2016年14级机械2班机械原理课程设计选题表资料

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1、2016年14级机械专业2班机械原理课程设计选题表组号题目和任务学生姓名指导老师1压床机构综合与传动系统设计王斌、王轲、邓金武、张恒、曹政2颚式破碎机的机构设计邹良波、吴林君、吴晟、谢兴3自动送料冲床机构设计陈滔、杨才武、张灿、陈威、李慎强4加热炉推料机的执行机构设计杨陈浩、赵传、唐波成、杨丹枫、伍 金广张胜文5包装机推包机构设计李嘉栋、徐明强、罗志敏、周文聪3283856精压冲压机构及送料机构设计鲁超、蔡邹、贺世贤、腾宇刘自强7洗瓶机推瓶机构设计贺文谅、陈盟、李乐林、王武峰12613157188压片机机构设计项泽楠、陈程、吴伟、蒋超凡9平台印刷机主传动系统设计晏雄、张帅、张学超、张凯10块状

2、物品推送机的机构设计蔡勋、王轩、蔡宁、曾伟民1. 红色标记为每小组组长，负责任务的分工和课设工作的协调2. 同学们可自行拟订设计题目，也可在机械原理课程设计教材上自行选择题目，注意各组间题目不能重复，经过指导老师同意。3. 课程设计完成时间为17号，答辩验收时间由各班指导老师安排。4. 给出各指导老师QQ，请班级群管理员将相应指导老师拉入本班群，便于指导和交流第1题 压床机构综合与传动系统设计 2第2题 颚式破碎机的机构设计 4第3题自动送料冲床机构设计 6第4题加热炉推料机的执行机构设计 8第5题包装机推包机构设计 9第6题精压冲压机构及送料机构设计 11第7题洗瓶机推瓶机构设计 13第8题

3、压片机机构设计 14第9题平台印刷机主传动系统设计 15第10题平压模切机设计 16第11题 块状物品推送机的机构设计 18第12题健身球检验分类机 20设计说明21第1题压床机构综合与传动系统设计一、设计题目压床是应用广泛的锻压设备，用于钢板矫直、压制零件等。图1 - 1所示为某压床的运动示意图。电动机经联轴器带动三级齿轮（1 - I、 j -:-:）减速器将转速降低，带动冲床执行机构（六杆机构ABCDEF ）的曲柄AB转动（图1-2）,六杆机构使冲头5上下往复运动，实现冲压工艺。现要求完成六杆机构的尺寸综合，并进 行三级齿轮减速器的强度计算和结构设计。二、设计数据六杆机构的中心距 J、匚，

4、构件3的上、下极限位置角匚、J，滑块5的行CE EF程H，比值二、二三，曲柄转速1以及冲头所受的最大阻力-二二等列于表1- 1。三、设计任务1. 针对图1-2所示的压床执行机构方案，依据设计要求和已知参数，确定各构件 的运动尺寸，绘制机构运动简图，并分析组成机构的基本杆组；图1- 1某压床的运动示意图图1-2压床六杆机构图1-3压床阻力曲线图表1 - 1六杆机构的设计数据 （设计数据任选一组）已知参数分组工1(mm)(mm)7(mm)(H(mm)CECDEFDE1(rpm)(KN )150140220601201500.50.251006260170260601201800.50.251205

5、370200310601202100.50.259092. 假设曲柄等速转动，画出滑块 5的位移和速度的变化规律曲线；3. 在压床工作过程中，冲头所受的阻力变化曲线如图1-3所示，在不考虑各处摩擦、构件重力和惯性力的条件下，分析曲柄所需的驱动力矩；4. 确定电动机的功率与转速；5. 取曲柄轴为等效构件，要求其速度波动系数小于10%，确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量；6. 编写课程设计说明书。第2题颚式破碎机的机构设计一、设计题目颚式破碎机是一种利用颚板往复摆动压碎石料的设备。工作时，大块石料从上面的进 料口进入，而被破碎的小粒石料从下面的出料口排出。图8为一复摆式颚式破碎机的结构示意图。图中连

