机械原理课程设计方案.doc

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1、 机 械 原 理 课 程 设 计 方 案 方案1 糕点切片机传动方案设计 1. 工作原理及工艺动作过程糕点先成型（如长方形、圆柱体等）经切片后再烘干。糕点切片机要求实现两个执行动作：糕点的直线间歇移动和切刀的往复运动。通过两者的动作配合进行切片。改变直线间歇移动速度或每次间隔的输送距离，以满足糕点不同切片厚度的需要。2原始数据及设计要求(1) 糕点厚度：1020mm；(2) 糕点切片长度（即切片的高）范围：580mm；(3) 切刀切片时最大作用距离（即切片的宽度方向）：300mm；(4) 切刀工作节拍：40次/min；(5) 生产阻力很小：要求选用的机构简单、轻便、运动灵活可靠；(6) 电动机

2、可选用0.55kW（或0.75kW）、1390r/min。3. 设计任务(1) 根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；(2) 进行间歇运动机构和切口机构的选型，实现上述动作要求；(3) 机械运动方案分析和选择；(4) 根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案；(5) 画出机械运动方案简图（机械运动示意图）；(6) 对机械传动系统和执行机构进行尺度设计;(7) 分析比较同组方案，确定本组最佳方案，画出机构运动简图。方案2 自动打印机传动方案设计1. 工作原理及工艺动作过程 对于包装好的纸盒上，为了商品某种需要而打印一种记号。它的动作主要有三个：送料到达打印工位；然后打印记号；最后

3、将产品输出。2. 原始数据及设计要求(1) 纸盒尺寸：长100150mm、宽70100mm、高3050mm；(2) 产品重量：约510N；(3) 自动打印机的生产率：80次/min；(4) 要求机构的结构简单紧凑、运动灵活可靠、易于加工制造。3. 设计任务(1) 按工序动作要求拟定运动循环图；(2) 进行送料夹紧机构、打印机构和输出机构的机构选型；(3) 机械运动方案的分析和选择；(4) 按选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案；(5) 画出机械运动方案简图；(6) 对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算; (7) 分析比较同组方案，确定本组最佳方案，画出机构运动简图。方案3 螺钉头冷

4、镦机传动方案设计1. 工作原理及工艺动作过程采用冷镦的方法将螺钉头镦出，可以大大减少加工时间和节省材料。冷镦螺钉头主要完成一下动作：(1) 自动间歇送料；(2) 截料并运料；(3) 预镦和终镦；(4) 顶料。2. 原始数据及设计要求(1) 每分钟冷镦螺钉头120只；(2) 螺钉杆的直径D=24mm，长度L6-32mm；(3) 毛坯料最大长度48 mm，最小长度12 mm；(4) 冷镦行程56 mm。3. 设计任务(1) 按工序动作要求拟定运动循环图；(2) 进行自动间歇送料机构、截料送料机构、预镦终镦机构、顶料机构的选型；(3) 机械运动方案的分析和选择；(4) 按选定的电动机和执行机构的运动

5、参数拟定机械传动方案；(5) 画出机械运动方案简图；(6) 对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算;(7) 分析比较同组方案，确定本组最佳方案，画出机构运动简图。方案4 专用精压机传动方案设计1. 工作原理及工艺动作过程专用精压机是用于薄壁铝合金制件的精压深冲工艺。它是将薄壁铝板一次冲压成为深筒形。它的工艺动作主要有：(1) 将新坯料送至待加工位置；(2) 下模固定、上模冲压拉延成形将成品推出模腔。2原始数据及设计要求(1) 冲压执行机构具有快速接近工件、等速下行拉延和快速返回的运动特性；(2) 精压成形制品生产率约每分钟70件；(3) 上模移动总行程为280mm，其拉伸行程置于总行程的中部，约

