机械原理课程设计--半自动钻床
机械原理课程设计_半自动钻床说明书
目录设计任务书-----------------------------------------------------21.设计工作原理--------------------------------------------------42.功能分解图，执行机构动作分解图-----------------------63.运动方案的选择与比较---------------------------------------94.机构运动总体方案图（机构运动简图）-----------------105.工作循环图------------------------------------------------------166.执行机构设计过程及尺寸计算------------------------------187.凸轮设计分段图．轮廓图．设计结果---------------------218.机构运动分析计算机辅助设计流程------------------------259.程序清单（主程序和子程序）------------------------------2610.十一运行结果及运动线图------------------------------------3111.设计总结----------------------------------------------------------3212 参考资料----------------------------------------------------------33设计任务书一、设计题目及原始数据设计加工所示工件ф12mm 孔的半自动钻床。
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，并由定位机构使被加工工件可靠固定。
二、设计要求及方案提示要求设计该半自动钻床的送料、定位、及进刀的整体传动系统。
其中：1.钻头由动力头驱动，设计者只需考虑动力头的进刀（升降）运动。
半自动钻床课程设计C
半自动钻床课程设计C一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握半自动钻床的基本结构、工作原理及功能。
2. 使学生了解半自动钻床的操作步骤、安全规程及日常维护保养方法。
3. 帮助学生理解半自动钻床在制造业中的应用及发展趋势。
技能目标：1. 培养学生能够正确操作半自动钻床，完成简单零件的钻孔加工。
2. 提高学生分析并解决半自动钻床加工过程中出现问题的能力。
3. 培养学生具备初步的半自动钻床编程与调试能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱机械制造专业，增强职业认同感和责任感。
2. 培养学生严谨、细致的工作态度，树立安全意识。
3. 激发学生勇于探索、不断创新的精神，提高团队协作能力。
本课程针对中职或高职机械制造及相关专业学生设计，充分考虑学生的认知水平、兴趣和实际需求。
课程以实践操作为主，理论讲解为辅，注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
通过本课程的学习，使学生能够更好地适应未来制造业的发展需求，为我国制造业的创新发展贡献力量。
二、教学内容1. 半自动钻床的基本结构- 钻床的组成及各部分功能- 钻头的种类、选用及安装2. 半自动钻床的工作原理- 钻削加工的基本过程- 钻床的运动原理及传动系统3. 半自动钻床的操作步骤与安全规程- 钻床的启动、运行和关闭操作- 钻削加工过程中的安全防护措施- 事故案例分析及预防措施4. 半自动钻床的日常维护保养- 钻床的润滑、清洁和检查- 常见故障的排除方法- 钻床维护保养的重要性5. 半自动钻床加工实践- 钻床编程与调试- 简单零件的钻孔加工操作- 加工过程中的质量控制与调整6. 半自动钻床在现代制造业中的应用与发展- 钻床在制造业中的地位与作用- 现代化钻床技术的发展趋势- 创新思维能力培养教学内容依据课程目标，结合教材相关章节，科学系统地安排教学进度。
教学过程中注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
通过本章节的学习，使学生全面掌握半自动钻床的相关知识，为今后从事机械制造工作奠定基础。
半自动钻床_机械原理课程设计
半自动钻床机械原理学号: 020841113 姓名：邹泽海指导教师：袁作彬目录一、设计要求---------------------------------------------------------2二、设计工作原理---------------------------------------------------4三、功能分解图，执行构件动作------------------------------6四、运动方案的选择----------------------------------------------8五、执行机构设计过程及尺寸计算---------------------------11六、机构运动总体方案图（机构运动简图）---------------16七、工作循环图------------------------------------------------------18一、设计要求1.1设计题目设计加工所示工件Φ12mm孔的半自动钻床。
