08級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)總結(jié)(姚_[1]...

華北水利水電學(xué)院

課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告

201*201*學(xué)年

第一學(xué)期

課程設(shè)計(jì)名稱：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：郭飛院、系:機(jī)械學(xué)院

專業(yè)班級(jí)：交通運(yùn)輸08064、測(cè)控08065、08066教研室：機(jī)械設(shè)計(jì)

專業(yè)班級(jí)設(shè)計(jì)時(shí)間交通運(yùn)輸201*064測(cè)控201*065、201*066學(xué)生人數(shù)82201*年月27日201*年1月7日第18~19周優(yōu)秀31良好44中等4及格2不及格1課程設(shè)計(jì)成績(jī)（87人）設(shè)計(jì)指導(dǎo)小組成員名單組長(zhǎng)姓名：師素娟組員姓名：郭飛課程設(shè)計(jì)總體情況：《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》是《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，同時(shí)也是機(jī)械學(xué)院的學(xué)生第一次進(jìn)行一個(gè)較為全面的機(jī)械裝置設(shè)計(jì)訓(xùn)練。因此，對(duì)于學(xué)生來(lái)講，《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》還是有一定難度的。為了便于學(xué)生盡快掌握機(jī)械設(shè)計(jì)方法，并按時(shí)、按質(zhì)、按量地完成設(shè)計(jì)任務(wù)，在兩周的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，按照設(shè)計(jì)的主要階段的劃分，分三次對(duì)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法、步驟進(jìn)行了詳細(xì)系統(tǒng)地講解，并制作了PPT課件，將設(shè)計(jì)的內(nèi)容生動(dòng)形象地用圖片、畫面表達(dá)出來(lái)，使學(xué)生能較快地了解并進(jìn)入設(shè)計(jì)狀態(tài)。每次上課講授時(shí)間約為2小時(shí)。為了保證學(xué)生的課程設(shè)計(jì)質(zhì)量，除每天2小時(shí)到學(xué)生設(shè)計(jì)室輔導(dǎo)、答疑外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中還采用了階段性檢查的方法來(lái)保證學(xué)生的進(jìn)度和質(zhì)量。特別是當(dāng)學(xué)生的裝配草圖設(shè)計(jì)出來(lái)后，對(duì)學(xué)生的圖紙要進(jìn)行大范圍地查錯(cuò)、糾錯(cuò)，其目的是一方面保證學(xué)生的設(shè)計(jì)成果質(zhì)量，另一方面，在面對(duì)面的查錯(cuò)、糾錯(cuò)過(guò)程中，授予學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)方面的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)，而這些經(jīng)驗(yàn)知識(shí)在書本中通常是難以學(xué)到的。在指導(dǎo)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，注意加強(qiáng)學(xué)生的自主設(shè)計(jì)能力。對(duì)于學(xué)生提出的問(wèn)題，一般不直接給出回答，而采用啟發(fā)和誘導(dǎo)的模式，引導(dǎo)學(xué)生自己去解決實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)加強(qiáng)學(xué)生的自主設(shè)計(jì)能力，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生既可繼承為實(shí)踐所證明是成熟的設(shè)計(jì)，更可以具有自主的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，通過(guò)自主選材料、選毛坯、選工藝、選結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、確定尺寸參數(shù)、制定技術(shù)要求等，最大限度地培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力和獨(dú)立工作的能力。在課程設(shè)計(jì)的最后半天收上學(xué)生的設(shè)計(jì)成果，接下來(lái)的半周內(nèi)，利用周末加班加點(diǎn)對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)成果進(jìn)行審閱、批改，并兼顧平時(shí)的出勤率和表現(xiàn)，綜合給出機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的最終成績(jī)并上報(bào)。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的2周是緊張并繁忙的2周，通過(guò)2周的精心、敬業(yè)地指導(dǎo)，學(xué)生在機(jī)械設(shè)計(jì)方面得到了一定的提高與鍛煉，為后續(xù)的學(xué)業(yè)和未來(lái)的工作打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

課程設(shè)計(jì)取得的成績(jī)和收獲：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)一個(gè)帶式傳輸機(jī)的中間傳動(dòng)裝置，帶傳動(dòng)與二級(jí)圓柱齒輪減速器、一級(jí)蝸輪蝸桿減速器。同一班每一個(gè)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案與原理數(shù)據(jù)都不相同。每個(gè)同學(xué)或完成一個(gè)二級(jí)圓柱斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)減速器的裝配圖設(shè)計(jì)、一個(gè)軸類零件工作圖設(shè)計(jì)、一個(gè)齒輪類零件工作圖設(shè)計(jì)以及一份設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書的編寫。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，學(xué)生掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法與步驟，學(xué)會(huì)了查閱相關(guān)的設(shè)計(jì)資料，具備了使用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)與規(guī)范有能力，更進(jìn)一步地掌握了機(jī)械制圖的要求與規(guī)范。搞好課程設(shè)計(jì)的具體措施、經(jīng)驗(yàn)和存在的問(wèn)題：在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要存在的問(wèn)題一是課程設(shè)計(jì)時(shí)間太短，學(xué)生沒(méi)有足夠的時(shí)間去思考進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，基本上是借鑒前人的成果，但因時(shí)間不足，有些設(shè)計(jì)是自相矛盾的；二是場(chǎng)地不足，導(dǎo)致學(xué)生不能全部到設(shè)計(jì)室做設(shè)計(jì)，為檢查與控制設(shè)計(jì)質(zhì)量與進(jìn)度增加了難度。為了搞好課程設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中采取的具體措施與經(jīng)驗(yàn)是：1.針對(duì)課程設(shè)計(jì)時(shí)間較短，學(xué)生沒(méi)有太多的時(shí)間去自主進(jìn)行設(shè)計(jì)的問(wèn)題，為了保質(zhì)保量地使學(xué)生完成設(shè)計(jì)任務(wù)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，按設(shè)計(jì)的四個(gè)主要階段分別安排了三次講課，每次講課時(shí)間約為2小時(shí)，講的內(nèi)容主要針對(duì)設(shè)計(jì)的方法、內(nèi)容及步驟等。2.針對(duì)學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中易出現(xiàn)的錯(cuò)誤，專門制作了PPT課件，給出了可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤設(shè)計(jì)與正確的設(shè)計(jì)。該P(yáng)PT課件，在很大程度上幫助學(xué)生了解了什么是正確的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，什么是錯(cuò)誤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在提高設(shè)計(jì)質(zhì)量上起到了很大的幫助。3.三次講課均制作了PPT課件，課件中有大量的設(shè)計(jì)過(guò)程中要用到的圖文資料，直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生，增加了學(xué)生的題解接受能力，提高了設(shè)計(jì)效果。4.在關(guān)健的設(shè)計(jì)階段均要求在設(shè)計(jì)室之外做設(shè)計(jì)的同學(xué)務(wù)必將階段性的設(shè)計(jì)成果帶到設(shè)計(jì)室，在老師檢查過(guò)之后再做下一步，為保證設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)進(jìn)度提供了一定的保障。對(duì)搞好課程設(shè)計(jì)的建議：建議在以后修改教學(xué)大綱時(shí)，將機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)時(shí)間增加，這樣有助于學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中更多去思考、去設(shè)計(jì)，而不是簡(jiǎn)單地借鑒前人的成果。學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的方法、技術(shù)與措施會(huì)學(xué)習(xí)并掌握得更深、更牢固；合理分配各個(gè)班課程設(shè)計(jì)用教室，保證每個(gè)學(xué)生都能進(jìn)到設(shè)計(jì)室進(jìn)行設(shè)計(jì)，便于老師指導(dǎo)與監(jiān)督課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量與進(jìn)程。填表人：郭飛

教學(xué)院長(zhǎng)、教學(xué)主任：教研室主任：

201*年1月9日

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典型機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

北京信息科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院

機(jī)械設(shè)計(jì)教研室201*年10月

目錄

第一節(jié)緒論..3第二節(jié)典型機(jī)械課程設(shè)計(jì)例4第三節(jié)課程設(shè)計(jì)題目13題目一四工位專用機(jī)床12題目二糕點(diǎn)切片機(jī)的設(shè)計(jì)14題目三自動(dòng)打印機(jī)16題目四平壓模切機(jī)設(shè)計(jì)19題目五平壓印刷機(jī)設(shè)計(jì)21題目六精壓沖壓機(jī)構(gòu)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)25題目七平臺(tái)印刷機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)28題目八十五噸壓片機(jī)設(shè)計(jì)32題目九游戲機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)37題目十旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)設(shè)計(jì)39題目十一冷霜自動(dòng)灌裝機(jī)44題目十二鋼絲繩電動(dòng)葫蘆起升用減速器設(shè)計(jì)47題目十三弓形鋸床主傳動(dòng)及工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)50題目十四薄壁零件沖壓機(jī)51題目十五洗瓶機(jī)推瓶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).54題目十六蜂窩煤成形機(jī)59題目十七薄壁零件沖壓機(jī).63題目十八肥皂壓花機(jī).65題目十九螺釘頭冷鐓機(jī).67題目二十巧克力糖果包裝機(jī).70第四節(jié)機(jī)械設(shè)計(jì)常用資料和參考圖例.73參考資料...89

典型機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

北京信息科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)教研室

田竹友米潔姚文席

第一節(jié)緒論

“典型機(jī)械課程設(shè)計(jì)”是機(jī)械類課程中最適合培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一門課程。通過(guò)本課程的技術(shù)訓(xùn)練學(xué)生可以綜合運(yùn)用機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)等課程所學(xué)理論知識(shí)和技能，做到理論聯(lián)系實(shí)際提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

一、機(jī)械課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目的與教學(xué)要求

典型機(jī)械課程設(shè)計(jì)本著“以設(shè)計(jì)為主線，分析為設(shè)計(jì)服務(wù)，落腳點(diǎn)為機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)”的思想，設(shè)定教學(xué)目的，確定教學(xué)內(nèi)容，體現(xiàn)教學(xué)特色。

典型機(jī)械課程設(shè)計(jì)要努力培養(yǎng)學(xué)生的四個(gè)能力：機(jī)構(gòu)綜合能力、利用計(jì)算機(jī)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力、自學(xué)能力以及創(chuàng)新能力。

典型機(jī)械課程設(shè)計(jì)是理論聯(lián)系實(shí)際的有效途徑，是機(jī)械類學(xué)生所受到的專業(yè)系統(tǒng)訓(xùn)練和綜合訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)。

課程設(shè)計(jì)實(shí)施方案應(yīng)是使學(xué)生了解機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全過(guò)程，并以機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)與傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為主。

1、教學(xué)目的

（1）對(duì)先修課知識(shí)的鞏固、提高及綜合運(yùn)用；

（2）樹(shù)立正確設(shè)計(jì)思想和工程意識(shí)，培養(yǎng)獨(dú)立分析、解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，系統(tǒng)集成能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)整機(jī)設(shè)計(jì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)的概念；

（3）完成簡(jiǎn)單機(jī)械系統(tǒng)裝置的設(shè)計(jì)，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法和規(guī)律；（4）培養(yǎng)機(jī)構(gòu)綜合能力與計(jì)算機(jī)能力，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的基本技能訓(xùn)練，如理論計(jì)算，計(jì)算機(jī)繪圖，設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的運(yùn)用，使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行估算和數(shù)據(jù)處理；（5）培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力；（6）提高教學(xué)質(zhì)量。

2、教學(xué)要求

（1）課程設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)以完整的機(jī)械系統(tǒng)（包括原動(dòng)機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)）為設(shè)計(jì)對(duì)象，也可選做其他機(jī)械裝置，但工作量應(yīng)滿足要求；

（2）設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)包括：調(diào)研分析、功能原理分析、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)，選用機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算，原動(dòng)機(jī)選擇，傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)等一般機(jī)械設(shè)計(jì)的全過(guò)程；（3）設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，尺寸公差標(biāo)注正確，技術(shù)要求完整合理；（4）鼓勵(lì)創(chuàng)新思維，提倡廣泛查閱資料，強(qiáng)調(diào)在教師指導(dǎo)下按時(shí)獨(dú)立完成。

二、典型機(jī)械課程設(shè)計(jì)進(jìn)行方式要求在教師指導(dǎo)下分階段獨(dú)立完成，各階段包括：

（1）系統(tǒng)總體方案的分析討論和制定；

（2）選擇動(dòng)力機(jī)，確定傳動(dòng)系統(tǒng)，計(jì)算各運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)；

（3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析計(jì)算、動(dòng)力學(xué)分析計(jì)算，確定各構(gòu)件的尺寸；（4）傳動(dòng)零件的工作能力設(shè)計(jì)計(jì)算，確定主要零件的主要參數(shù)或尺寸；

（5）對(duì)指定部分的傳動(dòng)裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（6）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書；（7）答辯。

三、課程設(shè)計(jì)應(yīng)完成并提交的設(shè)計(jì)成果

（1）典型機(jī)械設(shè)計(jì)總體方案運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（A1圖紙）；

