機(jī)械原理課程設(shè)計方案

1、江西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院機(jī)械原理課程設(shè)計課題目林金龍2008-11-30課程設(shè)計題目課程設(shè)計題目 1題目 1 健身球檢驗分類機(jī) 2題目 2 半自動鉆床 3題目 3 壓片成形機(jī) 5題目 4 旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī) 8題目 5 熱鐓擠送料機(jī)械手 9題目 6 巧克力糖包裝機(jī) 11題目 7 書本打包機(jī) 12題目 8 臺式電風(fēng)扇搖頭裝置 17題目 9 墊圈內(nèi)徑檢測裝置 17題目 10 洗瓶機(jī) 20題目 11：糕點切片機(jī) 23題目 12：蜂窩煤成型機(jī) 24題目1健身球檢驗分類機(jī)1.1設(shè)計題目設(shè)計健身球自動檢驗分類機(jī)，將不同直徑尺寸的健身球（石料）按直徑分類。檢測后送入各自指定位置，整個工作過程（包括進(jìn)料、送料、檢測、接料

2、）自動完成。健身球直徑范圍為 40 46mm要求分類機(jī)將健身球按直徑的大小分為三類。1. 40第一類W 422. 42第二類W 443. 44第三類W 46其他技術(shù)要求見表1:表1健身球分類機(jī)設(shè)計數(shù)據(jù)方案號電動機(jī)轉(zhuǎn)速r/min生產(chǎn)率（檢球速度）個 /minA144020B96010C720151.2設(shè)計任務(wù)1. 健身球檢驗分類機(jī)一般至少包括凸輪機(jī)構(gòu)，齒輪機(jī)構(gòu)在內(nèi)的三種機(jī)構(gòu)。2. 設(shè)計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。3. 圖紙上畫出健身球檢驗分類機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案簡圖和運(yùn)動循環(huán)圖。4. 圖紙上畫凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計圖（包括位移曲線、凸輪廓線和從動件的初始位置）；要求確定運(yùn)動規(guī)律，選擇基圓半徑，校核最大壓力角與

3、最小曲率半徑，確定凸輪廓線。盤狀凸輪用電算法設(shè)計，圓柱凸輪用圖解法設(shè)計。5. 設(shè)計計算其中一對齒輪機(jī)構(gòu)。6. 編寫設(shè)計計算說明書。7. 學(xué)生可進(jìn)一步完成：凸輪的數(shù)控加工，健身球檢驗分類機(jī)的計算機(jī)演示驗證等。 表2為設(shè)計任務(wù)分配表。表2設(shè)計任務(wù)分配表學(xué)生編號123456789電動機(jī)轉(zhuǎn)速ABCABCABC生產(chǎn)率ABCBCACAB1.3設(shè)計提示健身球自動檢驗分類機(jī)是創(chuàng)造性較強(qiáng)的一個題目，可以有多種運(yùn)動方案實現(xiàn)。一般的思路在于：1. 球的尺寸控制可以靠三個不同直徑的接料口實現(xiàn)。例如：第一個接料口直徑為42mm中間接料口直徑為 44mm而第三個接料口直徑稍大于 46mm使直徑小于（等于）42mnt勺球

4、直接落入第一個接料口，直徑大于 42mm的球先卡在第一個接料口，然后由送料機(jī)構(gòu)將其推出滾向中間接料口。以此類推。2. 球的尺寸控制還可由凸輪機(jī)構(gòu)實現(xiàn)。3. 此外，需要設(shè)計送料機(jī)構(gòu)、接料機(jī)構(gòu)、間歇機(jī)構(gòu)等?？捎汕瑝K機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等 實現(xiàn)。題目2半自動鉆床2.1設(shè)計題目設(shè)計加工圖1所示工件 12mm孔的半自動鉆床。進(jìn)刀機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)動力頭的升降，送料機(jī) 構(gòu)將被加工工件推入加工位置，并由定位機(jī)構(gòu)使被加工工件可靠固定。X1a圖1加工工件半自動鉆床設(shè)計數(shù)據(jù)參看表3。表3半自動鉆床凸輪設(shè)計數(shù)據(jù)方案號進(jìn)料機(jī)構(gòu)工作行程mm定位機(jī)構(gòu)工作行程mm動力頭工作行程mm電動機(jī)轉(zhuǎn)速r/mm工作節(jié)拍（生產(chǎn)率）件 /minA40

5、301514501B35252014002C302010960122設(shè)計任務(wù)1. 半自動鉆床至少包括凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)在內(nèi)的三種機(jī)構(gòu)。2. 設(shè)計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。3. 圖紙上畫出半自動鉆床的機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案簡圖和運(yùn)動循環(huán)圖。4. 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算。按各凸輪機(jī)構(gòu)的工作要求， 自選從動件的運(yùn)動規(guī)律，確定基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑。 對盤狀凸輪要用電算法計算出理論廓線、實際廓線值。畫出從動件運(yùn)動規(guī)律線圖及凸輪廓線圖。5. 設(shè)計計算其他機(jī)構(gòu)。6. 編寫設(shè)計計算說明書。7. 學(xué)生可進(jìn)一步完成：凸輪的數(shù)控加工，半自動鉆床的計算機(jī)演示驗證等。2.3設(shè)計提示1. 鉆頭由動力頭驅(qū)動，設(shè)計者只