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，并由定位机构使被加工工件可靠固定。
半自动钻床凸轮轴设计数据1.2设计任务1.半自动钻床至少包括凸轮机构、齿轮机构在内的三种机构；2.设计传动系统并确定其传动比分配，并在图纸上画出传动系统图；3. 图纸上画出半自动钻床的机构运动方案简图和运动循环图；4.凸轮机构的设计计算。
按各凸轮机构的工作要求，自选从动件的运动规律，确定基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径。
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.设计计算其他机构；6.编写设计计算说明书；1.3设计提示1.钻头由动力头驱动，设计者只需考虑动力头的进刀（升降）运动。
2. 除动力头升降机构外，还需要设计送料机构、定位机构。
各机构运动循环要求见下表。
3. 可采用凸轮轴的方法分配协调各机构运动。
机械原理课程设计(定稿)
机械原理课程设计说明书题目半自动钻床学院机电工程学院专业及班级机械设计制造及其自动化13升本2班设计人XXX学号XX指导教师XX成绩2014 6,12——7,4目录一、设计题目 (1)1、设计题目 (1)2、原始数据及设计要求 (1)3、设计任务 (2)4、机构示意图 (2)二、运动方案设计 (3)1、工作原理和工艺动作分解 (3)2、机械执行机构的选择和评定 (4)3、根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 (6)4、机械传动系统的设计选择和评定 (7)三、执行机构尺寸设计 (8)1、执行机构各部分尺寸设计 (8)2、机构运动简图 (10)四、设计总结 (11)五、参考文献 (11)一、设计题目1、设计题目一：半自动钻床2、原始数据及设计要求:(1)设计原始数据表如下表所示：表1半自动钻床凸轮设计数据表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(皮带传动传动比i≈2，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3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；（7）编写设计说明书，附源程序和计算结果。
4、半自动钻床示意图图1、半自动钻床示意图1、带轮2、有凹槽的圆柱凸轮3、夹紧凸轮4、进料凸轮5、进刀凸轮6、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。
机械原理课程设计 半自动钻床说明书(完全免费)-15页word资料
目录设计任务书-----------------------------------------------------21.设计工作原理--------------------------------------------------42.功能分解图，执行机构动作分解图-----------------------63.运动方案的选择与比较---------------------------------------94.机构运动总体方案图（机构运动简图）-----------------105.工作循环图------------------------------------------------------166.执行机构设计过程及尺寸计算------------------------------187.凸轮设计分段图．轮廓图．设计结果---------------------218.机构运动分析计算机辅助设计流程------------------------259.程序清单（主程序和子程序）------------------------------2610.十一运行结果及运动线图------------------------------------3111.设计总结----------------------------------------------------------3212 参考资料----------------------------------------------------------33设计任务书一、设计题目及原始数据设计加工所示工件ф12mm孔的半自动钻床。
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，并由定位机构使被加工工件可靠固定。