（2）部分傳動(dòng)裝置的裝配圖（A1圖紙，應(yīng)為計(jì)算機(jī)繪制）；（3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)零件工作圖若干張；（4）設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份（8000字左右），內(nèi)容包括：機(jī)器的功能分析、方案選擇及確定、動(dòng)力機(jī)選擇、傳動(dòng)系統(tǒng)及動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力學(xué)分析、傳動(dòng)件及連接件的設(shè)計(jì)計(jì)算、技術(shù)參數(shù)確定、裝配維護(hù)注意事項(xiàng)等。

第二節(jié)典型機(jī)械課程設(shè)計(jì)示例

課程設(shè)計(jì)的方法:

1、發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力

為了激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，學(xué)生可以從給定的若干設(shè)計(jì)題目中自選感興趣的題目，獨(dú)立或分組進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。按這種原則選擇的設(shè)計(jì)題目，其運(yùn)動(dòng)方案可能有多個(gè)。由于學(xué)生初次搞設(shè)計(jì)，知識(shí)面不足，一些結(jié)構(gòu)、工藝知識(shí)尚未掌握，因此對(duì)學(xué)生提出的方案不能有過(guò)高的要求，只要方案可行，能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)，就認(rèn)為達(dá)到基本要求。進(jìn)行具體機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析時(shí)，可按照教師給出的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)參考方案進(jìn)行，也可按照學(xué)生的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)方案繼續(xù)進(jìn)行。教師可以給定具體機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)尺寸，也可由學(xué)生自己初定運(yùn)動(dòng)學(xué)尺寸，然后進(jìn)行分析與綜合。設(shè)計(jì)時(shí)間為3周。課程設(shè)計(jì)的實(shí)施步驟是：自主選題→確定設(shè)計(jì)方案→[計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)模擬→制作實(shí)物模型→]進(jìn)行尺寸綜合與性能分析→傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)→完成機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)與傳動(dòng)零件的強(qiáng)度計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)→編寫說(shuō)明書并答辯。通過(guò)綜合課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)整機(jī)（系統(tǒng)）設(shè)計(jì)的訓(xùn)練。

2、調(diào)用其他教學(xué)手段

嘗試在課程設(shè)計(jì)中引入機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)演示內(nèi)容。要求學(xué)生用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)二維、三維動(dòng)畫或計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的合理性。或引入創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。要求學(xué)生利用運(yùn)動(dòng)方案模型實(shí)驗(yàn)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性。通過(guò)在機(jī)械綜合設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中引入其他教學(xué)手段，豐富課程設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生獲得全面訓(xùn)練，提高解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。

對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)在課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用應(yīng)注意：

（1）機(jī)械綜合設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中，既要培養(yǎng)利用計(jì)算機(jī)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，又不能把課程設(shè)計(jì)變成單純的計(jì)算機(jī)編程課。電算的注意力主要放在機(jī)械問(wèn)題的數(shù)學(xué)建摸上，以及能夠使用合適的計(jì)算機(jī)方法解決工程問(wèn)題。

（2）電算法對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)分析。課程設(shè)計(jì)時(shí)學(xué)生只需建模或編主程序，子程序由課程設(shè)計(jì)程序庫(kù)給出。以節(jié)省學(xué)生編寫和調(diào)試程序的時(shí)間，把精力真正放在機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)上。（3）課程設(shè)計(jì)與課程作業(yè)結(jié)合起來(lái)。學(xué)生在平時(shí)課程作業(yè)中完成常用機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析、設(shè)計(jì)與動(dòng)力學(xué)計(jì)算，課程設(shè)計(jì)時(shí)直接調(diào)用。課程設(shè)計(jì)推薦使用VC++、VB、Matlab語(yǔ)言編程。

3、設(shè)計(jì)示例

例一：四工位專用機(jī)床

（1）孔的典型加工工藝及刀具

孔的加工包括從實(shí)體材料上加工孔和對(duì)已有孔進(jìn)行加工兩大類。麻花鉆是在實(shí)體材料上加工孔的

常用刀具，加工精度較低。擴(kuò)孔鉆和鉸刀是用于對(duì)已有孔進(jìn)行加工的刀具。擴(kuò)孔鉆的外形和麻花鉆相類似，只是加工余量小，刀齒數(shù)目比麻花鉆多，加工后孔的質(zhì)量較好，一般能達(dá)IT1011級(jí)精度。鉸刀是提高被加工孔質(zhì)量的半精加工或精加工刀具，切削時(shí)加工余量更小，刀齒數(shù)目更多，加工后孔的精度最高可達(dá)IT8。圖例1.1為孔的加工示意圖。

鉆孔擴(kuò)孔鉸孔

圖例1.1孔的加工示意圖

（2）四工位專用機(jī)床工作原理及外形尺寸

專用機(jī)床旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)有四個(gè)工作位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（如圖例1.2所示），分別對(duì)應(yīng)工件的裝卸、鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔。主軸箱上裝有三把刀具，對(duì)應(yīng)于工位Ⅱ的位置裝鉆頭，Ⅲ的位置裝擴(kuò)孔鉆，Ⅳ的位置裝鉸刀。刀具由專用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)繞其自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。主軸箱每向左移動(dòng)送進(jìn)一次，在四個(gè)工位上分別完成相應(yīng)的裝卸工件、鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔工作。當(dāng)主軸箱右移（退回）到刀具離開(kāi)工件后，工作臺(tái)回轉(zhuǎn)90，然后主軸箱再次左移，這時(shí)，對(duì)其中每一個(gè)工件來(lái)說(shuō)，它進(jìn)入了下一個(gè)工位的加工，依次循環(huán)四次，一個(gè)工件就完成裝、鉆、擴(kuò)、鉸、卸等工序。由于主軸箱往復(fù)一次，在四個(gè)工位上同時(shí)進(jìn)行工作，所以每次就有一個(gè)工件完成上述全部工序。

機(jī)床外形可參考圖例1.2，外形總體尺寸可用于檢查所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)能否裝入機(jī)體內(nèi)部。

(3)設(shè)計(jì)步驟

1）執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型

根據(jù)專用機(jī)床的功能要求，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)做單向間歇運(yùn)動(dòng)，主軸箱做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)單向間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)有棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)等，實(shí)現(xiàn)主軸箱往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)有連桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)等。上述機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、工作原理及特點(diǎn)見(jiàn)參考材料。機(jī)構(gòu)選型應(yīng)遵循表例1.1中所示原則。

回轉(zhuǎn)工作臺(tái)工件ⅡⅠⅣ主軸箱專用電動(dòng)機(jī)Ⅲ

圖例1.2專用機(jī)床外形及尺寸

表例1.1選用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的原則與方法

序號(hào)1

機(jī)構(gòu)選型原則依照生產(chǎn)工藝要求，選擇恰當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)形實(shí)施辦法按執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)形式選用相應(yīng)的機(jī)構(gòu)型式；在機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)誤差不超過(guò)允許限度的情況下，可以采用相似的實(shí)現(xiàn)運(yùn)式和運(yùn)動(dòng)規(guī)律動(dòng)規(guī)律的構(gòu)件；機(jī)構(gòu)的執(zhí)行構(gòu)件在工作循環(huán)中的速度、加速度、的變化應(yīng)符合要求，以保證產(chǎn)品質(zhì)量；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸適度，在2整體布置上占用的空間小，達(dá)到布置緊湊在滿足要求的前提下機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單、可靠；由主動(dòng)（輸入）件到從動(dòng)件（執(zhí)行構(gòu)件）間的運(yùn)動(dòng)鏈要盡可能短，他包括構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副數(shù)都要盡量減少在采用低副的機(jī)構(gòu)中，轉(zhuǎn)動(dòng)副制造簡(jiǎn)單易保證運(yùn)動(dòng)副元素的配合精3制造加工容易度，移動(dòng)副元素制造困難，不易保證配合精度；采用帶高副的機(jī)構(gòu)，可以減少運(yùn)動(dòng)副數(shù)和構(gòu)件數(shù)，但高副元素形狀一般較為復(fù)雜，制造較困難有氣、液源時(shí)常利用氣動(dòng)、液壓機(jī)構(gòu)，便于調(diào)節(jié)速度；4考慮動(dòng)力源的形式采用電動(dòng)機(jī)后，執(zhí)行機(jī)構(gòu)又要考慮原動(dòng)件為連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，有時(shí)也有不少方便之處考慮機(jī)構(gòu)的平衡，使動(dòng)載荷最��；5動(dòng)力特性更好執(zhí)行構(gòu)件的速度、加速度變化應(yīng)符合要求；采用最大的傳動(dòng)角和最小增力系數(shù)的機(jī)構(gòu)以減少原動(dòng)軸上的力矩機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈盡量短；盡量少采用移動(dòng)副（這類運(yùn)動(dòng)副易發(fā)生楔緊和自鎖現(xiàn)象，并易于產(chǎn)生爬行現(xiàn)象）；6具有較高的生產(chǎn)效率和機(jī)械效率合適的機(jī)構(gòu)形式，可以提高生產(chǎn)效率；機(jī)構(gòu)的動(dòng)力特性好；執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇要考慮動(dòng)力機(jī)的運(yùn)動(dòng)方式、功率、轉(zhuǎn)矩及其載荷特性能夠相互匹配協(xié)調(diào)；機(jī)構(gòu)的傳力特性好，有利于機(jī)械效率的提高2）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)價(jià)對(duì)上述兩執(zhí)行機(jī)構(gòu)，做其形態(tài)學(xué)矩陣，可得到為數(shù)眾多的方案。表例1.2為機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的形態(tài)學(xué)矩陣。

表例1.2機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的形態(tài)學(xué)矩陣

工作臺(tái)主軸箱棘輪連桿槽輪凸輪凸輪不完全齒輪凸輪連桿表例1.3機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)

性能指標(biāo)機(jī)構(gòu)的功能機(jī)構(gòu)的工作性能機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性能經(jīng)濟(jì)性結(jié)構(gòu)緊湊具體內(nèi)容1）運(yùn)動(dòng)規(guī)律的型式；2）傳動(dòng)精度高低1）應(yīng)用范圍；2）可調(diào)性；3）運(yùn)轉(zhuǎn)速度；4）承載能力1）加速度峰值；2）噪聲；3）耐磨性；4）可靠性1）制造難易；2）制造誤差敏感度；3）調(diào)整方便性；4）能耗大小1）尺寸；2）重量；3）結(jié)構(gòu)復(fù)雜性

機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的擬定，最終要求通過(guò)分析比較提供最佳方案。一個(gè)方案的優(yōu)劣只有通過(guò)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)來(lái)確定。從機(jī)構(gòu)和機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選擇和評(píng)價(jià)要求看，主要應(yīng)滿足五個(gè)方面的性能指標(biāo)，具體見(jiàn)表例1.3。

目前常用的評(píng)價(jià)方法很多，如系統(tǒng)工程評(píng)價(jià)法、模糊綜合評(píng)價(jià)法等。本次課程設(shè)計(jì)中機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)價(jià)采用定性評(píng)價(jià)法，由指導(dǎo)教師組織學(xué)生集體完成。

3）設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖（圖例1.3）刀具(主軸箱)工作臺(tái)工作行程刀具在工件外轉(zhuǎn)位靜止空回行程刀具在工件外轉(zhuǎn)位刀具在工件內(nèi)凸輪轉(zhuǎn)角0°70°240°340°360°

圖例1.3運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖

4）機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的速比和變速機(jī)構(gòu)

機(jī)械系統(tǒng)通常由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制操作部件組成。原動(dòng)機(jī)是機(jī)械系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)部分，其類型及規(guī)格已選定，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)型式通過(guò)上述設(shè)計(jì)過(guò)程也已確定，此時(shí)應(yīng)進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。傳動(dòng)系統(tǒng)是把原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)的裝置，四工位專用機(jī)床中，傳動(dòng)系統(tǒng)將驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)并列傳遞到兩執(zhí)行機(jī)構(gòu)。傳動(dòng)類型的選擇及傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的分配見(jiàn)參考材料。

5）繪制機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖

根據(jù)已選定的執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式及傳動(dòng)系統(tǒng)的類型，繪制專用機(jī)床機(jī)械運(yùn)動(dòng)示意圖（草圖），然后進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的尺度計(jì)算，有關(guān)參數(shù)計(jì)算完畢后，選取適當(dāng)?shù)谋壤�繪制機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖（A1）。

6）機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算

根據(jù)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案示意圖，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺寸計(jì)算，具體計(jì)算方法見(jiàn)參考材料及機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)課本。計(jì)算過(guò)程中有無(wú)法確定的參數(shù)由指導(dǎo)教師給定。

7）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析

用圖解法對(duì)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)或主軸箱往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，繪制從動(dòng)件位移、速度、加速度曲線圖。（A3）

8）部分傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)裝配圖（A1圖紙）用計(jì)算機(jī)繪制；（圖略）

