机械原理课程设计报告题目.doc
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1、. .第二局部 机械原理与设计课程设计题目第六章 课程设计题目第1题电动线锯机的机构综合与构造设计一、 设计题目线锯机又叫直锯机,是木工常用的电开工具,主要用于在木板上开槽,其外形如图61所示。电动机通过传动系统带动直线锯条上下往复运动,实现锯切的目的。现要求设计电动线锯机的传动系统。二、 设计数据与要求锯条上下往复运动的行程为30mm,最大锯 图61 电动线锯机外形图切厚度为50mm;假设锯条切削木板时的平均切削力为700N,非切削时锯条与木板间的平均摩擦力为100N;锯条规格为长宽=100mm8mm。要求锯条上下往复运动的速度在5001500次/分间可调有级可调或无级可调皆可;采用220V
2、单相交流电动机,并要求该机器振动小、噪声小和重量轻。该线锯机的设计寿命为8年,每年300工作日,每日8小时。三、 设计任务1 至少提出三种运动方案,然后进展方案分析评比,选出一种运动方案进展机构综合;2 确定电动机的功率与转速;3 设计传动系统中各机构的运动尺寸,绘制线锯机的机构运动简图;4 在假设电动机等速运动的条件下,绘制锯条在一个运动周期中位移、速度和加速度变化曲线;5 如果希望电动机的速度波动系数小于1%,求应在电动机轴上加多大转动惯量的飞轮;6 对所用到的齿轮进展强度计算,确定其尺寸;7 进展线锯机构造设计,绘制其装配图;8 编写课程设计说明书。第2题 块状物品推送机的机构综合与构造
3、设计一、设计题目在自动包裹机的包装作业过程中,经常需要将物品从前一工序转送到下一工序。现要求设计一用于糖果、香皂等包裹机中的物品推送机,将块状物品从一位置向上推送到所需的另一位置,如图62所示。二、设计数据与要求1. 向上推送距离H=120mm,生产率为每分钟推送物品120件;2. 推送机的原动机为同步转速为3000转/分的三相交流电动机,通过减速装置带动执行机构主动件等速转动;3. 由物品处于最低位置时开场,当执行机构主动件转过1500时,推杆从最低位置运动到最高位置;当主动件再转过1200时,推杆从最高位置又回到最低位置;最后当主动件再转过900时,推杆在最低位置停留不动;4. 设推杆在上
4、升运动过程中,推杆所受的物品重力和摩擦力为常数,其值为500N;设推杆在下降运动过程中,推杆所受的摩擦力为常数,其值为100N; 图62 推送机工作要求5. 使用寿命10年,每年300工作日,每日工作16小时;6. 在满足行程的条件下,要求推送机的效率高推程最大压力角小于350,构造紧凑,振动噪声小。三、设计任务1. 至少提出三种运动方案,然后进展方案分析评比,选出一种运动方案进展机构综合;2. 确定电动机的功率与满载转速;3. 设计传动系统中各机构的运动尺寸,绘制推送机的机构运动简图;4. 在假设电动机等速运动的条件下,绘制推杆在一个运动周期中位移、速度和加速度变化曲线;5. 如果希望执行机
5、构主动件的速度波动系数小于3%,求应在执行机构主动件轴上加多大转动惯量的飞轮;6. 进展推送机减速系统的构造设计,绘制其装配图和两X零件图;7. 编写课程设计说明书。四、设计提示 实现推送机推送要求的执行机构方案很多,下面给出几种供设计时参考。1. 凸轮机构 图63所示的凸轮机构,可使推杆实现任意的运动规律,但行程较小。2. 凸轮齿轮组合机构 图64所示的凸轮齿轮组合机构,可以将摆动从动件的摆动转化为齿轮齿条机构的齿条直线往复运动。当扇形齿轮的分度圆半径大于摆杆长度时,可以加大齿条的位移量。3. 凸轮连杆组合机构图65所示的凸轮连杆组合机构也可以实现行程放大功能,但效率较低。图63凸轮机构 图
6、64凸轮-齿轮组合机构 图65凸轮-连杆组合机构4. 连杆机构 图66所示的连杆机构由曲柄摇杆机构ABCD与曲柄滑块机构GHK通过连杆EF相联组合而成。连杆BC上E点的轨迹,在局部近似呈以F点为圆心的圆弧形,因此,杆FG在图示位置有一段时间实现近似停歇。5. 固定凸轮连杆组合机构 图67所示的固定凸轮连杆组合机构,可视为连杆长度BD可变的曲柄滑块机构,改变固定凸轮的轮廓形状,滑块可实现预期的运动规律。图66 连杆机构 图67 固定凸轮连杆组合机构第3题颚式破碎机的机构综合与传动系统设计一、 设计题目颚式破碎机是一种利用颚板往复摆动压碎石料的设备。工作时,大块石料从上面的进料口进入,而被破碎的小
