机械原理课程设计 半自动钻床 (2)
机械原理-半自动化钻床设计
课程设计〔课程实习〕机械设计与制造主题实践(一)院〔系、部〕：机械工程学院设计题目半自动化钻床姓名：同组成员：班级：指导教师签名：2021年07月05日·北京目录1.方案设计 (3)1.1设计要求 (3)1.1.1设计题目及原始数据 (3)1.1.2设计方案提示 (3)1.1.3设计要求 (3) (4)2.运动循环表和运动循环图 (5) (6)3.1送料机构 (6)3.1.1送料机构——曲曲折折柄滑块机构 (6)3.1.2送料机构比照机构 (7)3.2定位机构 (9)3.2.1定位机构——凸轮-摩擦式棘轮机构 (9)3.2.2定位机构比照机构 (10)3.3进刀机构 (10)3.3.1进刀机构——平底凸轮机构 (10)3.3.2进刀机构比照机构 (11)3.4减速器机构 (12)3.4.1减速器机构——蜗轮蜗杆机构 (12)3.4.2减速器比照机构 (12)4.运动分析 (13)4.1送料机构的运动分析 (13)4.2定位机构的运动分析 (19)4.3进刀机构的运动分析 (27)5.动力分析 (31)5.1计算等效阻力矩Mr (31)5.2计算等效驱动力矩Md (32)5.3计算最大盈亏功 (32)5.4计算飞轮的最大转动惯量 (33)5.5确定飞轮的尺寸 (33)6.设计心得 (36)7.参考文献 (37)1方案设计1.1设计要求1.1.1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落，送料机构将被加工工件推进加工位置，并由定位机构使被加工工件可靠固定。
半自动钻床设计数据参瞧下表。
半自动钻床凸轮设计数据表方案号进料机构工作行程mm定位机构工作行程mm动力头工作行程mm电动机转速r/mm工作节拍〔生产率〕件/minA 40 30 15 1450 1B 35 25 20 1400 2C 30 20 10 960 11.1.2设计方案提示1.钻头由动力头驱动，设计者只需考虑动力头的进刀〔升落〕运动。
说明书—半自动钻床工作机构设计..
目录机械原理设计任务书 (2)设计题目：半自动钻床工作机构设计 (2)一、设计题目简介 (2)二、设计数据与要求 (2)三、设计任务 (2)四、设计提示 (3)一．所设计的机构工作原理 (4)1.1机构的工作原理: (4)1.2机的选择原理 (4)1.2.1原动机的分类 (4)1.2.2选择原动机时需考虑的因素： (4)1.3传动机构的选择和工作原理 (5)1.3.1传动机构的作用 (5)1.3.2传动机构选择的原则 (5)二．功能分解图，执行机构动作 (5)2.1功能分解图如下图 (5)2.2绘制机械系统运动转换功能 (6)2.3执行构件的选择 (6)2.3.2定位功能 (7)2.3.3进料功能 (7)2.3.4进刀功能 (7)三．运动方案的选择 (7)3.1方案的分析： (7)3.1.2进刀机构 (8)3.1.3送料系统： (9)3.1.4定位系统： (10)四．机构运动总体方案图（机构运动简图） (11)五．工作循环图 (12)六．执行机构设计过程及尺寸计算 (13)6.1送料机构机构采用如下分析 (13)6.2凸轮摆杆机构的设计： (14)6.3凸轮推杆机构的设计： (15)6.4行星轮系的计算: (16)七．设计总结 (17)八．参考资料 (17)机械原理设计任务书设计题目：半自动钻床工作机构设计一、设计题目简介设计加工图1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。
图1 加工工件二、设计数据与要求三、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。
3. 图纸上画出半自动钻床的机构简图和运动循环图。
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。
半自动钻床机械原理课程设计
《半自动钻床机械原理课程设计》
半自动钻床机械原理课程是一门研究半自动钻床机械原理的课程，它主要针对半自动钻床，以及钻床机械原理的教学设计。
本课程设计主要分为三个部分：
一、半自动钻床机械原理的概述。
本章将对半自动钻床的工作原理及结构做一个简单的介绍，并对其中涉及的机械原理进行深入的分析。
二、半自动钻床机械原理的实验设计。
在本章中将对半自动钻床机械原理的实验设计进行详细的说明，并对实验中出现的问题进行探讨。
三、半自动钻床机械原理的应用。
本章将对半自动钻床机械原理在工业应用中的实际
意义进行详细的讨论，并且在结合实际应用的基础上，介绍机械原理在工业应用的重要性。
本课程的目的是使学生能够掌握半自动钻床机械原理的基础知识，从而能够在工业应
用中更好地运用它们。
通过本课程的学习，学生可以更好地了解半自动钻床机械原理，并
熟练掌握它们在工业应用中的重要性。
课程设计《半自动钻床》
