机械原理课程设计(定稿).

1、20146,127,4一、设计题目 11、设计题目 12、原始数据及设计要求 13、设计任务 24、机构示意图 2二、运动方案设计 31、工作原理和工艺动作分解32、机械执行机构的选择和评定 43、根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 84、机械传动系统的设计选择和评定 9三、执行机构尺寸设计 91、执行机构各部分尺寸设计 92、机构运动简图 .123、三维装配图 .12四、设计总结 .13五、参考文献 .13机械原理课程设计说明书一、设计题目1设计题目一：半自动钻床2、简介半自动钻床机能够实现送料、定位、和孔一体化的功能。设计要求 的机床的送料机构工作行程大于等于35mm动力钻头工作行程大于

2、20mm电动机转速1400r/min，每分钟2件构件加工就好。半自动钻床机有送料机构，定位够，进到机构以及电动机组成，送 料机够将被加工工件推入加工位置并有定位机构是被加工工件可靠固 定，最终由进到机构负责动力头的升降来进行钻孔工作。选择送料机构是要考虑被加工的构件的形状，送料机构要以直线、 间隙、定量的将要加工的构件送入加工台，可用来会往复移动构件走直 线轨迹段推构件向前进，用定位机构来定位柱构件的要被加工的位置， 夹紧之后再钻孔，打好孔之后再退刀，退出是可以用送料机够送的构件 推出加工台，以此来实现循环加工。3原始数据及设计要求(1) 设计原始数据如下表所示:进料机构工作行程mm定位机构工

3、作行程mm动力头工作行程Mm电动机转速r/mi n工作节拍(生产率)件 /min35252014002表1半自动钻床凸轮设计数据凸轮轴转角10o20o30o45o60o75o90o270o300o360o送料快进休止快退休止定位夹紧休止快进及夹紧休止快退进刀休止快进工进快退休止表2机构运动循环要求(2)设计要求：半自动钻床一般至少包括凸轮机构、齿轮机构和连杆机构在内的三种机构；至 少设计出三种能实现该分类机运动形式要求的机构，绘制所选机构的机构示意图(绘制在说明书上)，比较其优缺点，并最终选出一个自己认为最合适的机构进行 机构综合设计，绘制出其机构运动简图。1. 设计传动系统并确定其传动比分配

4、(皮带传动传动比i2,每级齿轮传动传 动比 i < 7.5)。2. 在图纸上画出半自动钻床的传动系统方案图。3、设计任务(1) 本题设计的时间为一周；(2) 根据功能要求，确定工作原理和工艺动作分解；(3) 执行机构选型与设计：构思出至少 3种运动方案，并在说明书中画出运动方 案草图，经对所有运动方案进行分析比较后，选择其中你认为比较好的方案进行详 细设计；(4) 对选择的方案画出机构运动循环图；(5) 机械传动系统的设计；（6）对选择的方案执行机构进行尺寸设计；（6）编写设计说明书，附源程序和计算结果4、半自动钻床示意图半自动钻床的机械示意图环用图1半自动钻床示意图1、带轮2、有凹槽的

5、圆柱凸轮 3.4连体凸轮（4夹紧和3定位）5、进刀凸轮&进刀机构连杆7、进刀齿轮（两齿轮相同）（A1,A2,A3,A4分别为各机构复位弹簧）二、运动方案设计1、工作原理和工艺动作分解(1)工作原理：半自动钻床的工作原理是利用钻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、进刀三部分组成。各个 机构的运动由同一电动机驱动，运动由电动机经过减速装置后分为两路，一路随着 传动系统传送动力到定位夹紧机构和进刀机构，分别带动凸轮做转动控制连杆对工 件的定位和通过齿轮带动齿条和动力头做往复直线运动。另一路直接传动到送料机 构，控制的送料机构的进退。即该系统由电动

6、机驱动，通过变速传动将电动机的转 速由1400r/min降到主轴的2r/min，与传动轴相连的凸轮机构控制送料， 定位夹紧 和进刀等工艺动作。三个执行构件的运动形式为：1. 进刀机构动力头做垂直的往复直线运动，下移到最低点后立刻上移。在下移之前有一段休止时间，此段时间则用于送料和定位夹紧。其中动力头的行程为20mm2. 送料机构做水平的往复运动，工作行程是35mm初始时，送料机构迅速地将被加工工件送到指定加工位置，稍作停顿后立即返回，且其在工件的加工过程中保持休止。3. 定位夹紧机构在水平面内做近似垂直直线运动，在工件的加工过程中对工件 起固定的作用。其中夹紧装置的垂直行程为 25mm(2)

