課程設(shè)計《半自動鉆床》

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 機械原理課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目 : 半自動鉆床 系 別 : 機電工程學院 專 業(yè) : 機械設(shè)計制造及自動化 班 級 : 設(shè) 計 者 ： 學 號 ： 同組者姓名： 　 指導(dǎo)教師 ：　 2007年7月15日 設(shè)計任務(wù) 學生姓名：

2、 專業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 班級： 課程設(shè)計題目： 半自動鉆床

3、 指導(dǎo)教師： 目錄 ……………………………………………………………….. ……………………………………….. ……………………………… ……………………………………………… ……………………………………………… 第三章 傳動機構(gòu)的選擇………………………………… 第四章主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計…………………………… 4.1定位機構(gòu)………………………………………………… 4.2送料機構(gòu)………………………………………………… 4.3進刀機構(gòu)…

4、……………………………………………… 4.4形態(tài)學矩陣圖…………………………………………. 第五章機械運動系統(tǒng)設(shè)計方案擬定…………………………… 5.1擬訂的方案…………………………………………………. 第六章方案的評價……………………………………………… 6.1方案評價表 ………………………………………... ………………………………………… …………………………. 結(jié)束語 前言 隨著科學技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)水平的不斷發(fā)展和人們生活條件的不斷改善，消費者的價值觀念變化很快，市場需求才出現(xiàn)多樣化的特征，機械產(chǎn)品的種類日益增多，例如，各種金屬切削機床、儀器儀表、重型機械、輕工機械

5、、紡織機械、石油化工機械、交通運輸機械、海洋作業(yè)機械、鋼鐵成套設(shè)備、辦公設(shè)備、家用電器以及兒童玩具等等。同時，這些機械產(chǎn)品的壽命周期也相應(yīng)縮短。 企業(yè)為了贏得市場，必須不斷開發(fā)符合市場需求的產(chǎn)品。新產(chǎn)品的設(shè)計與制造，其中設(shè)計是產(chǎn)品開發(fā)的第一步，是決定產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、水平、市場競爭力和經(jīng)濟效益的最主要因素。機械產(chǎn)品的設(shè)計是對產(chǎn)品的功能、工作原理、系統(tǒng)運動方案、機構(gòu)的運動與動力設(shè)計、機構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構(gòu)思、分析和計算，并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造的工作過程。其中機械產(chǎn)品的功能、工作原理、系統(tǒng)運動方案、機構(gòu)的運動與動力設(shè)計、機構(gòu)的結(jié)構(gòu)

6、尺寸、力和能量的傳遞方式等內(nèi)容是機械原理課程的教學內(nèi)容。 當今世界，科學技術(shù)突飛猛進，知識經(jīng)濟已見端倪，綜合國力的競爭日趨激烈。國力的競爭，歸根結(jié)底是科技與人才的競爭。而機械原理課程設(shè)計是機械原理課程的一個重要實踐性教學環(huán)節(jié)，同時，又是機械類專業(yè)人才培養(yǎng)計劃中一個相對獨立的設(shè)計實踐，在培養(yǎng)學生的機械綜合設(shè)計能力及創(chuàng)新意識與能力方面，起著重要的作用。在課程設(shè)計中，它培養(yǎng)了學生 創(chuàng)新設(shè)計的能力。本次設(shè)計的是半自動鉆床設(shè)計，以小見大，設(shè)計并不是門簡單的課程，它需要同學們理性的思維和豐富的空間想象能力。 關(guān)鍵字： 半自動鉆床 、進刀機構(gòu)、送料機構(gòu)、定位機構(gòu) 第一章 概述及其設(shè)計要