6、需考慮動力頭的進(jìn)刀（升降）運(yùn)動。2. 除動力頭升降機(jī)構(gòu)外，還需設(shè)計送料機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)。各機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)要求見表4。3. 可采用凸輪軸的方法分配協(xié)調(diào)各機(jī)構(gòu)運(yùn)動。表4機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)要求凸輪軸轉(zhuǎn)角10o20o30o45o60o75o90o105o 270o300o360o送料快進(jìn)休止快退休止定位休止快進(jìn)休止快退休止進(jìn)刀休止快進(jìn)快進(jìn)快退休止題目3壓片成形機(jī)3.1設(shè)計題目設(shè)計自動壓片成形機(jī)，將具有一定濕度的粉狀原料（如陶瓷干粉、藥粉）定量送入壓形位置，經(jīng)壓制成形后脫離該位置。機(jī)器的整個工作過程 （送料、壓形、脫離）均自動完成。該機(jī)器可以壓制陶瓷圓形片坯、藥劑（片）等。設(shè)計數(shù)據(jù)見表5。表5壓片成形機(jī)設(shè)計數(shù)據(jù)萬

7、案號電動機(jī)轉(zhuǎn)速r/min生產(chǎn)率片 /min成品尺寸（x d）mm mm沖頭壓力kgm沖kgm桿kgA145010100x 6015,0000.10125B9701560 x 3510,0000.08104C9702040 x 2010,0000.0593(a)(b)(c)片坯(d)(e)圖2壓片成形機(jī)工藝動作如圖2所示，壓片成形機(jī)的工藝動作是：1. 1.干粉料均勻篩入圓筒形型腔（圖2a）。2. 2.下沖頭下沉3mm預(yù)防上沖頭進(jìn)入型腔時粉料撲出（圖2b）。3. 3.上、下沖頭同時加壓（圖 2c），并保持一段時間。4. 4.上沖頭退出，下沖頭隨后頂出壓好的片坯（圖 2d）。5. 5.料篩推出片坯（

8、圖2e）。上沖頭、下沖頭、送料篩的設(shè)計要求是：1. 1.上沖頭完成往復(fù)直移運(yùn)動（鉛錘上下），下移至終點后有短時間的停歇，起保壓作用，保壓時間為0.4秒左右。因沖頭上升后要留有料篩進(jìn)入的空間，故沖頭行程為90100mm因沖頭壓力較大，因而加壓機(jī)構(gòu)應(yīng)有增力功能（圖 3a）。2. 2.下沖頭先下沉3mm然后上升8mm加壓后停歇保壓，繼而上升16mm將成型片坯頂?shù)脚c臺面平齊后停歇，待料篩將片坯推離沖頭后，再下移21mm到待料位置（圖3b ）。3. 3.料篩在模具型腔上方往復(fù)振動篩料，然后向左退回。待批料成型并被推出型腔后， 料篩在臺面上右移約 4550mm推卸片坯（圖 3c）。上沖頭、下沖頭與送料篩的

9、動作關(guān)系見表6。表6動作關(guān)系上沖頭進(jìn)退送料篩退近休進(jìn)遠(yuǎn)休下沖頭退近休進(jìn)遠(yuǎn)休3.2設(shè)計要求1. 壓片成形機(jī)一般至少包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)在內(nèi)的三種機(jī)構(gòu)。2. 畫出機(jī)器的運(yùn)動方案簡圖與運(yùn)動循環(huán)圖。 擬定運(yùn)動循環(huán)圖時，可執(zhí)行構(gòu)件的動作起止 位置可根據(jù)具體情況重疊安排， 但必須滿足工藝上各個動作的配合， 在時間和空間上不能出 現(xiàn)“干涉”。3. 設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu)，自行確定運(yùn)動規(guī)律，選擇基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑。 計算凸輪廓線。4. 設(shè)計計算齒輪機(jī)構(gòu)。5. 對連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動設(shè)計。并進(jìn)行連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析，繪出運(yùn)動線圖。如果是采用 連桿機(jī)構(gòu)作為下沖壓機(jī)構(gòu)，還應(yīng)進(jìn)行連桿機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析

10、，計算飛輪轉(zhuǎn)動慣量。6. 編寫設(shè)計計算說明書。7. 學(xué)生可進(jìn)一步完成：機(jī)器的計算機(jī)演示驗證、凸輪的數(shù)控加工等。3.3設(shè)計提示1. 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)包括：實現(xiàn)上沖頭運(yùn)動的主加壓機(jī)構(gòu)、實現(xiàn)下沖頭運(yùn)動的輔助加壓機(jī)構(gòu)、實現(xiàn)料篩運(yùn)動的上下料機(jī)構(gòu)。 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須能滿足工藝上的運(yùn)動要求，可以有多種不同型式的機(jī)構(gòu)供選用。如連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等。2. 由于壓片成形機(jī)的工作壓力較大，行程較短，一般采用肘桿式增力沖壓機(jī)構(gòu)作為主體機(jī)構(gòu)，它是由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)串接而成。先設(shè)計搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，為了保證，要求搖桿在鉛垂位置的土 2o范圍內(nèi)滑塊的位移量w 0.4mm。據(jù)此可得搖桿長度0r w 1 +扎一cos2 一 J