6、100mm；(4) 行程速比系数K1.3； (5) 坯料输送最大距离200mm。3设计任务(1) 按工序动作要求拟定运动循环图；(2) 进行送料机构、冲压机构的选型；(3) 机械运动方案的分析和选择；(4) 按选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案；(5) 画出机械运动方案简图；(6) 对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算; (7) 分析比较同组方案，确定本组最佳方案，画出机构运动简图。方案5 洗瓶机传动方案设计1、工作原理及工艺动作过程为了清洗圆形瓶子外面，需将瓶子推入同向转动的导辊上，导辊带动瓶子旋转，推动瓶子沿导辊前进，转动的刷子就将瓶子洗净。它的主要动作：将到位的瓶子沿着导辊

7、推动，瓶子推动过程利用导辊转动将瓶子旋转以及将刷子转动。2原始数据及设计要求(1) 瓶子尺寸：大端直径d80mm，长200mm；(2) 推进距离L600mm，推瓶机构应使推头以接近均匀的速度推瓶，平稳地接触和脱离瓶子，然后推头快速返回原位，准备进入第二个工作循环；(3) 按生产率的要求，推程平均速度为45mm/s，返回时的平均速度为工作行程平均速度的3倍；(4) 机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便；3. 设计任务(1) 按上述要求拟定运动循环图；(2) 进行推瓶机构、洗瓶机构的选型，实现洗瓶动作的要求；(3) 机械运动方案的分析和选择；(4) 根据选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动

8、方案；(5) 画出机械运动方案简图；(6) 对传动系统和执行机构进行运动尺寸计算;(7) 分析比较同组方案，确定本组最佳方案，画出机构运动简图。方案6 剥豆机传动方案设计1. 工作原理及工艺动作过程将干蚕豆浸胖后放在料斗内，通过振动下料后将蚕豆平放排列成头尾相接，送豆到切皮位置，将豆压住并切开头部的皮，然后用挤压方法将豆挤出。剥豆机的主要工艺动作时送料、压豆切皮、挤压脱皮。2原始数据及设计要求(1) 蚕豆长度: 2025mm；(2) 蚕豆宽度: 1520mm；(3) 蚕豆厚度: 68mm；(4) 生产率: 每分钟剥80粒；(5) 剥豆机要求体积小、重量轻、压紧力可调、工作可靠、外形美观。3设计

9、任务(1) 根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；(2) 进行送料机构、压紧切皮机构、挤压脱皮机构的选型，实现上述动作要求；(3) 机械运动方案的分析和选择；(4) 根据选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案；(5) 画出机械运动方案简图（机构运动示意图）；(6) 对传动系统和执行机构进行运动尺寸计算;(7) 分析比较同组方案，确定本组最佳方案，画出机构运动简图。 方案7 包装推包机构传动方案设计1. 工作原理及工艺动作过程包装机的推包机构，要求待包装的工件1（如图所示）先由输送带送到推包机构的推头2的前方，然后由该推头2将工件从a处推至b处（包装工作台），再进行包装。为了提高生

10、产率，希望在推头2结束回程（从b至a）时，下一个工件已送到推头2的前方。这样推头2就可以马上再开始推送工件。这就要求推头2在回程时先退出包装工作台，然后再低头，即从台面的下面返回，因而就要求推头2按图示的a-b-c-d-e-a线路运动。即实现“平推、水平退回、下降、降位退回、升复位”的运动。在推头回程中，除要求推头低位退回外，还要求其回程的速度高于工作行程的速度，以便缩短空回行程的时间，提高工效。至于对cdea部分的线路形状不作严格要求。2. 原始数据及设计要求要求56秒钟包装一个工件，行程速比系数K在范围内选取，推包机由电动机驱动，电动机转速。3. 设计任务(1) 根据工艺动作顺序和协调要求