9）執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作圖若干張用計(jì)算機(jī)繪制；（圖略）

10）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書

課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書是技術(shù)說(shuō)明書的一種，是對(duì)課程設(shè)計(jì)的總結(jié)。主要內(nèi)容包括：課程設(shè)計(jì)題目簡(jiǎn)介（四工位專用機(jī)床的功能及設(shè)計(jì)要求）、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型及評(píng)價(jià)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖的繪制、機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)尺度計(jì)算、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析力分析、傳動(dòng)部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、裝配維護(hù)注意事項(xiàng)、設(shè)計(jì)小結(jié)、參考書目等。

設(shè)計(jì)說(shuō)明書用16k紙張書寫，之后按以下順序縱向裝訂成冊(cè)：封面、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書、摘要、目錄、正文、參考文獻(xiàn)。

例二：設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的例子

下面以自動(dòng)電阻壓帽機(jī)為例說(shuō)明機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)過(guò)程。

自動(dòng)電阻壓帽機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)示意圖如圖例2.1所示。電機(jī)通過(guò)三角皮帶、蝸桿蝸輪帶動(dòng)分配軸轉(zhuǎn)動(dòng)。其中，1、2、3、4和5分別為送電阻坯料機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)、送帽壓帽機(jī)構(gòu)、電阻坯料儲(chǔ)料箱和電阻帽儲(chǔ)料箱的示意圖。四個(gè)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)凸輪均固聯(lián)在同一分配軸上。

自動(dòng)電阻壓帽機(jī)的總功能是將電阻坯料的兩端壓上電阻帽。它的工藝動(dòng)作可分解為送電阻坯料、坯料夾緊定位和送帽壓帽三個(gè)動(dòng)作。各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式和行程如下：

1送電阻坯料機(jī)構(gòu)：由凸輪機(jī)構(gòu)與正弦機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成的送料機(jī)構(gòu)其功能是將電阻坯料從儲(chǔ)料箱中取出并送到壓帽工位。凸輪機(jī)構(gòu)的行程為：工作行程停歇回程停歇。

2夾緊機(jī)構(gòu)：其功能是將電阻坯料夾緊定位，用對(duì)心滾子移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。其行程為：工作行程停歇回程。

3送帽壓帽機(jī)構(gòu)：其功能是將電阻帽快速送到加工位置，再慢速將它壓牢在電阻坯料的兩端使之成為一個(gè)整體。用兩個(gè)具有相同運(yùn)動(dòng)規(guī)律的擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)同時(shí)從兩邊工作來(lái)實(shí)現(xiàn)。其行程為：快速前進(jìn)慢速壓緊回程停歇。在停歇階段，加工好的產(chǎn)品自由落入成品箱中。

該自動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)率Q30件min。

1送電阻坯料機(jī)構(gòu)2夾緊機(jī)構(gòu)3送帽壓帽機(jī)構(gòu)4電阻坯料儲(chǔ)料箱5電阻帽儲(chǔ)料箱

圖例2.1自動(dòng)電阻壓帽機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)示意圖

（1）機(jī)械的工作循環(huán)時(shí)間

機(jī)械的工作循環(huán)時(shí)間是指作循環(huán)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械完成一個(gè)工作循環(huán)所用的時(shí)間，通常用T表示。機(jī)械的工作循環(huán)時(shí)間往往與各執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)循環(huán)時(shí)間一致。因?yàn)閳?zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)節(jié)奏就是整臺(tái)機(jī)器的工作節(jié)奏。執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)循環(huán)一般由若干個(gè)動(dòng)作組成，因此，執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)循環(huán)時(shí)間T執(zhí)可以表示為

T執(zhí)Tt1t2tn

（2）機(jī)械工作循環(huán)圖的設(shè)計(jì)步驟

在設(shè)計(jì)機(jī)械工作循環(huán)圖時(shí)，由于機(jī)械系統(tǒng)的功能是已知的，理論生產(chǎn)率已確定，即機(jī)械系統(tǒng)工作循環(huán)時(shí)間T已基本確定，各執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)方式已初步擬定。機(jī)械工作循環(huán)圖可按如下步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)：

A．確定機(jī)械工作循環(huán)時(shí)間T

T1Q

式中Q為生產(chǎn)率，如圖4所示的電阻壓帽自動(dòng)機(jī)，生產(chǎn)率Q30個(gè)min，則

T1/Q160/30s2s

B．確定各執(zhí)行構(gòu)件的簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)線圖

圖例2.1所示的電阻壓帽自動(dòng)機(jī)有三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件，它們分別是送料桿、夾緊桿和壓帽桿。由調(diào)查研究、試驗(yàn)、類比等方法確定了各執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作、時(shí)間和相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角，如表例2.1所示。

表例2.1

執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作送料行程工作位置停歇空回行程初始位置停歇時(shí)間/s分配軸轉(zhuǎn)角送料桿I夾緊行程工作位置停歇夾緊桿II空回行程初始位置停歇快速送帽行程慢速壓帽行程壓帽桿III空回行程初始位置停歇TⅠ1=1/2tⅠ2=1/3tⅠ3=1/2tⅠ4=2/3tII1=5/12tII2=11/12tII3=5/12tII4=1/4tIII1=5/12tIII2=23/26tIII3=1/2tIII4=4/9I1=90I2=60I3=90I4=120II1=75II2=165II3=75II4=45III1=75III2=115III3=90III4=80用表中數(shù)據(jù)可繪出送料桿、夾緊桿和壓帽桿的簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)線圖，如圖例2.2所示。因沒(méi)有考慮各個(gè)執(zhí)行構(gòu)件間的協(xié)調(diào)配合關(guān)系，所以，此初步運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖需要修改。

C．協(xié)調(diào)各執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作順序?yàn)榱耸构に噭?dòng)作能夠連續(xù)進(jìn)行，不會(huì)中斷，要求：送料機(jī)構(gòu)開(kāi)始返回時(shí)，夾緊機(jī)構(gòu)必須已經(jīng)將電阻坯料夾緊；同樣，當(dāng)夾緊機(jī)構(gòu)開(kāi)始返回時(shí)，壓帽機(jī)構(gòu)必須已經(jīng)將電阻帽壓牢在電阻坯料的兩端上。按此要求，自動(dòng)電阻壓帽機(jī)第一次修改后的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如圖例2.3所示。此時(shí)，由于夾緊機(jī)構(gòu)和壓帽機(jī)構(gòu)的右移，加長(zhǎng)了工作循環(huán)的周期和對(duì)應(yīng)的分配軸的轉(zhuǎn)角。不能滿足機(jī)器每?jī)擅腌娚�產(chǎn)一個(gè)成品的生產(chǎn)率要求，需要進(jìn)一步修改。

現(xiàn)以送料桿的簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)線圖為基礎(chǔ)，協(xié)調(diào)其他兩個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)。由送料與夾緊的關(guān)系知，只有當(dāng)送料桿將工件送到位后，夾緊桿才能去夾緊，但夾緊桿從靜止運(yùn)動(dòng)至夾緊位置有一段行程，為了節(jié)省時(shí)間，可以在送料桿尚未送到位時(shí)，夾緊桿就開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，只要保證送料桿送到位后夾緊桿才運(yùn)動(dòng)至夾緊位置和兩執(zhí)行構(gòu)件不發(fā)生空間碰撞即可。由于機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的誤差，應(yīng)在送料桿送到位后一小段時(shí)間，夾緊桿才運(yùn)動(dòng)至夾緊位置。為了減少圖例2.3所示運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的運(yùn)動(dòng)周期，使之符合生產(chǎn)率的要求，可縮短三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的初始位置停歇時(shí)間。即將機(jī)構(gòu)2和3的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖適當(dāng)左移，設(shè)左移完后，夾緊機(jī)構(gòu)2工作位置停歇的開(kāi)始點(diǎn)與送料機(jī)構(gòu)1工作位置停歇的開(kāi)始點(diǎn)間的距離為st，與之對(duì)應(yīng)的分配軸的轉(zhuǎn)角為s，工作循環(huán)的周期和對(duì)應(yīng)的分配軸的轉(zhuǎn)角分別為T2和2，按此原則，將夾緊桿運(yùn)動(dòng)至夾緊位置的時(shí)間滯后送料桿送到位的時(shí)間0.166s，即滯后分配軸轉(zhuǎn)角30。同理，將壓帽桿開(kāi)始慢壓的時(shí)間滯后夾緊桿運(yùn)動(dòng)至夾緊位置的時(shí)間0.083s即滯后分配軸轉(zhuǎn)角15。

D．繪制機(jī)械工作循環(huán)圖

按上述協(xié)調(diào)后各執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)順序，可初步繪制機(jī)械工作循環(huán)如圖例2.3所示。由圖可見(jiàn)，在

315360內(nèi)，送料桿為送料前的停歇，而夾緊桿和壓帽桿各有一段返回行程。又在045內(nèi)，

夾緊桿和壓帽桿均為初始位置停歇，而送料桿有一段送料行程。因此，將315360區(qū)段并入

045區(qū)段并不影響自動(dòng)機(jī)的工作，但卻能減少送料的停歇時(shí)間，它相當(dāng)于0.25s或45轉(zhuǎn)角。這樣

修正后的自動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)循環(huán)時(shí)間為T20.25s1.75s。生產(chǎn)率變?yōu)椋?/p>

Q60/T60/1.7534.3件/min

由于一個(gè)循環(huán)的分配軸轉(zhuǎn)角為360，因此將橫坐標(biāo)按比例換成360，變換后即得該自動(dòng)機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，第二次修改后，滿足要求的自動(dòng)電阻壓帽機(jī)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如圖例2.4a)、b所示。

送料機(jī)構(gòu)1夾緊機(jī)構(gòu)2壓帽機(jī)構(gòu)3

圖例2.2執(zhí)行系統(tǒng)的初步運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖

送料機(jī)構(gòu)夾緊機(jī)構(gòu)壓帽機(jī)構(gòu)

圖例2.3執(zhí)行系統(tǒng)第一次修改后的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖

a)

序號(hào)凸輪名稱電阻體上料凸輪電阻體夾緊凸輪凸輪輪廓圖凸輪曲線圖送電阻體等待夾緊回程

夾緊等待壓帽回程送，壓帽凸輪送帽壓帽回程

b)

圖例2.4滿足要求的執(zhí)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖

以自動(dòng)電阻壓帽機(jī)為例，設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的方案求解步驟如下。（1）總功能自動(dòng)電阻壓帽機(jī)的總功能是將電阻坯料壓上端帽。

（2）功能分解由總功能分解得到的與執(zhí)行系統(tǒng)有關(guān)的功能元如圖例2.5所示。

電阻壓帽送電阻坯料送電阻帽坯料夾緊定位壓帽電阻成品輸送

圖例2.5自動(dòng)電阻壓帽機(jī)的功能分解

（3）執(zhí)行系統(tǒng)的功能元求解

除動(dòng)力源和傳動(dòng)系統(tǒng)以外，由執(zhí)行系統(tǒng)的功能元所構(gòu)成的解矩陣如表例2.2所示。

表例2.2自動(dòng)電阻壓帽機(jī)執(zhí)行系統(tǒng)功能元解矩陣

功能元A取送電阻坯料B送電阻帽C坯料夾緊D

壓帽功能元的解1凸輪連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)2345氣壓傳動(dòng)6電磁鐵電磁鐵凸輪連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)液壓傳動(dòng)重力凸輪機(jī)構(gòu)液壓機(jī)構(gòu)氣壓機(jī)構(gòu)彈力壓緊電磁力壓緊連桿機(jī)構(gòu)液力壓緊氣力壓緊凸輪機(jī)構(gòu)液力壓緊氣力壓緊（4）方案的系統(tǒng)解的數(shù)目

由表例2.2所示的功能元解矩陣可知，若沒(méi)有重復(fù)，可能組成的系統(tǒng)方案的最大數(shù)目為

Nn1n2n3n466561080

但常有重復(fù)，實(shí)際能組成的系統(tǒng)方案的數(shù)目要少許多。

最后確定的系統(tǒng)解為A1B1C1D2，且將功能元B和D由一個(gè)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖例2.1所示。

第三節(jié)課程設(shè)計(jì)題目

課程設(shè)計(jì)的選題原則極為重要，編制題目應(yīng)使學(xué)生初步“具有按照使用要求進(jìn)行機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力”。應(yīng)密切聯(lián)系工程實(shí)際，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目的。

典型機(jī)械課程設(shè)計(jì)的選題原則及使用方法是:

（1）綜合性的，以運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)及傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為主。事先不給運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（至多給出參考性的簡(jiǎn)圖），運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)方案由學(xué)生獨(dú)立提出，經(jīng)獨(dú)立地分析、比較后確定最佳方案，以發(fā)揮其主動(dòng)性和創(chuàng)造力，使學(xué)生真正受到一次運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練。（2）題目是簡(jiǎn)單的整體機(jī)械設(shè)計(jì)。

