课程设计《半自动钻床》Word格式.doc
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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。
机械产品的设计是对产品的功能、工作原理、系统运动方案、机构的运动与动力设计、机构的结构尺寸、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算，并将其转化为具体的描述以作为制造的工作过程。
其中机械产品的功能、工作原理、系统运动方案、机构的运动与动力设计、机构的结构尺寸、力和能量的传递方式等内容是机械原理课程的教学内容。
当今世界，科学技术突飞猛进，知识经济已见端倪，综合国力的竞争日趋激烈。
国力的竞争，归根结底是科技与人才的竞争。
而机械原理课程设计是机械原理课程的一个重要实践性教学环节，同时，又是机械类专业人才培养计划中一个相对独立的设计实践，在培养学生的机械综合设计能力及创新意识与能力方面，起着重要的作用。
在课程设计中，它培养了学生创新设计的能力。
本次设计的是半自动钻床设计，以小见大，设计并不是门简单的课程，它需要同学们理性的思维和丰富的空间想象能力。
关键字：
半自动钻床、进刀机构、送料机构、定位机构
第一章概述及其设计要求
1.1设计要求及工艺动作流程
功能要求：
半自动钻床机能够实现送料、定位、固定、和钻空的一体化功能。
设计要求的机床的长1000mm，宽为600mm，高为800mm，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，固定机构，钻空机构以及电动机组成。
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，打好空退刀，退出时可以用送料机构送的构件推出加工台。
设计要求：
（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起传动比分配。
（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）凸轮机构的计算。
按各吐露机构的工作要求，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。
对盘状凸轮要用解析法计算理论廓线、实际廓线值，画出从动件运动规律图及凸轮廓线图。
工件供给
半自动钻床总功能
定位机构
工作机构
送料机构
钻头
休止
快进
控制机构
慢进
快退
第二章传动方案
2.1拟定传动方案
机器一般由原动机、传动装置和工作机三部分组成如图２－１：
图２－１
1——电动机 2——联轴器 3——减速器
２.１.1 初步选择电机和分配各级传动比
（一）电动机的选择
选择电机类型：
电动机是机器中运动和动力的来源，其种类很多，有电动机、内机、蒸汽机、水轮机、气轮机、液动机等。
电动机结构简单、工作可靠、控制方便、维护容易，一般机械上大多数是均采用电动机驱动。
电动机已经是系列化了，通常由专门的工厂按标准系列成批或大量生产。
机械设计中应根据工作的载荷、工作的要求、工作的环境、安装的要求及尺寸、重量有无特殊限制等条件，从产品目录中选择电动机的类型和结构形式、容量和转速，确定具体的型号。
常用电动机的结构特征
Y系列三相异步电动机
该系列电机能防止水滴、灰尘、铁屑或其他杂物浸入电机内部，它是我国近年来研制成功的型电动机。
电磁条速三相异步电动机
名称：
YCD电磁调速三相异步电动机，有组合式和整体式两种机构。
这两种调速电动机为防护式，空气自冷，卧式安装，且无碳刷，集电环等滑动接触部件
择电动机的类型和结构型式。
择电动机的类型和结构型式
生产的单位一般用三相交流电源，如无特殊的要求（如在较大范围内平稳地调速，经常启动和反转等），通常都采用三相交流异步电动机。
我国已制定了一标准的Ｙ系列是一般用途的全封闭的自扇冷鼠笼型三相异步电动机，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀气体和无特殊要求的机械，如金属切削机床、风机、输送机、搅拌机、农业机械食品机械等。
由于Ｙ系列还具有启动性好的优点，因此也适合某些对启动转矩要求较高的机械。
三相交流异步电动机根据其额定功率和满载转速的不同，具有系列型号。
为适应不同的安装需要，同一类的电动机结构又制成若干种安装形式。
各类型的电动机的参数和外型及安装尺寸可查手册。
选定电动机的容量：
电动机的容量选得合适与否，对电动机的工作和经济性都有影响。
当容量小于工作要求时，电动机不能保证工作装置的正常的工作，或使用电动机因长期的过载而过早损坏；
容量过大则电动机的价格高，能量不能充分利用，且常常不在满载下运行，其效率和功率的因数都较低，造成浪费。
电机的容量的主要由电动机的运行时的发热情况决定，而发热又与其工作情况决定。
工作机所需工作功率，应由机器工作阻力和运动参数计算得来的，可按下式计算：
其中：
T——工作机的阻力矩，；
n——工作机的转速，；
传动装置的总效率组成传动装置的各部分运动副效率之积，即
其中：
分别为轴承、齿轮、斜齿轮的传动效率
按推荐的传动比合理范围，取一级传动i1=20-50，二级圆柱直齿轮的传动比i2=4-6,三级圆柱直齿轮的传动比i3=2-4,总的传动范围为40-200.