11、泊-sin2 2 勺L式中 r 搖桿滑塊機(jī)構(gòu)中連桿與搖桿長度之比，一般取 12。根據(jù)上沖頭的行程長度，即可得搖桿的另一極限位置，搖桿的擺角以小于60。為宜。設(shè)計曲柄搖桿機(jī)構(gòu)時，為了“增力”，曲柄的回轉(zhuǎn)中心可在過搖桿活動鉸鏈、垂直于搖桿鉛垂 位置的直線上適當(dāng)選取，以改善機(jī)構(gòu)在沖頭下極限位置附近的傳力性能。根據(jù)搖桿的三個極限位置（土 2o位置和另一極限位置），設(shè)定與之對應(yīng)的曲柄三個位置，其中對應(yīng)于搖桿的兩 個位置，曲柄應(yīng)在與連桿共線的位置，曲柄另一個位置可根據(jù)保壓時間來設(shè)定，則可根據(jù)兩連架桿的三組對應(yīng)位置來設(shè)計此機(jī)構(gòu)。設(shè)計完成后，應(yīng)檢查曲柄存在條件，若不滿足要求， 則重新選擇曲柄回轉(zhuǎn)中心。也可以在

12、選擇曲柄回轉(zhuǎn)中心以后，根據(jù)搖桿兩極限位置時曲柄和連桿共線的條件，確定連桿和曲柄長度，在檢查搖桿在鉛垂位置土 2。時，曲柄對應(yīng)轉(zhuǎn)角是否滿足保壓時間要求。曲柄回轉(zhuǎn)中心距搖桿鉛垂位置愈遠(yuǎn)，機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)愈小，沖頭在下極限位置附近的位移變化愈小，但機(jī)構(gòu)尺寸愈大。3. 輔助加壓機(jī)構(gòu)可采用凸輪機(jī)構(gòu)， 推桿運(yùn)動線圖可根據(jù)運(yùn)動循環(huán)圖確定， 要正確確定凸輪基圓半徑。為了便于傳動，可將篩料機(jī)構(gòu)置于主體機(jī)構(gòu)曲柄同側(cè)。 整個機(jī)構(gòu)系統(tǒng)采用一個 電動機(jī)集中驅(qū)動。要注意主體機(jī)構(gòu)曲柄和凸輪機(jī)構(gòu)起始位置間的相位關(guān)系，否則機(jī)器將不能正常工作。4. 可通過對主體機(jī)構(gòu)進(jìn)行的運(yùn)動分析以及沖頭相對于曲柄轉(zhuǎn)角的運(yùn)動線圖，檢查保壓時間是否

13、近似滿足要求。進(jìn)行機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力分析時，要考慮各桿（曲柄除外）的慣性力和慣性力偶，以及沖頭的慣性力。沖頭質(zhì)量m沖、各桿質(zhì)量m桿（各桿質(zhì)心位于桿長中點）以及機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù) 3均見表8.5，則各桿對質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動慣量可求。認(rèn)為上下沖頭同時加壓 和保壓時生產(chǎn)阻力為常數(shù)。 飛輪的安裝位置由設(shè)計者自行確定，計算飛輪轉(zhuǎn)動慣量時可不考慮其他構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量。確定電動機(jī)所需功率時還應(yīng)考慮下沖頭運(yùn)動和料篩運(yùn)動所需功率。題目4旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)4.1設(shè)計題目設(shè)計旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)。在轉(zhuǎn)動工作臺上對包裝容器（如玻璃瓶）連續(xù)灌裝流體（如飲料、酒、冷霜等），轉(zhuǎn)臺有多工位停歇，以實現(xiàn)灌裝、封口等工序。為保證在這些工位上能夠準(zhǔn)確地灌裝、

14、封口，應(yīng)有定位裝置。如圖8.4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。固定工作臺/ / . VI 7- / X 14 (傳送帶.4-4-23轉(zhuǎn)臺圖4旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)該機(jī)采用電動機(jī)驅(qū)動，傳動方式為機(jī)械傳動。技術(shù)參數(shù)見表7。表7旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)技術(shù)參數(shù)方案號轉(zhuǎn)臺直徑mm電動機(jī)轉(zhuǎn)速r/min灌裝速度r/minA600144010B550144012C500960104.2設(shè)計任務(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)計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。3. 圖紙上畫出旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)的運(yùn)動方案簡圖，并用運(yùn)動循環(huán)圖分配各機(jī)構(gòu)運(yùn)動節(jié)拍。4. 電算

15、法對連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度、加速度分析，繪出運(yùn)動線圖。圖解法或解析法設(shè)計平面 連桿機(jī)構(gòu)。5. 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算。按凸輪機(jī)構(gòu)的工作要求選擇從動件的運(yùn)動規(guī)律，確定基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑。對盤狀凸輪要用電算法計算出理論廓線、實際廓線值。畫 出從動件運(yùn)動規(guī)律線圖及凸輪廓線圖。6. 齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算。7. 編寫設(shè)計計算說明書。8. 學(xué)生可進(jìn)一步完成：平面連桿機(jī)構(gòu)（或灌裝機(jī)）的計算機(jī)動態(tài)演示等。4.3設(shè)計提示1. 采用灌瓶泵灌裝流體，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（或通過壓蓋模將瓶蓋緊固在）瓶口。設(shè)計者只需設(shè)計作直線往復(fù)