7、粒石料从下面的出料口排出。图68为一复摆式颚式破碎机的构造示意图。图中连杆2具有扩大衬套c,套在偏心轮1上,1与带轮轴A固联,并绕其轴线转动。摇杆3在C、D两处分别与连杆2和机架相联。连杆2颚臂上装有承压齿板a,石料填放在空间b中,压碎的粒度用楔块机构4调整。弹簧5用以缓冲机构中的动应力。图69为一简摆式颚式破碎机的构造示意图。当与带轮固联的曲柄1绕轴心O连续回转时,在构件2、3、4的推动下,动颚板5绕固定点F往复摆动,与固定颚板6一起,将矿石压碎。设计颚式破碎机的的执行机构和传动系统。图68 复摆式颚式破碎机 图69 简摆式颚式破碎机二、 设计数据与要求颚式破碎机设计数据如表61所示。表61
8、 颚式破碎机设计数据分组号进料口尺寸mm颚板有效工作长度mm最大进料粒度mm出料口调整X围mm最大挤压压强Mpa曲柄转速rpm11202002001001030200300215025025012010402102703200250300150204022025042503003502002050230200为了提高机械效率,要求执行机构的最小传动角大于650;为了防止压碎的石料在下落时进一步碰撞变碎,要求动颚板放料的平均速度小于压料的平均速度,但为了减小驱动功率,要求速比系数k压料的平均速度/放料的平均速度不大于1.2。采用380V三相交流电动机。该颚式破碎机的设计寿命为5年,每年300工作
9、日,每日16小时。三、 设计任务1 针对图68和图69所示的颚式破碎机的执行机构方案,依据设计数据和设计要求,确定各构件的运动尺寸,绘制机构运动简图,并分析组成机构的根本杆组;2 假设曲柄等速转动,画出颚板角位移和角速度的变化规律曲线;3 在颚板挤压石料过程中,假设挤压压强由零到最大线性增加,并设石料对颚板的压强均匀分布在颚板有效工作面上,在不考虑各处摩擦、构件重力和惯性力的条件下,分析曲柄所需的驱动力矩;4 确定电动机的功率与转速;5 取曲柄轴为等效构件,要求其速度波动系数小于15,确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量;6 对曲柄轴进展动平衡计算;7 确定传动系统方案,设计传动系统中各零部件的构
10、造尺寸;8 绘制颚式破碎机的装配图和曲柄轴的零件图;9 编写课程设计说明书。四、 设计提示1 动颚板长度取为其工作长度的1.2倍,为了不使石料被挤推出破碎室,两颚板间夹角。2 将动颚板摆角X围取为。3 在进展曲柄轴的动平衡时,应将曲柄上的飞轮分成大小和重量一样的两个轮子,其中一个兼作带轮用。第4题 压床机构综合与传动系统设计一、设计题目 压床是应用广泛的锻压设备,用于钢板矫直、压制零件等。图610所示为某压床的运动示意图。电动机经联轴器带动三级齿轮(、)减速器将转速降低,带动冲床执行机构六杆机构ABCDEF的曲柄AB转动图611,六杆机构使冲头5上下往复运动,实现冲压工艺。现要求完成六杆机构的
11、尺寸综合,并进展三级齿轮减速器的强度计算和构造设计。二、设计数据 六杆机构的中心距、,构件3的上、下极限位置角、,滑块5的行程H,比值、,曲柄转速以及冲头所受的最大阻力等列于表62。三、设计任务1. 针对图611所示的压床执行机构方案,依据设计要求和参数,确定各构件的运动尺寸,绘制机构运动简图,并分析组成机构的根本杆组;图610 某压床的运动示意图 图611 压床六杆机构表62 六杆机构的设计数据参数分组(mm)(mm)(mm)()()H(mm)(rpm)KN150140220601201500.50.251006260170260601201800.50.251205370200310601
12、202100.50.259092. 假设曲柄等速转动,画出滑块5的位移和速度的变化规律曲线;3. 在压床工作过程中,冲头所受的阻力变化曲线如图612所示,在不考虑各处摩擦、构件重力和惯性力的条件下,分析曲柄所需的驱动力矩;4. 确定电动机的功率与转速;5. 取曲柄轴为等效构件,要求其速度波动系数小于10,确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量;6. 确定传动系统方案,设计传动系统中各零部件的构造尺寸;7. 绘制压床传动系统的装配图和齿轮、轴的零件图;8. 编写课程设计说明书。 图612 压床阻力曲线图第5题自动送料冲床机构综合与传动系统设计一、设计题目图613 为某冲床机构运动方案示意图。该冲床用于
