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1、機械原理課程設(shè)計,1題目 2解析 3步驟,大致步驟如下： 1.了解題意。了解機器的工作對象，加工方法和工作參數(shù)(設(shè)計時必要的原始數(shù)據(jù))。 2.擬定運動循環(huán)圖。確定各執(zhí)行構(gòu)件的運動形式和動作的先后順序，相位，按照它們的協(xié)調(diào)要求擬定出機械運動循環(huán)圖，以協(xié)調(diào)各分支機構(gòu)的設(shè)計、裝配和調(diào)試， 3.構(gòu)思和確定機械運動方案。針對給定的設(shè)計要求，構(gòu)思各種能夠?qū)崿F(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件運動形式的機構(gòu)或機械系統(tǒng)，形成多種可能的機械運動方案。然后，對各方案進行分析，比較、評選，確定出最佳方案或較佳方案。,4.機構(gòu)的尺度綜合。對選定的最佳或較佳方案中的各基本機構(gòu)進行尺度設(shè)計在這一過程中要首先確定對各機構(gòu)有相關(guān)影響的一些參數(shù)，

2、如某些固定鉸鏈點的位置、有些傳動比、擺角等；并要具體制定出合理的設(shè)計路線，因為有時某一機構(gòu)的設(shè)計結(jié)果可能是另一機構(gòu)的原始參數(shù)，然后再進行各具體機構(gòu)的尺度綜合最后繪出各機構(gòu)的運動筒圖。 5.繪制整個機械系統(tǒng)的運動簡圖。要按照運動循環(huán)圖規(guī)定的動作順序和相位關(guān)系，在圖紙上協(xié)調(diào)好各機構(gòu)中構(gòu)件的相應(yīng)位置運動循環(huán)圖也要在圖紙上正式繪出。,7.整理設(shè)計圖紙和電算資料。圖紙的數(shù)量要達到課題規(guī)定的要求。圖紙的質(zhì)量方面要求做到作圖準(zhǔn)確，布圖勻稱。圖面整潔，線條、字母、尺寸標(biāo)注和圖紙幅面等均符合制圖標(biāo)準(zhǔn)。 標(biāo)題欄格式如圖1-1所示。對于用計算機進行設(shè)計的部分，要整理好數(shù)學(xué)模型，框圖，打印出自編的全部程序和運算結(jié)果

3、。 8.整理和編寫設(shè)計計算說明書。,6.按照設(shè)計題目的規(guī)定，對機械系統(tǒng)的某一部分進行運動分析或動力分析。,五、機械原理課程設(shè)計說明書的內(nèi)容 1.設(shè)計題目。 2.給定的設(shè)計條件、數(shù)據(jù)及要求。 3.設(shè)計步驟： 1)原動機的選擇； 2)傳動機構(gòu)的選擇與比較； 3)執(zhí)行機構(gòu)的選擇與比較； 4)機械系統(tǒng)運動方案的擬定和比較； 5)制訂機械系統(tǒng)的運動循環(huán)圖； 6)所選機構(gòu)的設(shè)計與分析； 7)畫出機械運動方案布置圖及機械運動簡圖； 8)完成設(shè)計所用方法及其原理的簡要說明；,9)列出必要的計算公式及所調(diào)用的子程序名； 10)寫出自編的主程序、子程序及編程框圖，打印出自編的全部程序，對程序中

4、的符號變量作出說明，并列出數(shù)學(xué)模型中的符號與程序中符號的對照表； 11)用表格列出計算結(jié)果，用計算機或人工畫出必要的曲線圖； 12)對結(jié)果進行分析討論。 4. 主要參考資料。 應(yīng)在設(shè)計過程中逐步草擬好設(shè)計計算說明書，設(shè)計結(jié)束時再作必要的補充和整理。說明書要用鋼筆寫在16開報告紙上要求層次清晰，標(biāo)題醒目，敘述簡明，圖表齊全，文句通順，書寫工整。,六、機械原理課程設(shè)計的答辯和成績評定 完成課程設(shè)計之后，要進行答辯。答辯要求基本概念清晰，對所完成的課題的設(shè)計原理和設(shè)計過程清楚，回答問題準(zhǔn)確。 課程設(shè)計的成績用5級記分制：優(yōu)秀、良好，中等、及格，不及格。根據(jù)完成課程設(shè)計任務(wù)的數(shù)量、質(zhì)量、答

5、辯的情況及在設(shè)計過程中的表現(xiàn)綜合評定成績。,機械原理課程設(shè)計,每個學(xué)生應(yīng)完成的設(shè)計工作量: 機械方案運動簡圖一張(A2圖紙)； 零件工作圖三張(A3圖紙)； 設(shè)計說明書一份（A4復(fù)印紙，15頁以上 ） 課程設(shè)計參考資料（15本以上）,機械原理課程設(shè)計,七 課程設(shè)計內(nèi)容的進度安排 內(nèi)容和時間(天) 1.設(shè)計準(zhǔn)備(查資料、借閱參考書) 0.5天 2.方案設(shè)計（制定5個運動方案，選定最優(yōu)方案）1.5天 3.機械功能分解及運動循環(huán)圖確定 1天 4.對選定方案中的機構(gòu)進行分析與設(shè)計 3天 5.繪制機構(gòu)運動簡圖 1.5天 6.編寫課程設(shè)計