（3）題目要覆蓋機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等課程的主要內(nèi)容。

（4）題目應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，是學(xué)生在日常生活、生產(chǎn)勞動(dòng)中所熟悉的簡(jiǎn)單典型機(jī)械。（5）題目的設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)包括3種左右典型機(jī)構(gòu)，也允許選用其他常用機(jī)構(gòu)或組合機(jī)構(gòu)。（6）題目不宜太深太復(fù)雜，讓學(xué)生在規(guī)定時(shí)間里能夠獨(dú)立完成。（7）題目要有一定靈活性，有利于發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力。

（8）題目中給定條件一般要具體，實(shí)際生產(chǎn)題目必要時(shí)可做簡(jiǎn)化處理。因?yàn)閷W(xué)生是初次作設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)條件不宜太活。

題目一四工位專用機(jī)床

設(shè)計(jì)過(guò)程參見(jiàn)例一，專用機(jī)床外形及尺寸見(jiàn)圖例1.21、工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程

四工位專用機(jī)床是在四個(gè)工位上分別完成工件的裝卸、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔工作的專用加工設(shè)備。機(jī)床的執(zhí)行動(dòng)作有兩個(gè)：一是裝有工件的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)；二是裝有三把專用刀具的主軸箱的往復(fù)移動(dòng)（刀具的轉(zhuǎn)動(dòng)由專用電機(jī)驅(qū)動(dòng)）。兩個(gè)執(zhí)行動(dòng)作由同一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作臺(tái)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)和主軸箱往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)按動(dòng)作時(shí)間順序分支并列，組合成一個(gè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。

2、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求

（1）刀具頂端離開(kāi)工作表面65mm，快速移動(dòng)送進(jìn)60mm后，再勻速送進(jìn)60mm（包括5mm刀具切入量、45mm工件孔深、10mm刀具切出量，如圖題1.1所示，然后快速返回�；爻毯瓦M(jìn)程的平均速度之比K=2。

（2）刀具勻速進(jìn)給速度為2mm/s，工件裝卸時(shí)間不超過(guò)10s。（3）機(jī)床生產(chǎn)率每小時(shí)約74件。

（4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能裝入機(jī)體內(nèi)。

（5）傳動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)為交流異步電動(dòng)機(jī)，功率1.5Kw，轉(zhuǎn)速960r/min。3、設(shè)計(jì)方案提示

（1）回轉(zhuǎn)臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，可采用槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

（2）主軸箱的往復(fù)移動(dòng)，可采用圓柱凸輪機(jī)構(gòu)、移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)、凸輪－連桿機(jī)構(gòu)、平面連桿機(jī)構(gòu)等。

（3）由生產(chǎn)率可求出一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)所需時(shí)間T60s，刀具勻速送進(jìn)60mm所需時(shí)間t30s，刀具其余移動(dòng)（包括快速送進(jìn)60mm，快速返回120mm）共需30s�；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)靜止時(shí)間為40s，因此足夠工件裝卸所需時(shí)間。

(4)專用機(jī)床參考方案如圖題1.1、1.2所示。

圖題1.1專用機(jī)床參考方案一

圖題1.2專用機(jī)床參考方案二

4、設(shè)計(jì)任務(wù)

（1）按工藝動(dòng)作過(guò)程擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。

（2）進(jìn)行回轉(zhuǎn)臺(tái)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、主軸箱刀具移動(dòng)機(jī)構(gòu)的選型。并進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)價(jià)和選擇；（3）根據(jù)電機(jī)參數(shù)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行傳動(dòng)方案的擬訂。（4）畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。（A1）

（5）機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺度計(jì)算。畫出機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（A1），執(zhí)行機(jī)構(gòu)的零件圖。（A3）

（6）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。（用16K紙張，封面用標(biāo)準(zhǔn)格式）設(shè)計(jì)說(shuō)明書包括的主要內(nèi)容：1）目錄2）設(shè)計(jì)題目3）工作原理4）原始數(shù)據(jù)

5）執(zhí)行部分機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

a)分析執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案b)擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案c)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖6）初定電機(jī)轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)裝置方案7）執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析8）傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)

a)選擇電動(dòng)機(jī)

b)計(jì)算總傳動(dòng)比，并分配傳動(dòng)比c)計(jì)算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)9）傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算

10）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算、滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算、鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算等。11）設(shè)計(jì)小結(jié)12）參考文獻(xiàn)

題目二糕點(diǎn)切片機(jī)的設(shè)計(jì)

1、工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程

糕點(diǎn)先成型（如長(zhǎng)方體、圓柱體等）經(jīng)切片后再烘干。糕點(diǎn)切片機(jī)要求實(shí)現(xiàn)兩個(gè)執(zhí)行動(dòng)作：糕點(diǎn)的直線間歇移動(dòng)和切刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)兩者的動(dòng)作配合進(jìn)行切片；改變直線間歇移動(dòng)速度或每次間隔的輸送距離，以滿足糕點(diǎn)不同切片厚度的需要，簡(jiǎn)圖如圖題2.1所示。

圖題2.1糕點(diǎn)切片機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)說(shuō)明：

（1）糕點(diǎn)成型后直接從生產(chǎn)線上被運(yùn)送到皮帶輪的進(jìn)端；

（2）撥盤在傳動(dòng)系統(tǒng)（齒輪系）的帶動(dòng)下以240r/s的角速度撥動(dòng)槽輪，槽輪又帶動(dòng)同軸的皮帶

輪，皮帶也在摩擦力的作用下隨著皮帶輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)糕點(diǎn)就可在皮帶輪的帶動(dòng)下，被切刀切成等厚的薄片；

（3）切成型后的糕點(diǎn)也隨著皮帶輪的運(yùn)動(dòng)被移出皮帶輪。

2、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求已知條件工作機(jī)輸入功率（KW）生產(chǎn)率（片/min）方案12.522.332.242.152.061.971.881.76058555250484542糕點(diǎn)尺寸：長(zhǎng)度：200mm

厚度：5-80mm

寬度：10、20、30mm（可調(diào)）

工作條件：載荷有輕微沖擊，一班制使用期限：十年，大修期為三年生產(chǎn)批量：小批量生產(chǎn)（少于十臺(tái)）

動(dòng)力來(lái)源：電力，三相交流（220V/380V）轉(zhuǎn)速允許誤差：±5%3、設(shè)計(jì)任務(wù)

（1）執(zhí)行部分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1）分析切刀、輸送機(jī)構(gòu)的方案

2）擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案，畫出總體機(jī)構(gòu)方案示意圖。如圖題2.1所示。

3)畫出執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。糕點(diǎn)切片機(jī)圓周式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如圖題2.2所示。

糕槽輪點(diǎn)切連入運(yùn)未點(diǎn)切糕9止移動(dòng)止

圖題2.2糕點(diǎn)切片機(jī)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖

移動(dòng)12.6

4)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，畫出總體機(jī)構(gòu)方案圖，并標(biāo)明主要尺寸。

a)畫出執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖b)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析

15

入續(xù)05糕靜度點(diǎn)動(dòng)m靜切刀m齒輪（2）傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)1）選擇電動(dòng)機(jī)

2）計(jì)算總傳動(dòng)比，并分配傳動(dòng)比3）計(jì)算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)4）傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算（3）編寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書4、設(shè)計(jì)完成工作量

（1）執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案圖及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖一張（A1）（2）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析程序及結(jié)果

（3）畫出機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（A1），執(zhí)行機(jī)構(gòu)的零件圖（A3）。（4）課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份

設(shè)計(jì)說(shuō)明書包括的主要內(nèi)容：（用16K紙張，封面用標(biāo)準(zhǔn)格式）1）目錄2）設(shè)計(jì)題目3）工作原理4）原始數(shù)據(jù)

5）執(zhí)行部分機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

a)分析切刀、輸送機(jī)構(gòu)的方案b)擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案c)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖6）初定電機(jī)轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)裝置方案7）執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析8）傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)

a)選擇電動(dòng)機(jī)

b)計(jì)算總傳動(dòng)比，并分配傳動(dòng)比c)計(jì)算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)9）傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算

10）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算、滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算、鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算等。11）設(shè)計(jì)小結(jié)12）參考文獻(xiàn)

題目三自動(dòng)打印機(jī)

1、工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程在包裝好的商品紙盒上打印記號(hào)。工藝過(guò)程為將包裝好的商品送至打印位置；夾緊定位后打印記號(hào)；將產(chǎn)品輸出。

2、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求

（1）產(chǎn)品的尺寸為：長(zhǎng)80140mm，寬5080mm，高2040mm。（2）產(chǎn)品重量為410N。（3）生產(chǎn)率為60次/min。

（4）要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，運(yùn)動(dòng)靈活可靠，便于制造。3、設(shè)計(jì)參考方案

如下圖題3.1、3.2、3.3、3.4所示：

圖題3.1參考方案一

圖題3.2參考方案二

圖題3.3參考方案三

帶輪撥輪槽輪托盤滑塊圓盤停停連續(xù)運(yùn)動(dòng)連續(xù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)停停向上向上向下向上向下連續(xù)運(yùn)動(dòng)圖題3.4工作循環(huán)參考簡(jiǎn)圖

4、設(shè)計(jì)任務(wù)（1）進(jìn)行送料夾緊機(jī)構(gòu)、打印機(jī)構(gòu)和輸出機(jī)構(gòu)的方案擬定，要求各有三個(gè)或三個(gè)以上的預(yù)選方案。（2）按工藝動(dòng)作過(guò)程擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)。（3）進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)價(jià)和選擇。

（4）根據(jù)電機(jī)參數(shù)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行傳動(dòng)方案的擬訂。（5）畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。（A1）

（6）機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺度計(jì)算。畫出機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（A1），執(zhí)行機(jī)構(gòu)的零件圖。（A3）

（7）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。（用16K紙張，封面用標(biāo)準(zhǔn)格式）設(shè)計(jì)說(shuō)明書包括的主要內(nèi)容：1）目錄2）設(shè)計(jì)題目3）工作原理4）原始數(shù)據(jù)

5）執(zhí)行部分機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

a)分析執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案b)擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案c)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖6）初定電機(jī)轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)裝置方案7）執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析8）傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)

a)選擇電動(dòng)機(jī)

b)計(jì)算總傳動(dòng)比，并分配傳動(dòng)比c)計(jì)算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)9）傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算

10）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算、滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算、鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算等。11）設(shè)計(jì)小結(jié)12）參考文獻(xiàn)

題目四平壓模切機(jī)設(shè)計(jì)

1、功能要求及工作原理

（1）總功能要求實(shí)現(xiàn)對(duì)各種規(guī)格的白紙板，厚度在4mm以下的瓦楞紙板，以及各種高級(jí)精細(xì)的印刷品進(jìn)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)。

圖題4.1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖圖題4.2阻力圖

（2）工作原理

平壓模切機(jī)的工作原理及工藝動(dòng)作分解如圖題4.1所示，壓制紙板的工藝過(guò)程分“走紙”和“模切”兩部分。“走紙”部分由圖中所示的1、2、3組成，“模切”部分由5、6組成，4為工作臺(tái)面。工作時(shí)，工作臺(tái)面下方的控制機(jī)構(gòu)操縱7向上運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)與雙列鏈1固聯(lián)的走紙模塊上的夾緊裝置，使夾緊片張開(kāi)，操作者可將紙板8喂入。夾緊后，1、2開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，將紙板送到具有上模5(裝調(diào)后固定不動(dòng))和下模6的位置后，1、2停歇，此時(shí)，在工作臺(tái)面下部的主傳動(dòng)系統(tǒng)中的執(zhí)行構(gòu)件滑塊6和下模為一體向上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)紙板的壓痕，切線，完成模切。此后鏈條再次運(yùn)行，當(dāng)夾有紙板的橫塊走到某一位置，受另一機(jī)構(gòu)(圖中未表示)作用，使夾緊片張開(kāi)，紙板落到收紙臺(tái)上，此時(shí)，后一個(gè)走紙模塊進(jìn)入第二個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)，連續(xù)不斷地完成上述的動(dòng)作。

2、始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求

（1）每小時(shí)壓制紙板3000張。

（2）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所用電機(jī)轉(zhuǎn)速n1450r/min，滑塊推動(dòng)下模向上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受生產(chǎn)阻力如圖題4.2所示，圖中pc2106N，回程時(shí)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(dòng)的行程長(zhǎng)度H500.5mm。下模與滑塊的質(zhì)量約120Kg。

（3）工作臺(tái)面離地面的距離約1200mm。

（4）所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的性能要良好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，節(jié)省動(dòng)力，壽命長(zhǎng)，便于制造。3、設(shè)計(jì)參考方案