16、運(yùn)動的壓蓋機(jī)構(gòu)。壓蓋機(jī)構(gòu)可采用移動導(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)計間歇傳動機(jī)構(gòu)，以實現(xiàn)工作轉(zhuǎn)臺間歇傳動。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。題目5熱鐓擠送料機(jī)械手5.1設(shè)計題目圖5機(jī)械手的外觀圖設(shè)計二自由度關(guān)節(jié)式熱鐓擠送料機(jī)械手，由電動機(jī)驅(qū)動，夾送圓柱形鐓料，往40噸鐓頭機(jī)送料。以方案 A為例，它的動作順序是：手指夾料，手臂上擺150,手臂水平回轉(zhuǎn)1200,手臂下擺150,手指張開放料。手臂再上擺，水平反轉(zhuǎn)，下擺，同時手指張開，準(zhǔn)備夾 料。主要要求完成手臂上下擺動以及水平回轉(zhuǎn)的機(jī)械運(yùn)動設(shè)計

17、。圖5為機(jī)械手的外觀圖。 技 術(shù)參數(shù)見表8。表8熱鐓擠送料機(jī)械手技術(shù)參數(shù)方案號最大抓重kg手指夾持工件最大直徑mm手臂回轉(zhuǎn)角度（o）手臂回轉(zhuǎn)半徑mm手臂上下擺動角度（0）送料頻率次 /min電動機(jī)轉(zhuǎn)速r/minA22512068515151450B3301007002010960C115110500152014405.2設(shè)計任務(wù)1. 機(jī)械手一般包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)和齒輪機(jī)構(gòu)。2. 設(shè)計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。3. 設(shè)計平面連桿機(jī)構(gòu)。對所設(shè)計的平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度、加速度分析，繪制運(yùn)動線圖。4. 設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu)。按各凸輪機(jī)構(gòu)的工作要求選擇從動件的運(yùn)動規(guī)律，確定基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲

18、率半徑。 對盤狀凸輪要用電算法計算出理論廓線、 實際廓線值。畫出 從動件運(yùn)動規(guī)律線圖及凸輪廓線圖。5. 設(shè)計計算齒輪機(jī)構(gòu)。6. 編寫設(shè)計計算證明書。7. 學(xué)生可進(jìn)一步完成：凸輪的數(shù)控加工、機(jī)械手的計算機(jī)動態(tài)演示驗證等。5.3設(shè)計提示1. 機(jī)械手主要由手臂上下擺動機(jī)構(gòu)、手臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成。工件水平或垂直放置。設(shè)計 時可以不考慮手指夾料的工藝動作。2. 此機(jī)械手為空間機(jī)構(gòu)，確定設(shè)計方案后應(yīng)計算空間自由度。3. 此機(jī)械手可按閉環(huán)傳動鏈設(shè)計。題目6巧克力糖包裝機(jī)6.1設(shè)計題目設(shè)計巧克力糖自動包裝機(jī)。 包裝對象為圓臺狀巧克力糖（圖6），包裝材料為厚0.008mm的金色鋁箔紙。包裝后外形應(yīng)美觀挺拔，鋁箔紙無

19、明顯損傷、撕裂和褶皺（圖7）。包裝工藝方案為：紙坯型式采用卷筒紙，紙片水平放置，間歇剪切式供紙（圖8）。包裝工藝動作為：1.將64mnX 64mm鋁箔紙覆蓋在巧克力糖 17mm、端正上方；2.使鋁箔紙沿糖塊錐面強(qiáng) 迫成形；3.將余下的鋁箔紙分半，先后向 24mm大端面上褶去，迫使包裝紙緊貼巧克力糖。2.整臺機(jī)器外形尺寸（寬X高）不超過800mm 1000mm圖6圓臺狀巧克力糖圖7包裝后的巧克力糖d)圖8包裝工藝動作表9設(shè)計數(shù)據(jù)表方案號ABCDEFGH電動機(jī)轉(zhuǎn)速r/min144014401440960960820820780每分鐘包裝糖果數(shù)目120906012090908060個 /min具體設(shè)

20、計要求如下:1. 要求設(shè)計糖果包裝機(jī)的間歇剪切供紙機(jī)構(gòu)、鋁箔紙錐面成形機(jī)構(gòu)、褶紙機(jī)構(gòu)以及巧克力糖果的送推料機(jī)構(gòu)。4. 4.錐面成形機(jī)構(gòu)不論采用平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)或者其他常用機(jī)構(gòu)，要求成形動作盡量等速，起動與停頓時沖擊小。6.2設(shè)計任務(wù)1. 巧克力糖包裝機(jī)一般應(yīng)包括凸輪機(jī)構(gòu)、平面連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等。2. 設(shè)計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。3. 圖紙上畫出機(jī)器的機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案簡圖和運(yùn)動循環(huán)圖。4. 設(shè)計平面連桿機(jī)構(gòu)。并對平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析，繪制運(yùn)動線圖。5. 設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu)。確定運(yùn)動規(guī)律，選擇基圓半徑，計算凸輪廓線值，校核最大壓力角與最小曲率半徑。繪制凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計圖。6. 設(shè)計計算齒輪機(jī)構(gòu)。