13、在板料上冲制电动玩具中需要的薄壁齿轮。电动机通过V带传动和单级齿轮传动图中未画出带动曲柄转动,通过连杆带动滑块上下往复运动,实现冲制工艺。针对图613所示的冲床机构运动方案,进展执行机构的综合与分析,并进展传动系统构造设计。图613 冲床机构运动方案示意图二、设计数据与要求依据冲床工况条件的限制,预先确定了有关几何尺寸和力学参数,如表63所示。要求所设计的冲床构造紧凑,机械效率高。 图614 冲头所受阻力曲线表63 冲床机构设计数据分组参数1234生产率件/min180200220250送料距离mm150140130120板料厚度mm2222轴心高度mm1060104010201000冲头行程
14、mm100908070辊轴半径mm60606060大齿轮轴心坐标mm270270270270大齿轮轴心坐标mm460450440430大齿轮轴心偏距mm30303030送料机构最小传动角045454545速度不均匀系数0.030.030.030.03板料送进阻力N530520510500冲压板料最大阻力N2300220021002000冲头重力N150140130120三、设计任务1. 绘制冲床机构的工作循环图,使送料运动与冲压运动重叠,以缩短冲床工作周期;2. 针对图613所示的冲床的执行机构冲压机构和送料机构方案,依据设计要求和参数,确定各构件的运动尺寸,绘制机构运动简图;3. 假设曲柄等
15、速转动,画出滑块C的位移和速度的变化规律曲线;4. 在冲床工作过程中,冲头所受的阻力变化曲线如图614所示,在不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件下,分析曲柄所需的驱动力矩;5. 确定电动机的功率与转速;6. 取曲柄轴为等效构件,确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量;7. 确定传动系统方案,设计传动系统中各零部件的构造尺寸;8. 绘制冲床传动系统的装配图和齿轮、轴的零件图;9. 编写课程设计说明书。第6题 插床机构综合与传动系统设计一、设计题目插床是常用的机械加工设备,用于齿轮、花键和槽形零件等的加工。图615为某插床机构运动方案示意图。该插床主要由带转动、齿轮传动、连杆机构和凸轮机构等组成
16、。电动机经过带传动、齿轮传动减速后带动曲柄1回转,再通过导杆机构123456,使装有刀具的滑块沿道路yy作往复运动,以实现刀具切削运动。为了缩短空程时间,提高生产率,要求刀具具有急回运动。刀具与工作台之间的进给运动,是由固结于轴上的凸轮驱动摆动从动件和其他有关机构图中未画出来实现的。图615 插床机构运动方案示意图图616 插刀所受阻力曲线 针对图615所示的插床机构运动方案,进展执行机构的综合与分析,并进展传动系统构造设计。二、设计数据与要求依据插床工况条件的限制,预先确定了有关几何尺寸和力学参数,如表64所示。要求所设计的插床构造紧凑,机械效率高。表64 插床机构设计数据分组参数1234插
17、刀往复次数次/min306090120插刀往复行程mm1501209060插削机构行程速比系数2222中心距mm160150140130杆长之比1111质心坐标mm60555045质心坐标mm60555045质心坐标mm130125120115凸轮摆杆长度mm125125125125凸轮摆杆行程角015151515推程许用压力角045454545推程运动角060906090回程运动角090609060远程休止角010151015推程运动规律等加速等减速余弦加速度正弦加速度3-4-5次多项式回程运动规律等速等速等速等速速度不均匀系数0.030.030.030.03最大切削阻力N230022002
18、1002000阻力力臂mm150140130120滑块5重力N350340330320构件3重力N150140130120构件3转动惯量kgm20.120.110.10.1三、设计任务1. 针对图615所示的插床的执行机构插削机构和送料机构方案,依据设计要求和参数,确定各构件的运动尺寸,绘制机构运动简图;2. 假设曲柄1等速转动,画出滑块C的位移和速度的变化规律曲线;3. 在插床工作过程中,插刀所受的阻力变化曲线如图616所示,在不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件下,分析曲柄所需的驱动力矩;4. 确定电动机的功率与转速;5. 取曲柄轴为等效构件,确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量;6.
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