吉大机原课程设计

课 程 设 计 目 的 综 合 运 用 机 械 原 理 课 程 知 识 ， 培 养 机 械运 动 方 案 设 计 能 力 。 课 程 设 计 任 务 1张 2号 图 ， 2张 3号 图 ， 1份 说 明 书 。 时 间 安 排 周 一 、 二 方 案 设 计 完 成 2号 图 ； 周 二 、 三 、四 2张 3号 图 机 构 的 设 计 ； 周 四 写 设 计 说明 书 ； 周 五 答 辨 。机 械 原 理 课 程 设 计 第 十 一 章 机 械 系 统 的 方 案 设 计 11-1 概 述机 械 系 统 原 动 机 传 动 系 统 执 行 系 统 操 纵 控 制 系 统 传动装置 传动路线 分配传动比 功能分析 协调配合 方案评价运动分析类型 转速 容量 机 电 、 机 液 、 电 液 、 液 压 、气 动 、 电 气 、 微 机 等 11-2 执 行 系 统 方 案 设 计一 、 选 择 执 行 机 构 根 据 题 目 要 求 进 行 功 能 分 析 ， 需 要 完成 那 些 动 作 ？ 确 定 需 要 的 执 行 机 构 的 形 式， 需 要 几 个 执 行 机 构 ， 以 及 各 执 行 机 构 的原 动 件 、 从 动 件 的 形 式 。 各 执 行 机 构 的 功 能 要 求 ， 运 动 要 求 ，工 艺 要 求 ， 利 用 方 框 图 描 述 。 子 功 能 1总 功 能 相 应 工 艺 动 作 执 行 机 构 执 行 动 作子 功 能 2子 功 能 3子 功 能 n 相 应 工 艺 动 作相 应 工 艺 动 作相 应 工 艺 动 作 执 行 机 构执 行 机 构执 行 机 构 执 行 动 作执 行 动 作执 行 动 作功 能 方 框 图（ 机 器 的 功 能 、 工 艺 动 作 及 执 行 机 构 框 图 ）具 体 实 例 见 书 199页 附 图 1.3。 二 、 画 运 动 循 环 图a、 直 线 式 ：b、 圆 周 式 ：c、 直 角 坐 标 式 ： 描 述 各 机 构 间 有 序 、 相 互 配 合 的 运动 关 系 的 简 单 图 形 称 为 运 动 循 环 图 。 将 机 械 在 一 个 运 动 循 环 中 各 执 行 构 件 各行 程 区 段 的 起 止 时 间 和 先 后 顺 序 ， 按 比 例 绘制 在 直 角 坐 标 上 。 如 图 11-1（ 书 188页 ）如 图 11-2如 图 11-3 各 执 行 机 构 之 间 的 运 动 协 调 关 系 ， 利用 运 动 循 环 图 确 定 。 转 角 （ 度 ）或 时 间 （ 秒 ） 半 自 动 钻 床 机 械 运 动 循 环 图0O 360O90O 240O150O 270O180O30O 60O1 126 9320送 料 夹 紧定 位 钻 孔 停 止进 刀停 止 （ 1） （ 2钻 孔 ） 退刀 回 程近休 远 休 近 休升程 回程近休 远休 近 休回程远休升程 近 休升程1、 直 线 式 运 动 循 环 图 2、 圆 周 式 运 动 循 环 图 排气 阀 门 开 启 胀进气阀门开启 进 气 阀门关闭 排 气 阀 门关闭进气排 气 缩压 膨0 180 360540720 o曲 轴 0o 180o 360o 540o 720o 排 气 门 开 闭 点火进 气 门火 花 塞 曲 柄 转 角活 塞 开开 闭 开下移 上移 下移 上移 图 11.3 单 缸 四 冲 程 内 燃 机 直 角 坐 标 式 运 动 循 环 图 3、 直 角 坐 标 式 运 动 循 环 图 11-3 传 动 系 统 方 案 设 计一 、 选 择 传 动 类 型 机 械 传 动 、 液 压 传 动 、 气 动 、 电 动 等 。二 、 拟 定 传 动 路 线 及 机 构 顺 序路 线 ： 串 联 、 并 联 、 串 并 混 联机 构 顺 序 分 配 原 则 ：2、 有 利 于 执 行 运 动 平 稳 确 定 ， 皮 带 传 动 放 在 第 1级 减 速 。1、 有 利 于 减 小 结 构 尺 寸 ， 功 率 “ 前 大 后 小 ” 。 