機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)+半自動(dòng)鉆床

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1、 設(shè) 計(jì) 題 目 ： 半 自 動(dòng) 鉆 床 第 一 章 設(shè) 計(jì) 要 求 第 二 章 功 能 分 解 第 三 章 機(jī) 構(gòu) 對(duì) 比 選 用 第 四 章 機(jī) 構(gòu) 組 合 第 五 章 傳 動(dòng) 方 案 設(shè) 計(jì) 第 六 章 運(yùn) 動(dòng) 協(xié) 調(diào) 性 設(shè) 計(jì) 第 七 章 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 第 八 章 方 案 評(píng) 價(jià) 1.1功 能 要 求 半 自 動(dòng) 鉆 床 機(jī) 能 夠 實(shí) 現(xiàn) 送 料 、 定 位 、 和 孔 的 一 體 化 功 能 。 設(shè) 計(jì) 要 求 的機(jī) 床 的 進(jìn) 料 機(jī) 構(gòu) 工 作 行 程 大 于 等 于 40mm， 動(dòng) 力 鉆 頭 工 作 行 程 大 于18mm， 電 動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 1450r/min， 每

2、 分 鐘 1件 構(gòu) 件 加 工 好 。 半 自 動(dòng) 鉆 床 機(jī) 由 送 料 機(jī) 構(gòu) ， 定 位 機(jī) 構(gòu) ， 進(jìn) 刀 機(jī) 構(gòu) 以 及 電 動(dòng) 機(jī) 組 成 。 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 ， 最 終 由 進(jìn) 刀 機(jī) 構(gòu) 負(fù) 責(zé) 動(dòng) 力 頭 的 升 降 來 進(jìn) 行 鉆 孔 工 作 。 選 擇 送 料 機(jī) 構(gòu) 時(shí) 要 考 慮 到 被 加 工 的 構(gòu) 件 的 形 狀 ， 送 料 機(jī) 構(gòu) 要 以 直 線 、間 隙 、 定 量 地 將 要 加 工 的 構(gòu) 件 送 入 加 工 臺(tái) ， 可 用 來 回 往 復(fù) 移 動(dòng)

3、 構(gòu) 件 走直 線 軌 跡 段 推 構(gòu) 件 向 前 進(jìn) ， 用 定 位 機(jī) 構(gòu) 來 定 住 構(gòu) 件 的 要 被 加 工 的 位 置 ，加 緊 之 后 再 鉆 ， 打 好 孔 之 后 再 退 刀 ， 退 出 時(shí) 可 以 用 送 料 機(jī) 構(gòu) 送 的 構(gòu) 件推 出 加 工 臺(tái) ， 以 此 來 實(shí) 現(xiàn) 循 環(huán) 加 工 。 1.半 自 動(dòng) 鉆 床 至 少 包 括 凸 輪 機(jī) 構(gòu) 、 齒 輪 機(jī) 構(gòu) 在 內(nèi) 的 三 種 機(jī)構(gòu) ； 2.設(shè) 計(jì) 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 并 確 定 其 傳 動(dòng) 比 分 配 ， 并 在 圖 紙 上 畫 出 傳動(dòng) 系 統(tǒng) 圖 ； 3. 圖 紙 上 畫 出 半 自 動(dòng) 鉆 床 的 機(jī) 構(gòu) 運(yùn)

4、 動(dòng) 方 案 簡(jiǎn) 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 。 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 。 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 。 畫 出 從 動(dòng) 件 運(yùn) 動(dòng) 規(guī) 律 線 圖 及 凸 輪 廓 線 圖 ； 5.設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 其 他 機(jī) 構(gòu) ； 6.編 寫 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 說 明 書 ； 10 20 30 45 60 75 90 105270 300 360送 料 快

5、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) 慢 進(jìn) 快 退 休 止1.3方 案 提 示要 求 設(shè) 計(jì) 該 半 自 動(dòng) 鉆 床 的 送 料 、 定 位 、 及 進(jìn) 刀 的 整 體 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 。 其 中 ： 1.鉆 頭 由 動(dòng) 力 頭 驅(qū) 動(dòng) ， 設(shè) 計(jì) 者 只 需考 慮 動(dòng) 力 頭 的 進(jìn) 刀 （ 升 降 ） 運(yùn) 動(dòng) 。 2. 除 動(dòng) 力 頭 升 降 機(jī) 構(gòu) 外 ， 還 需 要 設(shè)計(jì) 送 料 機(jī) 構(gòu) 、 定 位 機(jī) 構(gòu) 。 各 機(jī) 構(gòu) 運(yùn)動(dòng) 循 環(huán) 要 求 見 下 表 。 3. 可 采 用 凸 輪 軸 的 方 法 分 配 協(xié) 調(diào) 各機(jī) 構(gòu)

6、 運(yùn) 動(dòng) 。 加 工 工 件 及 尺 寸 ： 半 自 動(dòng) 鉆 床 的 工 作 原 理 是 利 用 轉(zhuǎn) 頭 的 旋 轉(zhuǎn)和 進(jìn) 刀 切 削 掉 工 件 的 余 料 而 得 到 工 件 尺 寸形 狀 。 工 藝 動(dòng) 作 過 程 由 送 料 定 位 鉆 孔 三 部分 組 成 。 各 個(gè) 機(jī) 構(gòu) 的 運(yùn) 動(dòng) 由 同 一 電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) ，運(yùn) 動(dòng) 由 電 動(dòng) 機(jī) 經(jīng) 過 減 速 裝 置 后 分 為 兩 路 ，一 路 隨 著 傳 動(dòng) 傳 動(dòng) 皮 帶 傳 送 動(dòng) 力 到 定 位 機(jī)構(gòu) 和 送 料 機(jī) 構(gòu) ， 分 別 帶 動(dòng) 凸 輪 做 轉(zhuǎn) 動(dòng) 控 制四 桿 機(jī) 構(gòu) 對(duì) 工 件 的 定 位 和 帶 動(dòng) 凸 輪