21、7. 編寫設(shè)計計算說明書。8. 學(xué)生可進(jìn)一步完成凸輪的數(shù)控加工。6.3設(shè)計提示1. 剪紙與供紙動作連續(xù)完成。2. 鋁箔紙錐面成形機(jī)構(gòu)一般可采用凸輪機(jī)構(gòu)、平面連桿機(jī)構(gòu)等。3. 實現(xiàn)褶紙動作的機(jī)構(gòu)有多種選擇：包括凸輪機(jī)構(gòu)、摩擦滾輪機(jī)構(gòu)等。4. 巧克力糖果的送推料機(jī)構(gòu)可采用平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)。5. 各個動作應(yīng)有嚴(yán)格的時間順序關(guān)系。題目7書本打包機(jī)7.1設(shè)計題目設(shè)計書本打包機(jī)，在連續(xù)生產(chǎn)線上實現(xiàn)自動送書，用牛皮紙將一摞（5本）書包成一包,并在兩端貼好標(biāo)簽，如圖 9所示。圖9書本打包機(jī)的功用書摞的包、封過程工藝順序及各工位布置分別如圖10、11所示：1. 送書。橫向送一摞書進(jìn)入流水線。2. 推書?？v

22、向推一摞書前進(jìn)到工位a,使它與工位bg上的六摞書貼緊在一起。3. 送紙。包裝牛皮紙使用整卷筒紙，由上向下送夠長度后裁切。4. 繼續(xù)推書前進(jìn)到工位 b。在工位b書摞上下方設(shè)置有擋板，以擋住書摞上下方的包裝紙，所以書摞被推到工位b時實現(xiàn)三面包裝，這一工序共推動ag的七摞書。5. 推書機(jī)構(gòu)回程。折紙機(jī)構(gòu)動作，先折側(cè)邊將紙包成筒狀，再折兩端上、下邊。6. 繼續(xù)折前角。將包裝紙折成如圖11實線所示位置的形狀。7. 再次推書前進(jìn)折后角。推書機(jī)構(gòu)又進(jìn)到下一循環(huán)的工序4，此時將工位b上的書推到工位c。在此過程中，利用工位 c兩端設(shè)置的擋板實現(xiàn)折后角。8. 在實現(xiàn)上一步工序的同時，工位c的書被推至工位 d。9.

23、 在工位d向兩端涂漿糊。10. 在工位e貼封簽。11. 在工位f、g用電熱器把漿糊烘干。12. 在工位h，人工將包封好的書摞取下。送書推書推書包三面*1后角折前角IS I推書貼封簽址）烘干折后角涂漿糊圖10包、封工藝順序h-1 園圖11包、封工位布置（俯視圖）O為機(jī)器主軸的位圖12所示為由總體設(shè)計規(guī)定的各部分的相對位置和有關(guān)尺寸。其中置，A為機(jī)器中機(jī)構(gòu)的最大允許長度，B為最大允許高度，yo為工作臺面距主軸的高度，（X,y）為主軸的位置坐標(biāo)，（xi,yi）為紙卷的位置坐標(biāo)。工作臺面J-十rn111ii0T0Ml卷紙X1”一|- J1 i 1* !MA1一0a地面圖12打包機(jī)各部分的相對位置及有關(guān)

24、尺寸和范圍書本打包機(jī)具體技術(shù)要求為：1. 機(jī)構(gòu)的尺寸范圍A=2000mm B=1600mm工作臺面位置 y0=4OOmm主軸位置 x =10001100mm y =300 400mm紙卷位置 X1=300mm y1 =300mm為了保證工作安全、臺面整潔，推書機(jī)構(gòu)最好放在工作臺面以下。2. 工藝要求的數(shù)據(jù)書摞尺寸：寬度 a=130 140mm長度 b=180 220mm 高度 c=180 220mm推書起始位置X0 =200mm推書行程H=400mm推書次數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速）n=（10 0.1）r/min 。主軸轉(zhuǎn)速不均勻系數(shù) S 1/4。紙卷直徑d=400mm3. 縱向推書運(yùn)動要求（1）推書運(yùn)動循

25、環(huán)：整個機(jī)器的運(yùn)動以主軸回轉(zhuǎn)一周為一個循環(huán)周期。因此可以用主 軸的轉(zhuǎn)角表示推書機(jī)構(gòu)從動件（推頭或滑塊）的運(yùn)動時間。推書動作占時1/3周期，相當(dāng)于主軸轉(zhuǎn)120 ;快速退回動作占時小于1/3周期，相當(dāng)于主軸轉(zhuǎn)角 100;停止不動占時大于1/3周期，相當(dāng)于主軸轉(zhuǎn)角140 。每個運(yùn)動時期縱向推書機(jī)構(gòu)從動件的工藝動作與主軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系見表7.10。表10縱向推書機(jī)構(gòu)運(yùn)動要求主軸轉(zhuǎn)角推書機(jī)構(gòu)執(zhí)行滑塊的工作主軸轉(zhuǎn)角推書機(jī)構(gòu)執(zhí)行滑塊的動作0 80 推單摞書前進(jìn)120。220 滑塊退回80 120 推七摞書前進(jìn)，同時折后角220。360 滑塊停止不動圖13為推書機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖。0推頭不動單推單摞 /220 推頭退

26、回七、妙摞書X/120 圖13縱向推書機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖（2）推書前進(jìn)和退回時，要求采用等加速、等減速運(yùn)動規(guī)律。4. 其他機(jī)構(gòu)的運(yùn)動關(guān)系見表11。表11其他機(jī)構(gòu)運(yùn)動要求工藝動作主軸轉(zhuǎn)角工藝動作主軸轉(zhuǎn)角橫向送書150 340 送紙200。360 70 折側(cè)邊，折兩端上下邊，折前角180 340 裁紙70 80 涂漿糊，貼封簽，烘干180 340 5.工作阻力（1）每摞書的質(zhì)量為 4.6kg，推書滑塊的質(zhì)量為 8kg。（2） 橫向推書機(jī)構(gòu)的阻力假設(shè)為常數(shù)，相當(dāng)于主軸上有等效阻力矩M以=4 N?m（3）送紙、裁紙機(jī)構(gòu)的阻力也假設(shè)為常數(shù)，相當(dāng)于主軸上有等效阻力矩Mc5=6 N?m。（4）折后角機(jī)構(gòu)的阻力相

