课程设计机械原理半自动钻床设计.doc

课程设计 课程名称： 机械原理 学 院： 机械工程学院 专 业：机械制造及自动化 姓 名： 学 号： 年 级： 2010级 任课教师： 2013年1月18日 贵州大学机械工程学院 机械原理课程设计任务书题号03 半自动钻床 一、设计题目及原始数据 设计加工所示工件ф12mm孔的半自动钻床。进刀机构负责动力头的升降，送料机构将被加工工件推入加工位置，并由定位机构使被加工工件可靠固定。 半自动钻床设计数据参看下表。 半自动钻床凸轮设计数据表 方案号 进料机构 工作行程 mm 定位机构 工作行程 mm 动力头 工作行程 mm 电动机转速 r/mm 工作节拍（生产率） 件/min A 40 30 15 1450 1 B 35 25 20 1400 2 C 30 20 10 960 1 二、设计方案 1.钻头由动力头驱动，设计者只需考虑动力头的进刀（升降）运动。 2. 除动力头升降机构外，还需要设计送料机构、定位机构。各机构运动循环要求见下表。 机构运动循环要求表 凸轮轴转角 10o 20o 30o 45o 60o 75o 90o 105o～270o 300o 360o 送料 快进 休止 快退 休止 定位 休止 快进 休止 快退 休止 进刀 休止 快进 快进 快退 休止 3. 可采用凸轮轴的方法分配协调各机构运动。 三、 目 录 一．机构的工作原理 5 二．功能分解图，执行机构动作 7 三．机构的选用 8 四．机构运动总体方案图 16 五．执行机构设计及尺寸计算 18 六．工作循环图 23 七．proe运动分析 25 附录 26 总结 39 参考文献 40 一、机构的工作原理 1、机构的工作原理: 该系统由电机驱动，通过变速传动将电机的1450r/min降到主轴的1r/min，与传动轴相连的各机构控制送料，定位，夹紧和进刀等工艺动作，最后由凸轮机构通过齿轮传动带动齿条上下平稳地运动,这样动力头也就能带动刀具平稳地上下移动从而保证了较高的加工质量。具体的选择原理和工作原理如下： (1) 选择电动机时需考虑的因素：电动机的选择需考虑工作环境的影响；同时还要考虑是否工作可靠，操作简易，维修方便；除此之外，为了提高机械系统的经济效益，还需考虑经济成本。 (2) 传动机构的作用：①把电动机输出的转矩变换为执行机构所需的转矩或力；②把电动机输出的转矩变换为执行机构所需的转矩或力；③当不可能用电动机进行调速时，采用变速传动来满足执行机构的调速要求；④由于受机体的外形，尺寸的限制，或为了安全和操作方便，执行机构不宜与原动机直接连接时，也需要用传动装置来联接。 (3)传动机构选择的原则：①对于小功率传动，应在考虑满足性能的需要下，选用结构简单的传动装置，尽可能降低初始费用；②对大功率传动，应优先考虑传动的效率，节约能源，降低运转费用和维修费用；③当执行机构要求变速时，若能与动力机调速比相适应，可直接连接或采用定传动比的传动装置；当执行机构要求变速范围大，用动力机调速不能满足机械特性和经济性要求时，则应采用变传动比传动；除执行机构要求连续变速外，尽量采用有级变速。④主，从动轴要求同步时，应采用无滑动的传动装置；⑤动装置的选用必须与制造水平相适应，尽可能选用专业厂生产的标准传动装置，加减速器，变速器和无级变速器等。 二、功能分解图，执行机构动作 功能分解图如下图： 半自动钻床的工作原理是利用转头的旋转和进刀切削掉工件的余料而得到工件尺寸形状。工艺动作过程由送料、定位、夹紧、钻孔三部分组成。各个机构的运动由同一电机驱动，随着传动皮带传送动力到定位机构、夹紧机构和送料机构，分别带动凸轮做转动控制四杆机构对工件的定位和带动凸轮四杆机构控制推杆做往复直线运动。 基本运动为：推杆的往复直线运动，定位机构与夹紧机构的间歇运动和钻头的往复运动。送料、定位、夹紧和进刀机构在凸轮轴不同转角时候快慢行程不同。各个机构之间的配合相互有序，满足凸轮轴转角对应的性能要求。 三、机构的选用 根据前述设计要求，送料机构应该做往复运动。定位机构也有休止、快进、快退过程。进刀机构有快进和慢进、快退和休止过程。此外三个机构之间还要满足随着凸轮轴转角不同完成动作的过程不同且相互配合。这些运动要求不一定完全能够达到，但必须保证三者之间相互满足凸轮不同角度时候配合完好，以及送料机构的往复运动和进刀机构的往复循环及各个机构的间歇运动。 1、变速机构： 如（图3.1.1），由于电动机的转速是1450r/min，而选用设计要求的主转速为1r/min