6、說明書 1.5天 7.答辯 1天,機械原理課程設(shè)計,八 成績評定 本課程成績分為優(yōu)、良、中、及格、不及格五級制評定； 評定標(biāo)準(zhǔn)： 其中平時成績占10% (以做課程設(shè)計時的表現(xiàn)為主要依據(jù))； 上交的課程設(shè)計材料占90%.,機械原理課程設(shè)計題目及分組： 題目一 平壓模切機設(shè)計 （學(xué)號：1，16，31，46） 題目二 平壓印刷機機構(gòu)設(shè)計（學(xué)號：2，17，32，47） 題目三 精壓沖壓機構(gòu)及送料機構(gòu)設(shè)計（學(xué)號：3，18，33，48 題目四 平臺印刷機主傳動系統(tǒng)設(shè)計（學(xué)號：4，19，34，49） 題目五 15噸壓片機設(shè)計 （學(xué)號：5，20，35） 題目六 游戲機傳

7、動系統(tǒng)設(shè)計（學(xué)號：6，21，36） 題目七 洗瓶機推瓶機構(gòu)設(shè)計（學(xué)號：7，22，37） 題目八 熒光燈燈絲裝架機上料機械手及芯柱傳送機構(gòu)設(shè)計 （學(xué)號：8，23，38） 題目九 抽油機機械系統(tǒng)設(shè)計 （學(xué)號：9，24，39） 題目十 印刷機送紙機構(gòu)的設(shè)計（學(xué)號：10，25，40） 題目十一 印刷機蘸油機構(gòu)設(shè)計 （學(xué)號：11，26，41） 題目十二 高位自卸汽車設(shè)計（學(xué)號：12，27，42） 題目十三 步進送料機I設(shè)計（學(xué)號：13，28，43） 題目十四 步進送料機II設(shè)計（學(xué)號：14，29，44） 題目十五 醫(yī)用卷棉機機構(gòu)設(shè)計（學(xué)號：15，30，45）,機器運動方案設(shè)計程序,一、方案設(shè)

8、計的主要內(nèi)容 1、了解機械系統(tǒng)設(shè)計的整個過程（執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計、 傳動方案設(shè)計等） 2、明確設(shè)計的目的，掌握各設(shè)計項目的設(shè)計內(nèi)容和要求。 二、方案設(shè)計的重點和難點 機械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計包括功能原理設(shè)計、運動規(guī)律設(shè)計、執(zhí)行機構(gòu)的型式設(shè)計、執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計、執(zhí)行機構(gòu)的尺度設(shè)計、方案的評價與決策等內(nèi)容。了解機械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計的內(nèi)容和全過程，掌握執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計的具體方法，通過學(xué)習(xí)培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新設(shè)計能力，是方案的學(xué)習(xí)重點。,,1.了解機械運動方案設(shè)計的過程和具體內(nèi)容。 2.實現(xiàn)同一功能要求，可以采用不同的工作原理，從而得出不同的設(shè)計方 案，學(xué)會根據(jù)機械預(yù)期實現(xiàn)的功能要求，

9、進行功能原理的創(chuàng)新構(gòu)思。 3.實現(xiàn)同一工作原理，可以采用不同的工藝動作分解方法，從而設(shè)計出不 同的設(shè)計方案。學(xué)會根據(jù)工作原理提出的工藝動作要求，創(chuàng)造性地構(gòu)思出 合適的運動規(guī)律。 4.實現(xiàn)同一運動規(guī)律，可以采用不同的機構(gòu)形式，從而得到不同設(shè)計方案。 掌握執(zhí)行機構(gòu)形式的設(shè)計原理，學(xué)會運用選型和構(gòu)型的方法進行執(zhí)行機構(gòu) 型式的創(chuàng)新設(shè)計。 5.了解執(zhí)行機構(gòu)協(xié)調(diào)設(shè)計的目的和原則，掌握機械運動循環(huán)圖的繪制方法。 6.了解方案評價的意義，評價準(zhǔn)則、評價指標(biāo)和評價方法，學(xué)會根據(jù)具體 的產(chǎn)品設(shè)計問題，確定方案的評價準(zhǔn)則和選擇合適的評價方法，對方案進 行評價和決策。,基本要求:,三、運動方案設(shè)計的指導(dǎo)思想,實現(xiàn)機械

10、功能-----工藝動作------復(fù)合機械動作 運動設(shè)計 : 機構(gòu)選型設(shè)計, 性能分析與尺寸優(yōu)選 機構(gòu)選型設(shè)計: 實現(xiàn)簡單運動: 回轉(zhuǎn)運動、 移動 性能分析: 使用、 運動、 動力、 制造 、 維護 尺寸優(yōu)選: 以提高運動, 動力性能為目標(biāo) 運動協(xié)調(diào): 多個機構(gòu)實現(xiàn)復(fù)合工藝動作的協(xié)調(diào)關(guān)系,運動方案設(shè)計步驟,1.對使用功能進行功能與工藝動作分解專業(yè)知識 運動與力的要求-----執(zhí)行構(gòu)件的生產(chǎn)阻力, 運動參數(shù) 2.工藝動作的運動設(shè)計-----機構(gòu)選型與參數(shù)設(shè)計 原動機----傳動路線(機構(gòu))---執(zhí)行機構(gòu) (1) 原動機的運動參數(shù) 回轉(zhuǎn)運動 電機、液壓馬達、氣動馬達等 往復(fù)直線運動往復(fù)