（1）設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)下模往復(fù)移動(dòng)的機(jī)構(gòu)時(shí)，要同時(shí)考慮滿足運(yùn)動(dòng)條件和動(dòng)力條件，凸輪機(jī)構(gòu)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，螺旋機(jī)構(gòu)等簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)都能實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線移動(dòng)，但因壓制紙板時(shí)受力較大，宜選用如圖題4.3所示有增力作用的六桿機(jī)構(gòu)，或采用圖題4.4所示的機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)推動(dòng)夾緊裝置使夾緊片張開(kāi)的控制機(jī)構(gòu)時(shí)，考慮到夾緊片張開(kāi)后要停留片刻，讓紙板送入后才能夾緊，因此可選用具有一端停歇的往復(fù)直移運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，如凸輪機(jī)構(gòu)，具有圓弧槽的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等。

（2）傳動(dòng)部分可考慮采用帶與齒輪傳動(dòng)串聯(lián)，帶與行星輪系等串聯(lián)或單純行星齒輪系等方案。

圖題4.3方案一圖題4.4方案二

4、設(shè)計(jì)任務(wù)

（1）進(jìn)行機(jī)構(gòu)的方案擬定，要求各有三個(gè)或三個(gè)以上的預(yù)選方案。（2）按工藝動(dòng)作過(guò)程擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)。（3）進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)價(jià)和選擇。

（4）根據(jù)電機(jī)參數(shù)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行傳動(dòng)方案的擬訂。（5）畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。（A1）

（6）機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺度計(jì)算。畫出機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（A1），執(zhí)行機(jī)構(gòu)的零件圖。（A3）

（7）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。（用16K紙張，封面用標(biāo)準(zhǔn)格式）設(shè)計(jì)說(shuō)明書包括的主要內(nèi)容：1）目錄2）設(shè)計(jì)題目3）工作原理4）原始數(shù)據(jù)

5）執(zhí)行部分機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

a)分析執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案b)擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案a)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖6）初定電機(jī)轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)裝置方案7）執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析8）傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)

a)選擇電動(dòng)機(jī)

b)計(jì)算總傳動(dòng)比，并分配傳動(dòng)比d)計(jì)算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)9）傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算

10）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算、滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算、鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算等。11）設(shè)計(jì)小結(jié)12）參考文獻(xiàn)

20

題目五平壓印刷機(jī)設(shè)計(jì)

圖題5.1平面印刷機(jī)結(jié)

構(gòu)簡(jiǎn)圖

1、功能要求及工作原理

（1）總功能要求：印制各種資料、名片、表格。

（2）工作原理：平壓印刷機(jī)的工作原理及工藝動(dòng)作分解如圖題5.1所示，將油墨定量輸送至墨盤2，令墨盤作間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，使墨輥1蘸墨時(shí)能較均勻地得到供墨；墨輥沿墨盤面和銅鋅板面11上下運(yùn)動(dòng)，完成蘸墨和刷墨動(dòng)作；放有白紙的壓印板3繞一固定點(diǎn)D來(lái)回?cái)[動(dòng)，其工作行程終點(diǎn)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(shí)便可取出成品。

2、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求

（1）實(shí)現(xiàn)印頭、油輥、油盤運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)由一個(gè)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)使該機(jī)具有16001800次/h的印刷能力。

（2）電動(dòng)機(jī)功率P0.8Kw，轉(zhuǎn)速n930r/min，電動(dòng)機(jī)放在機(jī)架的左側(cè)或底部，可自行決定。（3）根據(jù)印刷紙張幅面(280406mm2)，最大印刷幅面為260380mm2，設(shè)定1CD250mm。（4）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(行程速度變化系數(shù))K1.118。

（5）油輥擺角為110°，油輥在上極限位置時(shí)，恰與油盤的上邊緣接觸，油盤直徑為400mm。（6）要求機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能良好，即印頭和油輥在兩極限位置處的傳動(dòng)角g大于或等于許用傳動(dòng)角

g40°，結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊，制造方便。

3、參考設(shè)計(jì)方案

（1）由于只有一個(gè)動(dòng)力源，因而實(shí)現(xiàn)三個(gè)功能運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)必須聯(lián)動(dòng)，并且其主要?jiǎng)幼鞅仨殔f(xié)調(diào)。要首先構(gòu)思實(shí)現(xiàn)動(dòng)作要求的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，然后勾劃描述各機(jī)構(gòu)動(dòng)作協(xié)調(diào)配合關(guān)系的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，最后按執(zhí)路線連成整機(jī)，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。

圖題5.2為平壓印刷機(jī)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖(直線式)

圖題5.2平壓印刷機(jī)有關(guān)部件示意圖

（2）印頭和油輥的運(yùn)動(dòng)由兩個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)按時(shí)序式聯(lián)接來(lái)實(shí)現(xiàn)如圖題5.3所示。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)

O1ABO2實(shí)現(xiàn)印頭的往復(fù)擺動(dòng)；曲柄搖桿機(jī)構(gòu)O3CDO1實(shí)現(xiàn)油輥的往復(fù)擺動(dòng)。電機(jī)帶動(dòng)雙聯(lián)齒輪2、4輸入運(yùn)動(dòng)，通過(guò)齒輪1、3分別驅(qū)動(dòng)曲柄O1A和O3C。

圖題5.3參考方案一

（3）印頭和油輥的運(yùn)動(dòng)由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)的串聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)如圖題5.4所示。電機(jī)通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)印頭的往復(fù)擺動(dòng)。同時(shí)，搖桿(印頭)又帶動(dòng)另一搖桿實(shí)現(xiàn)油輥的往復(fù)擺動(dòng)。

電圖題5.4參考方案二

（4）印頭和油輥的運(yùn)動(dòng)由凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)按時(shí)序式聯(lián)接來(lái)實(shí)現(xiàn)如圖題5.5所示。由凸輪驅(qū)動(dòng)雙搖桿機(jī)構(gòu)O1ABO2完成印頭的往復(fù)擺動(dòng)；由同軸傳動(dòng)的凸輪2通過(guò)齒輪驅(qū)動(dòng)擺桿O1E擺動(dòng)。調(diào)整兩凸輪的相位和從動(dòng)件的角位移以協(xié)調(diào)印頭和油輥的運(yùn)動(dòng)。

（5）實(shí)現(xiàn)油盤間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)方案有很多，僅以圖題5.6的兩個(gè)方案供參考。右圖為圓錐齒輪與間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(如槽輪、棘輪、不完全齒輪機(jī)構(gòu)等)的組合，左圖為油盤轉(zhuǎn)軸下端布置三、四個(gè)叉枝，由固定在軸O1上的拔桿和凸輪間歇推動(dòng)叉枝2，使油盤得到間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。(6)圖題5.7為平壓印刷機(jī)有關(guān)部件示意圖

"

圖題5.5參考方案三

油盤油盤間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

圖題5.6參考方案四

圖題5.7平壓印刷機(jī)有關(guān)部件示意圖

4、設(shè)計(jì)任務(wù)

（1）進(jìn)行機(jī)構(gòu)的方案擬定，要求各有三個(gè)或三個(gè)以上的預(yù)選方案。（2）按工藝動(dòng)作過(guò)程擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)。（3）進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)價(jià)和選擇。

（4）根據(jù)電機(jī)參數(shù)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行傳動(dòng)方案的擬訂。（5）畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。（A1）

（6）機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺度計(jì)算。畫出機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（A1），執(zhí)行機(jī)構(gòu)的零件圖。（A3）

（7）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。（用16K紙張，封面用標(biāo)準(zhǔn)格式）設(shè)計(jì)說(shuō)明書包括的主要內(nèi)容：1）目錄2）設(shè)計(jì)題目3）工作原理4）原始數(shù)據(jù)

5）執(zhí)行部分機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

a)分析執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案b)擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案a)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖6）初定電機(jī)轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)裝置方案7）執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析8）傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)

a)選擇電動(dòng)機(jī)

b)計(jì)算總傳動(dòng)比，并分配傳動(dòng)比e)計(jì)算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)9）傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算

10）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算、滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算、鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算等。11）設(shè)計(jì)小結(jié)12）參考文獻(xiàn)

題目六精壓沖壓機(jī)構(gòu)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、功能要求及工作原理（1）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。（2）工作原理

圖題6.1精壓機(jī)工作原理圖

精壓機(jī)的工作原理及工藝動(dòng)作分解如圖題6.1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(jìn)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(gè)工作循環(huán)。

2、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求

（1）以轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)為動(dòng)力，從動(dòng)件(執(zhí)行構(gòu)件)為上模，作上、下往復(fù)直移運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖題6.2所示，具有快速下沉，等速工作進(jìn)給和快速返回的特性。

（2）機(jī)構(gòu)應(yīng)具有較好的傳力性能，工作段的傳動(dòng)角g應(yīng)大于或等于許用傳動(dòng)角g40°。（3）上模到達(dá)工作段之前，送料機(jī)構(gòu)已將坯料送至待加工位置(下模上方)。（4）生產(chǎn)率為每分鐘70件。

（5）執(zhí)行構(gòu)件的工作段長(zhǎng)度L30100mm，對(duì)應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角1/31/2；上模行程長(zhǎng)度必須大于工作段長(zhǎng)度的兩倍以上。

（6）行程速度變化系數(shù)K1.5。（7）送料距離H60250mm。（8）電機(jī)轉(zhuǎn)速為1500r/min。

3、參考設(shè)計(jì)方案

（1）沖壓機(jī)構(gòu)原動(dòng)件為曲柄，從動(dòng)件為滑塊，行程中有等速運(yùn)動(dòng)段，并具有急回特性，還應(yīng)具有較好的動(dòng)力特性。要滿足這些要求，單一的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是難以勝任的，需用組合機(jī)構(gòu)。送料機(jī)構(gòu)僅要求作間歇送進(jìn)，可結(jié)合沖壓機(jī)構(gòu)一并考慮。

（2）圖題6.2所示的是沖壓機(jī)構(gòu)采用雙曲柄七桿機(jī)構(gòu)，用齒輪副將其封閉，使自由度由2降為1。由齒輪2固聯(lián)凸輪，聯(lián)結(jié)連桿機(jī)構(gòu)，按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖確定凸輪工作角和從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律以確保在規(guī)定時(shí)間將坯料送至待加工位置。（3）圖題6.3所示的沖壓機(jī)構(gòu)是在導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上串聯(lián)一個(gè)搖桿滑塊機(jī)構(gòu)組合而成。由給定的行程速比系數(shù)K確定導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的幾何尺寸。適當(dāng)選擇導(dǎo)路位置，可使工作段滿足勻速要求，工作段的傳動(dòng)角滿足設(shè)計(jì)要求。送料由凸輪機(jī)構(gòu)控制。（4）圖題6.4所示的沖壓機(jī)構(gòu)由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)搖桿活動(dòng)機(jī)構(gòu)組合而成，送料機(jī)構(gòu)由凸輪機(jī)構(gòu)

控制。

圖題6.2參考方案一

圖題6.3參考方案二

ΓΑΥ

圖題6.4參考方案三

機(jī)桿頂構(gòu)回回正傳轉(zhuǎn)動(dòng)行模續(xù)動(dòng)程程程上推上續(xù)曲上推上馬程程程連行圖題6.5運(yùn)動(dòng)循環(huán)示意圖

（5）由機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖題6.5可知：機(jī)構(gòu)在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)，當(dāng)上模運(yùn)動(dòng)在它的正行程時(shí)，推桿和上頂機(jī)構(gòu)都在回程中；當(dāng)上模沖壓完成之后，推桿開(kāi)始將坯料輸送至待加工位置，上頂機(jī)構(gòu)也同時(shí)將成品頂出下模，實(shí)現(xiàn)一個(gè)工作周期。

4、設(shè)計(jì)任務(wù)

（1）本題設(shè)計(jì)的時(shí)間為3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(dòng)作過(guò)程擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。（4）根據(jù)系統(tǒng)功能圖繪制功能矩陣表。

（5）構(gòu)思系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案(至少3個(gè)以上)，進(jìn)行方案評(píng)價(jià)，選出較優(yōu)方案。（6）用解析法或圖解法對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)，或在尺寸給定的條件下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力分析。

（7）繪制機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。(A1)

（8）繪制傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(A1)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)零件圖（A2或A3）。（9）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。（用16K紙張，封面用標(biāo)準(zhǔn)格式）設(shè)計(jì)說(shuō)明書包括的主要內(nèi)容：1）目錄2）設(shè)計(jì)題目3）工作原理4）原始數(shù)據(jù)

5）執(zhí)行部分機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

a)分析執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案b)擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案c)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖

6）初定電機(jī)轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)裝置方案7）執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析8）傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)

a)選擇電動(dòng)機(jī)

b)計(jì)算總傳動(dòng)比，并分配傳動(dòng)比c)計(jì)算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)

27

桿機(jī)模柄達(dá)頂連正構(gòu)回正行9）傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算

10）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算、滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算、鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算等。11）設(shè)計(jì)小結(jié)12）參考文獻(xiàn)

題目七平臺(tái)印刷機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、功能要求及工作原理

（1）總功能要求：實(shí)現(xiàn)將往復(fù)直線移動(dòng)的鉛板上凸出的痕跡借助于油墨壓印到作圓周運(yùn)動(dòng)的滾筒表面的紙上。