三 、 分 配 各 级 传 动 比4、 若 传 动 比 过 大 ， 应 用 混 合 轮 系 来 传 动 。1、 单 级 ： i带 =2， 2.5， 3， i锥 齿 3 ， i直 ， 斜 5 i蜗 2080。2、 当 i 810时 ， 应 用 两 级 传 动 ， 一 级为 带 传 动 ， 另 一 级 为 齿 轮 传 动 ； 当 i 30时 ， 一 般 应 用 两 级 以 上 的 机 械 传 动 。3、 传 动 比 的 分 配 原 则 ： “ 前 大 后 小 ” 。5、 要 求 i 一 对 =无 理 数 ， 总 传 动 比 误 差 2% 设 计 任 务 ： 对 已 加 工 好 的 带 有 凸 台 的 盘 形 零 件进 行 钻 孔 。 其 总 功 能 应 分 解 成 如 下 几 个 工 艺 动 作 ： 送 料 ； 定 位 ； 夹 紧 ； 进 刀 （ 钻 孔 ） 。 设 计 参 数 ： 零 件 图 如 左 图 所 示 ， 要 求 每 分 钟 加 工 五 个 零 件 ， 电 机 的 转 速 n电 =1440r/min。 现 以 设 计 半 自 动 钻 床 为 例 说 明 运 动 方 案设 计 的 步 骤 和 过 程 。18 F40F20F3010 零 件 图 11-3 机 械 运 动 简 图 设 计 举 例 送 料进 刀夹 紧定 位 工 作 台1） 确 定 运 动 方 案 及 机 械 运 动 循 环 图功 能 原 理 构 思 在工件上钻孔 子 功 能 1子 功 能 2子 功 能 3子 功 能 4送 料定 位夹 紧进 刀 从 料 斗 推 出 工 件及 把 钻 好 孔 的 工件 向 前 推 进定 位 挡 块 伸 缩 ，挡 住 工 件 或 让出 通 道夹 具 夹 紧 或 松 开钻 头 的 进 给 与 退 出 移 动 从 动 件圆 柱 凸 轮 机构移 动 从 动 件盘 形 凸 轮 机构摆 动 从 动 件盘 形 凸 轮 机构 齿 轮 齿 条 机 构从 动 件 通 过高 副 与 移 动滑 块 相 连 从 动 件往 复 移 动 从 动 件往 复 移 动 滑 块往 复 移 动齿 条 上 下往 复 移 动总功能 半 自 动 钻 床 的 功 能 、 工 艺 动 作 及 执 行 机 构 框 图相 应 的 工 艺 动 作 执 行 机 构 执 行 动 作 转 角 （ 度 ）或 时 间 （ 秒 ） 半 自 动 钻 床 机 械 运 动 循 环 图0O 360O90O 240O150O 270O180O30O 60O1 126 9320送 料 夹 紧定 位 钻 孔 停 止进 刀停 止 （ 1） （ 2钻 孔 ） 退刀 回 程近休 远 休 近 休升程 回程近休 远休 近 休回程远休升程 近 休升程 ACB D G HIEF 动力头齿 轮 齿 条齿 扇 料 斗2 14 38 57 6 J半 自 动 钻 床 的 运 动 方 案 图 如 下 工 作 主 轴 （ 带 动 各 机 构 运动 的 主 轴 ） 一 、 机 构 简 图 设 计 计 算 总 传 动 比 ， 进 行 传 动 比 分 配 根 据 所 给 的 设 计 参 数 ， 可 算 出 执 行 构 件 主轴 转 速 n主 =5转 /分 ， 所 以 机 械 的 总 传 动 比 为 ：传 动 比 分 配 ： i总 =i皮 i12 i34， 各 级 分 配 情 况 应 遵循 “ 前 大 后 小 ” 的 原 则 ,以 减 小 结 构 尺 寸 。传 动 比 误 差 =（ 实 际 总 传 动 比 -理 论 总 传 动 比 ） 理 论 总 传 动 比 100% 画 机 构 运 动 简 图 取 大 多 数 构 件 运 动 平 面 相 互 平 行 的投 影 面 为 主 视 图 。 确 定 运 动 循 环 图 首 先 在 草 纸 上 进 行 简 图 设 计 ， 先 定 执 行机 构 位 置 ， 再 联 传 动 机 构 与 电 机 。 用 2号 图 纸 画 机 构 简 图 包 括 机 构 图 、 运 动循 环 图 、 机 构 明 细 栏 、 标 题 栏 。 