机械原理课程设计 半自动钻床说明书
(最新版)机械原理毕业课程设计 半自动钻床说明书(完全)
目录设计任务书一、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1450rmin降到主轴的2rmin，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。
机械原理课程设计半自动钻床说明书
机械原理课程设计说明书设计题目：半自动钻床专业机械设计制造及其自动化学号姓名蒋朝伟35王鹏伟36莫森34周海浩20张昊昉08班级机制131指导教师郁倩完成日期目录设计任务书 (1)1.工作原理分析 (4)2.功能分解及工艺动作 (4)功能分解图 (4)工艺动作 (5)3.原始数据及计算 (5)原始数据处理 (5)拟定运动循环图 (7)4.方案设计思路及讨论改进 (8)方案设计思路 (8)方案讨论改进 (10)5.执行机构的设计 (14)行星轮的计算 (14)送料机构分析 (16)动力头机构分析 (16)定位机构分析 (18)夹紧机构分析 (18)6.总机评价 (19)7.设计感想 (20)8.参考文献 (21)设计任务书见稿纸1.工作原理分析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。
2、功能分解及工艺动作功能分解图如下工艺动作基本运动为：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。
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。
3、原始数据及计算原始数据处理根据任务书的要求，该机械的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，并由定位机构与夹紧将加工工件可靠固定。
四个执行构件的运动形式为：(1)动力头完成往复（铅垂上下）直线运动，下移到最低点后立刻上移。
在下移前一段时间是快速趋近15mm，这段时间正好用于送料和定位。
动力头的行程是。
若机构主动作一转完成一个运动循环，则上冲头位移线图的形状大致如图3-1所示。
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。
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。
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目录
设计任务书-----------------------------------------------------2
1.设计工作原理--------------------------------------------------4
2.功能分解图，执行机构动作分解图-----------------------6
3.运动方案的选择与比较---------------------------------------9
4.机构运动总体方案图（机构运动简图）-----------------10
5.工作循环图------------------------------------------------------16
6.执行机构设计过程及尺寸计算------------------------------18
7.凸轮设计分段图．轮廓图．设计结果---------------------21
8.机构运动分析计算机辅助设计流程------------------------25
9.程序清单（主程序和子程序）------------------------------26
10.十一运行结果及运动线图------------------------------------31
11.设计总结----------------------------------------------------------32
12 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
10
º 20º 30º
45º 60º
75º 90º
105º～270º
300º
360º
送料
快进
休止
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。