11、式油缸或氣缸 (2) 回轉(zhuǎn)運動 連續(xù)轉(zhuǎn)動 轉(zhuǎn)/分 間歇轉(zhuǎn)動 次/分，動/停 往復(fù)擺動 次/分， 擺角大小，行程速比系數(shù),(3) 直線運動 往復(fù)直動 行程數(shù)/分，行程大小，行程速比系數(shù) 帶停歇往復(fù)直動 次/分 停歇位置, 時間 行程 速度 帶停歇單向直動 進給量/分 (4) 機械傳動系統(tǒng)方案的擬定 機構(gòu)的原始運動參數(shù) 1） 執(zhí)行構(gòu)件的運動參數(shù),運動方案設(shè)計步驟,2） 原動機的運動參數(shù) 回轉(zhuǎn)運動 電機，液壓馬達，氣動馬達等 往復(fù)直線運動往復(fù)式油缸或汽缸 各執(zhí)行構(gòu)件間的協(xié)調(diào)配合 （）總傳動比原動機的轉(zhuǎn)速執(zhí)行構(gòu)件轉(zhuǎn)速 （）各執(zhí)行構(gòu)件

12、間互相有關(guān)，須嚴格配合包括 a)運動速度的配合 b)動作的配合動作次序,運動方案設(shè)計步驟,機械的工作循環(huán)圖-----機械的運動循環(huán)圖 表明機械一個工作循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件的運動配合關(guān)系圖 該圖是將各執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)按同一時間（或轉(zhuǎn)角）比例尺畫出的循環(huán)圖，并且以其某一主要執(zhí)行構(gòu)件的工作起點為基準(zhǔn)來表示各執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)相對于該主要執(zhí)行機構(gòu)而動作的先后次序，既可以達到互相協(xié)調(diào)的目的，又最大限度地縮短運動循環(huán)周期，提高生產(chǎn)效率。 常見的機械的運動循環(huán)圖有： （）直線式工作循環(huán)圖 （）圓周式工作循環(huán)圖 （）直角坐標(biāo)式工作循環(huán)圖,運動方案設(shè)計步驟,（）直線式工作循環(huán)圖,繪制方法： 將機械在

13、一個工作循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件各運動區(qū)段的起止時 間（或轉(zhuǎn)角）和先后順序，按比例繪制在直線軸上，形成長 條矩形圖，如圖所示,特點：繪制方法簡單，能清楚地表示出一個運動循環(huán)內(nèi)各執(zhí)行構(gòu)件間運動的先后順序和位置關(guān)系。但由于不能顯示各執(zhí)行構(gòu)件的運動變化情況，只有簡單的文字表述，使運動循環(huán)圖的直觀性較差。,（）圓周式工作循環(huán)圖,繪制方法： 以原點O為圓心，作若干個同心圓 環(huán)，每一個圓環(huán)代表一個執(zhí)行構(gòu)件。 由各相應(yīng)圓環(huán)分別引徑向直線表示 個執(zhí)行構(gòu)件不同運動區(qū)段的起始和 終止位置，如圖所示。 特點： 因為機械的運動循環(huán)通常是在主軸 或分配軸轉(zhuǎn)一周的過程中完成的， 因此，能直觀地看出各執(zhí)行機構(gòu)中 原動件在主軸或分配

14、軸上所處的相 位，便于各執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計、安裝 和調(diào)試。但當(dāng)執(zhí)行構(gòu)件較多時，因 同心圓環(huán)太多而不夠清晰，同樣也 不能顯示執(zhí)行構(gòu)件的運動變化情況。,（）直角坐標(biāo)式工作循環(huán)圖,繪制方法： 以橫坐標(biāo)軸代表機械的主軸或分配軸的 轉(zhuǎn)角，以縱坐標(biāo)軸代表各執(zhí)行構(gòu)件的角 位移或線位移，如圖所示，實際上就是 各執(zhí)行構(gòu)件的位移線圖。為簡明起見， 通常忽略實際的運動規(guī)律，將各運動區(qū) 段用直線連接，只反映出各個執(zhí)行構(gòu)件 間運動的協(xié)調(diào)配合關(guān)系即可。 特點： 形象、直觀，不僅能清楚地表示出各執(zhí) 行構(gòu)件的運動先后順序，還能表示出執(zhí) 行構(gòu)件的運動狀態(tài)及運動變化情況。并 能作為下一步機構(gòu)幾何尺寸設(shè)計的依 據(jù)，因此得到廣泛的應(yīng)用,