（2）工作原理

平臺(tái)印刷機(jī)的工作原理及工藝動(dòng)作分解如圖題7.1所示。機(jī)器由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)減速裝置后分成兩路，一路經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)I帶動(dòng)版臺(tái)作往復(fù)直線移動(dòng)，另一路經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)Ⅱ帶動(dòng)滾筒作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)版臺(tái)與滾筒接觸時(shí)，在紙張上壓印出字跡或圖形。

滾筒紙張傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2版臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1減速裝置圖題7.1平臺(tái)印刷機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

2、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求

（1）要求構(gòu)思合適的機(jī)構(gòu)方案實(shí)現(xiàn)平臺(tái)印刷機(jī)的主運(yùn)動(dòng)：版臺(tái)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，滾筒作連續(xù)或間歇運(yùn)動(dòng)。

（2）為了保證印刷質(zhì)量，要求在壓印過(guò)程中，滾筒與版臺(tái)之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，即在壓印區(qū)段，滾筒表面點(diǎn)的線速度與版臺(tái)移動(dòng)速度相等。（3）為了保證整個(gè)印刷幅面上的印痕濃淡一致，要求版臺(tái)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)。

（4）設(shè)計(jì)參數(shù)為：印刷生產(chǎn)率201*張/小時(shí)，版臺(tái)行程長(zhǎng)度730mm，壓印區(qū)段長(zhǎng)度440mm，滾筒直徑232mm，電動(dòng)機(jī)功率1.5Kw，轉(zhuǎn)速940r/min。（5）要求機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便。3、參考設(shè)計(jì)方案

（1）版臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可在圖題7.2中的四個(gè)方案選擇。

a）方案一

b）方案二

c）方案三

d）方案四

圖題7.2參考方案

a）所示六桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工制造容易，構(gòu)件5(即版臺(tái))的速度是變化的，有急回特

性。

b）所示的齒輪為滑移齒輪，上、下齒條均可動(dòng)，并與版臺(tái)固聯(lián)，采用凸輪機(jī)構(gòu)(圖中未

示)撥動(dòng)齒輪沿其軸向移動(dòng)時(shí)，可分別與上、下齒條嚙合，實(shí)現(xiàn)版臺(tái)往復(fù)移動(dòng)，若使齒輪作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，版臺(tái)就能作勻速往復(fù)移動(dòng)。

c）所示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與齒輪齒條機(jī)構(gòu)組合，下齒條固定，上齒條與版臺(tái)固連，版臺(tái)的行程比鉸鏈中心C的行程大一倍，并有急回特性。

d）所示雙曲柄機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊與齒輪齒條的組合，下齒條固定時(shí)與c）所示機(jī)構(gòu)類似，下齒條可動(dòng)時(shí)，則由下齒條輸入另一運(yùn)動(dòng)，以得到所需的合成運(yùn)動(dòng)。（2）滾筒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可在圖題7.3中的四個(gè)方案選擇。

a）所示的滾筒是由版臺(tái)上的齒條帶動(dòng)與滾筒同軸的齒輪而轉(zhuǎn)動(dòng)的。當(dāng)版臺(tái)空回時(shí)，滾筒應(yīng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)設(shè)置如(c)所示的滾筒與版臺(tái)運(yùn)動(dòng)的脫離裝置。

b）所示雙曲柄機(jī)構(gòu)與齒輪機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成的滾筒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，滾筒非勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，若設(shè)計(jì)合適，可使?jié)L筒在壓印區(qū)段轉(zhuǎn)速變化平緩。

c）所示滾筒由電機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)及齒輪減速后，由齒輪機(jī)構(gòu)直接帶動(dòng)的，因而轉(zhuǎn)速是常量。

當(dāng)與其配合的版臺(tái)由非勻速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)時(shí)，很難滿足速度同步的要求，因而只能與圖題7.2中b）配合使用。

（3）平臺(tái)印刷機(jī)的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)要考慮版臺(tái)傳動(dòng)與滾筒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的配合。采用圖題7.2a)與圖題7.3a)和圖題7.2a)與圖題7.3c)配合時(shí)，應(yīng)加設(shè)滾筒與版臺(tái)的運(yùn)動(dòng)脫離機(jī)構(gòu)及滾筒定位機(jī)構(gòu)。采用圖題7.2d)與圖題7.3d)配合時(shí)，為了保證滾筒在版臺(tái)上作純滾動(dòng)，應(yīng)加設(shè)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)如圖題7.4所示。其他的配合可由設(shè)計(jì)者自己構(gòu)思和評(píng)價(jià)。

齒輪滾筒齒條版臺(tái)

a）

滾筒雙曲柄機(jī)構(gòu)

b）

滾筒

c）

滾筒

d)

圖題7.3滾筒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)參考方案圖

圖題7.4運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)參考方案圖

4、設(shè)計(jì)任務(wù)

（1）本題設(shè)計(jì)的時(shí)間為3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(dòng)作過(guò)程擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。（4）根據(jù)系統(tǒng)功能圖繪制功能矩陣表。

（5）構(gòu)思系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案(至少3個(gè)以上)，進(jìn)行方案評(píng)價(jià)，選出較優(yōu)方案。（6）用解析法或圖解法對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)，或在尺寸給定的條件下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力分析。

（7）繪制機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。(A1)

（8）繪制傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(A1)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)零件圖（A2或A3）。

（9）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。（用16K紙張，封面用標(biāo)準(zhǔn)格式）設(shè)計(jì)說(shuō)明書包括的主要內(nèi)容：1）目錄2）設(shè)計(jì)題目3）工作原理4）原始數(shù)據(jù)

5）執(zhí)行部分機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

a)分析執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案b)擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案c)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖

6）初定電機(jī)轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)裝置方案7）執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析8）傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)

a)選擇電動(dòng)機(jī)

b)計(jì)算總傳動(dòng)比，并分配傳動(dòng)比c)計(jì)算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)

9）傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算

10）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算、滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算、鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算等。11）設(shè)計(jì)小結(jié)12）參考文獻(xiàn)

題目八十五噸壓片機(jī)設(shè)計(jì)

1、功能要求及工作原理

（1）總功能要求：將干粉料壓制成圓形片坯（2）工作原理：

圖題8.1壓片機(jī)工作原理圖

15噸壓片機(jī)系統(tǒng)的工作原理及工藝動(dòng)作分解如圖題8.1所示。移動(dòng)粉篩3至模具1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(dòng)，將粉料篩入型腔；下沖頭5下沉一定深度，以防止上沖頭4向下壓制時(shí)將粉料撲出；然后上沖頭向下，下沖頭向上加壓，并在一定時(shí)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)及設(shè)計(jì)要求

（1）被壓工件的外形是直徑34mm，厚度5mm的圓形片坯。（2）沖頭壓力為15噸(150000N)。（3）生產(chǎn)率為每分鐘25片。

（4）機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)為10%。

（5）驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率為2.2Kw，940r/min。（6）各執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)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(dòng)篩料，然后向左退回，待坯料成形并被推出型腔后，粉篩復(fù)在臺(tái)面上右移約4550mm推卸成形片坯。

3、參考設(shè)計(jì)方案

（1）壓片機(jī)系統(tǒng)由一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)三個(gè)機(jī)構(gòu)各自執(zhí)行分功能運(yùn)動(dòng)，在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，各機(jī)構(gòu)的執(zhí)行構(gòu)件交替運(yùn)動(dòng)，不發(fā)生干涉，要認(rèn)真思考。

（2）上沖頭的加壓機(jī)構(gòu)需完成減速、運(yùn)動(dòng)交替和轉(zhuǎn)換、停歇和增力的功能，可供選擇的方案如圖題8.2所示。

a）

b）

c）

d)

圖題8.2參考方案圖

其中a）、b）圖所示的機(jī)構(gòu)采用轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪推動(dòng)從動(dòng)件，當(dāng)與從動(dòng)件行程末端相應(yīng)的

凸輪廓線采用同心圓弧廓線時(shí)，從動(dòng)件在行程末端停歇。

c）圖采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，尺寸較小，但滑塊在行程末端只作瞬間停歇，運(yùn)動(dòng)規(guī)律不理想。

d）圖將曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)，可得到較好的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。由于上沖頭在下移行程的末端還有停歇的附加要求，而初選方案均不具備這種功能，故需進(jìn)行機(jī)構(gòu)創(chuàng)新構(gòu)型，以圖題8.2方案d）為原型。

①擴(kuò)展法

圖題8.3擴(kuò)展法方案簡(jiǎn)圖

在四桿機(jī)構(gòu)BC的延長(zhǎng)線上找一點(diǎn)H，該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡中有一段直線或近似直線。在該點(diǎn)加一個(gè)RPR桿組，且使GH與此直線軌跡段平行，則當(dāng)H點(diǎn)運(yùn)動(dòng)在直線段上時(shí)，導(dǎo)桿GH將處于停歇狀態(tài)，即使沖頭F有了停歇功能，參見(jiàn)圖題8.3所示。

②組合法

圖題8.4組合法方案簡(jiǎn)圖

采用四桿機(jī)構(gòu)于兩曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合，將兩機(jī)構(gòu)于極限位置時(shí)串聯(lián)，則該位置時(shí)滑塊G的速度為零，即滑塊實(shí)現(xiàn)了近似的停歇，見(jiàn)圖題8.4。

③變異法

將鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)變?yōu)閿[桿機(jī)構(gòu)，得到擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)與擺桿滑塊機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合方案。再將導(dǎo)桿槽改為曲線槽，則可使沖頭F獲得準(zhǔn)確的停歇功能，見(jiàn)圖題8.4。

圖題8.5變異法方案簡(jiǎn)圖

（3）下沖頭的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位移量比上沖頭小，但運(yùn)動(dòng)規(guī)律復(fù)雜，宜采用兩個(gè)盤狀凸輪推動(dòng)同一個(gè)從動(dòng)件的方式。

（4）粉篩驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)含有振動(dòng)動(dòng)作，可采用凸輪輪廓連續(xù)凹凸廓線來(lái)實(shí)現(xiàn)，為了完成粉篩運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換和放大，可采用凸輪機(jī)構(gòu)串聯(lián)連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方案。如圖題8.6所示。傳動(dòng)示意圖如圖題8.7所示。“粉料壓制成片”機(jī)器的運(yùn)動(dòng)（直角坐標(biāo)）循環(huán)圖如圖題8.8所示。

圖題8.6粉料壓片機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)

1、4、6-凸輪2、7、8-桿3-料篩5-下沖頭9-上沖頭

10-藥片11-型膛體

帶傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)減速器上沖壓機(jī)構(gòu)同步齒形帶或鏈傳動(dòng)送料機(jī)構(gòu)同步齒形帶或鏈傳動(dòng)下沖壓機(jī)構(gòu)圖題8.7粉料成型壓片機(jī)的傳動(dòng)示意圖

圖題8.8“粉料壓制成片”機(jī)器的運(yùn)動(dòng)（直角坐標(biāo)）循環(huán)圖

4、設(shè)計(jì)任務(wù)

（1）本題設(shè)計(jì)的時(shí)間為3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(dòng)作過(guò)程擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。（4）根據(jù)系統(tǒng)功能圖繪制功能矩陣表。

（5）構(gòu)思系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案(至少3個(gè)以上)，進(jìn)行方案評(píng)價(jià)，選出較優(yōu)方案。（6）用解析法或圖解法對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)，或在尺寸給定的條件下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力分析。

（7）繪制機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。(A1)

（8）繪制傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(A1)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)零件圖（A2或A3）。

（9）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。（用16K紙張，封面用標(biāo)準(zhǔn)格式）設(shè)計(jì)說(shuō)明書包括的主要內(nèi)容：

1）目錄

2）設(shè)計(jì)題目3）工作原理4）原始數(shù)據(jù)

5）執(zhí)行部分機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

a)分析執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案b)擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案c)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖6）初定電機(jī)轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)裝置方案7）執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析8）傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)

a)選擇電動(dòng)機(jī)

b)計(jì)算總傳動(dòng)比，并分配傳動(dòng)比c)計(jì)算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)9）傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算

10）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算、滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算、鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算等。

11）設(shè)計(jì)小結(jié)

12）參考文獻(xiàn)

題目九游戲機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、功能要求及工作原理

（1）總功能要求：設(shè)計(jì)一新游戲，讓一畫有景物的屏幕由靜止逐漸開(kāi)始左右晃動(dòng)，晃動(dòng)的角度由小變大，最終旋轉(zhuǎn)起來(lái)，轉(zhuǎn)幾周后，屏幕又漸趨靜止。

（2）工作原理：由于觀眾在暗室中僅能看見(jiàn)屏幕上的景物，根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，觀眾產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)覺(jué)，他不認(rèn)為屏幕在晃動(dòng)，反而認(rèn)為自己在晃動(dòng)，并且晃動(dòng)的越來(lái)越厲害，最后竟旋轉(zhuǎn)起來(lái)，這是一個(gè)有驚無(wú)險(xiǎn)的游樂(lè)項(xiàng)目。

