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半自动钻床优秀课程设计.doc
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1、课程设计说明书 课程名称: 半自动钻床 专 业: 机械设计制造及其自动化 班 级: 学 号: 姓 名: 指导老师: 01月06日目录: 一、课程设计要求2二、所设计机构工作原理4三、功效分解图和实施机构动作6五、机构运动总体方案图(机构运动简图)11六、实施机构设计过程及尺寸计算12七、机构组合15八、工作循环图16九、设计总结17一、课程设计要求1.设计题目设计加工图1所表示工件12mm孔半自动钻床。进刀机构负责动力头升降,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。 图1 加工工件 图2半自动钻床设计数据参看表3。方案号进料机构工作行程mm定位机构工作行程mm动力头
2、工作行程 mm电动机转速r/mm工作节拍(生产率)件/minA40301514501B35252014002C3020109601表3 半自动钻床凸轮设计数据2.设计任务1)半自动钻床最少包含凸轮机构、齿轮机构在内三种机构。2)设计传动系统并确定其传动比分配。3) 图纸上画出半自动钻床机构运动方案简图和运动循环图。4)凸轮机构设计计算。按各凸轮机构工作要求,自选从动件运动规律,确定基圆半径,校核最大压力角和最小曲率半径。对盘状凸轮要用电算法计算出理论廓线、实际廓线值。画出从动件运动规律线图及凸轮廓线图。5)设计计算其它机构。6)编写设计计算说明书。7)学生可深入完成:凸轮数控加工,半自动钻床计
3、算机演示验证等。3.设计提醒1)钻头由动力头驱动,设计者只需考虑动力头进刀(升降)运动。2)除动力头升降机构外,还需设计送料机构、定位机构。各机构运动循环要求见表4。3)可采取凸轮轴方法分配协调各机构运动。表4 机构运动循环要求凸轮轴转角10203045607590105270300360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二、所设计机构工作原理1.机构工作原理该系统由电机驱动,经过变速传动将电机1450r/min降到主轴2r/min,和传动轴相连各机构控制送料,定位,和进刀等工艺动作,最终由凸轮机 经过齿轮传动带动齿条上下平稳地运动,这么动力头也就能带动刀具平
4、稳地上下移动从而确保了较高加工质量,具体选择原理和工作原理以下:2.机构选择原理(1)原动机分类: 原动机种类按其输入能量不一样能够分为两类: 1)一次原动机这类原动机是把自然界能源直接转变为机械能,所以称为一次原动机。属于这类原动机有柴油机,汽油机,汽轮机和燃汽机等。 2)二次原动机这类原动机是将发电机等能机所产生多种形态能量转变为机械能,所以称为二次原动机。属于这类原动机有电动机,液压马达,气压马达,汽缸和液压缸等。(2)选择原动机时需考虑原因:1)考虑现场能源供给情况。2)考虑原动机机械特征和工作制度和工作相匹配。3)考虑工作机对原动机提出开启,过载,运转平稳,调速和控制等方面要求。4)
5、考虑工作环境影响。5)考虑工作可靠,操作简易,维修方便。6)为了提升机械系统经济效益,须考虑经济成本:包含初始成本和运转维护成本。总而言之,在半自动钻床中最益选择二次原动机中电动机作为原动件。3.传动机构选择和工作原理(1)传动机构作用1)把原动机输出转矩变换为实施机构所需转矩或力。2)把原动机输出速度降低或提升,以适应实施机构需要。3)用原动机进行调速不经济和不可能时,采取变速传动来满足实施机构常常调要求4)把原动机输出等速回转运动转变5)实现由一个或多个动力机驱动或若干个速度相同或不一样实施机构。6)因为受机体外形,尺寸限制,或为了安全和操作方便,实施机构不宜和原动机直接连接时,也需要用传