机械原理课程设计说明书设计题目: 半自动钻床系别: 机电工程学院专业: 机械设计制造及自动化班级:设计者：学号：同组者姓名：指导教师：2007年7月15日设计任务学生姓名：专业：机械设计制造及其自动化班级：课程设计题目：半自动钻床指导教师：目录前言………………………………………………………………..第一章概述及设计要求………………………………………..1.1功能要求及工艺动作流程图………………………………第二章传动方案…………………………………………………2.1拟定传动方案………………………………………………第三章传动机构的选择…………………………………第四章主要执行结构方案设计……………………………4.1定位机构…………………………………………………4.2送料机构…………………………………………………4.3进刀机构…………………………………………………4.4形态学矩阵图………………………………………….第五章机械运动系统设计方案拟定……………………………5.1拟订的方案………………………………………………….第六章方案的评价………………………………………………6.1方案评价表第七章系统设计数据处理………………………………………...7.1方案的数据处理…………………………………………7.2传动机构的尺寸设计及数据处理………………………….结束语前言随着科学技术、工业生产水平的不断发展和人们生活条件的不断改善，消费者的价值观念变化很快，市场需求才出现多样化的特征，机械产品的种类日益增多，例如，各种金属切削机床、仪器仪表、重型机械、轻工机械、纺织机械、石油化工机械、交通运输机械、海洋作业机械、钢铁成套设备、办公设备、家用电器以及儿童玩具等等。
同时，这些机械产品的寿命周期也相应缩短。
企业为了赢得市场，必须不断开发符合市场需求的产品。
新产品的设计与制造，其中设计是产品开发的第一步，是决定产品的性能、质量、水平、市场竞争力和经济效益的最主要因素。
半自动钻床机械原理课程设计说明书
半自动钻床机械原理课程设计说明书一、引言半自动钻床是一种常用的金属加工设备，广泛应用于各种机械制造领域。
本课程设计旨在通过对半自动钻床的机械原理进行详细解释，使学生能够深入了解该设备的工作原理和结构特点，并能够进行相应的操作与维护。
二、半自动钻床的基本结构半自动钻床主要由以下几个部分组成：1.底座：支撑整个设备，具有足够的稳定性和刚性。
2.主轴箱：安装主轴和主动部件，实现工件的旋转运动。
3.工作台：固定工件，并提供相对于主轴的移动。
4.传动系统：将电能转变为机械能，驱动主轴和工作台运动。
5.控制系统：控制设备的启停、速度调节等功能。
三、半自动钻床的工作原理半自动钻床通过旋转主轴和移动工作台来实现对工件进行钻孔。
其工作原理如下：1.开启电源：通过控制系统将电源接通，启动传动系统。
2.调节主轴速度：通过控制系统调节传动系统的速度，控制主轴的旋转速度。
3.固定工件：将待加工的工件固定在工作台上，并调整工作台的位置，使得钻头可以准确对准加工位置。
4.开始钻孔：按下操作按钮，启动传动系统和控制系统。
主轴开始旋转，同时工作台开始移动。
钻头进入工件，并进行钻孔操作。
5.完成钻孔：当钻头完全穿过工件后，停止传动系统和控制系统。
取出已加工好的工件。
四、半自动钻床的结构特点半自动钻床具有以下几个结构特点：1.稳定性好：底座采用坚固的铸铁材料制成，能够提供足够的稳定性和刚性，保证设备在运行过程中不会发生晃动或变形。
2.精度高：主轴箱采用精密加工技术制造，保证主轴和主动部件之间的配合精度。
采用高精度滚珠丝杠传递运动，确保加工精度。
3.操作简便：采用人机界面友好的控制系统，操作按钮清晰明了，方便操作员进行设备的启停和速度调节。
4.安全可靠：设备配备多重安全保护装置，如过载保护、急停按钮等，确保操作人员的安全。
五、半自动钻床的使用注意事项在使用半自动钻床时，需要注意以下几个事项：1.检查设备：在使用前，要检查设备各部分是否正常运行，如传动系统是否顺畅、控制系统是否灵敏等。
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一、引言在制造工业中，钻床是一种重要的加工设备。
为了提高生产效率和操作便利性，设计一台半自动钻床是很有必要的。
本文将探讨半自动钻床的设计原理和实际应用。
二、设计原理2.1 钻床的基本结构钻床主要由床身、主轴、进给机构、工作台和辅助机构等部分组成。
床身用于支撑各组件，主轴负责转动钻头，进给机构控制工件的进给速度，工作台用于固定工件，辅助机构用于辅助加工。
2.2 半自动钻床的工作原理半自动钻床在普通钻床的基础上增加了自动化功能。
通过加装气缸、传感器和控制系统等设备，实现自动定位、夹紧和松开等操作。
半自动钻床的工作原理主要包括以下几个步骤： 1. 工件装夹：将待加工工件放置到工作台上，并利用辅助机构进行夹紧，确保工件的稳定性。
2. 自动定位：通过传感器检测待加工工件的位置，控制系统根据设定值进行自动定位。
3. 钻孔加工：启动主轴驱动钻头旋转，传感器控制进给机构实现工件的进给运动，完成钻孔加工。
4. 自动松开：加工完成后，通过控制系统控制辅助机构松开工件，便于取下已加工的工件。
2.3 半自动钻床的优点半自动钻床相比普通钻床具有以下优点： - 自动化程度高：通过自动定位和自动夹紧等功能，减少了操作人员的工作量和劳动强度。
- 加工精度高：自动定位和进给机构的控制，可以保证加工的精度和一致性。
- 生产效率高：自动化的操作流程和快速的加工速度，提高了生产效率。
三、半自动钻床的设计要点3.1 气缸与传感器的选择在半自动钻床中，气缸用于控制夹紧和松开工件的动作，传感器用于检测工件的位置。
在设计中，要根据实际需要选择适合的气缸和传感器，并保证其工作稳定和可靠性。