1、 凸 轮 机 构 设 计 在 说 明 书 中 进 行 基 本 参 数 设 计 在 3号 图 上 进 行 凸 轮 廓 线 设 计 2、 齿 轮 机 构 设 计 写 在 说 明 书 上 3、 其 它 机 构 设 计 画 1张 3号 图 冷 镦 机 设 计 必 须 是 曲 柄 滑 块 机 构 健 身 球 分 类 机 可 以 是 凸 轮 机 构 或 其 它 机 构二 、 典 型 机 构 设 计 对 各 主 要 执 行 机 构 进 行 运 动 分 析三 、 撰 写 机 械 原 理 课 程 设 计 说 明 书 编 写 课 程 设 计 说 明 书 ， 内 容 见 课 程 设 计 指导 （ 见 教 材 P201） 。 可 再 加 上 机 构 改 进 意 见 和 课 程 设 计 体 会 。 机 械 原 理 课 程 设 计 题 目题 目 1:铆 钉 自 动 冷 镦 机 设 计一 、 工 作 原 理 及 工 艺 动 作 : 采 用 冷 镦 的 方 法 将 直 径 为 f6,钉 长 为20mm的 铝 棒 材 制 成 圆 头 铆 钉 .工 艺 动 作 为 ：二 、 原 始 数 据 及 设 计 要 求 :冷 镦 机 的 工 艺 动 作 包 括 1)校 直 进 料2)切 料 送 料3)镦 料4)脱 模 三 、 设 计 任 务 : 制 钉 转 速 ： n制 钉 =40 60rpm。 铝 棒 材 直 径 为 ： f=6mm， 长 度 ： L= 20mm， 冷 镦 机 冲 头 的 行 程 为 ：H=60mm， 要 求 冷 镦 机 构 具 有 急 回 特 性 ，K=1.21.4， 电 机 转 速 ： n电 =1440rpm。第 一 级 减 速 用 皮 带 ， 第 二 、 三 级 减 速 用 齿 轮 等 。二 、 原 始 数 据 及 设 计 要 求 : 1、 按 工 艺 要 求 拟 定 冷 镦 机 运 动 方 案 简 图 和 直线 式 运 动 循 环 图 ,画 在 2号 图 纸 上 。 要 求 图 解 法 设 计 2、 按 工 艺 要 求 排 出 冷 镦 机 的 功 能 、 工 艺 动 作及 执 行 机 构 框 图 。 3、 按 给 定 的 原 始 数 据 及 参 数 算 出 总 传 动 比， 然 后 拟 定 机 械 传 动 系 统 方 案 。 4、 对 传 动 机 构 和 主 要 执 行 机 构 进 行 运 动 尺寸 计 算 。 1） 连 杆 机 构 根 据 题 目 要 求 设 计 定 出 尺 寸 , 并 绘 出 运 动 线 图 。 2） 凸 轮 机 构 运 动 规 律 自 定 ， 按 。要 求 画 出 从 动 件 位 移 、 速 度 、 加 速 度 曲 线 和 凸 轮廓 线 。 3） 齿 轮 机 构 要 求 计 算 一 对 变 位 齿 轮 ， 参 数 、尺 寸 自 定 。 （ 校 核 s a和 ea )。 5、 完 成 上 述 图 纸 计 算 后 写 一 份 说 明 书 （ 10页 左 右 ） 。 要 求 见 指 导 书 。 四 、 方 案 分 析 : 1.镦 料 机 构 :要 求 执 行 构 件 移 动 ,并 具 有 急 回 特 性 .2.校 直 进 料 机 构 : 要 求 进 料 过 程 有 间 歇 ,可 用 槽 轮 .棘 轮机 构 ,校 直 用 两 摩 擦 轮 压 挤 成 形 .3.切 断 送 料 : 要 求 送 料 过 程 也 有 间 歇 ,也 可 将 料 切 断由 一 个 机 构 控 制 . 进 料镦料 4.脱 模 机 构 :直 动 从 动 件 盘 形 凸 轮 机 构 ,接 触 形 式 自 定 .5.联 接 机 构 : 用 皮 带 .齿 轮 将 上 述 所 有 机 构 都 联 接上 ,使 之 能 够 协 调 配 合 . 题 目 2:健 身 球 自 动 分 类 机 设 计 设 计 直 径 为 f40f46的 健 身 球 自 动 检 验 分类 机 的 运 动 方 案 简 图 .分 类 机 应 将 健 身 球 按 直 径 分 为 三 类 f40f42f42f44f44f46分 类 机 中 应 有 的 工 艺 动 作 为 三 部 分 1） 送 料2） 检 测3） 接 料一 、 工 作 原 理 及 工 艺 动 作 : 检 球 转 速 :n制 钉 =60rpm.