6、动装置来联接。(2)传动机构选择标准1)对于小功率传动,应在考虑满足性能需要下,选择结构简单传动装置,尽可能降低初始费用。2)对大功率传动,应优先考虑传动效率,节省能源,降低运转费用和维修费用。3)当实施机构要求变速时,若能和动力机调速比相适应,可直接连接或采取定传动比传动装置;当实施机构要求变速范围大。用动力机调速不能满足机械特征和经济性要求时,则应采取变传动比传动;除实施机构要求连续变速外,尽可能采取有级变速。 4)实施机构上载荷改变频繁,且可能出现过载,这时应加过载保护装置。5)主,从动轴要求同时时,应采取无滑动传动装置。6)动装置选择必需和制造水平相适应,尽可能选择专业厂生产标准传动装
7、置,加减速器,变速器和无级变速器等。三、功效分解图和实施机构动作1.功效分解图以下图图32.实施构件选择(1)减速传动功效 选择经济成本相对较低,而且含有传动效率高,结构简单,传动比大特点,可满足含有较大传动比工作要求,故我们这里就采取行星轮系来实现我设计传动。(2)定位功效因为我们设计机构要有间歇往复运动,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,当凸轮由远休到近休运动过程中可经过两侧弹簧实现定位机构回位,等候送料,凸轮循环运动完成了此功效。、(3)进料功效进料也要要求有一定间歇运动,我们能够用圆锥齿轮来实现换向,然后经过和齿轮啮合来传输,再在齿轮上安装一个直动滚子从动件盘型凸
8、轮机构,用从动件滚子推杆直线往复运动实现进料。(4)进刀功效 采取凸轮循环运动,推进滚子使滚子摆动一个角度,经过杠杆摆动弧度放大原理将滚子摆动角度进行放大.可增大刀具进给量,在杠杆另一端焊接一个 圆弧齿轮,圆弧齿轮摆动实现齿轮转动,齿轮转动再带动动力头升降运动实现进刀.四、运动方案选择和比较1.方案分析和比较(1)减速机构:因为电动机转速是1450r/min,而设计要求主轴转速为2r/min,利用行星轮进行大百分比降速,然后用圆锥齿轮实现方向转换。图4-1 (2)对比机构:定轴轮系传动;传动比 =n输入/n输出 =700 传动比很大,要用多级传动。图4-2. 图4-2 (3) 进刀机构: 采取
9、一个摆动滚子从动件盘行凸轮机构来传输齿轮齿条机构.因为我们用一个摆动滚子从动件盘行凸轮机构来传输齿轮机构,当进刀时候,凸轮在推程阶段运行,很轻易经过机构传输带动齿轮齿条啮合.带动动刀头来完成钻孔,摆杆转动幅度也是等于齿廓转动幅度,两个齿轮来传动也含有稳性。 图4-3 (4)对比机构:在摆杆上加一个平行四边行四杆机构,这么也能够来实现传动,不过当加了四杆机构以后并没有达成改善传动效果,只是多增加了四杆机构,为了使机构结构紧凑,又能完成需要传动,所以选择了一个摆动滚子从动件盘行凸轮机构。 图4-4 (5)送料系统:采取一个六杆机构来替换曲柄滑块机构,因为设计钻床在空间上传动轴之间距离有点大,故通常
10、四杆机构极难实现这种远距离运动。再加上用四杆机构在本设计中在尺寸上很小。所以考虑到所设计机构能否稳定运行所以优先选择了以下图六杆机构来实现。因为本设计送料时不要求在传动过程中有间歇,所以不需要使用凸轮机构。图4-5。 图4-5(6)对比机构:所选择对比四杆机构以下图(图4-6),因为在空间上轴和轴之间距离较大,但选择下来此四杆尺寸太小。故优先选择六杆机构。 图4-6 (7)定位系统:定位系统采取是一个偏置直动滚子从动件盘型凸轮,因为定位系统要有间歇,所以就要使用凸轮机构,但假如是平底推杆从动件,则凸轮就会失真,若增加凸轮基圆半径,那么凸轮机构结构就会很大,也不求实际,所以就采取一个偏置直动滚子
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