27、當(dāng)于四摞書的摩擦阻力。（5） 折邊、折前角機(jī)構(gòu)的阻力總和，相當(dāng)于主軸上受到等效阻力矩Mc6，其大小可用機(jī)器在縱向推書行程中（即主軸轉(zhuǎn)角從0。轉(zhuǎn)至120。范圍中）主軸所受縱向推書阻力矩的平均值M C3表示為M C6 =6 M C3n、Mcii A其中M c3大小可由下式求出M C3 = n式中，Mci為推程中各分點的阻力矩的值；n為推程中的分點數(shù)。（6）涂漿糊、貼封簽和烘干機(jī)構(gòu)的阻力總和，相當(dāng)于主軸上受到等效阻力矩Mc7，其大小可用Mc3表示為Mc7=8Mc37.2設(shè)計任務(wù)1. 根據(jù)給定的原始數(shù)據(jù)和工藝要求，構(gòu)思并選定機(jī)構(gòu)方案。內(nèi)容包括縱向推書機(jī)構(gòu)和送紙、裁紙機(jī)構(gòu)，以及從電動機(jī)到主軸之間的傳動機(jī)

28、構(gòu)。確定傳動比分配。2. 書本打包機(jī)一般應(yīng)包括凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、平面連桿機(jī)構(gòu)等三種以上常用機(jī)構(gòu)。3. 按比例畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，標(biāo)注出主要尺寸；畫出包、封全過程中機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)圖（全部工藝動作與主軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系圖）。4. 設(shè)計平面連桿機(jī)構(gòu)。并進(jìn)行運(yùn)動分析。繪制運(yùn)動線圖。5. 設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu)。確定運(yùn)動規(guī)律，選擇基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑，計算凸輪廓線。6. 設(shè)計計算其中一對齒輪機(jī)構(gòu)。7. 進(jìn)一步對平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行力分析，求出主軸上的阻力矩在主軸旋轉(zhuǎn)一周中的一系列數(shù)值Mci = Mc（ ：i）Cp式中，i為主軸的轉(zhuǎn)角；i為主軸回轉(zhuǎn)一周中的各分點序號。力分析時，只考慮工作阻力和移動構(gòu)件的重力

29、、慣性力和移動副中的摩擦阻力。為簡便起見，計算時可近似地利用等效力矩的計算方法。對于其他運(yùn)動構(gòu)件，可借助于各運(yùn)動副的效率值作近似估算。畫出阻力矩曲線M ci = M c（叭），計算阻力矩的平均值 M C3。8. 根據(jù)力矩曲線和給定的速度不均勻系數(shù)3值，用近似方法（不計各構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量）計算出飛輪的等效轉(zhuǎn)動慣量。9. 編寫設(shè)計計算說明書。10. 學(xué)生可進(jìn)一步完成書本打包機(jī)的計算機(jī)演示驗證、凸輪的數(shù)控加工等。7.3設(shè)計提示1. 此題包含較豐富的機(jī)構(gòu)設(shè)計與分析內(nèi)容，教師可以根據(jù)情況確定學(xué)生全部或部分完成 該題設(shè)計任務(wù)，也可由一組學(xué)生完成全題。2. 推書機(jī)構(gòu)、送紙機(jī)構(gòu)、裁紙機(jī)構(gòu)之間有嚴(yán)格的時間匹

30、配與順序關(guān)系，應(yīng)考慮這些機(jī)構(gòu)之間的傳動鏈設(shè)計。題目8臺式電風(fēng)扇搖頭裝置8.1設(shè)計題目風(fēng)扇的直徑為 300mm電扇電動機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1450r/min ,電扇搖頭周期 T=10s。電扇擺動 角度”與急回系數(shù)k的設(shè)計要求及任務(wù)分配見表12。表12臺式電風(fēng)扇擺頭機(jī)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)方案號電扇擺角2急回系數(shù)kA801.01B851.015C901.02D951.025E1001.03F1051.058.2設(shè)計任務(wù)1. 按給定主要參數(shù)，擬定機(jī)械傳動系統(tǒng)總體方案。2. 畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案簡圖。3. 分配蝸輪蝸桿、齒輪傳動比，確定它們的基本參數(shù)，設(shè)計計算幾何尺寸。4. 解析法確定平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)尺寸，它應(yīng)滿足擺角及

31、行程速比系數(shù) k。并對平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析，繪制運(yùn)動線圖。驗算曲柄存在條件， 驗算最小傳動角（最大壓力角）。5. 提出調(diào)節(jié)擺角的結(jié)構(gòu)方案，并進(jìn)行分析計算。6. 編寫設(shè)計計算說明書。7. 學(xué)生可進(jìn)一步完成臺式電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)的計算機(jī)動態(tài)演示驗證。8.3設(shè)計提示常見的搖頭機(jī)構(gòu)有杠桿式、滑板式和撳拔式等。本設(shè)計可采用平面連桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)。 由裝在電動機(jī)主軸尾部的蝸桿帶動蝸輪旋轉(zhuǎn)， 蝸輪和小齒輪做成一體，小齒輪帶動大齒輪，大齒輪與鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的連桿做成一體， 并以鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的連桿作為原動件，則機(jī)架、兩個連架桿都作擺動，其中一個連架桿相對于機(jī)架的擺動即是搖頭動作。機(jī)架可取8090mm題目9墊圈內(nèi)徑檢測裝