6、杆2具有扩大衬套c,套在偏心轮1上，1与带轮轴A固联，并绕其轴线转动。摇杆3在C、D两处分别与连杆2和机架相联。连杆2 （颚臂）上装有承压齿板 a,石料填放在空间b中，压碎的粒度用楔块机构 4调整。 弹簧5用以缓冲机构中的动应力。图9为一简摆式颚式破碎机的结构示意图。当与带轮固联的曲柄1绕轴心O连续回转时，在构件2、3、4的推动下，动颚板 5绕固定点F往复摆动，与固定颚板 6 一起，将矿 石压碎。设计颚式破碎机的的执行机构和传动系统。图8复摆式颚式破碎机图9简摆式颚式破碎机二、设计数据与要求颚式破碎机设计数据如表 1所示。表1颚式破碎机设计数据(设计数据任选一组)分组号进料口尺寸(mm)颚板有

7、效工作长度(mm)最大进料粒 度(mm)出料口调整范围(mm)最大挤压压强(Mpa)曲柄转速(rpm)1120 20020010010 302003002150 5025012010 402102703200 5030015020 402202504250 0035020020 50230200为了提高机械效率，要求执行机构的最小传动角大于65;为了防止压碎的石料在下落时进一步碰撞变碎，要求动颚板放料的平均速度小于压料的平均速度，但为了减小驱动功率，要求速比系数k (压料的平均速度/放料的平均速度) 不大于1.2。采用380V三相交流电动机。三、设计任务1 .针对图8和图9所示的颚式破碎机的执

8、行机构方案，依据设计数据和设计要求， 确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图，并分析组成机构的基本杆组；2. 假设曲柄等速转动，画出颚板角位移和角速度的变化规律曲线；3. 在颚板挤压石料过程中，假设挤压压强由零到最大线性增加，并设石料对颚板的 压强均匀分布在颚板有效工作面上，在不考虑各处摩擦、构件重力和惯性力的条 件下，分析曲柄所需的驱动力矩；4. 取曲柄轴为等效构件，要求其速度波动系数小于15%，确定应加于曲柄轴上的飞 轮转动惯量；5. 对曲柄轴进行动平衡计算；6. 编写课程设计说明书。四、设计提示1. 动颚板长度取为其工作长度的1.2倍，为了不使石料被挤推出破碎室，两颚板间 夹角二。2.

9、将动颚板摆角范围取为 凡。3. 在进行曲柄轴的动平衡时，应将曲柄上的飞轮分成大小和重量相同的两个轮子， 其中一个兼作带轮用。第3题自动送料冲床机构设计一、设计题目图13为某冲床机构运动方案示意图。该冲床用于在板料上冲制电动玩具中需要的薄壁齿轮。电动机通过 V带传动和单级齿轮传动（图中未画出）带动曲柄- i-l转动，通过连杆二带动滑块上下往复运动，实现冲制工艺。针对图13所示的冲床机构运动方案，进行执行机构的综合与分析，并进行传动系统结 构设计。、设计数据与要求3所示。要求依据冲床工况条件的限制，预先确定了有关几何尺寸和力学参数，如表所设计的冲床结构紧凑，机械效率高。9EHi11沖乩上榕If图1

10、4冲头所受阻力曲线表3冲床机构设计数据（设计数据任选一组） 分_1234生产率丹（件/min）180200220250送料距离几（mm）150140130120板料厚度B （mm）2222轴心高度聊（mm）1060104010201000冲头行程月（mm）100908070辊轴半径Ej （ mm）60606060大齿轮轴心坐标X （ mm）270270270270大齿轮轴心坐标（mm）460450440430大齿轮轴心偏距 （ mm）30303030送料机构最小传动角y （0）45454545速度不均匀系数30.030.030.030.03板料送进阻力2 （N）530520510500冲压板料

11、最大阻力 E （N）2300220021002000冲头重力 （ N）150140130120三、设计任务1. 绘制冲床机构的工作循环图，使送料运动与冲压运动重叠，以缩短冲床工作周期;2. 针对图13所示的冲床的执行机构（冲压机构和送料机构）方案，依据设计要求和已知参数，确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图；3. 假设曲柄等速转动，画出滑块 C的位移和速度的变化规律曲线;4. 在冲床工作过程中，冲头所受的阻力变化曲线如图14所示，在不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件下，分析曲柄所需的驱动力矩；5. 取曲柄轴为等效构件，确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量；6. 编写课程设计说明书。第4题

12、加热炉推料机的执行机构设计一、设计题目图18为加热炉推料机结构总图与机构运动示意图。该机器用于向热处理加热炉内送料。推料机由电动机驱动，通过传动装置使推料机的执行构件(滑块)5做往复移动，将物料7送入加热炉内。设计该推料机的执行机构和传动装置。、设计参数与要求加热炉推料机设计参数如表 6所示。该机器在室内工作， 要求冲击振动小。原动机 为三相交流电动机，电动机单向转动，载荷较平稳，转速误差 1.5。送料距离H = 60250mm。电机转速为 1500r/min。机构运动简图3、要求完成的设计工作量(1) 本题设计的时间为 1周。根据功能要求，确定工作原理和绘制系统功能图。(3) 按工艺动作过程