15、機構(gòu)系統(tǒng)運動循環(huán)圖的作用有：,1）保證機器能按工藝動作要求協(xié)調(diào)工作； 2）反映機器的生產(chǎn)節(jié)奏，可作核算機器生產(chǎn)率的依據(jù)； 3）指導(dǎo)機器各執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計、安裝和調(diào)試。,常見運動特性及其對應(yīng)機構(gòu),連續(xù)轉(zhuǎn)動： 1定傳動比勻速：平行四桿機構(gòu)、雙萬向聯(lián)軸節(jié)機構(gòu)、齒輪 機構(gòu)、輪系、諧波傳動機構(gòu)、擺線針輪機構(gòu)、摩擦輪傳動機 構(gòu)、撓性傳動機構(gòu)等。 2變傳動比勻速：軸向滑移圓柱齒輪機構(gòu)、混合輪系變速機構(gòu)、 摩擦傳動機構(gòu)、行星無級變速機構(gòu)、撓性無級變速機構(gòu)等。 3非勻速：雙曲柄機構(gòu)、轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)、單萬向連軸節(jié)機構(gòu)、 非圓齒輪機構(gòu)、某些組合機構(gòu)等。 往復(fù)運動： 1往復(fù)移動：曲柄滑塊機構(gòu)、移動導(dǎo)桿機構(gòu)、正弦機構(gòu)、

16、移動 從動件凸輪機構(gòu)、齒輪齒條機構(gòu)、楔塊機構(gòu)、螺旋機構(gòu)、氣 動、液壓機構(gòu)等。 2往復(fù)擺動：曲柄搖桿機構(gòu)、雙搖桿機構(gòu)、擺動導(dǎo)桿機構(gòu)、曲 柄搖塊機構(gòu)、空間連桿機構(gòu)、擺動從動件凸輪機構(gòu)、某些組 合機構(gòu)等。,常見運動特性及其對應(yīng)機構(gòu),間歇運動： 1間歇轉(zhuǎn)動：棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)、 凸輪式間歇運動機構(gòu)、某些組合機構(gòu)等。 2間歇擺動：特殊形式的連桿機構(gòu)、擺動從動件凸輪 機構(gòu)、齒輪-連桿組合機構(gòu)、利用連桿曲線圓弧段或直線段組 成的多桿機構(gòu)等。 3間歇移動：棘齒條機構(gòu)、摩擦傳動機構(gòu)、從動件作間歇往復(fù) 運動的凸輪機構(gòu)、反凸輪機構(gòu)、氣動、液壓機構(gòu)、移動桿有停 歇的斜面機構(gòu)等。 特殊運動要求： 1換向

17、： 雙向式棘輪機構(gòu)、定軸輪系（三星輪換向機構(gòu)）等： 2超越：齒式棘輪機構(gòu)、摩擦式棘輪機構(gòu)等。 3過載保護：帶傳動機構(gòu)、摩擦傳動機構(gòu)等。,三、常用機構(gòu)的分析比較和機構(gòu)的選型,傳遞回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu) 摩擦傳動簡單、平穩(wěn)、過載安全、傳動比不準(zhǔn)，效率低 嚙合傳動（齒輪、齒條）傳動比準(zhǔn)、功率大、轉(zhuǎn)矩大 連桿機構(gòu)（雙曲柄）用于特殊傳動 實現(xiàn)單向間歇運動的機構(gòu) 槽輪機構(gòu)動停換點有軟沖。用于速度不大的場合 棘輪機構(gòu)沖擊大，用低速場合 不完全齒輪機構(gòu)用輕載、低速場合 凸輪式間歇機構(gòu)用于高速場合,題目一 平壓模切機設(shè)計,1、功能要求及工作原理 總功能要求 實現(xiàn)對各種規(guī)格的白紙板，厚度在4mm以下的瓦楞紙板，以及

18、各種高級精細的印刷品進行壓痕、切線、壓凹凸，沿著壓出的壓痕可折疊成各種紙盒、紙箱或制造凹凸的商標(biāo)。 工作原理 平壓模切機的工作原理及工藝動作分解如圖1.1所示，壓制紙板的工藝過程分“走紙”和“模切”兩部分?！白呒垺辈糠钟蓤D中所示的1、2、3組成，“模切”部分由5、6組成，4為工作臺面。工作時，工作臺面下方的控制機構(gòu)操縱7向上運動，推動與雙列鏈1固聯(lián)的走紙橫塊上的夾緊裝置，使夾緊片張開，操作者可將紙板8喂入。夾緊后，1、2開始運動，將紙板送到具有上模5(裝調(diào)后固定不動)和下模6的位置后，1、2停歇，此時，在工作臺面下部的主傳動系統(tǒng)中的執(zhí)行構(gòu)件滑塊6和下模為一體向上移動，實現(xiàn)紙板的壓痕，切

19、線，完成模切。此后鏈條再次運行，當(dāng)夾有紙板的橫塊走到某一位置，受另一機構(gòu)(圖中未表示)作用，使夾緊片張開，紙板落到收紙臺上，此時，后一個走紙模塊進入第二個運動循環(huán)，連續(xù)不斷地完成上述的動作。,2、原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求 每小時壓制紙板3000張。 傳動機構(gòu)所用電機轉(zhuǎn)速n1450r/min，滑塊推動下模向上運動時所受生產(chǎn)阻力如圖1.2所示，圖中Pc2106N，回程時不受力，回程的平均速度為工作行程速度的1.3倍，下模移動的行程長度H500.5mm。下模與滑塊的質(zhì)量約120kg。 工作臺面離地面的距離約1200mm。 所設(shè)計機構(gòu)的性能要良好，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，節(jié)省動力，壽命長，便于制造。,3、要求完成的設(shè)