二、设计要求及方案提示要求设计该半自动钻床的送料、定位、及进刀的整体传动系统。
其中：1.钻头由动力头驱动，设计者只需考虑动力头的进刀（升降）运动。
机械原理课程设计半自动钻床
▪ 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。
机构简图
上述各机构方案择优形成如下的机械系统 运动方案组合：
▪ 方案二： ▪ B2采用凸轮与四杆机构的组合结构实现既
有快慢变化的运动又有休止的间歇运动。
▪
▪ 方案三：
▪ B3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现这种 远距离的运动。再加上用四杆机构在本设 计中在尺寸上很小。所以考虑到所设计的 机构能否稳定的运行因此优先选用了如下 图的六杆机构来实现 。
机构简图
Ⅳ 进刀机构
▪ 方案一： ▪ D1为了达到输出间歇运动同时能够做到
循环往复运动，采用凸轮机构和扇形齿与 齿条配合，中间采用连杆带动。先把回转 运动动力转化为扇形齿的往复摆动，在通 过齿轮传递给齿条，增加一个齿轮的目的 是为了使传动更加的平稳可靠。
机构简图
▪ 方案二
▪ D2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。
快 退
休止
▪ 1.钻头由动力头驱动，设计者只需 机构外，还需要设 计送料机构、定位机构。各机构运 动循环要求见下表。
机械原理课程设计--半自动钻床
机械原理课程设计--半自动钻床
钻床是特殊机床之一，是用来加工孔，钻孔和攻丝孔及铰孔等，其中一些比较小的孔甚至只有几微米级别的精度要求，这就要求钻床的精度要求也是比较高的，因此钻床的精密性是一个重要的指标。
半自动钻床是传动系统、放行系统、升降系统、定位系统等工作台上所有有关部件的组合，这也是普通的钻床技术的延伸。
半自动的制造内部机构一般由主机、上放行部分和润滑柱组成，上放行部分由进给丝杆 2012、大小钻刀架、夹头、压印型、百分表、前后气阻杆组成，而主机部分包括润滑柱、主轴、蝶罩、主轴三穿轴组件等。
半自动钻床的制造首先将夹头固定在机床上，然后将进给丝杆 2012 安装在放行部分的主轴上，同时拆开百分表和前后气阻杆，安装在放行部分上。
随后，将尺度和夹头，压印型固定好，然后将润滑柱装入主轴，安装相应圆盘，最后将大小组合钻刀架安装在上部。
在使用前，需要根据工件材料和孔加工要求，进行钻刀端尺度、夹头、前后气阻杆等相应设置，根据实际情况调整孔加工位置，调整切削深度、进给量等，并检查所有紧固件的螺纹是否擦伤，如有擦伤要及时更换新的。
半自动钻床具有运行精度高、自动润滑、选择性缩减等优点，可靠性高，操作简单易学，能有效地提高工作效率，满足用户的加工需求。
半自动钻床课程设计教学
半自动钻床课程设计教学一、课程目标知识目标：1. 学生能理解半自动钻床的基本结构、工作原理及功能。
2. 学生掌握半自动钻床的操作步骤、安全规程及日常维护方法。
3. 学生了解半自动钻床在机械加工中的应用及其在现代制造业中的重要性。
技能目标：1. 学生能正确操作半自动钻床，完成给定零件的钻孔加工。
2. 学生具备分析并解决半自动钻床操作过程中简单故障的能力。
3. 学生能够运用所学知识，对半自动钻床进行基本的日常维护。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱机械加工专业，增强职业责任感。
2. 培养学生严谨的工作态度，遵守操作规程，注重安全生产。
3. 培养学生团队协作精神，提高沟通与交流能力。
课程性质：本课程为实践性较强的专业课，注重理论联系实际，突出操作技能的培养。
学生特点：学生处于中等职业教育阶段，具有一定的机械基础知识和动手能力，对实际操作有较高的兴趣。
教学要求：教师需结合学生特点，采用讲解、示范、实操等教学方法，使学生在实践中掌握半自动钻床的相关知识和技能。
同时，注重培养学生的安全意识、责任心和团队协作能力，为后续学习及就业打下坚实基础。
通过本课程的学习，使学生达到课程目标所规定的学习成果。
二、教学内容1. 半自动钻床概述- 结构与功能- 工作原理- 分类及特点2. 半自动钻床操作与使用- 操作步骤及方法- 安全规程与注意事项- 常用工具和量具的使用3. 半自动钻床的维护与故障排除- 日常维护与保养- 常见故障分析与排除方法- 维护保养的实际操作4. 钻削加工工艺- 钻削加工基础知识- 钻削用量的选择- 钻头的选择与修磨5. 半自动钻床在现代制造业中的应用- 应用领域及实例- 发展趋势与前景- 行业规范与要求教学内容安排与进度：第一周：半自动钻床概述第二周：半自动钻床操作与使用第三周：半自动钻床的维护与故障排除第四周：钻削加工工艺第五周：半自动钻床在现代制造业中的应用本教学内容依据课程目标，结合教材相关章节，注重理论与实践相结合，科学系统地安排教学进度，使学生全面掌握半自动钻床的相关知识和技能。