根据附Ⅱ。
2选择Y系列三相异步电动机
经过综合考虑决定选用Y132S—8型号电动机
第三章传动机构的选择
各级传动机构的选择
考虑减小噪声、振动等方面的要求时，最好选用带传动。
当原动机驱动主动轮时，由于带与带轮间的摩擦（或啮合），便拖动从动轮一起转动，并传递一定动力。
带传动具有结构简单、传动平稳、选价低廉以及缓冲吸振等特点，在近代机械中被广泛应用。
带传动
3—1
图3-２带传动
链传动
链传动特点是轴间距范围大，传动比恒定，链条组成件间形成的油膜能吸振，对恶劣环境有一定的适应能力，工作可靠，作用在轴上的载荷小，运转的瞬时速度不均匀，高速时不如带传动平稳。
图3-３链传动
齿轮传动机构
但是齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，且不宜用于传动距离过大的场合。
蜗杆传动机构
蜗杆传动的传动比大，承载能力较齿轮低，常布置在传动系统的高速级，以获得较小的结构尺寸；
同时，摩擦力大，发热大。
同时蜗杆传动在啮合处有相对滑动。
当滑动速度很大，工作条件不够良好时，会产生较严重的摩擦与磨损，从而引起过分发热，使润滑情况恶化，因而摩擦损失较大，效率低；
根据以上的分析比较，再结合要求的工作条件可以得到，在此采用带传动。
第四章主要执行结构方案设计
4.1定位机构
功能原理的工艺分解：
图4——1
1———圆形凸轮机构2——平底当板3——工作台壁4——固定夹头
5——加工零件6——弹簧
该构件有1的转动来带动2的移动和6一起组合起来，从而实现4加紧过程。
动力有圆形凸轮下面来带动。
4.2送料
方案a：
往复移动机构
1——偏心轮机构2——滑块3——蜗杆4——料桶5——加工构件
该机构是实现送料的，由动力传到蜗杆传到偏心轮上，带动偏心轮转动随之带动与轮相连的连杆在移动，连杆就推动滑块来回往复移动。
从而实现推料的过程，近而实现送料
方案b：
空间齿轮机构实现往复移动
1——空间凸轮机构2——滑板3——料桶4——加工构件
此机构主要以空间凸轮机构来实现水平的来回往复移动，动力传进来空间凸轮转动，随之动滑板的水平移动，随着移动会推动构件，从而实现送料过程。
其中不完全齿轮的外圈部分是由橡胶模具制成。
分析其原因如下：
①使用外圈为橡胶齿的不完全齿轮，质地相对柔软，又有弹性。
②如果橡胶齿磨损，可以及时更换。
对于进料凸轮，我们应当采用圆柱凸轮，从而使得再送料快进、快退时满足运动方程式：
假设电动机所带动的主动轮的半径为，被带动的皮带轮的半径为。
则两者之间应当满足传动关系式：
。
则可推导出，
橡胶齿轮与钢制齿轮的造价相比较
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