7、求 1.1設(shè)計要求及工藝動作流程 功能要求： 半自動鉆床機能夠?qū)崿F(xiàn)送料、定位、固定、和鉆空的一體化功能。設(shè)計要求的機床的長1000mm，寬為600mm，高為800mm，每分鐘1件構(gòu)件加工好。 半自動鉆床機由送料機構(gòu)，定位機構(gòu)，固定機構(gòu)，鉆空機構(gòu)以及電動機組成。 選擇送料機構(gòu)時要考慮到被加工的構(gòu)件的形狀，送料機構(gòu)要以直線、間隙、定量地將要加工的構(gòu)件送入加工臺，可用來回往復(fù)移動構(gòu)件走直線軌跡段推構(gòu)件向前進，用定位機構(gòu)來定住構(gòu)件的要被加工的位置，加緊之后再鉆，打好空退刀，退出時可以用送料機構(gòu)送的構(gòu)件推出加工臺。 設(shè)計要求： （1） 半自動鉆床至少包括凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)在內(nèi)的三種機構(gòu)。

8、 （2） 設(shè)計傳動系統(tǒng)并確定起傳動比分配。 （3） 圖紙上畫出半自動鉆床的機構(gòu)運動方案簡圖和運動循環(huán)圖 （4） 凸輪機構(gòu)的計算。按各吐露機構(gòu)的工作要求，自選從動件的運動規(guī)律，確定基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑。對盤狀凸輪要用解析法計算理論廓線、實際廓線值，畫出從動件運動規(guī)律圖及凸輪廓線圖。 工件供給 半自動鉆床總功能 定位機構(gòu) 工 作 機 構(gòu) 送料機構(gòu) 鉆頭 休止 快進 控制機構(gòu) 慢進 快退 第二章 傳動方案 2.1擬定傳動方案 機器一般由原動機、傳動裝置和工作機三部分組成如圖２－１： 圖２－１

9、1——電動機　　　2——聯(lián)軸器　3——減速器 ２.１.1　初步選擇電機和分配各級傳動比 （一）電動機的選擇 選擇電機類型：　電動機是機器中運動和動力的來源，其種類很多，有電動機、內(nèi)機、蒸汽機、水輪機、氣輪機、液動機等。電動機結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、控制方便、維護容易，一般機械上大多數(shù)是均采用電動機驅(qū)動。 電動機已經(jīng)是系列化了，通常由專門的工廠按標準系列成批或大量生產(chǎn)。機械設(shè)計中應(yīng)根據(jù)工作的載荷、工作的要求、工作的環(huán)境、安裝的要求及尺寸、重量有無特殊限制等條件，從產(chǎn)品目錄中選擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)形式、容量和轉(zhuǎn)速，確定具體的型號。 常用電動機的結(jié)構(gòu)特征 Y系列三相異步電動機 該系列

10、電機能防止水滴、灰塵、鐵屑或其他雜物浸入電機內(nèi)部，它是我國近年來研制成功的 型電動機。 電磁條速三相異步電動機 名稱：YCD電磁調(diào)速三相異步電動機，有組合式和整體式兩種機構(gòu)。這兩種調(diào)速電動機為防護式，空氣自冷，臥式安裝，且無碳刷，集電環(huán)等滑動接觸部件 擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)型式。 擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)型式 生產(chǎn)的單位一般用三相交流電源，如無特殊的要求（如在較大范圍內(nèi)平穩(wěn)地調(diào)速，經(jīng)常啟動和反轉(zhuǎn)等），通常都采用三相交流異步電動機。我國已制定了一標準的Ｙ系列是一般用途的全封閉的自扇冷鼠籠型三相異步電動機，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕氣體和無特殊要求的機械，如金屬切削機床、風機、輸送機、攪拌

11、機、農(nóng)業(yè)機械食品機械等。由于Ｙ系列還具有啟動性好的優(yōu)點，因此也適合某些對啟動轉(zhuǎn)矩要求較高的機械。 三相交流異步電動機根據(jù)其額定功率和滿載轉(zhuǎn)速的不同，具有系列型號。為適應(yīng)不同的安裝需要，同一類的電動機結(jié)構(gòu)又制成若干種安裝形式。各類型的電動機的參數(shù)和外型及安裝尺寸可查手冊。 選定電動機的容量： 電動機的容量選得合適與否，對電動機的工作和經(jīng)濟性都有影響。當容量小于工作要求時，電動機不能保證工作裝置的正常的工作，或使用電動機因長期的過載而過早損壞；容量過大則電動機的價格高，能量不能充分利用，且常常不在滿載下運行，其效率和功率的因數(shù)都較低，造成浪費。 電機的容量的主要由電動機的運行時的發(fā)熱情況決