3.2 控制系统的设计半自动钻床的控制系统是保证自动化操作的关键。
可以采用PLC或单片机等控制器进行设计。
控制系统需要实现工件定位、进给和松开工件等功能，并具备编程灵活、稳定可靠的特性。
3.3 安全保护装置的设计由于半自动钻床具有自动化的工作过程，安全问题尤为重要。
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一、引言随着现代工业的快速发展，机械加工技术也在不断提高，半自动钻床作为一种常见的机械加工设备，在各个领域得到了广泛应用。
本文将介绍半自动钻床的结构、工作原理、控制系统以及常见故障及解决方法等方面的内容。
二、半自动钻床的结构1.主体结构半自动钻床主体结构由底座、立柱、横梁、工作台等组成。
其中，底座是整个机器的支撑部分，立柱用于支撑横梁和电机。
横梁上装有电机和主轴箱，主轴箱中装有主轴和变速箱。
工作台则是安放工件进行加工的位置。
2.传动系统传动系统包括电机、皮带传动和变速箱等部分。
电机通过皮带传动驱动变速箱内齿轮转动，从而改变主轴转速。
同时，还可以通过手柄调节切削进给量。
3.控制系统控制系统包括电气控制部分和液压控制部分。
电气控制部分由电路、开关、按钮等组成，用于控制机器的启停、转速调节、切削进给等。
液压控制部分则通过油泵和油管将液压油送到液压缸中，控制机器的升降和夹紧。
三、半自动钻床的工作原理半自动钻床的工作原理是将工件固定在工作台上，通过主轴带动钻头进行切削加工。
具体步骤如下：1.将工件放置在工作台上，并用夹紧器夹紧。
2.调节主轴转速和切削进给量。
3.启动电机，使主轴带动钻头旋转。
4.将钻头逐渐向下移动，直至接触工件表面。
5.开始进行切削加工。
6.当加工结束后，停止电机运行，将钻头向上抬起并松开夹紧器，取出加工好的零件。
四、半自动钻床的控制系统1.电气控制系统电气控制系统是半自动钻床中最重要的部分之一。
它包括了启停按钮、转速调节旋钮、切削进给旋钮等多个组成部分。
通过这些电气控制部件，可以实现机器的启停、转速调节和切削进给等功能。
2.液压控制系统液压控制系统主要是控制机器的升降和夹紧。
它包括了油泵、油管、液压缸等多个组成部分。
当需要升降工作台时，电机会启动油泵将液压油送到液压缸中，从而使工作台上下升降。
当需要夹紧工件时，电机会启动油泵将液压油送到夹紧器中，从而使夹紧器夹紧工件。
半自动钻床机械原理课程设计2
设计题目: 半自动钻床工程机械(卓越工程师)班设计者：徐安旭学号：201225070319指导教师：陈世斌2014年07月03日目录一、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------------------------------------------------------16八、设计总结---------------------------------------------------------17参考文献---------------------------------------------------------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。
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▪ 半自动钻床的工作原理是利用转头的旋转 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 钻孔三部 分组成。各个机构的运动由同一电机驱动， 运动由电动机经过减速装置后分为两路， 一路随着传动传动皮带传送动力到定位机 构和送料机构，分别带动凸轮做转动控制 四杆机构对工件的定位和带动凸轮四杆机 构控制推杆做往复直线运动。另一路直接 传动到钻头的进退刀机构，控制钻头的进 退。
▪ 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精品头课件的往复运动。
▪ 此外，还要满足传动性能要求： 1）送料 定位 进刀机构在凸轮轴不
同转角时候快慢行程不同。 2）各个机构之间的配合相互有序，
满足凸轮轴转角对应的性能要求。
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第三章 机构选用
▪ 根据前述设计要求，送料机构应该做往复运动， 并且必须保证工作行程中有快进、休止和快退 过程。定位机构也有休止、快进、快退过程。 进刀机构有快进和慢进、快退和休止过程。此 外三个机构之间还要满足随着凸轮轴转角不同 完成动作的过程不同且相互配合。这些运动要 求不一定完全能够达到，但必须保证三者之间 相互满足凸轮不同角度时候配合完好，以及送 料机构的往复运动和进刀机构的往复循环及各 个机构的间歇运动。
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1.2设计任务要求
▪ 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；
轴的齿轮组合中加入不完全齿轮以满足间 歇休止运动要求。
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▪ 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。 ▪