11、拟定运动循环图；(2) 根据上述要求进行传动机构和执行机构选型。(3) 机械运动方案的分析和选择;(4) 按选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案；(5) 画出机械运动方案简图；(6) 对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。(7) 分析比较同组方案，确定本组最佳方案，画出机构运动简图。方案8 冲压及送料机构传动方案设计1. 工作原理及工艺动作过程设计冲制薄壁零件（图a）的冲压机构及其相配合的送料机构。上模先以比较小的速度接近坯料，然后以匀速进行拉延成型工作，以后，上模继续下行将成品推出型腔，最后快速返回。上模退出下模以后，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置，完成一个工作循环。2. 原

12、始数据及设计要求(1) 电动机驱动，转速，生产率每分钟70件。(2) 上模作为执行构件，作上下往复直移运动，其大致运动规律如图b所示，具有快速下沉、等速工作进给、快速返回的特性。(3) 机构应有较好的传力性能，特别是工作段的压力角应尽量小。(4) 上模到达工作段之前，送料机构已将坯料送至待加工位置（下模上方）。3. 设计任务(1) 根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；(2) 根据上述要求进行传动机构和执行机构选型。(3) 机械运动方案的分析和选择;(4) 按选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案；(5) 画出机械运动方案简图；(6) 对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。(7)

13、 分析比较同组方案，确定本组最佳方案，画出机构运动简图。方案9 自动打标机传动方案设计1. 工作原理及工艺动作过程产品自动打标机能实现在产品表面自动打制钢印的要求。产品由输送带运送到推送头1的前端（如图所示），然后由推送机构将产品3推送到打印头2的下部，此后打印头2向下运动，与产品上表面接触，完成打印操作。在打印头退回原位时，推送机构再推送另一产品，并把已打印好的产品推走。2. 原始数据及设计要求打印头和推送头由同一电动机供给动力，电动机转速，生产率为每分钟10件，要求打印头在与产品接触时，有1秒的接触时间，以保证在产品上形成清晰的印字。3. 设计任务 (1) 根据工艺动作顺序和协调要求拟定运

14、动循环图；(2) 根据上述要求进行传动机构和执行机构选型。(3) 机械运动方案的分析和选择;(4) 按选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案；(5) 画出机械运动方案简图；(6) 对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。(7) 分析比较同组方案，确定本组最佳方案，画出机构运动简图。方案10 铁钉坯料剪切机传动方案设计1. 工作原理及工艺动作工程铁钉坯料是由铁丝卷料经剪切得到的，如图所示，剪切机的执行构件由送料轮3和3及刀片1等组成。各部分的功能为：送料轮3靠摩擦力向上牵引铁丝4；导管2使铁丝改换成水平方向输出；刀片1作往复运动，并与导管2右端的圆形刃口配合完成剪切工作。2. 原始数据及

15、设计要求钉坯长50mm，每分钟产量80根。送料轮和剪切刀片由同一电动机供给动力，电动机转速，根据工艺动作构思出多种设计方案，并选取其中一个方案进行机构简图设计。3. 设计任务(1) 根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；(2) 根据上述要求进行传动机构和执行机构选型。(3) 机械运动方案的分析和选择;(4) 按选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案；(5) 画出机械运动方案简图；(6) 对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。(7) 分析比较同组方案，确定本组最佳方案，画出机构运动简图。方案11 牛头刨床传动方案设计1. 工作原理及工艺动作过程牛头刨床是一种用来切削平面的加工机床。

16、它是依靠刨刀的往复运动和支承并固定工件的工作台的单向间歇移动来实现对平面的切削加工的，如图所示。刨刀向左运动时切削工件，向右运动为空回，空回后在进行下一次切削前，工作台连同工件必须完成一次横向进给运动。这样多次往复循环后就可以完成刨削平面的任务。2. 原始数据及设计要求(1) 为保证加工质量要求刨刀在工作行程时速度比较均匀。(2) 为提高生产率，刨刀应有急回作用，并要求行程速比系数K=2，刨削频率为85次/分。(3) 工作台的横向进给行程根据加工工件的要求应该可调，并要求刨刀在切削工件的过程中工作台（工件）绝对静止。(4) 系统为电动机驱动，转速为。3. 设计任务 (1) 根据工艺动作顺序和协