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《机械原理课程设计》设计说明书的编写要求机械设计系（2010）一、设计说明书的内容设计说明书的内容应根据设计任务的要求而定，一般来讲包括以下几个方面：（1）目录（标题和页次）；（2）设计题目（设计条件和要求）；（3）全部原始数据；（4）机械运动设计方案的拟定，（设计思路的说明，所选用机构的工作原理及运动特性）机构的组合方式，进行方案分析与评价；（5）机械运动循环图；（6）机械运动简图；（7）采用的设计方法及其原理的简要说明；（8）设计计算过程、公式和结果。
若有计算机程序，则应画出程序框图，写出各子程序名称和功能；（9）用表格列出计算结果，并绘制出主要的运动曲线图；（10）对计算结果的分析讨论，作出概括性的结论；（11）列出主要的参考资料。
二、注意事项（1）设计说明书用钢笔、中性笔书写，采用统一的课程设计用纸；（2）对自成单元的内容应有大小标题，做到层次分明醒目突出；全部图表应统一编号。
（3）编写说明书时应做到条理清楚、叙述简明、重点突出、计算正确、文句通顺、书写整洁；（4）所用的公式和数据应注册来源（参考资料的编号和页次）；（5）全部计算中所用的符号和脚注必须前后一致、不能混淆；（6）绘制机械运动简图时应采用规定的符号，按比例作图；（7）对计算结果应有简明的结论。
如果实际所取的数值与计算结果有较大差异，应作必要的解释，说明原因；（8）说明书编写完毕后应加上封面，装订成册，并装入课程设计专用袋目录设计任务书-----------------------------------------------------21.设计工作原理--------------------------------------------------42.功能分解图，执行机构动作分解图-----------------------63.运动方案的选择与比较---------------------------------------94.机构运动总体方案图（机构运动简图）-----------------105.工作循环图------------------------------------------------------166.执行机构设计过程及尺寸计算------------------------------187.凸轮设计分段图．轮廓图．设计结果---------------------218.机构运动分析计算机辅助设计流程------------------------259.程序清单（主程序和子程序）------------------------------2610.十一运行结果及运动线图------------------------------------3111.设计总结----------------------------------------------------------3212 参考资料----------------------------------------------------------33设计任务书一、设计题目及原始数据设计加工所示工件ф12mm 孔的半自动钻床。
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，并由定位机构使被加工工件可靠固定。
二、设计要求及方案提示要求设计该半自动钻床的送料、定位、及进刀的整体传动系统。
其中：1.钻头由动力头驱动，设计者只需考虑动力头的进刀（升降）运动。
2. 除动力头升降机构外，还需要设计送料机构、定位机构。
各机构运动循环要求见下表。
3. 可采用凸轮轴的方法分配协调各机构运动。
机构运动循环要求表10º 20º 30º45º 60º75º 90º105º～270º300º360º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 快进快进快退休止三、设计任务1.半自动钻床至少包括凸轮机构、齿轮机构在内的三种机构；2.设计传动系统并确定其传动比分配，并在图纸上画出传动系统图；3. 图纸上画出半自动钻床的机构运动方案简图和运动循环图；4.凸轮机构的设计计算。
按各凸轮机构的工作要求，自选从动件的运动规律，确定基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径。
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.设计计算其他机构；6.编写设计计算说明书；一、所设计的机构工作原理一.机构的工作原理:该系统由电机驱动，通过变速传动将电机的1450r/min降到主轴的2r/min，与传动轴相连的各机构控制送料，定位，和进刀等工艺动作，最后由凸轮机通过齿轮传动带动齿条上下平稳地运动,这样动力头也就能带动刀具平稳地上下移动从而保证了较高的加工质量，具体的选择原理和工作原理如下：二.机的选择原理（1）原动机的分类原动机的种类按其输入能量的不同可以分为两类：A一次原动机此类原动机是把自然界的能源直接转变为机械能，因此称为一次原动机。
属于此类原动机的有柴油机，汽油机，汽轮机和燃汽机等。
