半自动钻床课程设计说明书
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1、 机械原理课程设计说明书设 计 题 目：半自动钻床目录设计任务书11. 工作原理分析42. 功能分解及工艺动作42.1功能分解图42.2工艺动作53. 原始数据及计算53.1原始数据处理53.2拟定运动循环图74. 方案设计思路及讨论改进84.1方案设计思路84.2方案讨论改进105. 执行机构的设计145.1行星轮的计算145.2送料机构分析165.3动力头机构分析165.4定位机构分析185.5夹紧机构分析186. 总机评价197.设计感想208.参考文献211、工作原理分析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&#
2、160;钻孔三部分组成。各个机构的运动由同一电机驱动，运动由电动机经过减速装置后分为两路，一路随着传动传动皮带传送动力到定位机构和送料机构，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。另一路直接传动到钻头的进退刀机构，控制钻头的进退。 2、功能分解及工艺动作2.1 功能分解图如下2.2工艺动作基本运动为：推杆的往复直线运动，定位机构的间歇运动和钻头的往复运动。 此外，还要满足传动性能要求： 1 送料 、定位、 进刀机构在凸轮轴不同转角时候快慢行程不同。2 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。 3、原始数据及计算 3.1原始数据处理
3、根据任务书的要求，该机械的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，并由定位机构可靠固定。3个执行构件的运动形式为：(1) 送料机构做水平的往复运动，工作行程是40mm。开始送料机构先迅速的把胚料送到加工台，稍作停顿后立刻返回，在工件的加工过程中保持休止。其位移线图大致如图3-1所示。(2) 动力头完成往复（铅垂上下）直线运动，下移到最低点后立刻上移。在下移前一段时间是快速趋近15mm，这段时间正好用于送料和定位。动力头的行程是27.5mm。若机构主动作一转完成一个运动循环，则上冲头位移线图的形状大致如图3-2所示。(3) 定位机构也是在水平面做往复运动，在工件加工的时候对工
4、件起定位的作用。行程是30mm。其位移线图大致如图3-3所示。3.2根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 拟定运动循环图的目的是确定各机构执行构件动作的先后顺序、相位，以利于设计、装配和调试。 进刀机构每完成一个运动循环，以该主动件的转角作为横坐标，以各构件执行构件的位移为纵坐标做出曲线。运动循环图的位移曲线主要着眼于运动的起迄位置，根据上述表述作出半自动钻床的运动循环图如图3-5所示。4、方案设计思路及讨论改进4.1方案设计思路4.1.1减速传动功能根据设计要求，需要将电机转速910r/min降速至1r/min。小组讨论得出三种方案：采用皮带轮减速；采用圆柱直齿轮减速；采用行星轮减速。为使成
5、本降低，减小机构的体积，并且提高传动效率，简化结构，增大传动比，所以我们选择行星轮来实现减速。4.1.2 进刀功能采用凸轮的循环运动，推动滚子使滚子摆动一个角度，通过杠杆的摆动弧度放大原理将滚子摆动角度进行放大.可增大刀具的进给量，在杠杆的另一端焊接一个圆弧齿抵圆弧齿轮的摆动实现齿轮的转动，齿轮的转动再带动动力头的升降运动实现进刀4.1.3进料功能进料也要要求有一定的间歇运动，我们用圆锥齿轮来实现换向，然后通过齿轮传动，再在齿轮上安装一个直动滚子从动件盘型凸轮机构来实现进料。4.1.4 定位功能由于我们设计的机构要有间歇往复的运动，有当凸轮由近休到远休运动过程中定位杆就阻止了工件滑动，当凸轮由
6、远休到近休运动过程中可通过两侧的弹簧实现定位机构的回位，等待送料凸轮的循环运动完成了此功能。4.2方案的讨论改进4.2.1减速机构:由于电动机的转速是910r/min,而设计要求的主轴转速为1r/min，利用星轮进行大比例的降速，然后用圆锥齿轮实现方向的转换。如图4-1。.图4-1行星轮系减速机构的运动简图 对比机构:定轴轮系传动;传动比=n输入/n输出=290传动比很大，要用多级传动。如图4-2。图4-2定轴轮系减速机构的运动简图4.2.2 动力头工作机构 采用一个摆动滚子从动件盘行凸轮机构来传递齿轮齿条机构.因为我们用一个摆动滚子从动件盘行凸轮机构来传递齿轮机构，当进刀的时候，凸轮在推程阶
7、段运行，很容易通过机构传递带动齿轮齿条啮合.带动动刀头来完成钻孔，摆杆转动的幅度也是等于齿廓转动的幅度，两个齿轮来传动也具有稳性。 图4-3动力头工作机构的运动简图 对比机构1：也是采用一个摆动滚子从动件盘行凸轮机构来传递齿轮齿条机构但比法案一简单。但是没有杠杆，不能滑动很大的范围。如图4-4。 图4-4对比机构的运动简图对比机构2：利用曲柄滑块机构，可以实现周期性的进刀退刀，有急退急进功能，但是动力传动布置不方便。A处连接动力轴. 如图4-5。图4-5对比机构2的运动简图4.2.3送料机构:采用一个六杆机构来代替曲柄滑块机构，由于设计的钻床在空间上传动轴之间的距离有点大，故一般四杆机构很难实