12、定，而發(fā)熱又與其工作情況決定。 工作機所需工作功率，應(yīng)由機器工作阻力和運動參數(shù)計算得來的，可按下式計算： 其中：T——工作機的阻力矩，； n——工作機的轉(zhuǎn)速，； 傳動裝置的總效率組成傳動裝置的各部分運動副效率之積，即 其中： 分別為軸承、齒輪、斜齒輪的傳動效率 按推薦的傳動比合理范圍，取一級傳動i1=20-50，二級圓柱直齒輪的傳動比i2=4-6, 三級圓柱直齒輪的傳動比i3=2-4,總的傳動范圍為40-200. 根據(jù)附Ⅱ。2選擇Y系列三相異步電動機 經(jīng)過綜合考慮決定選用Y132S—8型號電動機 第三

13、章傳動機構(gòu)的選擇 各級傳動機構(gòu)的選擇 考慮減小噪聲、振動等方面的要求時，最好選用帶傳動。當原動機驅(qū)動主動輪時，由于帶與帶輪間的摩擦（或嚙合），便拖動從動輪一起轉(zhuǎn)動，并傳遞一定動力。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、選價低廉以及緩沖吸振等特點，在近代機械中被廣泛應(yīng)用。 帶傳動 3—1 圖3-２帶傳動 鏈傳動 鏈傳動特點是軸間距范圍大，傳動比恒定，鏈條組成件間形成的油膜能吸振，對惡劣環(huán)境有一定的適應(yīng)能力，工作可靠，作用在軸上的載荷小，運轉(zhuǎn)的瞬時速度不均勻，高速時不如帶傳動平穩(wěn)。

14、 圖3-３鏈傳動 齒輪傳動機構(gòu) 但是齒輪傳動的制造及安裝精度要求高，價格較貴，且不宜用于傳動距離過大的場合。 蝸桿傳動機構(gòu) 蝸桿傳動的傳動比大，承載能力較齒輪低，常布置在傳動系統(tǒng)的高速級，以獲得較小的結(jié)構(gòu)尺寸；同時，摩擦力大，發(fā)熱大。同時蝸桿傳動在嚙合處有相對滑動。當滑動速度很大，工作條件不夠良好時，會產(chǎn)生較嚴重的摩擦與磨損，從而引起過分發(fā)熱，使?jié)櫥闆r惡化，因而摩擦損失較大，效率低； 根據(jù)以上的分析比較，再結(jié)合要

15、求的工作條件可以得到，在此采用帶傳動。 第四章 主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 4.1 定位機構(gòu) 功能原理的工藝分解： 圖4——1 1———圓形凸輪機構(gòu) 2——平底當板 3——工作臺壁 4——固定夾頭 5——加工零件 6——彈簧 該構(gòu)件有1的轉(zhuǎn)動來帶動2的移動和6一起組合起來 ， 從而實現(xiàn)4加緊過程 。動力有圓形凸輪下面來帶動。 4.2 送料 方案a：往復(fù)移動機構(gòu) 1 —— 偏心輪機構(gòu) 2 —— 滑塊 3 —— 蝸桿 4