B二次原动机此类原动机是将发电机等能机所产生的各种形态的能量转变为机械能，因此称为二次原动机。
属于此类原动机的有电动机，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的因素：1：考虑现场能源的供应情况。
2：考虑原动机的机械特性和工作制度与工作相匹配。
3：考虑工作机对原动机提出的启动，过载，运转平稳，调速和控制等方面的要求。
4：考虑工作环境的影响。
5：考虑工作可靠，操作简易，维修方便。
6：为了提高机械系统的经济效益，须考虑经济成本：包括初始成本和运转维护成本。
综上所述，在半自动钻床中最益选择二次原动机中的电动机作为原动件。
三.传动机构的选择和工作原理（1）传动机构的作用1：把原动机输出的转矩变换为执行机构所需的转矩或力。
2：把原动机输出的速度降低或提高，以适应执行机构的需要。
3：用原动机进行调速不经济和不可能时，采用变速传动来满足执行机构经常调要求4：把原动机输出的等速回转运动转变5：实现由一个或多个动力机驱动或若干个速度相同或不同的执行机构。
6：由于受机体的外形，尺寸的限制，或为了安全和操作方便，执行机构不宜与原动机直接连接时，也需要用传动装置来联接。
（2）传动机构选择的原则1：对于小功率传动，应在考虑满足性能的需要下，选用结构简单的传动装置，尽可能降低初始费用。
2：对大功率传动，应优先考虑传动的效率，节约能源，降低运转费用和维修费用。
3：当执行机构要求变速时，若能与动力机调速比相适应，可直接连接或采用定传动比的传动装置；当执行机构要求变速范围大。
用动力机调速不能满足机械特性和经济性要求时，则应采用变传动比传动；除执行机构要求连续变速外，尽量采用有级变速。
4：执行机构上载荷变化频繁，且可能出现过载，这时应加过载保护装置。
5：主，从动轴要求同步时，应采用无滑动的传动装置。
6：动装置的选用必须与制造水平相适应，尽可能选用专业厂生产的标准传动装置，加减速器，变速器和无级变速器等。
二．功能分解图，执行机构动作一．功能分解图如下图图3-1 二绘制机械系统运动转换功能图3-2三.执行构件的选择1.减速传动功能选用经济成本相对较低，而且具有传动效率高,结构简单,传动比大的特点,可满足具有较大传动比的工作要求，故我们这里就采用行星轮系来实现我设计的传动。
2.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。
、3.进料功能进料也要要求有一定的间歇运动，我们可以用圆锥齿轮来实现换向，然后通过和齿轮的啮合来传递，再在齿轮上安装一个直动滚子从动件盘型凸轮机构,用从动件滚子推杆的直线往复运动实现进料。
4.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轮,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.四.用形态学矩阵法创建机械系统运动方案根据系统的运动转换功能图（图3-2）可构成形态学矩阵如表（表3-3）。
由表3-3所示的形态学矩阵可以求出半自动钻床系统运动方案数为：3×3×3×3×3×3＝729根据功能原理，工艺分解过程及执行机构的选择，确定了以下运动方案，三．运动方案的选择与比较方案的分析与比较：(1) 减速机构：由于电动机的转速是1450r/min，而设计要求的主轴转速为2r/min，利用行星轮进行大比例的降速，然后用圆锥齿轮实现方向的转换。
图4-1（3）对比机构：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。
如图4-2.图4-2(3) 进刀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（4）对比机构：在摆杆上加一个平行四边行四杆机构，这样也可以来实现传动，但是当加了四杆机构以后并没有达到改善传动的效果，只是多增加了四杆机构，为了使机构结构紧凑，又能完成需要的传动，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现这种远距离的运动。
再加上用四杆机构在本设计中在尺寸上很小。
所以考虑到所设计的机构能否稳定的运行因此优先选用了如下图的六杆机构来实现。
由于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。
如图4-5。
图4-5（6）对比机构：所选用的对比四杆机构如下图(图4-6)，由于在空间上轴与轴之间的距离较大，但选用下来此四杆的尺寸太小。
故优先选用六杆机构。
图4-6（7）定位系统：定位系统采用的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，但如果是平底推杆从动件，则凸轮就会失真，若增加凸轮的基圆半径，那么凸轮机构的结构就会很大，也不求实际，所以就采用一个偏置直动滚子从动件盘型凸轮，它就可以满足我们的实际要求了。
图4-7（8）对比机构：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。