快退圖61六．執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過程及尺寸計(jì)算1．送料機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)采用如下分析送料連桿機(jī)構(gòu)：采用如下機(jī)構(gòu)來送料，根據(jù)要求，進(jìn)料機(jī)構(gòu)工作行程為40mm，可取ABCD4桿機(jī)構(gòu)的極位夾角為12度，則由得K=，急回特性不是很明顯，但對(duì)送料機(jī)構(gòu)來說并無影響。 方案一： 167。這樣也可以完成實(shí)際要求，但是為了使設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，又能節(jié)省材料，所以還是選偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤型凸輪來完成定位。圖46（7）定位系統(tǒng)：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，它就可以滿足我們的實(shí)際要求了。 方案二：167。故優(yōu)先選用六桿機(jī)構(gòu)。如圖45。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)來實(shí)現(xiàn)。圖44（5） 送料系統(tǒng)：采用一個(gè)六桿機(jī)構(gòu)來代替曲柄滑塊機(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)。 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)。167。如圖42. 圖42(3) 進(jìn)刀機(jī)構(gòu) ，當(dāng)進(jìn)刀的時(shí)候，凸輪在推程階段運(yùn)行，擺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的幅度也是等于齒廓轉(zhuǎn)動(dòng)的幅度，兩個(gè)齒輪來傳動(dòng)也具有穩(wěn)性。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)快退休止三．運(yùn)動(dòng)方案的選擇與比較方案的分析與比較： (1) 減速機(jī)構(gòu)： 由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是1450r/min，而設(shè)計(jì)要求的主軸轉(zhuǎn)速為2r/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。300186。105186。75186。45186。20186。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)。2. 除動(dòng)力頭升降機(jī)構(gòu)外，還需設(shè)計(jì)送料機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)。：凸輪的數(shù)控加工，半自動(dòng)鉆床的計(jì)算機(jī)演示驗(yàn)證等。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。圖1 加工工件半自動(dòng)鉆床設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)參看表3。 半自動(dòng)鉆床設(shè)計(jì)加工圖1所示工件ф12mm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。表3 半自動(dòng)鉆床凸輪設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)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/minA40301514501B35252014002C302010960齒輪機(jī)構(gòu)在內(nèi)的三種機(jī)構(gòu)。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。畫出從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖及凸輪廓線圖。，設(shè)計(jì)者只需考慮動(dòng)力頭的進(jìn)刀（升降）運(yùn)動(dòng)。各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)要求見表4。表4 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)要求凸輪軸轉(zhuǎn)角10186。30186。60186。90186?！?70186。360186。圖41（1） 對(duì)比機(jī)構(gòu)：對(duì)比機(jī)構(gòu)：定軸輪系傳動(dòng)；傳動(dòng)比 =n輸入/n輸出 =700 傳動(dòng)比很大，要用多級(jí)傳動(dòng)。圖43（4） 對(duì)比機(jī)構(gòu)： 在擺桿上加一個(gè)平行四邊行四桿機(jī)構(gòu)，這樣也可以來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，但是當(dāng)加了四桿機(jī)構(gòu)以后并沒有達(dá)到改善傳動(dòng)的效果，只是多增加了四桿機(jī)構(gòu)，為了使機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，又能完成需