20、計工作量 (1)本題設(shè)計的時間為2周。 (2)根據(jù)功能要求，確定工作原理和繪制系統(tǒng)功能圖。 (3)按工藝動作過程擬定運動循環(huán)圖。 (4)構(gòu)思系統(tǒng)運動方案(至少五個以上)，進行方案評價，選出較優(yōu)方案。 (5)用解析法對傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)進行運動尺寸設(shè)計，或在尺寸給定的條件下進行運動與動力分析。 (6)繪制系統(tǒng)機械運動方案簡圖。 (7)編寫設(shè)計說明書，附源程序和計算結(jié)果。,題目二 平壓印刷機設(shè)計,1、功能要求及工作原理 總功能要求 印制各種資料、名片、表格。 工作原理 平壓印刷機的工作原理及工藝動作分 解如圖2.1所示，將油墨定量輸送至 墨盤2，令墨盤作間歇轉(zhuǎn)動，使墨輥1 蘸墨時能較均勻

21、地得到供墨；墨輥沿 墨盤面和銅鋅板面11上下運動，完成 蘸墨和刷墨動作；放有白紙的壓印板 3繞一固定點D來回擺動，其工作行程 終點使白紙與涂有油墨的銅鋅板壓合， 完成印刷工藝。當(dāng)空回行程時便可取 出成品。,2、原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求 實現(xiàn)印頭、油輥、油盤運動的機構(gòu)由一個電動機帶動，通過傳動系統(tǒng)使該機具有16001800次/小時的印刷能力。 電動機功率P0.8kw，轉(zhuǎn)速n電 930r/min，電動機放在機架的左側(cè)或底部，可自行決定。 根據(jù)印刷紙張幅面(280406mm2)，最大印刷幅面為260380mm2，設(shè)定CD250mm。 印頭擺角為70，要求印頭返回行程與工作行程的平均速度之比(行

22、程速度變化系數(shù))K1.118。 油輥擺角為110，油輥在上極限位置時，恰與油盤的上邊緣接觸，油盤直徑為400mm。 要求機構(gòu)傳動性能良好，即印頭和油輥在兩極限位置處的傳動角 g 大于或等于許用傳動角g40。結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊，制造方便。,3、要求完成的設(shè)計工作量 (1)本題設(shè)計的時間為2周。 (2)根據(jù)功能要求，確定工作原理和繪制系統(tǒng)功能圖。 (3)按工藝動作過程擬定運動循環(huán)圖。 (4)構(gòu)思系統(tǒng)運動方案(至少五個以上)，進行方案評價，選出較優(yōu)方案。 (5)用解析法對傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)進行運動尺寸設(shè)計，或在尺寸給定的條件下進行運動與動力分析。 (6)繪制系統(tǒng)機械運動方案簡圖。 (7)編寫設(shè)計說明書，附源

23、程序和計算結(jié)果。,題目三 精壓沖壓機構(gòu)及送料機構(gòu)設(shè)計,1、功能要求及工作原理 總功能要求 將薄鋁板送到待加工位置后，一次沖 壓成深筒形，并將成品推出模腔。 工作原理 精壓機的工作原理及工藝動作分解如 圖3.1所示。要求從側(cè)面將坯料送至待 加工位置，上模先以較大速度接近坯 料，然后以勻速下沖，進行拉延成形 工作，以后上模繼續(xù)下行將成品推出 型腔，最后快速返回，完成一個工作 循環(huán)。,2、原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求 以轉(zhuǎn)動的電機為動力，從動件(執(zhí)行構(gòu)件)為上模，作上、下往復(fù)直移運動，其運動規(guī)律如圖3.2所示，具有快速下沉，等速工作進給和快速返回的特性。 機構(gòu)應(yīng)具有較好的傳力性能，工作段的傳

24、動角g應(yīng)大于或等于許用傳動角g40。 上模到達工作段之前，送料機構(gòu)已將坯料送至待加工位置(下模上方)。 生產(chǎn)率為每分鐘70件。 執(zhí)行構(gòu)件的工作段長度l30100mm，對應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角(1/31/2)；上模行程長度必須大于工作段長度的兩倍以上。 行程速度變化系數(shù)K1.5。 送料距離H60250mm。 電機轉(zhuǎn)速為1500r/min。,機構(gòu)運動簡圖,3、要求完成的設(shè)計工作量 (1)本題設(shè)計的時間為2周。 (2)根據(jù)功能要求，確定工作原理和繪制系統(tǒng)功能圖。 (3)按工藝動作過程擬定運動循環(huán)圖。 (4)構(gòu)思系統(tǒng)運動方案(至少五個以上)，進行方案評價，選出較優(yōu)方案。 (5)用解析法對傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)進行運動

25、尺寸設(shè)計，或在尺寸給定的條件下進行運動與動力分析。 (6)繪制系統(tǒng)機械運動方案簡圖。 (7)編寫設(shè)計說明書，附源程序和計算結(jié)果。,題目四 平臺印刷機主傳動系統(tǒng)設(shè)計,1. 功能要求及工作原理 總功能要求 實現(xiàn)將往復(fù)直線移動的鉛板上凸出的痕跡借助于油墨壓印到作圓周運動的滾筒表面的紙上。 工作原理 平臺印刷機的工作原理及工藝動作分解如圖4.1所示。機器由一臺電動 機驅(qū)動。運動由電動機經(jīng)過 減速裝置后分成兩路，一路 經(jīng)傳動機構(gòu)I帶動版臺作往復(fù) 直線移動，另一路經(jīng)傳動機 構(gòu)帶動滾筒作回轉(zhuǎn)運動。 當(dāng)版臺與滾筒接觸時，在紙 張上壓印出字跡或圖形。,2、原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求 要求構(gòu)思合適的