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▪ 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 。
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机构简图
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Ⅲ 定位机构选型
▪ 方案一： ▪ C1利用四杆机构中死点的积极作用，选
取凸轮结合夹紧机构共同作用达到定位机 构和间歇定位的要求。
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▪ 方案二：
▪ C2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，它就可以满足实 际要求了。
慢进
休止
快 退
休止
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▪ 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。
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1.4设计数据及工件尺寸
▪ 加工工件及尺寸：
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第二章 功能分解
机械原理课程设计
▪ 设计题目：半自动钻床 ▪ 第一章 设计要求 ▪ 第二章 功能分解 ▪ 第三章 机构对比选用 ▪ 第四章 机构组合 ▪ 第五章 传动方案设计 ▪ 第六章 运动协调性设计 ▪ 第七章 机构设计 ▪ 第八章方案评价
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第一章 概述及其设计要求
▪ 1.1功能要求 ▪ 半自动钻床机能够实现送料、定位、和孔的一体化功能。设计要求的
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机构简图
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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。
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机构简图
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Ⅰ变速机构
▪ 方案一：
▪ A1由于电动机的转速是1450r/min， 而选用设计要求的主轴转速为1r/min。 可以考虑利用行星轮进行大比例的降 速，然后采用蜗轮变向。
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机构简图
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▪ 方案二：
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Ⅱ送料机构的选型：
▪ 方案一： ▪ B1直接采用凸轮滑块机构，并且在轮同
机床的进料机构工作行程大于等于40mm，动力钻头工作行程大于 18mm，电动机转速1450r/min，每分钟1件构件加工好。 ▪ 半自动钻床机由送料机构，定位机构，进刀机构以及电动机组成。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，最终由进刀机构负责动力头的升降来进行钻孔工作。 ▪ 选择送料机构时要考虑到被加工的构件的形状，送料机构要以直线、 间隙、定量地将要加工的构件送入加工台，可用来回往复移动构件走 直线轨迹段推构件向前进，用定位机构来定住构件的要被加工的位置， 加紧之后再钻，打好孔之后再退刀，退出时可以用送料机构送的构件 推出加工台，以此来实现循环加工。
▪ 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。
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▪ 5.设计计算其他机构； ▪ 6.编写设计计算说明书；精品课件1.方案提示1.▪3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：
10º 20º 30º 45º
60º
75
90 ºº
105º～ 300
270º
º
360º
送料
快进
休止
快退
休止
定位
休 止
进刀
快进
休止
休止
快退 快进
机构简图
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上述各机构方案择优形成如下的机械系统 运动方案组合：
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