13、拟定运动循环图。构思系统运动方案(至少两个以上)，进行方案评价，选出较优方案。(5) 用解析法对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计，或在尺寸给定的条件下进行运 动与动力分析。(6) 绘制系统机械运动方案简图。(7) 编写设计说明书，附源程序和计算结果。第7题洗瓶机推瓶机构设计i机构简介附下图所示是洗瓶机有关部件的工作情况示意图。待洗的瓶子放在两个转动着的导辊上， 导辊带动瓶子旋转。当推头M把瓶推向前进时，转动着的刷子就把瓶子外面洗净。当前一个瓶子将洗涮完毕时，后一个待洗的瓶子已进入导辊待推。洗瓶机工作情况示意图返回行程一/丄推头M运动轨迹2原始设计数据和设计要求(1) 瓶子尺寸：大端直径 D=

14、80mm，长200mm，小端直径d=25mm，(如附下图所示)(2) 推进距离l=600mm，推瓶机构应使推头 M以接近均匀的速度推瓶，平衡地接触和 脱离瓶子，然后，推头快速返回原位，准备第二个工作循环。(3) 按生产率的要求，推程平均速度为v=45mm/s，返回的平均速度为工作行程三倍。(4) 机构传力性能良好，结构紧凑，制造方便。253、要求完成的设计工作量(1) 本题设计的时间为1周。(2) 根据功能要求，确定工作原理和绘制系统功能图。(3) 按工艺动作过程拟定运动循环图。(4) 构思系统运动方案(至少两个以上)，进行方案评价，选出较优方案(5) 用解析法对传动机构和执行机构进行运动尺寸

15、设计，或在尺寸给定的条件下进行运 动与动力分析。(6) 绘制系统机械运动方案简图。编写设计说明书，附源程序和计算结果。第8题压片机机构设计i 机构简介2.3所示:压片机的功用是将不加粘结剂的干粉料制成圆形片坯，其工艺的分解如图1) 料筛在模具型腔上方往复振动，将干粉料筛入型腔，然后向左退出；2) 下冲头下沉，以防止上冲头加压时粉料溢出；3) 上、下冲头同时加压，应停歇一定时间保压；4) 上冲头退回，下冲头随后以稍慢速度向上运动，顶出压好的片坯；5) 料筛推走片坯。由上述过程可知，该机构共需三个执行构件，即上冲头、下冲头和料筛。严7纟lrl纟/I纟Tr-17ba）b）c）a）e）图2.3压片机工

16、艺过程2. 原始数据和要求1）生产率为每分钟 25片。2）冲头行程60100mm。3）机器运转不均匀系数 0.1。4）冲头工作压力如图 2.4所示。5）冲头质量约为12kg，各杆件质量按18kg/m计算。3. 设计任务1） 压片机运动方案设计，并以4号图纸表述机构运动简图、机械传动系统图及运动循环 图。2） 做机构的运动分析与力分析（解析法），并提供如下结果：冲头运动位移、速度和加速度曲线；原动件平衡力矩曲线，机架总反力曲线，等效驱动力矩和阻力矩曲线，等效转动惯量和飞轮转动惯量；电机型号（功率、额定同 步转速）。3）完成设计说明书第9题平台印刷机主传动系统设计1. 功能要求及工作原理总功能要求

17、实现将往复直线移动的铅板上凸出的痕迹借助于油墨压印到作圆周运动的滚筒表面的 纸上。工作原理平台印刷机的工作原理及工艺动作分解如图 4.1所示。机器由一台电动机驱动。 运动由 电动机经过减速装置后分成两路， 一路经传动机构I带动版台作往复直线移动，另一路经传 动机构n带动滚筒作回转运动。当版台与滚筒接触时，在纸张上压印出字迹或图形。514.12、原始数据和设计要求 要求构思合适的机构方案实现平台印刷机的主运动：版台作往复直线运动，滚筒作连续或间歇运动。为了保证印刷质量，要求在压印过程中，滚筒与版台之间无相对滑动，即在压印区 段，滚筒表面点的线速度与版台移动速度相等。 为了保证整个印刷幅面上的印痕