16、 —— 料桶 5 —— 加工構(gòu)件 該機構(gòu)是實現(xiàn)送料的 ，由動力傳到蝸桿 傳到偏心輪上 ，帶動偏心輪轉(zhuǎn)動隨之帶動與輪相連的連桿在移動，連桿就推動滑塊 來回往復(fù)移動。從而實現(xiàn)推料的過程，近而實現(xiàn)送料 方案b：空間齒輪機構(gòu)實現(xiàn)往復(fù)移動 1——空間凸輪機構(gòu) 2——滑板 3——料桶 4 ——加工構(gòu)件 此機構(gòu)主要以空間凸輪機構(gòu)來實現(xiàn)水平的來回往復(fù)移動，動力傳進來空間凸輪轉(zhuǎn)動，隨之動滑板的水平移動，隨著移動會推動構(gòu)件，從而實現(xiàn)送料過程。 其中不完全齒輪的外圈部分是由橡膠模具制成。 分析其原因如下： ① 使用外圈為橡膠齒的不完全齒輪，質(zhì)地相對柔軟，又有彈

17、性。 ② 如果橡膠齒磨損，可以及時更換。 對于進料凸輪，我們應(yīng)當采用圓柱凸輪，從而使得再送料快進、快退時滿足運動方程式： 假設(shè)電動機所帶動的主動輪的半徑為，被帶動的皮帶輪的半徑為。則兩者之間應(yīng)當滿足傳動關(guān)系式：。則可推導(dǎo)出， 橡膠齒輪與鋼制齒輪的造價相比較，前者較為經(jīng)濟 4.3 進刀機構(gòu) 圖4——3 1——圓盤凸輪機構(gòu) 2——扇形齒機構(gòu) 3——齒條 4——齒輪 4．4形態(tài)學矩陣圖 功能元 功能元解 1 2 3 4 5 動力源 電動機 A1 汽油機

18、A2 柴油機 A3 液壓機 A4 汽動馬達 A5 減速2 蝸桿傳動 B1 鏈傳動 B2 帶傳動 B3 齒輪傳動 B4 擺線針輪轉(zhuǎn)動 B5 送料機構(gòu)的運動 不完全齒輪機構(gòu) C1 槽輪機構(gòu) C2 曲柄滑塊機構(gòu) C3 凸輪機構(gòu) C4 連桿機構(gòu) C5 加緊器的間歇轉(zhuǎn)動 凸輪機構(gòu) D1 爪輪機構(gòu) D2 齒型帶機構(gòu) D3 平面凸輪+正切機構(gòu) D4 空間凸輪+正切機構(gòu) D5 定位桿的往復(fù)移動 齒輪機構(gòu) E1 齒型帶機構(gòu) E2 凸輪機構(gòu) E5 系

19、統(tǒng)解的可能方案數(shù)： F=5*5*5*5*3=1875 其中列出較為理想的兩種： A1+B3+C1+D1+E1 A1+B3+C2+D3+E2 圖4——4 第五章 機械運動系統(tǒng)設(shè)計方案擬定 5.1 擬定的方案 方案： 1---動力頭 2----加工件 3、9、14-----原盤機構(gòu) 4-----蝸輪 5、8------齒輪 6-----電動機 7-----連桿 10------滑塊 11------工作臺 12------齒條

20、 13--------扇齒輪 15-----皮帶 16-----齒輪 第六章 方案的評價 6.1方案評價表 對方案的評價表 序號 評價項目 評價等級 評價尺度（評價分數(shù)） 1 功能目標完成情況 很好 好 較好 不太好 不好 10 8 5 3 0 2 工作原理的先進性 先進 較先進 一般 落后 10 8 4 0 3 系統(tǒng)的工作效率 高 較高 一般 低 10 8 4 0 4 系統(tǒng)機械傳動的精度 高 較高 一般 低 10 8

21、 4 0 5 系統(tǒng)的復(fù)雜程度 簡單 較復(fù)雜 復(fù)雜 10 5 0 6 系統(tǒng)方案的可靠性 可靠 較可靠 一般 不可靠 10 8 4 0 7 系統(tǒng)方案的新穎性 新穎 較新穎 一般 不新穎 10 8 4 0 8 系統(tǒng)方案的實用性 實用 一般 不實用 10 5 0 9 系統(tǒng)方案的經(jīng)濟成本 低 較低 較高 高 10 8 4 0 10 系統(tǒng)方案的環(huán)保問題 好 較好 不好 10 5 0