17、调要求拟定运动循环图；(2) 根据上述要求进行传动机构和执行机构选型。(3) 机械运动方案的分析和选择;(4) 按选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案；(5) 画出机械运动方案简图；(6) 对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。(7) 分析比较同组方案，确定本组最佳方案，画出机构运动简图。 机械原理课程设计牛头刨床（4）完结 方案三3.3.1. 方案三的设计图3.3.2 关于方案三 的运动分析和评价（1）运动条件分析该机构是一个在四连杆机构的基础上改进而来的六连杆机构，起主要作用的还是四连杆。该机构共有六个构件，共组成9个运动副且全为回转副，并且该机构中还引入了一个虚约束。该虚约束

18、的产生是由于杆4的引入而产生的。杆4所连接的是A点和D点，由于这两个点和机架通过回转副铰支在一起的，所以这两个点本身就不能产生相对移动，不需要另引入一个杆来固定二者的相对位置。由于四杆的引入所带来的3-2*2=-1的自由度就是虚约束。该机构的原动件是杆1 ，自由度F=3*6-2*9+1=1原动件数目等于自由度数，该机构有确定的运动。（2）机械功能分析该构件中完成主运动的是由杆1、2、3、4所组成的四连杆机构，杆5 带动与其铰结的滑块6完成刨床的切削运动。在由杆1、2、3、4所组成的曲柄摇杆机构中，曲柄1在原动机的带动下做周期性往复运动，从而连杆5带动滑块6作周期性往复运动实现切削运动的不断进行

19、。（3）工作性能分析从机构简图中可以看出，该机构得主动件1和连杆4的长度相差很大，这就是的机构在刨削的过程中刨刀的速度相对较低，刨削质量比较好。杆1和杆4在长度上的差别还是的刨刀在空行程的急回中 ，有较快的急回速度，缩短了机械的运转周期，提高了机械的效率。（4）传递性能和动力性能分析杆1、2、3、4所组成的曲柄摇杆机构中 其传动角是不断变化的，最小传动角出现在A,B,D三点共线处且B点在A,D两点之间，最大传动角出现在三点共线的另一种情况上。该机构的最大最小传动角差别不宜过大，否则将引起连杆传动的不稳定性，而这时就需要在原动件的主轴上添加飞轮以调节其转动的稳定性。所以为了减小该机构最大传动角和

20、最小传动角的差值，增加A,D间的距离。这是因为其最小传动角是DFA中的DFA，且三角形的三个边的长度分别为DF，BF，AD-AB；最大传动角是DFB的DFB，且三角形三边分别为DF， BF， AD+AB。由三角形余弦定理可知，DFA ，DFB的AD和AD+AB大小与AD和AD+AB的长度有密切的关系，故增加AD的长度回减小两个三角形中DA和DB的长度之差，使两个三角形趋于全等从而使最小传动角和最大传动角趋于相等，借以提高传动性能。 该机构中不存在高副，只有回转副和滑动副，故能承受较大的载荷，有较强的承载能力，可以传动较大的载荷。当其最小传动角和最大传动角相差不大时，该机构的运转就很平稳，不论是

21、震动还是冲击都不会很大。从而使机械又一定的稳定性和精确度。（5）结构的合理性和经济性分析该机构所占的空间很大，切机构多依杆件为主，结构并不紧凑，抗破坏能力较差，对于较大载荷时对杆件的刚度和强度要求较高。 会使的机构的有效空间白白浪费。并且由于四连杆机构的运动规率并不能按照所要求的运动精确的运行只能以近似的规律进行运动。方案四牛头刨床主传动机构采用曲柄摇杆机构和扇形齿轮和齿条机构，如图所示方案特点与评价:1、 机构具有确定运动条件 由图可知，在机构中，n=4,pl=5,ph=1,p=0.F=0 机构自由度F=3n+(2pl+ph-p)-F =34+(25+1-0)-0 =1由于机构的自由度数与原

