1、<p>　　機械原理課程設(shè)計說明書</p><p>　　設(shè)計題目 : 半自動鉆床</p><p>　　系 別 : 機電工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) : 機械設(shè)計制造及自動化 </p><p>　　班 級 : </p><p>　　設(shè) 計 者 ： <

2、;/p><p>　　學(xué) 號 ： </p><p><b>　　同組者姓名： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師 ：　 </b></p><p>　　2007年7月15日</p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)</b></p>

3、<p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　專業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 </p>

4、<p>　　班級： </p><p>　　課程設(shè)計題目： 半自動鉆床 </p><p

5、>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　前言………………………………………………………………..</p><p>　　第一章 概述及設(shè)計要求………………………………………..</p><p>　　1.1功能要求及

6、工藝動作流程圖………………………………</p><p>　　第二章 傳動方案…………………………………………………</p><p>　　2.1擬定傳動方案………………………………………………</p><p>　　第三章 傳動機構(gòu)的選擇…………………………………</p><p>　　第四章主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計……………………………</p&

7、gt;<p>　　4.1定位機構(gòu)…………………………………………………</p><p>　　4.2送料機構(gòu)…………………………………………………</p><p>　　4.3進刀機構(gòu)…………………………………………………</p><p>　　4.4形態(tài)學(xué)矩陣圖………………………………………….</p><p>　　第五章機械運動系

8、統(tǒng)設(shè)計方案擬定……………………………</p><p>　　5.1擬訂的方案………………………………………………….</p><p>　　第六章方案的評價………………………………………………</p><p><b>　　6.1方案評價表</b></p><p>　　第七章系統(tǒng)設(shè)計數(shù)據(jù)處理………………………………………...

9、</p><p>　　7.1方案的數(shù)據(jù)處理…………………………………………</p><p>　　7.2傳動機構(gòu)的尺寸設(shè)計及數(shù)據(jù)處理………………………….</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)、工

10、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、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。</p><p>　　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

11、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)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(xué)內(nèi)容。<

12、;/p><p>　　當(dāng)今世界，科學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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

13、需要同學(xué)們理性的思維和豐富的空間想象能力。</p><p>　　關(guān)鍵字： 半自動鉆床 、進刀機構(gòu)、送料機構(gòu)、定位機構(gòu)</p><p><b>　　概述及其設(shè)計要求</b></p><p>　　1.1設(shè)計要求及工藝動作流程</p><p><b>　　功能要求：</b></p><

14、p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　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

15、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。</p><p><b>　　設(shè)計要求：</b></p><p>　　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)。</p><p>　　設(shè)計傳動系統(tǒng)并確定起傳動比分配。</p><p>　

16、　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</p><p>　　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。</p><p><b>　　第二章 傳動方案</b></p><p><b&g

17、t;　　2.1擬定傳動方案</b></p><p>　　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：</p><p><b>　　圖２－１</b></p><p>　　1——電動機　　　2——聯(lián)軸器　3——減速器</p><p>　?。?１.1　初步選擇電機和分配各級傳動比</p>

18、<p><b>　?。ㄒ唬╇妱訖C的選擇</b></p><p>　　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。</p><p>　　電動機已經(jīng)是系列化了，通常由專門的工廠按標(biāo)準(zhǔn)系列成批或大量生產(chǎn)。機械設(shè)計中應(yīng)根

19、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。</p><p>　　常用電動機的結(jié)構(gòu)特征</p><p>　　Y系列三相異步電動機</p><p>　　該系列電機能防止水滴、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。</p>

20、<p>　　電磁條速三相異步電動機</p><p>　　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</p><p>　　擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)型式。</p><p>　　擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)型式</p><p>　　生產(chǎn)的單位一般用三相交

21、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(biāo)準(zhǔn)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(fēng)機、輸送機、攪拌機、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。</p><p>　　三相交流異步電動機根據(jù)其額定功率和滿載

22、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。</p><p><b>　　選定電動機的容量：</b></p><p>　　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(dāng)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

23、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。</p><p>　　電機的容量的主要由電動機的運行時的發(fā)熱情況決定，而發(fā)熱又與其工作情況決定。</p><p>　　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： </p><p>　　其中：T——工作機的阻力矩，；</p>&l

24、t;p>　　n——工作機的轉(zhuǎn)速，；</p><p>　　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</p><p>　　其中： 分別為軸承、齒輪、斜齒輪的傳動效率</p><p>　　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. &l

25、t;/p><p>　　根據(jù)附Ⅱ。2選擇Y系列三相異步電動機</p><p>　　經(jīng)過綜合考慮決定選用Y132S—8型號電動機</p><p>　　第三章傳動機構(gòu)的選擇</p><p>　　各級傳動機構(gòu)的選擇 </p><p>　　考慮減小噪聲、振動等方面的要求時，最好選用帶傳動。當(dāng)原動機驅(qū)動主動輪時，由于帶與帶輪間的摩

26、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。</p><p><b>　　帶傳動</b></p><p><b>　　3—1</b></p><p><b>　　圖3-２帶傳動</b></p>&l

27、t;p><b>　　鏈傳動</b></p><p>　　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)。</p><p>　　圖3-３鏈傳動 </p><p><