32、置9.1設(shè)計題目設(shè)計墊圈內(nèi)徑檢測裝置，檢測鋼制墊圈內(nèi)徑是否在公差允許范圍內(nèi)。被檢測的工件由 推料機(jī)構(gòu)送入后沿一條傾斜的進(jìn)給滑道連續(xù)進(jìn)給，直到最前邊的工件被止動機(jī)構(gòu)控制的止動銷擋住而停止。然后，升降機(jī)構(gòu)使裝有微動開關(guān)的壓桿探頭下落，檢測探頭進(jìn)入工件的內(nèi)孔。此時，止動銷離開進(jìn)給滑道，以便讓工件浮動。檢測的工作過程如圖 15所示。當(dāng)所測工件的內(nèi)徑尺寸符合公差要求時（圖15a）,微動開關(guān)的觸頭進(jìn)入壓桿的環(huán)形槽，微動開關(guān)斷開，發(fā)出信號給控制系統(tǒng)（圖中未給出），在壓桿離開工件后，把工件送入合格品槽。如工件內(nèi)徑尺寸小于合格的最小直徑時（圖15b），壓桿的探頭進(jìn)入內(nèi)孔深度不夠，微動開關(guān)閉合，發(fā)出信號給控制系統(tǒng)

33、，使工件進(jìn)入廢品槽。如工件內(nèi)徑尺寸大于允許的最大直徑時（圖15c），微動開關(guān)仍閉合，控制系統(tǒng)將工件送入另一廢品槽。3廠1啟 131珥2 H1 *吋a)rnrp , imlEtlejIb)C)1工件 2帶探頭的壓桿 3 微動開關(guān)a）內(nèi)徑尺寸合格b）內(nèi)徑尺寸太小c）內(nèi)徑尺寸太大圖15墊圈內(nèi)徑檢測過程具體設(shè)計要求見表 13。表13平墊圈內(nèi)徑檢測裝置設(shè)計數(shù)據(jù)方案號被測鋼制平墊圈尺寸電動機(jī)轉(zhuǎn)速r/min每次檢測時間s公稱尺寸mm內(nèi)徑mm外徑mm厚度mmA1010.520214405B1213242.514406C202137314408D30315649608E3637665960109.2設(shè)計要求1.

34、 要求設(shè)計該檢測裝置的推料機(jī)構(gòu)、 控制止動銷的止動機(jī)構(gòu)、 壓桿升降機(jī)構(gòu)。 一般應(yīng)包 括凸輪機(jī)構(gòu)、 平面連桿機(jī)構(gòu)以及齒輪機(jī)構(gòu)等常用機(jī)構(gòu)。 該裝置的微動開關(guān)以及控制部分的設(shè) 計本題不作要求。2. 設(shè)計墊圈內(nèi)徑檢測裝置的傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。3. 畫出機(jī)器的機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案簡圖和運(yùn)動循環(huán)圖。4. 設(shè)計平面連桿機(jī)構(gòu)。并對平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析，繪制運(yùn)動線圖。5. 設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu)。確定運(yùn)動規(guī)律，選擇基圓半徑， 計算凸輪廓線值，校核最大壓力角與 最小曲率半徑。繪制凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計圖。6. 設(shè)計計算齒輪機(jī)構(gòu)。7. 編寫設(shè)計計算說明書。8. 學(xué)生可進(jìn)一步完成檢測裝置的計算機(jī)動態(tài)演示。9.3 設(shè)計提示1. 由于止

35、動銷的動作與壓桿升降動作有嚴(yán)格的時間匹配與順序關(guān)系，建議考慮使用凸輪軸解決這個問題。2. 推料動作與上述兩個動作的時間匹配不特別嚴(yán)格，可以采用平面連桿機(jī)構(gòu)， 也可以采用間歇機(jī)構(gòu)。題目10洗瓶機(jī)10.1設(shè)計題目x / x J / Z *W l / / Ll 1 .Uli i . 圖16 洗瓶機(jī)工作示意圖設(shè)計洗瓶機(jī)。如圖 17 所示，待洗的瓶子放在兩個同向轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥帶動瓶子旋轉(zhuǎn)。當(dāng)推頭M把瓶子推向前進(jìn)時， 轉(zhuǎn)動著的刷子就把瓶子外面洗凈。當(dāng)前一個瓶子將洗刷完畢時，后一個待洗的瓶子已送入導(dǎo)輥待推。洗瓶機(jī)的技術(shù)要求見表 17。表14洗瓶機(jī)的技術(shù)要求方案號瓶子尺寸（長X直徑）mm mm工作行程mm