2、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求

（1）屏幕由靜止開(kāi)始晃動(dòng)時(shí)的擺角約60°。（2）每分鐘晃動(dòng)次數(shù)約為10～12次。

（3）屏幕由開(kāi)始晃動(dòng)到出現(xiàn)整周轉(zhuǎn)動(dòng)，歷時(shí)約2～3分鐘。（4）屏幕約轉(zhuǎn)10多轉(zhuǎn)后，漸漸趨于靜止。

（5）用三相交流異步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，其同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min，功率約1Kw。（6）屏幕擺動(dòng)幅度應(yīng)均勻增大或稍呈加速的趨勢(shì)。

3、運(yùn)動(dòng)方案構(gòu)思提示

（1）由上所述，游戲機(jī)系統(tǒng)只有一個(gè)機(jī)構(gòu)一個(gè)執(zhí)行構(gòu)件，在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，這個(gè)執(zhí)行構(gòu)件要實(shí)現(xiàn)從靜止開(kāi)始逐漸晃動(dòng)，晃動(dòng)的角度由小變大，最終旋轉(zhuǎn)起來(lái)，轉(zhuǎn)幾周后，屏幕又漸趨靜止。這個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程較復(fù)雜。

（2）游戲機(jī)系統(tǒng)需完成減速、運(yùn)動(dòng)交替和轉(zhuǎn)換、停歇的功能，可供選擇的方案如圖題9.1所示。由電動(dòng)機(jī)通過(guò)一級(jí)帶傳動(dòng)、一級(jí)蝸輪傳動(dòng)帶動(dòng)一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD，在通過(guò)一級(jí)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)屏幕左右幌動(dòng)。

（3）為了改變屏幕晃動(dòng)幅度的大小，使之逐漸增大，并最終使屏幕作連續(xù)回轉(zhuǎn)，可采用以下兩種

方法來(lái)實(shí)現(xiàn)：一曲柄長(zhǎng)度不變，逐漸縮短搖桿CD的長(zhǎng)度，如圖9.2所示；二搖桿長(zhǎng)度不變，逐漸增大曲柄AB的長(zhǎng)度，如圖題9.3所示。

電機(jī)屏幕圖題9.1

連桿圓柱凸輪曲柄銷

圖題9.2

連桿螺旋副曲柄曲柄銷行星輪系

圖題9.3

4、設(shè)計(jì)任務(wù)

（1）本題設(shè)計(jì)的時(shí)間為3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(dòng)作過(guò)程擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。（4）根據(jù)系統(tǒng)功能圖繪制功能矩陣表。

（5）構(gòu)思系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案(至少三個(gè)以上)，進(jìn)行方案評(píng)價(jià)，選出較優(yōu)方案。（6）用解析法或圖解法對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)，或在尺寸給定的條件下進(jìn)行運(yùn)

動(dòng)與動(dòng)力分析。

（7）繪制機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。(A1)

（8）繪制傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(A1)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)零件圖（A2或A3）。（9）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。（用16K紙張，封面用標(biāo)準(zhǔn)格式）設(shè)計(jì)說(shuō)明書包括的主要內(nèi)容：

1）目錄

2）設(shè)計(jì)題目3）工作原理4）原始數(shù)據(jù)

5）執(zhí)行部分機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

a)分析執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案b)擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案c)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖6）初定電機(jī)轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)裝置方案7）執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析8）傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)

a)選擇電動(dòng)機(jī)

b)計(jì)算總傳動(dòng)比，并分配傳動(dòng)比c)計(jì)算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)9）傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算

10）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算、滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算、鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算等。11）設(shè)計(jì)小結(jié)

12）參考文獻(xiàn)

題目十旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)設(shè)計(jì)

固定工作臺(tái)傳送帶轉(zhuǎn)臺(tái)

圖題10.1旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)

工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程

在轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)上對(duì)包裝容器（如玻璃瓶）連續(xù)灌裝流體（如飲料、酒、冷霜等），轉(zhuǎn)臺(tái)有多工位停歇，以實(shí)現(xiàn)灌裝，封口等工序?yàn)楸ＷC這些工位上能夠準(zhǔn)確地灌裝、封口，應(yīng)有定位裝置。如圖題10.1中，工位1：輸入空瓶；工位2：灌裝；工位3：封口；工位4：輸出包裝好的容器。

2、原始數(shù)據(jù)

該機(jī)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)方式為機(jī)械傳動(dòng)。技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表題10.1

表題10.1旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)技術(shù)參數(shù)

方案號(hào)轉(zhuǎn)臺(tái)直徑電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速灌裝速度mmA

r/minr/min60039

1440B5501440123、參考設(shè)計(jì)方案（1）采用灌裝泵灌裝流體，泵固定在某工位的上方。

（2）采用軟木塞或金屬冠蓋封口，它們可以由氣泵吸附在壓蓋機(jī)構(gòu)上，由壓蓋機(jī)構(gòu)壓入（或通過(guò)壓蓋模將瓶蓋緊固在瓶口）。設(shè)計(jì)者只需設(shè)計(jì)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的壓蓋機(jī)構(gòu)。壓蓋機(jī)構(gòu)可采用移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等平面連桿機(jī)構(gòu)或凸輪機(jī)構(gòu)。

（3）此外，需要設(shè)計(jì)間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)工作轉(zhuǎn)臺(tái)的間歇傳動(dòng)。為保證停歇可靠，還應(yīng)有定位（鎖緊）機(jī)構(gòu)。間歇機(jī)構(gòu)可采用槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)等。定位鎖緊機(jī)構(gòu)可采用凸輪機(jī)構(gòu)等。

方案一：

用定軸輪系減速，由不完全齒輪實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的間歇性轉(zhuǎn)動(dòng)。此方案的優(yōu)點(diǎn)是，標(biāo)準(zhǔn)直齒輪與不完全齒輪均便于加工。特點(diǎn)：一方面，傳動(dòng)比過(guò)大，用定軸輪系傳動(dòng)時(shí)，占用的空間過(guò)大，使整個(gè)機(jī)構(gòu)顯得臃腫，且圓錐齒輪加工較困難；另一方面，不完全齒輪會(huì)產(chǎn)生較大沖擊，同時(shí)只能實(shí)現(xiàn)間歇性轉(zhuǎn)動(dòng)而不能實(shí)現(xiàn)自我定位。

方案二：

圖題10.2步進(jìn)式傳輸機(jī)構(gòu)

灌裝與壓蓋部分采用等寬凸輪，輸送部分采用如圖題10.2所示的步進(jìn)式傳輸機(jī)構(gòu)。缺點(diǎn)：等寬凸輪處會(huì)因摩擦而磨損，從而影響精確度；步進(jìn)式傳輸機(jī)構(gòu)在輸出瓶子的時(shí)候，需要一運(yùn)動(dòng)精度高的撥桿。

方案三：

a．如圖題10.3所示，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，經(jīng)蝸桿渦輪減速；通過(guò)穿過(guò)機(jī)架的輸送帶輸入輸出瓶子；由槽輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)間歇性轉(zhuǎn)動(dòng)與定位；壓蓋灌裝機(jī)構(gòu)采用同步的偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。

圖題10.3參考方案圖

圖題10.4進(jìn)料口、進(jìn)蓋口、余料出口圖

另外，在壓蓋灌裝機(jī)構(gòu)中，分別設(shè)置了進(jìn)料口、進(jìn)蓋口以及余料的出口如圖題10.4所示。

b．優(yōu)缺點(diǎn)分析。

優(yōu)點(diǎn)：蝸輪蝸桿傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊；傳送帶靠摩擦力工作，傳動(dòng)平穩(wěn)，能緩

沖吸震，噪聲�。徊圯啓C(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)間歇性轉(zhuǎn)動(dòng)且能較好地定位，便于灌裝、壓蓋的進(jìn)行。

缺點(diǎn)：在平行四邊形機(jī)構(gòu)中會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)，在機(jī)構(gòu)慣性不大時(shí)會(huì)影響運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行；由于機(jī)構(gòu)尺寸的限制，槽輪需用另外的電動(dòng)機(jī)來(lái)帶動(dòng)。

方案四：

用如圖題10.5所示凸輪機(jī)構(gòu)作為壓蓋灌裝機(jī)構(gòu)，從而六個(gè)工位連續(xù)工作，以提高效

率。

圖題10.5采用凸輪機(jī)構(gòu)壓蓋灌裝機(jī)構(gòu)圖

(4)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖

以曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)過(guò)的角度為參考（與槽輪的導(dǎo)輪轉(zhuǎn)過(guò)的角度相同），如圖題10.6所示。

工作狀態(tài)工作轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)停止停止轉(zhuǎn)動(dòng)角度灌裝壓蓋機(jī)構(gòu)的滑塊退進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)角度

圖題10.6運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖(5)尺寸設(shè)計(jì)

蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)，參見(jiàn)表題10.2：

表題10.2蝸輪、蝸桿參數(shù)表

蝸輪蝸桿齒數(shù)模數(shù)（mm）壓力角（）螺旋角（）直徑（mm）14.0414.04205520201*05001

齒輪設(shè)計(jì)（圖題10.7所示的惰輪以及與其嚙合的一對(duì)齒輪）采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（參

見(jiàn)表題10.3）

表題10.3齒輪參數(shù)表

圖題10.7齒輪設(shè)計(jì)方案參考圖

齒輪1齒輪2模數(shù)（mm）壓力角（）齒數(shù)直徑（mm）5520202060100300

傳送帶的設(shè)計(jì)

速度：Vwr72r/min50mm

每?jī)蓚�(gè)瓶子之間的距離S:tS/V1/(w16)其中w1為轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度12r/min

解得：50mm

曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的計(jì)算:

由機(jī)構(gòu)整體尺寸，行程為137mm，行程速比系數(shù)k1.4偏心距為50mm具體設(shè)計(jì)過(guò)程見(jiàn)圖

解法

平行四邊形機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì):

由于已知曲柄長(zhǎng)度為50mm，連架桿長(zhǎng)度為706.61mm，由平行四邊形定理可得出該機(jī)構(gòu)的尺寸。

槽輪的設(shè)計(jì):

L450mm30∴RLsin225mmsLcos389mmhsLRr130mmd12Ls60mmd22LRr100mm其中L為中心距圓銷半徑R30mmd1為撥盤軸的直徑d2為槽輪軸的直徑

(6)參考方案簡(jiǎn)介

在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)用到了蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)，槽輪機(jī)構(gòu)，偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)等常用機(jī)構(gòu)。完成了從瓶子的傳輸?shù)焦嘌b，壓蓋，最后輸出的機(jī)器。如圖題10.8所示。

旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)，是同時(shí)要求有圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和傳送帶的傳送的機(jī)構(gòu)。

圓盤間歇轉(zhuǎn)動(dòng)部分：因?yàn)樵谙到y(tǒng)的原始要求中需要有間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的特性，而工位為6個(gè)，所以在其中首先引入了可以實(shí)現(xiàn)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的典型機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)。且槽輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度是圓盤轉(zhuǎn)速的6倍，并且在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)分別在6個(gè)工位進(jìn)行停歇。

灌裝封口急回部分：灌裝和封口雖然為兩個(gè)工位，但其運(yùn)動(dòng)特性是一樣的，只是有一個(gè)時(shí)間的差值而已。而我們學(xué)過(guò)的有急回特性的最典型且簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)就是偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。因?yàn)閳A盤的轉(zhuǎn)動(dòng)為12r/min，而每一轉(zhuǎn)有6個(gè)瓶子需要進(jìn)行灌裝和封口的工序，所以需要曲柄的轉(zhuǎn)速也為72r/min。曲柄與發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)比就為20:1，其前面的輪系傳動(dòng)只需要完成傳動(dòng)從1440r/min到72r/min的變化，所以，在這之后用了蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)將其傳動(dòng)比直接變?yōu)?0:1。但由于在這兩個(gè)位置的方向問(wèn)題，兩個(gè)偏置曲柄滑塊為反方向的運(yùn)動(dòng)。因?yàn)檫@樣，又在兩個(gè)曲柄之間添加了兩對(duì)小的齒輪副，以實(shí)現(xiàn)其方向的轉(zhuǎn)換。

圖題10.8為回轉(zhuǎn)型真空自動(dòng)灌裝壓蓋機(jī)。

圖題10.8回轉(zhuǎn)型真空自動(dòng)灌裝壓蓋機(jī)

4、設(shè)計(jì)任務(wù)

（1）旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)應(yīng)包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等三種常用機(jī)構(gòu)。（2）設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配。

（3）圖紙上畫出旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)的運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖，并用運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖分配各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)節(jié)拍。

（4）對(duì)連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度、加速度分析，繪出運(yùn)動(dòng)曲線圖。用圖解法或解析法設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)。