18、浓淡一致，要求版台在压印区内的速度变化限制在一定的范围内(应尽可能小)。设计参数为：印刷生产率2000张/小时，版台行程长度730mm，压印区段长度440mm，滚筒直径 232mm,电动机功率 1.5KW，转速940r/min。 要求机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便。3、要求完成的设计工作量(1) 根据功能要求，确定工作原理和绘制系统功能图。(2) 按工艺动作过程拟定运动循环图。构思系统运动方案(至少两个以上)，进行方案评价，选出较优方案。(4) 用解析法对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计，或在尺寸给定的条件下进行运 动与动力分析。(5) 绘制系统机械运动方案简图。编写设计说明书，附源程

19、序和计算结果。第10题平压模切机设计1、功能要求及工作原理总功能要求实现对各种规格的白纸板，厚度在4mm以下的瓦楞纸板，以及各种高级精细的印刷品 进行压痕、切线、压凹凸，沿着压出的压痕可折叠成各种纸盒、纸箱或制造凹凸的商标。工作原理平压模切机的工作原理及工艺动作分解如图1.1所示，压制纸板的工艺过程分走纸”和 模切”两部分。 走纸”部分由图中所示的1、2、3组成，模切”部分由5、6组成，4为工 作台面。工作时，工作台面下方的控制机构操纵 7向上运动，推动与双列链1固联的走纸横 块上的夹紧装置，使夹紧片张开，操作者可将纸板8喂入。夹紧后，1、2开始运动，将纸板送到具有上模 5(装调后固定不动)和

20、下模6的位置后，1、2停歇，此时，在工作台面下部 的主传动系统中的执行构件 一一滑块6和下模为一体向上移动， 实现纸板的压痕，切线，完 成模切。此后链条再次运行，当夹有纸板的横块走到某一位置，受另一机构(图中未表示)作用，使夹紧片张开，纸板落到收纸台上，此时，后一个走纸模块进入第二个运动循环，连续 不断地完成上述的动作。2、原始数据和设计要求每小时压制纸板3000张。传动机构所用电机转速n = 1450r/min ,滑块推动下模向上运动时所受生产阻力如图1.2所示，图中Pc= 2 XI06N，回程时不受力，回程的平均速度为工作行程速度的1.3倍，下模移动的行程长度 H = 50).5mm。下模

21、与滑块的质量约120kg。工作台面离地面的距离约1200mm。 所设计机构的性能要良好，结构简单紧凑，节省动力，寿命长，便于制造。图1.23、要求完成的设计工作量(1) 根据功能要求，确定工作原理和绘制系统功能图。(2) 按工艺动作过程拟定运动循环图。构思系统运动方案(至少两个以上)，进行方案评价，选出较优方案。(4) 用解析法对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计，或在尺寸给定的条件下进行运 动与动力分析。(5) 绘制系统机械运动方案简图。编写设计说明书，附源程序和计算结果。第11题块状物品推送机的机构设计一、设计题目在自动包裹机的包装作业过程中，经常需要将物品从前一工序转送到下一工序。现要求

22、设计一用于糖果、香皂等包裹机中的物品推送机，将块状物品从一位置向上推送到所需的 另一位置，如图2所示。图2推送机工作要求二、设计数据与要求1. 向上推送距离H=120mm，生产率为每分钟推送物品120件；2. 推送机的原动机为同步转速为3000转/分的三相交流电动机，通过减速装置带动执行机构主动件等速转动；3. 由物品处于最低位置时开始，当执行机构主动件转过 150时，推杆从最低位置运动到最高位置；当主动件再转过120时，推杆从最高位置又回到最低位置；最后当主动件再转过900时，推杆在最低位置停留不动；4. 设推杆在上升运动过程中，推杆所受的物品重力和摩擦力为常数，其值为500N ；设推杆在下

23、降运动过程中，推杆所受的摩擦力为常数，其值为100N ；5. 在满足行程的条件下，要求推送机的效率高(推程最大压力角小于350)，结构紧凑，振动噪声小。三、设计任务1. 至少提出两种运动方案，然后进行方案分析评比，选出一种运动方案进行机构综 合；2. 设计传动系统中各机构的运动尺寸，绘制推送机的机构运动简图；3. 在假设电动机等速运动的条件下，绘制推杆在一个运动周期中位移、速度和加速 度变化曲线；4. 如果希望执行机构主动件的速度波动系数小于3%,求应在执行机构主动件轴上加多大转动惯量的飞轮；5. 编写课程设计说明书。四、设计提示实现推送机推送要求的执行机构方案很多，下面给出几种供设计时参考。