26、機構(gòu)方案實現(xiàn)平臺印刷機的主運動：版臺作往復(fù)直線運動，滾筒作連續(xù)或間歇運動。 為了保證印刷質(zhì)量，要求在壓印過程中，滾筒與版臺之間無相對滑動，即在壓印區(qū)段，滾筒表面點的線速度與版臺移動速度相等。 為了保證整個印刷幅面上的印痕濃淡一致，要求版臺在壓印區(qū)內(nèi)的速度變化限制在一定的范圍內(nèi)(應(yīng)盡可能小)。 設(shè)計參數(shù)為：印刷生產(chǎn)率2000張/小時，版臺行程長度730mm，壓印區(qū)段長度440mm，滾筒直徑232mm，電動機功率1.5KW，轉(zhuǎn)速940r/min。 要求機構(gòu)傳動性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便。,3、要求完成的設(shè)計工作量 (1)本題設(shè)計的時間為2周。 (2)根據(jù)功能要求，確定工作原理和繪制系統(tǒng)功能圖。

27、(3)按工藝動作過程擬定運動循環(huán)圖。 (4)構(gòu)思系統(tǒng)運動方案(至少五個以上)，進行方案評價，選出較優(yōu)方案。 (5)用解析法對傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)進行運動尺寸設(shè)計，或在尺寸給定的條件下進行運動與動力分析。 (6)繪制系統(tǒng)機械運動方案簡圖。 (7)編寫設(shè)計說明書，附源程序和計算結(jié)果。,題目五 15噸壓片機設(shè)計,1、功能要求及工作原理 總功能要求 將干粉料壓制成圓形片坯 工作原理 15噸壓片機系統(tǒng)的工作原理及工藝動作分解如圖5.1所示。移動粉篩3至模具1的型腔上方等待裝料，并將上一循環(huán)已成型的工件2推出(卸料)；然后粉篩振動，將粉料篩入型腔；下沖頭5下沉一定深度，以防止上沖頭4

28、向下壓制時將粉料撲出；然后上沖頭向下，下沖頭向上加壓，并在一定時間內(nèi)保持一定的壓力；而后上沖頭快速退出，下沖頭隨著將成型工件推出型腔。,2、原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求 被壓工件的外形是直徑34mm，厚度5mm的圓形片坯。 沖頭壓力為15噸(150000N)。 生產(chǎn)率為每分鐘25片。 機器運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)為10%。 驅(qū)動電機的功率為2.2KW，940r/min。 各執(zhí)行構(gòu)件的運動參數(shù)為： 上沖頭行程為90100mm； 下沖頭5先下沉3mm，然后上升8mm后停歇(保壓)， 繼而上升16mm后停歇，等粉篩將片坯推離沖頭后下移21mm； 粉篩3在模具1的上方往復(fù)振動篩料，然后向左退回，待坯料成形并被推出型腔后，

29、粉篩復(fù)在臺面上右移約4550mm推卸成形片坯。,3、要求完成的設(shè)計工作量 (1)本題設(shè)計的時間為2周。 (2)根據(jù)功能要求，確定工作原理和繪制系統(tǒng)功能圖。 (3)按工藝動作過程擬定運動循環(huán)圖。 (4)構(gòu)思系統(tǒng)運動方案(至少五個以上)，進行方案評價，選出較優(yōu)方案。 (5)用解析法對傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)進行運動尺寸設(shè)計，或在尺寸給定的條件下進行運動與動力分析。 (6)繪制系統(tǒng)機械運動方案簡圖。 (7)編寫設(shè)計說明書，附源程序和計算結(jié)果。,題目六 游戲機傳動系統(tǒng)設(shè)計,1、 功能要求及工作原理 總功能要求 設(shè)計一新游戲：讓一畫有景物的屏幕由靜止逐漸開始左右晃動，晃動的角度由小變大，最終旋轉(zhuǎn)起來，轉(zhuǎn)幾周

30、后，屏幕又漸趨靜止。 工作原理 由于觀眾在暗室中僅能看見屏幕上的景物，根據(jù)相對運動原理，觀眾產(chǎn)生一個錯覺，他不認為屏幕在晃動，反而認為自己在晃動，并且晃動的越來越厲害，最后竟旋轉(zhuǎn)起來，這是一個有驚無險的游樂項目。 2、 原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求 屏幕由靜止開始晃動時的擺角約60。 每分鐘晃動次數(shù)約為1012次。 屏幕由開始晃動到出現(xiàn)整周轉(zhuǎn)動，歷時約23分鐘。 屏幕約轉(zhuǎn)10多轉(zhuǎn)后，漸漸趨于靜止。 用三相交流異步電動機帶動，其同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min，功率約1KW. 屏幕擺動幅度應(yīng)均勻增大或稍呈加速的趨勢。,3、要求完成的設(shè)計工作量 (1) 本題設(shè)計的時間為2周。 (2)