7、四 桿 機(jī)構(gòu) 控 制 推 桿 做 往 復(fù) 直 線 運(yùn) 動(dòng) 。 另 一 路 直 接傳 動(dòng) 到 鉆 頭 的 進(jìn) 退 刀 機(jī) 構(gòu) ， 控 制 鉆 頭 的 進(jìn)退 。 基 本 運(yùn) 動(dòng) 為 ： 推 桿 的 往 復(fù) 直 線 運(yùn) 動(dòng) ， 定 位機(jī) 構(gòu) 的 間 歇 運(yùn) 動(dòng) 和 鉆 頭 的 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) 。 此 外 ， 還 要 滿 足 傳 動(dòng) 性 能 要 求 ：1） 送 料 定 位 進(jìn) 刀 機(jī) 構(gòu) 在 凸 輪 軸 不同 轉(zhuǎn) 角 時(shí) 候 快 慢 行 程 不 同 。 2） 各 個(gè) 機(jī) 構(gòu) 之 間 的 配 合 相 互 有 序 ，滿 足 凸 輪 軸 轉(zhuǎn) 角 對(duì) 應(yīng) 的 性 能 要 求 。 根 據(jù) 前 述 設(shè) 計(jì) 要 求

8、 ， 送 料 機(jī) 構(gòu) 應(yīng) 該 做 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) ，并 且 必 須 保 證 工 作 行 程 中 有 快 進(jìn) 、 休 止 和 快 退過 程 。 定 位 機(jī) 構(gòu) 也 有 休 止 、 快 進(jìn) 、 快 退 過 程 。進(jìn) 刀 機(jī) 構(gòu) 有 快 進(jìn) 和 慢 進(jìn) 、 快 退 和 休 止 過 程 。 此外 三 個(gè) 機(jī) 構(gòu) 之 間 還 要 滿 足 隨 著 凸 輪 軸 轉(zhuǎn) 角 不 同完 成 動(dòng) 作 的 過 程 不 同 且 相 互 配 合 。 這 些 運(yùn) 動(dòng) 要求 不 一 定 完 全 能 夠 達(dá) 到 ， 但 必 須 保 證 三 者 之 間相 互 滿 足 凸 輪 不 同 角 度 時(shí) 候 配 合 完 好 ， 以 及 送料

9、 機(jī) 構(gòu) 的 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) 和 進(jìn) 刀 機(jī) 構(gòu) 的 往 復(fù) 循 環(huán) 及 各個(gè) 機(jī) 構(gòu) 的 間 歇 運(yùn) 動(dòng) 。 方 案 一 ： A1由 于 電 動(dòng) 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 速 是 1450r/min， 而選 用 設(shè) 計(jì) 要 求 的 主 軸 轉(zhuǎn) 速 為 1r/min。 可以 考 慮 利 用 行 星 輪 進(jìn) 行 大 比 例 的 降 速 ，然 后 采 用 蝸 輪 變 向 。 方 案 二 ： 方 案 一 ： B1直 接 采 用 凸 輪 滑 塊 機(jī) 構(gòu) ， 并 且 在 輪 同軸 的 齒 輪 組 合 中 加 入 不 完 全 齒 輪 以 滿 足 間歇 休 止 運(yùn) 動(dòng) 要 求 。 方 案 二 ： B2采 用 凸 輪 與

10、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) 。 方 案 三 ： B3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) 。 再 加 上 用 四 桿 機(jī) 構(gòu) 在 本 設(shè)計(jì) 中 在 尺 寸 上 很 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) 。 方

11、 案 一 ： C1利 用 四 桿 機(jī) 構(gòu) 中 死 點(diǎn) 的 積 極 作 用 ， 選取 凸 輪 結(jié) 合 夾 緊 機(jī) 構(gòu) 共 同 作 用 達(dá) 到 定 位 機(jī)構(gòu) 和 間 歇 定 位 的 要 求 。 方 案 二 ： 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 為 定 位 系 統(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

12、 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 。 方 案 一 ： 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) 。 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 二 D2采 用 一 個(gè) 擺 動(dòng) 滾 子 從 動(dòng) 件 盤 行 凸 輪 機(jī) 構(gòu) 來 傳 遞齒 輪 齒 條 機(jī) 構(gòu) .因 為 我 們 用 一 個(gè) 擺 動(dòng) 滾 子 從 動(dòng) 件 盤行 凸 輪 機(jī) 構(gòu) 來 傳 遞 齒 輪 機(jī) 構(gòu) ， 當(dāng) 進(jìn) 刀 的 時(shí) 候 ， 凸輪 在 推 程 階 段 運(yùn) 行 ， 很 容 易 通 過 機(jī) 構(gòu) 傳 遞 帶 動(dòng) 齒輪 齒 條 嚙 合 .帶 動(dòng) 動(dòng) 刀 頭 來 完 成 鉆 孔 ， 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 。