7、工艺动作分解:送料机构功能原动机输出动力变速齿轮机构定位夹紧机构功能送料、定位夹紧、进刀依靠凸轮机构协调工作4机械原理课程设计说明书#机械原理课程设计说明书进刀机构功能5机械原理课程设计说明书2、机械执行机构的选择和评定(1) 进刀执行机构方案一：采用一个直动滚子从动件盘行凸轮机构并结合滑块导杆传递齿轮齿条 机构。进刀时，凸轮在推程阶段运行，其通过机构传递带动齿轮齿条啮合，进而带 动动力头完成钻孔。导杆垂直移动的距离即为齿轮弧转动的角度，且齿轮齿条传动 具有稳定性。6机械原理课程设计说明书#机械原理课程设计说明书方案二：采用一个曲柄导杆机构来传递齿轮齿条机构，但由于没有杠杆，所以不能传动很大的

8、范围。方案三：用凸轮直接带动摆杆运动，结构比较紧凑，但是摆杆缺少弹簧相连, 很难实现工作后的复位动作。7机械原理课程设计说明书#机械原理课程设计说明书(最终选择方案一)(2) 供料机构方案一：采用一个直动滚子从动件盘行凸轮机构来完成送料机构的往复运 动。通过凸轮机构和导杆滑块实现送料时的快进、休止和快退的动作。由于采用了 杠杆，故其能够完成送料的较大传动距离。其中弹簧起到复位作用。#机械原理课程设计说明书#机械原理课程设计说明书方案二：较方案一结构简单，但由于缺少杠杆，为达到压力角要求，要求凸轮#机械原理课程设计说明书基圆半径较大，不利于远距离的运动传递，使制造成本升高，机构笨重方案三：由于在

9、空间上轴与轴之间的距离较大，选用以下四杆机构的尺寸太小(最终选择方案一)(3) 定位执行机构方案一：定位系统采用的是一个对心直动平底从动件盘型凸轮，因为定位系统 要有间歇，所以就要使用凸轮机构。(ocfe方案二：该定位机构没有凸轮不具备间歇运动的特性，和方案一不同，效率等 也有所差别。方案三：采用弹力急回间歇机构来代替偏置直动滚子从动件盘型凸轮，它是 将旋转运动转换成单侧停歇的往复运动。这样也可以完成实际要求，但是为了使设 计的机构结构紧凑，又能节省材料，所以还是选偏置直动滚子从动件盘型凸轮来完 成定位。（最终选择方案一）（4）夹紧机构选用以及工作原理同定位机构（不再详细介绍）3、根据工艺动作

10、和协调要求拟定运动循环图（1）机构工艺与功能功能执行机构工艺动作执行构件夹紧凸轮机构横向移动夹紧块钻入齿轮齿条机构垂直往复移动钻头输送物料送料头定轨运动凸轮机构止挡止挡块往复运动凸轮机构（2 ）机构组合五个机构相互配合，实现旋转，夹紧，推送，钻孔的复合运动紧凑衔接带动机构，考虑合并使用。（3）运动协调设计输送由2圆柱凸轮，送料头组合完成，实现间歇送料。止挡由凸轮3和止挡块完成凸轮旋转一周完成一次工作循环。夹紧由凸轮 4和夹紧块完成。钻头进给由凸 轮5和齿轮齿条机构完成。完成整个工作循环。（4）运动循环图（图2半自动钻床的运动循环图）4、机械传动系统的设计选择和评定减速传动机构：方案一：由于电动

11、机的转速是1400r/min,而设计要求的主轴转速为2r/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。方案二：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。（最终选择：方案一）三执行机构尺寸设计1执行机构各部分尺寸设计（1）进刀机构：工作行程为20mm;各杆尺寸如下：CD=50mmBC=20mmCE=50mmEF=125mm圆弧齿条设计如下：计圆形齿条，根据刀头的行程和凸轮的摆角，设计出圆形齿轮的半径 r=l/ B,由 B =18°, l=20mm 得到 r=63.69mm两相同齿轮设计：m=2齿数z=25，压力角=20°

12、齿条设计：m=2 z=40,压力角=20°凸轮设计：基圆半径 rb=50mm最大压力角a max=29，最小曲率半径p min=20mm(2) 送料机构的设计计算送料机构根据要求，进料机构工作行程为 35mm各杆尺寸如下：AB=100mmBC=50m,CD=50mm送料机构凸轮设计：基圆半径rb=50mm最大压力角a max=23，最小曲率半径pmi n=32mm14机械原理课程设计说明书#机械原理课程设计说明书(3) 定位夹紧机构的设计计算定位机构行程为25mm各杆尺寸如下：AB=50mm BC=100mmCD=50m,DG=20mmBF=20mm定位机构凸轮设计：基圆半径 rb=50mm最大压力角a max=28，最小曲率半径pmin=25mm(以下连体凸轮分开表示,更加直观)#机械原理课程设计说明书#机械原理课程设计说明书#机械原理课程设计说明书#机械原理课程设计说明书夹紧机构凸轮定位机构凸轮#机械原理课程设计说明书15机械原理课程设计说明书2、机构运动简图7777777777777777777177777777777773、三维装配图16机械原理课程设计说明书四. 设计总结五、参考文献1 .郑文纬吴克坚 机械原理M.高等教育出版社，1956.