31、根據(jù)功能要求，確定工作原理和繪制系統(tǒng)功能圖。 (3) 按工藝動作過程擬定運動循環(huán)圖。 (4) 構(gòu)思系統(tǒng)運動方案(至少五個以上)，進行方案評價，選出較優(yōu)方案 (5)用解析法對傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)進行運動尺寸設(shè)計，或在尺寸給定的條件下進行運動與動力分析。 (6)繪制系統(tǒng)機械運動方案簡圖。 (7)編寫設(shè)計說明書，附源程序和計算結(jié)果。,題目七 洗瓶機推瓶機構(gòu)設(shè)計,1.機構(gòu)簡介附下圖所示是洗瓶機有關(guān)部件的工作情況示意圖。待洗的瓶子放在兩個轉(zhuǎn)動著的導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥帶動瓶子旋轉(zhuǎn)。當(dāng)推頭M把瓶推向前進時，轉(zhuǎn)動著的刷子就把瓶子外面洗凈。當(dāng)前一個瓶子將洗涮完畢時，后一個待洗的瓶子已進入導(dǎo)輥待推。,2.原始設(shè)計數(shù)據(jù)和設(shè)

32、計要求 (1) 瓶子尺寸：大端直徑D=80mm，長200mm，小端直徑d=25mm，(如附下圖所示) (2) 推進距離l=600mm，推瓶機構(gòu)應(yīng)使推頭M以接近均勻的速度推瓶，平衡地接觸和脫離瓶子，然后，推頭快速返回原位，準(zhǔn)備第二個工作循環(huán)。 (3) 按生產(chǎn)率的要求，推程平均速度為v=45mm/s，返回的平均速度為工作行程三倍。 (4) 機構(gòu)傳力性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便。,3、要求完成的設(shè)計工作量 (1) 本題設(shè)計的時間為2周。 (2)根據(jù)功能要求，確定工作原理和繪制系統(tǒng)功能圖。 (3)按工藝動作過程擬定運動循環(huán)圖。 (4)構(gòu)思系統(tǒng)運動方案(至少五個以上)，進行方案評價，選出較優(yōu)方案 (5)

33、用解析法對傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)進行運動尺寸設(shè)計，或在尺寸給定的條件下進行運動與動力分析。 (6)繪制系統(tǒng)機械運動方案簡圖。 (7)編寫設(shè)計說明書，附源程序和計算結(jié)果。,題目八 熒光燈燈絲裝架機上料機械手及芯柱傳送機構(gòu)設(shè)計,1. 機構(gòu)簡介 燈絲裝架機是熒光燈生產(chǎn)線中的關(guān)鍵設(shè)備之一。它是一臺多工位的專用設(shè)備， 要完成導(dǎo)絲整形、打扁、打彎、上燈絲、夾緊燈絲、涂電子粉、冷吹、熱烘等 工序動作。為提高整條生產(chǎn)線 的自動化程度，現(xiàn)要求借助于 芯柱傳送機構(gòu)及上料機械手將 燈絲裝架機與前一設(shè)備芯柱機 連接起來，從而將芯柱機完成 的芯柱自動傳送并上至燈絲裝 架機工作轉(zhuǎn)盤的上料工位上。 芯柱形狀如圖8-1所示，芯柱

34、機 、燈絲裝架機與芯柱傳送機構(gòu) 及上料機械手的相對配置關(guān)系 如圖8-2所示。 圖1 芯柱 圖2 各機構(gòu)相對位置關(guān)系,燈絲裝架機的分配軸、（外徑40mm）通過電動機和減速傳動裝置 帶動作勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n=20r/min，轉(zhuǎn)動方向如圖4所示，傳遞功率為 P=0.6kW。兩軸間通過一對傳動比為1的圓錐齒輪連接。軸每轉(zhuǎn)一周為一 個運動周期，工作轉(zhuǎn)盤由軸帶動通過蝸形凸輪機構(gòu)作間歇轉(zhuǎn)位運動（轉(zhuǎn) 向如圖），轉(zhuǎn)位過程對應(yīng)于軸轉(zhuǎn)過72，停歇過程對應(yīng)于軸轉(zhuǎn)過 288。 芯柱傳送機構(gòu) 采用鏈傳動，在鏈節(jié)上固定芯柱托架，作間歇送進運

35、動（運動方向如圖4），送 進一次鏈輪O2轉(zhuǎn)過36，對應(yīng)于軸轉(zhuǎn)過120，停歇過程對應(yīng)于軸轉(zhuǎn)過240。,上料機械手 共有三個運動：夾鉗開合運動（實現(xiàn)夾住芯柱和松開芯柱）、上下移動 （行程30mm）（實現(xiàn)提起芯柱和放下芯柱）及往復(fù)擺動（擺角y）（實現(xiàn) 芯柱由A位置到B位置的搬運及返回）。上下移動過程及對應(yīng)的軸轉(zhuǎn)角為： 下(48)，停(12)，上(48)，停(72)，下(48)，停(12)，上 (48)，停(72)（一個運動周期作兩次上下移動）。往復(fù)擺動過程及對應(yīng) 的軸轉(zhuǎn)角為：順擺(48)，停(132)，逆擺(48)，停(132)。夾鉗開 合運動在本設(shè)計任務(wù)中不考慮。 燈絲裝架機工作轉(zhuǎn)盤與芯柱傳