22、动件数相等，故机构具有确定的运动。2、机构功能的实现曲柄做原动件，通过原动件带动扇形齿轮摆动,使带齿条机构的刨头往复移动,实现切削功能。3,工作性能,切削速度近似均匀且变化缓和平稳,摆动导杆机构使其满足急回特性。4,传递性能,滑块和导杆压力角恒为90度,齿轮和齿条传动时压力角不变,且可承受较大载荷。5,动力性能,齿轮和齿条传动平稳,冲击震动较小.6,结构合理性,扇形齿轮尺寸和重量大, 齿轮和齿条制造复杂,磨损后不宜维修。7经济性, 扇形齿轮要求一定的精度,工艺难度大,且扇形齿轮和齿条中心距要求较高。四、小结 通过这次课程设计，我有了很多收获。首先，通过这一次的课程设计，我进一步巩固和加深了所学

23、的基本理论、基本概念和基本知识，培养了自己分析和解决与本课程有关的具体机械所涉及的实际问题的能力。对平面连杆机构和凸轮有了更加深刻的理解，为后续课程的学习奠定了坚实的基础。而且，这次课程设计过程中，与同学们激烈讨论，团结合作，最终完美的实现了预期的目的，大家都收益匪浅，也对这次经历难以忘怀。其次通过这次课程设计，对牛头刨床的工作原理及其内部个传动机构以及机构选型、运动方案的确定以及对导杆机构进行运动分析有了初步详细精确话的了解，这都将为我以后参加工作实践有很大的帮助。非常有成就感，培养了很深的学习兴趣。衷心感谢XXX教授这个学期以来的悉心教导与鼓励，在X老师的耐心指导下，我们才能完成了这次的课

24、程设计 ，并从中 学到了非常多的知识。再一次衷心感谢XXX教授。五、参考文献1 孙恒，陈作模。机械原理（第六版）。北京：高等教育出版社，2 李 笑 刘福利 陈 明。机械原理课程设计指导书（试用稿）。哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，3 牛鸣歧 王保民 王振甫。 机械原理课程设计手册. 重庆：重庆大学出版社，20014王知行 李瑰贤. 机械原理电算程序设计. 哈尔滨，哈尔滨工业大学出版社.20035 孟宪源 姜琪. 机构构型与应用. 北京：机械工业出版社，20036 申永胜. 机械原理教程. 北京：清华大学出版社，19997 陈明等. 机械系统方案设计参考图册方案三如下图：方案四如下图： 方案12

25、榫槽成型半自动切削机传动方案设计1. 工作原理及工艺动作过程图示为待设计的榫槽成型半自动切削机设计任务用图。原动件6通过适当的传动机构使推杆4作往复直移运动，工件1在推杆4的推动下，通过固定的榫刀槽2的切削，在全长上开出榫槽。在推杆推动工件1之前，由同一原动件带动下，工件被压紧，由端面切刀3先将工件1的右端面切平。2. 原始数据及设计要求(1) 主轴转速，切削次数。(2) 推杆4在推动工件切削榫槽时要求工件作近似等速运动。在推杆推动工件之前必须先完成工件右端的切削。3. 设计任务(1) 根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；(2)进行传动机构和工件的压紧、切端面、推榫槽的机构选型。(3)

26、机械运动方案的分析和选择;(4) 按选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案；(5) 画出机械运动方案简图；(6) 对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。(7) 分析比较同组方案，确定本组最佳方案，画出机构运动简图。方案13 压片机传动方案设计1. 工作原理及工艺动作过程压片机是将陶瓷干粉料压制成直径为34mm，厚度为5mm的圆形片坯，其工艺过程见下图所示。(1) 装满粉料的料筛在筒型腔上方振动数次将干粉料均匀筛入圆筒型腔内（见图a）;(2) 下冲头下沉，预防上冲头进入型腔时把粉料扑出（b）;(3) 上下冲头同时加压（c），并保压一段时间;(4) 上冲头退出，下冲头随后顶出压好的片坯（