36、生產(chǎn)率個 /min急回系數(shù)k電動機(jī)轉(zhuǎn)速r/minA0 100X 200600152.51440B0 80X 180500163.01440C0 60X 150420183.596010.2設(shè)計任務(wù)1. 洗瓶機(jī)應(yīng)包括齒輪、平面連桿機(jī)構(gòu)等常用機(jī)構(gòu)或組合機(jī)構(gòu)。2. 設(shè)計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。3. 畫出機(jī)器的機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案簡圖和運(yùn)動循環(huán)圖。4. 設(shè)計組合機(jī)構(gòu)實現(xiàn)運(yùn)動要求，并對從動桿進(jìn)行運(yùn)動分析。也可以設(shè)計平面連桿機(jī)構(gòu)以實現(xiàn)運(yùn)動軌跡，并對平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析。繪出運(yùn)動線圖。5. 其他機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算。6. 編寫設(shè)計計算說明書。7. 學(xué)生可進(jìn)一步完成：洗瓶機(jī)推瓶機(jī)構(gòu)的計算機(jī)動態(tài)演示等。10.3設(shè)計提

37、示分析設(shè)計要求可知： 洗瓶機(jī)主要由推瓶機(jī)構(gòu)、導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)組成。設(shè)計的推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)使推頭M以接近均勻的速度推瓶，平穩(wěn)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)。根據(jù)設(shè)計要求，推頭 M可走圖18所示軌跡，而且推頭 M在工作行程中應(yīng)作勻速直線運(yùn) 動，在工作段前后可有變速運(yùn)動，回程時有急回。工frWL圖17 推頭M運(yùn)動軌跡對這種運(yùn)動要求，若用單一的常用機(jī)構(gòu)是不容易實現(xiàn)的，通常要把若干個基本機(jī)構(gòu)組合，起來，設(shè)計組合機(jī)構(gòu)。在設(shè)計組合機(jī)構(gòu)時，一般可首先考慮選擇滿足軌跡要求的機(jī)構(gòu)（基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)），而沿軌跡運(yùn)動時的速度要求，則通過改變基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)主動件的運(yùn)動速度來滿足，也就是讓它與一個輸出變速度

38、的附加機(jī)構(gòu)組合。實現(xiàn)本題要求的機(jī)構(gòu)方案有很多，可用多種機(jī)構(gòu)組合來實現(xiàn)。如：1. 凸輪一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)方案如圖19所示，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的連桿 2上點M走近似于所要求的軌跡， M點的速度由等 速轉(zhuǎn)動的凸輪通過構(gòu)件 3的變速轉(zhuǎn)動來控制。由于此方案的曲柄1是從動件，所以要注意度 過死點的措施。2. 五桿組合機(jī)構(gòu)方案確定一條平面曲線需要兩個獨(dú)立變量。因此具有兩自由度的連桿機(jī)構(gòu)都具有精確再現(xiàn)給定平面軌跡的特征。點M的速度和機(jī)構(gòu)的急回特征，可通過控制該機(jī)構(gòu)的兩個輸入構(gòu)件間的運(yùn)動關(guān)系來得到，如用凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪或四連桿機(jī)構(gòu)來控制等等。圖20所示為兩個自由度五桿低副機(jī)構(gòu)，1、4為它們的兩個輸入構(gòu)件，這兩構(gòu)件之間的運(yùn)動

39、關(guān)系用凸輪、齒輪或四連桿機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)，從而將原來兩自由度機(jī)構(gòu)系統(tǒng)封閉成單自由度系統(tǒng)。a)b)圖19 五桿組合機(jī)構(gòu)的方案3. 凸輪-全移動副四桿機(jī)構(gòu)圖21所示全移動副四桿機(jī)構(gòu)是兩自由度機(jī)構(gòu)，構(gòu)件2上的M點可精確再現(xiàn)給定的軌跡,構(gòu)件2的運(yùn)動速度和急回特征由凸輪控制。這個機(jī)構(gòu)方案的缺點是因水平方向軌跡太長，成凸輪機(jī)構(gòu)從動件的行程過大，而使相應(yīng)凸輪尺寸過大。4. 優(yōu)化方法設(shè)計鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)18 ）運(yùn)動軌跡的可用數(shù)值方法或優(yōu)化方法設(shè)計鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，以實現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動軌跡（圖 具體數(shù)值由設(shè)計者畫圖確定，一般不要超過9個點的給定坐標(biāo)值。題目11:糕點切片機(jī)1、工作原理及工藝動作過程糕點先成型（如長方體、圓柱體等）

40、經(jīng)切片后再烘干。糕點切片機(jī)要求實現(xiàn)兩個動作： 糕點的直線間歇移動和切刀的往復(fù)運(yùn)動。通過兩者的動作配合進(jìn)行切片。改變直線間歇移動速度或每次間歇的輸送距離，以滿足糕點的不同切片厚度的需要。2、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求1）糕點厚度：1020mm。2）糕點切片長度（亦即切片高）范圍： 580mm。3） 切刀切片時最大作用距離（亦即切片寬度方向）：300mm。4）切刀工作節(jié)拍： 40次/min。5）工作阻力很小。要求選用的機(jī)構(gòu)簡單、輕便、運(yùn)動靈活可靠。電機(jī)可選用，功率 0.55KW （或 0.75KW ）、1390r/min。表10半自動鉆床凸輪設(shè)計數(shù)據(jù)方案號糕點厚度mm切片行程mm電動機(jī)轉(zhuǎn)速r/mm工作節(jié)拍（生產(chǎn)率）件 /minA840145040B535140050C330960603、設(shè)計方案提示1）切削速度較大時，切片刀口會整齊平滑，因此切刀