36、送鏈及上料機械手之間的相對運動關(guān)系如圖 8-3所示。,3、設(shè)計內(nèi)容 (1)選擇驅(qū)使鏈輪O2作單向間歇轉(zhuǎn)動的機構(gòu)，要求機構(gòu)原動件與分配軸或固定作勻速轉(zhuǎn)動，確定機構(gòu)運動尺寸。 (2)計算確定O5點位置及擺角y。選擇使上料機械手作間歇上下移動的機構(gòu)，要求機構(gòu)原動件與分配軸或固定作勻速轉(zhuǎn)動，確定機構(gòu)運動尺寸。 (3)選擇使上料機械手作間歇往復(fù)擺動的機構(gòu)，要求機構(gòu)原動件與分配軸或固定作勻速轉(zhuǎn)動，確定機構(gòu)運動尺寸。 (4)編程計算所設(shè)計上述機構(gòu)中執(zhí)行構(gòu)件的位移與分配軸轉(zhuǎn)角的對應(yīng)關(guān)系，繪制位移規(guī)律圖，并與圖5所給位移規(guī)律進行比較。 (5)選擇電動機型號，確定電動機至分配軸間的減速傳動方案，并進行傳動比分配和

37、傳動機構(gòu)的工作能力設(shè)計計算。 (6)對下列機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制裝配圖及若干關(guān)鍵零件工作圖：驅(qū)使鏈輪O2作單向間歇轉(zhuǎn)動的機構(gòu)，使上料機械手作間歇上下移動的機構(gòu)和間歇往復(fù)擺動的機構(gòu)。 (7)編寫機械設(shè)計課程設(shè)計報告。,題目九 抽油機機械系統(tǒng)設(shè)計,1.設(shè)計要求 抽油機是將原油從井下舉升到地面的主要 采油設(shè)備之一。常用的有桿抽油設(shè)備主要 由三部分組成：一是地面驅(qū)動設(shè)備即抽油 機；二是井下的抽油泵，它懸掛在油井油 管的下端；三是抽油桿，它將地面設(shè)備的 運動和動力傳遞給井下抽油泵。三部分之 間的相互位置關(guān)系如圖1所示。,圖9-1 抽油機、抽油桿和抽油泵的相互位置關(guān)系,抽油機由電動機驅(qū)動，經(jīng)減速傳動系統(tǒng)和

38、執(zhí)行系統(tǒng)帶動抽油桿及抽油泵柱塞作上下往復(fù)移動，從而實現(xiàn)將原油從井下舉升到地面的目的。 懸點載荷P、抽油桿沖程S和沖次n是抽油機工作的三個重要參數(shù)。懸點指執(zhí)行系統(tǒng)與抽油桿的聯(lián)結(jié)點，懸點載荷P(kN)指抽油機工作過程中作用于懸點的載荷；抽油桿沖程S(m)指抽油桿上下往復(fù)運動的最大位移；沖次n(次/min)指單位時間內(nèi)柱塞往復(fù)運動的次數(shù)。 假設(shè)懸點載荷P的靜力示功圖如圖2所示。在 柱塞上沖程過程中，由于舉升原油，作用于 懸點的載荷為P1，它等于原油的重量加上抽 油桿和柱塞自身的重量；在柱塞下沖程過程 中，原油已釋放，此時作用于懸點的載荷為 P2，它就等于抽油桿和柱塞自身的重量。

39、 圖2 靜力示功圖,假設(shè)電動機作勻速轉(zhuǎn)動，抽油桿（或執(zhí)行系統(tǒng)）的運動周期為T。兩種油井工況分別為： 工況1：抽油桿上沖程的時間為8T/15，下沖程的時間為7T/15。 工況2：抽油桿上沖程時間與下沖程時間相等。 兩種工況下抽油機的設(shè)計參數(shù)如表1所示。 表9-1 抽油機的設(shè)計參數(shù),2. 設(shè)計內(nèi)容 (1)根據(jù)任務(wù)要求，進行抽油機機械系統(tǒng)總體方案設(shè)計，確定減速傳動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)的組成，繪制系統(tǒng)方案示意圖。 (2)根據(jù)設(shè)計參數(shù)和設(shè)計要求，采用優(yōu)化算法進行執(zhí)行系統(tǒng)（執(zhí)行機構(gòu)）的運動尺寸設(shè)計，優(yōu)化目標(biāo)為抽油桿上沖程懸點加速度為最小，并應(yīng)使執(zhí)行系統(tǒng)具有較好的傳力性能。 (3)建立執(zhí)行系統(tǒng)輸入、輸出（懸點）之間的位移、速度和加速度關(guān)系，并編程進行數(shù)值計算，繪制一個周期內(nèi)懸點位移、速度和加速度線圖（取抽油桿最低位置作為機構(gòu)零位）。 (4)選擇電動機型號，分配減速傳動系統(tǒng)中各級傳動的傳動比，并進行傳動機構(gòu)的工作能力設(shè)計計算。 (5)對抽油機機械系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制裝配圖及關(guān)鍵零件工作圖。 (6)編寫機械設(shè)計課程設(shè)計報告。,