半自动钻床传动系统设计

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第一章 设计要求 ........................................................................ 1

1.1 设计题目 ........................................................................... 1

1.2设计任务 ............................................................................ 1

1.3 设计提示 ........................................................................... 2

第二章 设计工作原理 ............................................................... 3

2.1 机构的工作原理 ............................................................... 3

2.2 传动机构的选择和工作原理 ........................................... 3

第三章 功能分解图，执行机构动作 ....................................... 5

3.1 功能分解图如下图 ........................................................... 5

3.2 执行构件的选择 ............................................................... 5

第4章 运动方案的选择 ........................................................... 7

4.1 减速机构 ......................................................................... 7

4.2 进刀机构 ......................................................................... 7

4.3 送料系统 ......................................................................... 8

4.4 定位系统 ......................................................................... 9

第5章 执行机构设计过程及尺寸计算 ................................. 10

5.1 送料凸轮机构机构采用如下分析 ............................... 10

5.2 进刀机构的设计 ......................................................... 10

第6章 机构运动总体方案图（机构运动简图） ................. 14

第7章 工作循环图.................................................................. 15

第8章 设计总结 ...................................................................... 16

1 第1章 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

1.2.1 半自动钻床至少包括凸轮机构、齿轮机构在内的三种机构；

1.2.2 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；

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/min) 工作节拍

（生产率）

/（件/min）

A 40 30 15 1450 1

2 1.2.3 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；

1.2.4 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；

1.2.5 设计计算其他机构；

1.2.6 编写设计计算说明书；

1.3 设计提示

1.3.1 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。

1.3.2 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。

1.3.3 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 30º 45º 60º 75º 90º 105º～270º 300º 360º

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

3 第2章 设计工作原理

2.1 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，与传动轴相连的凸轮机构控制送料，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，简图如下：

2.2 传动机构的选择和工作原理

2.2.1 传动机构的作用

2.2.1.1 把原动机输出的转矩变换为执行机构所需的转矩或力。

2.2.1.2 把原动机输出的速度降低或提高，以适应执行机构的需要。

2.2.1.3 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 2.2.1.4 把原动机输出的等速回转运动转变

2.2.1.5 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。

2.2.1.6 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。

2.2.2 传动机构选择的原则

2.2.2.1 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。

2.2.2.2 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。

2.2.2.3 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。

2.2.2.4 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。2.2.2.5 主，从动轴要求同步时，应采用无滑动的传动装置。

2.2.2.6 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。

5 第3章 功能分解图，执行机构动作

3.1 功能分解图如下图

3.2 执行构件的选择

3.2.1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。

3.2.2 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。、

3.2.3 进料功能

进料也要要求有一定的间歇运动，我们可以用复位弹簧来实现，然后通过杆件连续作用于加工原件上的力来实现建工元件的连续传递，实现进料。

6 3.2.4 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.

7 第4章 运动方案的选择

4.1 减速机构

定轴轮系传动；传动比 =n输入/n输出 =750传动比很大，要用多级传动。如图：

4.2 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.。

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4.3 送料系统

采用凸轮机构实现送料的快进、休止、快退、休止，先由主轴转动带动凸轮将工件运至加工位置，然后由弹簧的回复力士杆件带动凸轮回到原位置，实现一个运动过程，此后，凸轮往复循环运动，实现送料的连续。