电 机 转 速 :n电 =1440rpm。 分 检 健 身 球 的 三 种 尺 寸 :小 球 40 42mm;中 球 42 44mm; 大 球 44 46mm. 要 求 送 料 滑 块 的 行 程H50mm， 此 分 检 机 应 为 纯 机 械 式 的 。 第 一 级 减速 用 皮 带 。 第 二 、 三 级 减 速 用 齿 轮 等 二 、 原 始 数 据 及 设 计 要 求 :三 、 设 计 任 务 : 1、 按 工 艺 要 求 拟 定 分 检 机 运 动 方 案 简 图 和 直线 式 运 动 循 环 图 ,画 在 2号 图 纸 上 。 2、 按 工 艺 要 求 排 出 分 检 机 的 功 能 、 工 艺 动 作及 执 行 机 构 框 图 。 3、 按 给 定 的 原 始 数 据 及 参 数 算 出 总 传 动 比 ，进 行 传 动 比 分 配 ， 校 核 误 差 ， 机 械 传 动 系 统 方 案 。 4、 对 传 动 机 构 和 主 要 执 行 机 构 进 行 运 动 尺寸 计 算 。 1） 凸 轮 机 构 要 求 上 机 计 算 ， 运 动 规 律 自 定 。要 求 画 出 从 动 件 位 移 、 速 度 、 加 速 度 曲 线 和 凸 轮 廓线 。 画 1张 3号 图 。 2） 齿 轮 机 构 要 求 计 算 一 对 变 位 齿 轮 ， 参 数 、尺 寸 自 定 。 校 核 sa和 ea。 3） 其 他 机 构 要 求 画 1张 3号 图 ， 在 说 明 书 中 。 5、 完 成 上 述 图 纸 计 算 后 写 一 份 说 明 书 （ 15页左 右 ） 。 要 求 见 指 导 书 。 四 、 可 行 性 方 案 提 示 :f40f42f42f44f44f46 送 料 机 构检 测 机 构 接 料 机 构1 可 变 动 送 料 机 构 ， 将 此 机 构 做 成 转 盘 可 变 动 检 测 机 构 送 料 机 构 运 动 方 案 设 计 图 凸 轮 机 构 1、 自 行 设 计 升 程 和 转 角 的 关 系2、 求 r0。 按 max对 移 动 从 动 件 =30o对 摆 动 从 动 件 =40o 45o对 于 max， 等 速 ： s=0； =0；余 ， 正 ， 等 加 ： Vmax/ max3、 r050mm凸 轮 轴 半 径4、 必 须 校 核 max5、 起 始 点 为 升 程 起 始 点 。 ser ev 220tan a 曲 柄 滑 块 机 构注 意 ： 画 一 个 一 般 位 置 代 表 各 杆 长 。 画 S时 ， 30度一 个 间 隔 ， 两 个 极 限 位 置 必 须 标 出 ， a图 不 画 。 变 位 齿 轮 设 计1、 内 容 全 部 写 在 说 明 书 上2、 采 用 角 度 变 位 传 动 （ 取 主 减 速 器 中 的 一 对 齿 轮 ） 即3、 z1、 z2自 选 ， m=24mm为 标 准 模 数 。 (z1=1722)4、 计 算 3高 （ ha、 hf、 h） ， 4圆 （ d、 da、 df、 db） ， 3弧 长 （ s、 e、 p） ， 节 圆 直 径 （ d1、 d2 ） 。5、 对 于 一 对 齿 轮 要 计 算 a,保 证 1.2,小 齿 轮 齿 顶 厚Sa(0.250.4)m6、 必 须 计 算 最 小 变 位 系 数 ， 选 择 的 变 位 系 数 xx min；7、 保 证 中 心 距 为 2或 5的 倍 数 ；8、 一 对 齿 轮 变 位 系 数 和 要 计 算 得 出 ， 由 书 213页 图 找 出 x1。 021 xx 0 5010. 05. 150100 20010.20.30. 根 切 限 制 线选 择 变 位 系 数 界 限 图12345 5432 1i1 12 .1 i12 16. .2 i16 22. .3 i22 30. .4 i30.5 m 65.m 10m 7m 89,