24、1. 凸轮机构 图3所示的凸轮机构，可使推杆实现任意的运动规律，但行程较小。2. 凸轮齿轮组合机构图4所示的凸轮齿轮组合机构，可以将摆动从动件的摆动转化为齿轮齿条机构的齿条直线往复运动。当扇形齿轮的分度圆半径大于摆杆长度时，可以加大齿条的位移量。3. 凸轮-连杆组合机构 图5所示的凸轮-连杆组合机构也可以实现行程放大功能， 但效率较低。图3凸轮机构图4凸轮-齿轮组合机构图5凸轮-连杆组合机构4. 连杆机构 图6所示的连杆机构由曲柄摇杆机构ABCD与曲柄滑块机构 GHK通过连杆EF相联组合而成。连杆 BC上E点的轨迹，在一部分近似呈以F点为圆 心的圆弧形，因此，杆 FG在图示位置有一段时间实现近

25、似停歇。5. 固定凸轮连杆组合机构图7所示的固定凸轮连杆组合机构，可视为连杆长度BD可变的曲柄滑块机构，改变固定凸轮的轮廓形状， 滑块可实现预期的运动规律。图7固定凸轮一连杆组合机构第12题健身球检验分类机一.背景随着经济的发展，人们的生活越来越好，可是也带来了一些问题，例如：肥胖，由肥 胖引发的疾病不容忽视，人们也渐渐的认识到严重性，于是开始了一系列的健身 运动，健身球也就应运而生，可是健身球的大小规格不同，人工选择费事费力， 所以特设计健身球检验分类机，将大、中、小三类健身球分类挑选。二设计要求（1）设计健身球自动检验分类机，将不同直径尺寸的健身球（石料）按直径分类。检 测后送入各自指定位

26、置，整个工作过程（包括进料、送料、检测、接料）自动完 成。（2）健身球直径范围为 $ 4046mm,要求分类机将健身球按直径的大小分为三类。（3） 直径范围在 $ 4042mm的为第一类，直径范围在$ 4244mm的为第二类，直径 范围在$ 4446mm的为第三类。（4） 在满足行程的条件下，要求推送机的效率高（推程最大压力角小于35度），结 构紧凑，震动噪音小。其他技术要求见表1.表1健身球分类机设计数据（设计数据任选一组）方案号电机转速r/mi n生产率（检球速度）个 /mi nA144020B96010C72015设计任务(1) 提出两种方案，至少包括连杆机构、凸轮机构和齿轮机构其中的两

27、种，然后进行方案分析评比，选出一种运动方案进行机构综合；(2) 确定电动机的功率与满载转速；(3) 设计传动系统中各机构的运动尺寸，图纸上画出健身球检验分类机的机构运动方 案简图和运动循环图；(4) 图纸上画凸轮机构设计图(包括位移曲线、凸轮轮廓和从动件的初始位置)；要 求确定运动规律，选择基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径，确定凸轮廓 线。(5) 编写课程设计说明书四指导意见：(1) 完成健身球的检验分类，机构共需完成四个工艺动作，缺一不可。即：进料，送 料，检测，接料。(2) 机器可在任何时候启动或停止。(3) 设计的机器结构紧凑，有利于实际应用。(4) 稳定性高，可在一定范围内提高检

28、测机构的转速以提高生产率(5) 送料机构皮带轮设计便于调整送料和检测的同步性。设计说明鼓励同学们自行拟订设计题目。请同学们注意设计参数不是唯一的、也不是不可改变的。它体现的是工程师的意图，可自行设定，适当修正。即题目要求的设计参数或条件只是工程师考虑设计的机械要实现的 某种工况。所以同学们可不必拘泥于设计题目中的设计参数。事实上，产品设计时往往没有现成的设计要求，而是工程师通过设计的背景调查，收集与问题有关的背景信息自行拟定，明确设计问题，进而生成设计条件和设计要求。设计虽然都是虚拟的， 许多参数是预先估计的， 但应合理地进行设计和估计， 这些经验 可以通过设计实践和设计训练获取。设计也不同于解题，因而永远不会有惟一正确的标准答案”但有优劣之分，有竞争优势之别。描述产品时，要发散思维、创新性构思，建议用功能的概念来陈述目标、分析问题(有关内容可参考 机械原理课程设计参考文献 ”书目)。通过课程设计这一综合训练环节，希望 同学们强化这些工程设计的概念。