27、d）;(5) 料筛向右推出片坯（图e）。 2. 原始数据及设计要求(1) 生产率为每分钟25片。(2) 机器运转传动误差率在10%以内。(3) 电动机驱动，转速。3. 设计任务(1) 根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；(2)进行传动机构和执行机构选型。(3) 机械运动方案的分析和选择;(4) 按选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案；(5) 画出机械运动方案简图；(6) 对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。(7) 分析比较同组方案，确定本组最佳方案，画出机构运动简图方案14 印刷机蘸油机构传动方案设计1. 工作原理及工艺动作过程图示为待设计的印刷机蘸油机构设计任务用图。原动

28、件1经过适当的传动机构将运动传给构件4，并带动蘸油辊5作上下往复摆动。蘸油辊5在上极限位置停留时与供油辊2接触，并由供油辊2带动（靠摩擦）蘸油辊5绕C点互做纯滚动，于是将油盒3中的油墨传到蘸油辊5上；蘸油辊在下极限位置停留时与水平运动的墨板6接触（墨板6的传动机构图中未示出），并将油墨传给墨板6，与此同时，主轴经适当的传动机构将运动传给与油盒3的斜面相接触的供油辊轴，通过供油辊2的间歇转动，将油盒3中的油墨带出。2. 原始数据及设计要求(1) 主轴转速，蘸油次数。(2) 蘸油辊的运动规律为等加等减速运动。(3) 蘸油辊的运动循环为：蘸油辊由下极限至上极限的运动过程占1/12周期，相应于主轴转；

29、蘸油辊在上极限位置与供油辊接触过程占5/12周期，相应于主轴转；蘸油辊由上极限位置返回至下极限位置的运动过程占1/12周期，相应于主轴转；蘸油辊在下极限位置停留时间占5/12周期，相应于主轴转。(4) 油辊的运动循环为：供油辊转动，占2/5周期，相应于主轴转；供油辊停歇占3/5周期，相应于主轴转。3 .设计任务(1) 根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；(2) 进行传动机构和执行机构选型。 (3) 机械运动方案的分析和选择;(4) 按选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案；(5) 画出机械运动方案简图；(6) 对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算;(7) 分析比较同组方案，确定

30、本组最佳方案，画出机构运动简图方案15 专用机床的刀具进给及工作台转位传动方案设计1. 工作原理及工艺动作过程工作台有、四个工作位置，工位是装卸工件，是钻孔，是扩孔，是铰孔。主轴箱上装有三把刀具，对应于工位的位置装钻头，的位置装扩孔钻，的位置装铰刀。刀具由专用电动机带动绕其自身的轴线转动。主轴箱每向左移动送进一次，在四个工位上分别完成相应的装卸工件、钻孔、扩孔、铰孔工作。当主轴箱右移（退回）到刀具离开工件后，工作台回转，然后主轴箱再次左移，这时对其中每一个工件来说，它进入了下一个工位的加工，依此循环四次，一个工件就完成装、钻、扩、铰等工序。由于主轴箱往复一次，在四个工位上同时进行工作，所以每次就有一个工件完成上述全部工序。2. 原始数据及设计要求(1) 刀具顶端从离工件表面最远处快速移动，接近工件后匀速送进，然后快速返回。(2) 工件装卸时间不超过10秒，生产率为每小时约74件。(3) 电动机驱动，转速。3. 设计任务 (1) 根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；(2)进行传动机构和执行机构选型。(3) 机械运动方案的分析和选择;(4) 按选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案；(5) 画出机械运动方案简图；(6) 对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。(7) 分析比较同组方案，确定本组最佳方案，画出机构运动简图