28、b>　　齒輪傳動機構(gòu)</b></p><p>　　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。 </p><p><b>　　蝸桿傳動機構(gòu)</b></p><p>　　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

29、處有相對滑動。當(dāng)滑動速度很大，工作條件不夠良好時，會產(chǎn)生較嚴(yán)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； </p><p>　　根據(jù)以上的分析比較，再結(jié)合要求的工作條件可以得到，在此采用帶傳動。</p><p>　　第四章 主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計</p><p><b>　　4.1 定位機構(gòu)</b></p&

30、gt;<p>　　功能原理的工藝分解：</p><p><b>　　圖4——1</b></p><p>　　1———圓形凸輪機構(gòu) 2——平底當(dāng)板 3——工作臺壁 4——固定夾頭</p><p>　　5——加工零件 6——彈簧</p><p>　　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 ，

31、從而實現(xiàn)4加緊過程 。動力有圓形凸輪下面來帶動。</p><p><b>　　4.2 送料</b></p><p>　　方案a：往復(fù)移動機構(gòu)</p><p>　　1 —— 偏心輪機構(gòu) 2 —— 滑塊 3 —— 蝸桿 4 —— 料桶 5 —— 加工構(gòu)件 </p><p>　　該機構(gòu)是實現(xiàn)送料的 ，由動力傳

32、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</p><p>　　方案b：空間齒輪機構(gòu)實現(xiàn)往復(fù)移動</p><p>　　1——空間凸輪機構(gòu) 2——滑板 3——料桶 4 ——加工構(gòu)件</p><p>　　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

33、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。</p><p>　　其中不完全齒輪的外圈部分是由橡膠模具制成。</p><p><b>　　分析其原因如下：</b></p><p>　??；使用外圈為橡膠齒的不完全齒輪，質(zhì)地相對柔軟，又有彈性。</p><p>　　如果橡膠齒磨損，可以及時更換。

34、</p><p>　　橡膠齒輪與鋼制齒輪的造價相比較，前者較為經(jīng)濟</p><p><b>　　4.3 進刀機構(gòu)</b></p><p><b>　　圖4——3</b></p><p>　　1——圓盤凸輪機構(gòu) 2——扇形齒機構(gòu) 3——齒條 4——齒輪</p><p&g

35、t;<b>　　4．4形態(tài)學(xué)矩陣圖</b></p><p>　　系統(tǒng)解的可能方案數(shù)： F=5*5*5*5*3=1875</p><p>　　其中列出較為理想的兩種： A1+B3+C1+D1+E1</p><p>　　A1+B3+C2+D3+E2 </p><p><b>　　圖4——4<

36、/b></p><p>　　第五章 機械運動系統(tǒng)設(shè)計方案擬定</p><p><b>　　5.1 擬定的方案</b></p><p><b>　　方案：</b></p><p>　　1---動力頭 2----加工件 3、9、14-----原盤機構(gòu) 4-----蝸輪 5、8------齒輪

37、 6-----電動機 7-----連桿 10------滑塊 11------工作臺 12------齒條 13--------扇齒輪 15-----皮帶 16-----齒輪 </p><p><b>　　第六章 方案的評價</b></p><p><b>　　6.1方案評價表</b></p><p>

38、;<b>　　對方案的評價表</b></p><p>　　第七章 系統(tǒng)設(shè)計數(shù)據(jù)處理</p><p>　　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</p><p><b>　　機械運動循環(huán)圖：</b></p><p><b>　　圖7——1</b></p>

39、<p>　　7.2 傳動機構(gòu)的尺寸設(shè)計及數(shù)據(jù)處理</p><p>　　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</p><p>　　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</p><p><

40、;b>　　，假設(shè)齒數(shù)，則</b></p><p>　　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(zhǔn)確，在實際設(shè)計中應(yīng)根據(jù)實際情況進行靈活的修改。</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　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

41、了解的狀況下,開始系統(tǒng)的運用了所學(xué)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(xué)習(xí)打下了扎實的基礎(chǔ)。</p><p>　　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

42、，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我以后學(xué)習(xí)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。</p><p>　　機械學(xué)作為一門傳統(tǒng)的基礎(chǔ)學(xué)科，內(nèi)容豐富，涉及面廣。在新的歷史條件下，機械學(xué)與電子電氣、液壓等多種學(xué)科，聯(lián)系更為緊密，它的綜合性更強。相信我們工科學(xué)生在進行了認(rèn)識

43、實習(xí)、金工實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)實習(xí)，特別是以后的畢業(yè)設(shè)計對整個大學(xué)階段的知識的掌握會更加牢固。同時在以后的學(xué)習(xí)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</p><p>　　我相信在進行了實習(xí)、金工實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)實習(xí)，都在為以后的畢業(yè)設(shè)計作準(zhǔn)備。我們只有認(rèn)真的完成各種學(xué)實習(xí)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(xué)階段的知識的掌

44、握多少和自我能力的驗證。在以后的學(xué)習(xí)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。</p><p>　　最后，非常感謝兩位老師的關(guān)心指導(dǎo)和其他同學(xué)的協(xié)作！</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[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</p>