22、 第七章 系統(tǒng)設(shè)計數(shù)據(jù)處理 7.1 根據(jù)工藝動作順序和協(xié)調(diào)要求擬訂運動循環(huán)圖 機械運動循環(huán)圖： 圖7——1 7.2 傳動機構(gòu)的尺寸設(shè)計及數(shù)據(jù)處理 為了保持切刀和棘輪機構(gòu)經(jīng)過一個周期的傳動時間相等，而其他齒輪的傳動不改變傳動比，因此我采用減速器直接減速達到題目所、要求的轉(zhuǎn)速。由上面2.1傳動方案擬定中可知采用三級齒輪減速器 假設(shè)輪2的半徑為80，，因為電動機的轉(zhuǎn)速為，所以，因為=。對于齒輪 ，假設(shè)齒數(shù)，則 又因為，因為輸出的轉(zhuǎn)速為40r/min，所以。以上的計算建立在初步的估計和假設(shè)上，所以可能不太準確，在實際設(shè)計中應(yīng)根據(jù)實際情況進行靈活

23、的修改。 結(jié)束語 緊張的課程設(shè)計順利結(jié)束了。在這設(shè)計過程中，我從原來對本專業(yè)并不十分了解的狀況下,開始系統(tǒng)的運用了所學的機械基礎(chǔ)知識，加深了對專業(yè)知識的理解和掌握. 在設(shè)計的過程中，對機構(gòu)的運動，機構(gòu)的如何組成，機構(gòu)圖示的繪畫等都產(chǎn)生了不同程度的疑問，通過自己冷靜，獨立的思考最后都得到了不同程度的解決。并且,培養(yǎng)了我查閱機械類書籍的能力,為我以后的學習打下了扎實的基礎(chǔ)。 一星期的課程設(shè)計雖然辛苦，使我感覺到課程設(shè)計的必要性。因為他使我的收獲不小。不僅使我了解的機械知識越來越多，而且使我的WORD和AUTO CAD 知識得到了提高，也初步地接觸了其他一些機械方面的軟件為

24、我以后學習這些軟件打下了一定的基礎(chǔ)。在課程設(shè)計中，我的邏輯思維能力得到了培養(yǎng)，促進了我的形象思維與抽象思維能力的提高和對空間機構(gòu)的想象能力。 機械學作為一門傳統(tǒng)的基礎(chǔ)學科，內(nèi)容豐富，涉及面廣。在新的歷史條件下，機械學與電子電氣、液壓等多種學科，聯(lián)系更為緊密，它的綜合性更強。相信我們工科學生在進行了認識實習、金工實習、生產(chǎn)實習、課程設(shè)計、畢業(yè)實習，特別是以后的畢業(yè)設(shè)計對整個大學階段的知識的掌握會更加牢固。同時在以后的學習中會不斷拓寬自己的知識面，結(jié)合生產(chǎn)實際，一定能更好的掌握機械知識 我相信在進行了實習、金工實習、生產(chǎn)實習、課程設(shè)計、畢業(yè)實習，都在為以后的畢業(yè)設(shè)計作準備。我們只有認真的完成各

25、種學實習和課程設(shè)計才能有一定的實戰(zhàn)經(jīng)驗去更好地做以后的畢業(yè)設(shè)計。同時也是對自己在整個大學階段的知識的掌握多少和自我能力的驗證。在以后的學習中會不斷拓寬自己的知識面，結(jié)合生產(chǎn)實際，一定能更好的掌握機械知識。 最后，非常感謝兩位老師的關(guān)心指導(dǎo)和其他同學的協(xié)作！ 參考文獻： [1]裘建新編著的《機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書》. 北京:高等教育出版社,2005 [ 2 ]機械工程手冊電機工程手冊編輯委員會編. 機械工程手冊第59篇、沖壓機械化與自動化. 北京：機械工業(yè)出版社.1982 [3]王知行,劉延榮 主編的《機械原理》.北京:高等教育出版社,2006 專心---專注---專業(yè)