（5）凸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算。按凸輪機(jī)構(gòu)的工作要求選擇從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，確定基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑。對(duì)盤狀凸輪要用電算法計(jì)算出理論廓線、實(shí)際廓線值。畫出從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖及凸輪廓線圖

（6）繪制機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。(A1)

（7）繪制傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(A1)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)零件圖（A2或A3）。（8）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。（用16K紙張，封面用標(biāo)準(zhǔn)格式）設(shè)計(jì)說(shuō)明書包括的主要內(nèi)容：

1）目錄

2）設(shè)計(jì)題目3）工作原理4）原始數(shù)據(jù)

5）執(zhí)行部分機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

a)分析執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案b)擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案c)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖6）初定電機(jī)轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)裝置方案7）執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析8）傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)

a)選擇電動(dòng)機(jī)

b)計(jì)算總傳動(dòng)比，并分配傳動(dòng)比c)計(jì)算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)9）傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算

10）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算、滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算、鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算等。11）設(shè)計(jì)小結(jié)

12）參考文獻(xiàn)

題目十一冷霜自動(dòng)灌裝機(jī)

1.工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程

冷霜自動(dòng)灌裝機(jī)是通過(guò)出料活塞桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)冷霜灌裝入盒內(nèi)。其主要工藝動(dòng)作有:

（1）將空盒送進(jìn)六工位轉(zhuǎn)盤,利用轉(zhuǎn)盤間歇運(yùn)動(dòng)變換不同工位；（2）在灌裝工位上空盒上升灌人冷霜；

（3）在貼錫紙工位上粘貼錫紙(利用錫紙下降)；

（4）在蓋盒蓋工位上將盒蓋壓下；（5）送出成品。

2.原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求

（1）冷霜自動(dòng)灌裝機(jī)的生產(chǎn)能力:30盒/min。

（2）冷箱盒尺寸:直徑D=30-50mm,高度h=10-15mm。（3）工作臺(tái)面離地面的距離約1100-1200mm。

（4）要求機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,運(yùn)動(dòng)靈活可靠,易于制造。3.設(shè)計(jì)方案提示

（1）六工位轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)可采用槽輪、不完全齒輪、凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。（2）空盒上升可采用凸輪機(jī)構(gòu)。

（3）錫紙紙庫(kù)下降可采用凸輪機(jī)構(gòu)。（4）壓蓋機(jī)構(gòu)也可采用凸輪機(jī)構(gòu)。

為了使上述各機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)同步、協(xié)調(diào)工藝動(dòng)作,三個(gè)凸輪可裝在一根軸上。

4.設(shè)計(jì)分析及參考方案

(1)確定機(jī)械的工作循環(huán)周期

根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中給定的理論生產(chǎn)率Q=30盒/min,計(jì)算出該機(jī)械運(yùn)動(dòng)的循環(huán)周期T60/302s

(2)確定機(jī)械在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件的各個(gè)行程段及其所需時(shí)間

1）基本動(dòng)作：如圖題11.1所示

各行程曲段所需時(shí)間的計(jì)算詳見(jiàn)以下機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。

2）確定各執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作時(shí)間的協(xié)調(diào)配合關(guān)系：如圖題11.2。3）冷霜自動(dòng)灌裝機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)配合的完整的執(zhí)行系統(tǒng)。

描述各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)間相互協(xié)調(diào)配合的圖-機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如圖題11.3所示。

圖題11.1機(jī)構(gòu)基本動(dòng)作圖

圓錐齒輪執(zhí)行機(jī)構(gòu)1分圓柱齒輪配圓錐齒輪執(zhí)行機(jī)構(gòu)2軸執(zhí)行機(jī)構(gòu)3Ⅰ鏈傳動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)4圖題11.2各執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)間協(xié)調(diào)配合圖

圖題11.3執(zhí)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

由于機(jī)械在主軸或分配軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周或若干周內(nèi)完成一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)，故運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖常以主軸或分配軸的轉(zhuǎn)角為坐標(biāo)來(lái)編制，形式、功能如表題11.1所示。其中直線式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如圖題11.4所示。

表題11.1運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖形式及功能

形式繪制方法特點(diǎn)繪制方法簡(jiǎn)單，能清楚表示一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的順序和時(shí)間關(guān)系；直觀性差，不能顯示各執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律能比較直觀的看出各執(zhí)行機(jī)構(gòu)主動(dòng)件在主軸或分配軸上的相位；當(dāng)執(zhí)行構(gòu)件多時(shí)，同心圓環(huán)太多不一目了然，無(wú)法顯示各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律將機(jī)械在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件各直行程區(qū)段的起止時(shí)間和先后順序，按比例線繪制在直線坐標(biāo)軸上式運(yùn)動(dòng)以極坐標(biāo)系原點(diǎn)為圓心作若干同心圓，每循環(huán)圓個(gè)圓環(huán)代表一個(gè)執(zhí)行構(gòu)件，由各相應(yīng)圓環(huán)圖的周引徑向直線表示各執(zhí)行構(gòu)件不同運(yùn)動(dòng)狀形式式態(tài)的起始和終止位置直角坐標(biāo)式用橫坐標(biāo)軸表示機(jī)械主軸或分配軸轉(zhuǎn)角，不僅能清楚地表示各執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作縱坐標(biāo)表示各執(zhí)行構(gòu)件的角位移或線位的先后順序，而且能表示各執(zhí)行構(gòu)移，各區(qū)段之間用直線相連件在各區(qū)段的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)保證各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的相互協(xié)調(diào)、緊密配合、使機(jī)械順利實(shí)現(xiàn)預(yù)期的工藝動(dòng)作循環(huán)為進(jìn)一步設(shè)計(jì)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸提供了重要依據(jù)圖的為機(jī)械系統(tǒng)的安裝調(diào)試提供了依據(jù)功能輸送帶轉(zhuǎn)盤頂桿活塞桿上停停下裝料下停連續(xù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)下上停停

圖題11.4直線式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖

5、設(shè)計(jì)任務(wù)

（1）旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)應(yīng)包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等三種常用機(jī)構(gòu)。

（2）設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配。

（3）圖紙上畫出旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)的運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖，并用運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖分配各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)節(jié)拍。

（4）對(duì)連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度、加速度分析，繪出運(yùn)動(dòng)曲線圖。用圖解法或解析法設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)。（5）凸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算。按凸輪機(jī)構(gòu)的工作要求選擇從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，確定基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑。對(duì)盤狀凸輪要用電算法計(jì)算出理論廓線、實(shí)際廓線值。畫出從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖及凸輪廓線圖

（6）繪制機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。(A1)

（7）繪制傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(A1)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)零件圖（A2或A3）。（8）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。（用16K紙張，封面用標(biāo)準(zhǔn)格式）設(shè)計(jì)說(shuō)明書包括的主要內(nèi)容：

1）目錄

2）設(shè)計(jì)題目3）工作原理4）原始數(shù)據(jù)

5）執(zhí)行部分機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

a)分析執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案b)擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案c)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖6）初定電機(jī)轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)裝置方案7）執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析8）傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)

a)選擇電動(dòng)機(jī)

b)計(jì)算總傳動(dòng)比，并分配傳動(dòng)比c)計(jì)算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)9）傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算

10）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算、滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算、鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算等。11）設(shè)計(jì)小結(jié)

12）參考文獻(xiàn)

題目十二鋼絲繩電動(dòng)葫蘆起升用減速器設(shè)計(jì)

1、作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程

如圖題12.1所示鋼絲繩電動(dòng)葫蘆是用得最普遍的輕小型起重機(jī)械，它可單獨(dú)使用，也可以配作各式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)。其總體結(jié)構(gòu)如下圖，帶制動(dòng)器的ZD系列錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)通過(guò)輪胎聯(lián)軸器，帶動(dòng)減速器的高速軸轉(zhuǎn)動(dòng)。纏繞鋼絲繩的卷筒輪轂直接裝在減速器輸出軸的伸出端上，輸出軸通過(guò)鍵或花鍵帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，吊起重物。起升減速器采用漸開(kāi)線外嚙合定軸齒輪傳動(dòng)，但也有用行星減速器等的。電動(dòng)機(jī)和減速器分別通過(guò)螺栓與卷筒外殼法蘭盤相連構(gòu)成一整體，懸掛在運(yùn)行小車上或固定在雙梁起重機(jī)小車架上。

2、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求

表題12.1電動(dòng)葫蘆工作參數(shù)

題號(hào)起重量Q/N起重速度vQ/(m/min)卷筒直徑D/mm電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nd12．112．212．312．412．5500010000201*083000050000789613801762082561400r/minD1220196235205290286320286380340連接法蘭盤尺寸/mm（參考）D2d8510.5131317

1-錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)2-輪胎聯(lián)軸器3減速器高速軸4低速級(jí)大齒輪5減速器輸出軸6制動(dòng)彈簧

7制動(dòng)器8卷筒9吊鉤裝置

圖題12.1電動(dòng)葫蘆結(jié)構(gòu)示意圖

圖題12.2連接法蘭盤結(jié)構(gòu)尺寸

3、設(shè)計(jì)難點(diǎn)提示

（1）由于電動(dòng)葫蘆吊鉤為一動(dòng)滑輪裝置，鋼絲繩一端固定、一端被卷筒纏繞，所以卷筒鋼

絲繩的受載僅為起重量的一半，但鋼絲繩的速度為起重速度的二倍。

A（2）鋼絲繩電動(dòng)葫蘆起吊和停止時(shí)有一些沖擊，根據(jù)沖擊程度一般使用系數(shù)K可取1.4。（3）由于是減速器，齒寬系數(shù)較機(jī)床主軸箱、走刀箱齒輪的大些，硬齒面齒輪可取0.61.2。

d（4）結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠是分配傳動(dòng)比的主要依據(jù)，設(shè)計(jì)時(shí)可先試選再逐步調(diào)整。如本設(shè)計(jì)采用二級(jí)同軸式傳動(dòng)時(shí)可使

m11i1m21i21。

（5）卷筒外殼與減速器的連接法蘭盤尺寸（參見(jiàn)圖題12.2）為現(xiàn)有相應(yīng)規(guī)格電動(dòng)葫蘆的實(shí)際尺寸（減速器為三級(jí)外嚙合齒輪傳動(dòng)），供參考，設(shè)計(jì)時(shí)亦可不受此限制自行設(shè)計(jì)參見(jiàn)表題12.2。

表題12.2設(shè)計(jì)參數(shù)表

ind/nw1380/53.0526軸號(hào)電機(jī)軸ⅠP/KW1.471.44n/（r/min）13801380T/（N.mm）1014299390.6750.99×0.99iηⅡ1.41204.8657483.880.990.99Ⅲ卷筒1.391.3353.0553.0525000024000010.96

4、設(shè)計(jì)任務(wù)

（1）設(shè)計(jì)時(shí)間為三周（2）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1張（A1）。

（3）設(shè)計(jì)繪制減速部分裝配圖1張（A1）。（4）設(shè)計(jì)繪制零件工作圖2張（A2或A3）。（5）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份。設(shè)計(jì)說(shuō)明書包括的主要內(nèi)容：

1）目錄

2）設(shè)計(jì)題目3）工作原理4）原始數(shù)據(jù)

5）執(zhí)行部分機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

a)分析執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案b)擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案c)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖

6）初定電機(jī)轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)裝置方案7）執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析

8）傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)

a)選擇電動(dòng)機(jī)

b)計(jì)算總傳動(dòng)比，并分配傳動(dòng)比c)計(jì)算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)9）傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算

10）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算、滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算、鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算等。11）設(shè)計(jì)小結(jié)

12）參考文獻(xiàn)

題目十三弓形鋸床主傳動(dòng)及工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程

弓形鋸床是工廠常用的鋸切下料機(jī)床如圖題13.1所示，金屬料固定在機(jī)床的卡鉗中。電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置經(jīng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)使裝有鋸條的鋸弓作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行鋸切；鋸架繞一支點(diǎn)擺動(dòng)以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，但由于回程時(shí)不進(jìn)行切削，故效率較低。為減少回程的摩擦、磨損和功耗，鋸床常配有液壓缸在回程時(shí)抬起鋸架，使鋸條脫離工件，而在工作行程落下鋸架，進(jìn)行鋸切。其工藝動(dòng)作為：“落下－向前鋸切－抬起－往回急回”，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖題13.2所示。

圖題13.1弓形鋸床1-小齒輪2-大齒輪3-連桿4-擺動(dòng)鋸架5-滑塊6-液壓缸

圖題13.2弓形鋸床機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖例

2、原始數(shù)據(jù)

弓形鋸床工作參數(shù)見(jiàn)表題13.1，切削時(shí)切削力Fr視為常數(shù)，工作時(shí)有中等沖擊，使用折舊期10年，每天一班制工作，工作環(huán)境為室內(nèi)，三相交流電源，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的效率為0.9，頂起液壓缸驅(qū)動(dòng)功率約占輸出功率的15%，為提高效率要求往復(fù)切削運(yùn)動(dòng)具有急回特性，行程速比系數(shù)K1.2。

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