机械原理课程设计指导书
路曼编著
安徽工业大学机械工程学院
二O O 九年元月
前言
我校原采用的99版《机械原理课程设计指导书》，在使用中发现不少错误。2002年对此作了一些修改。经使用后，感到仍不能适应教学要求。因此这一次对《机械原理课程设计指导书》作了全部重写。
本次编写按国家教委高等工业学校机械原理课程教学指导小组于1998年制定的《机械原理课程教学基本要求》，对机械原理课程设计的基本要求进行。
本次编写保留了部分原来的课题，修改了部分原来不够完善的课题，还增加了不少新课题，基本能满足每人一课题的要求。改变以往以小组形式完成课题的作法，提高每个同学独立工作的能力。
本次编写选择的课题内容更广泛，增加了一些与同学所学专业相结合的题目，基本上能覆盖机械原理的全面内容。例如：曲柄摇杆机构，曲柄滑块机构等。机构设计的条件更贴近实际要求，而不是直接提供参数，以提高学生解决实际问题的能力。
本次编写在设计方法上图解法与解析法并重，对解析法分析机构，提出‘C 语言’编程，计算机辅助设计的要求，以提高学生运用现代技术解决工程问题的实践能力。
本课程设计分为以下三大类型：平面连杆机构的设计及运动分析，变位齿轮机构设计及分析，凸轮机构设计及分析。总工作时间需在一周至一周半内集中进行，结合计算机辅助设计。
教材编写过程中，得到了包家汉老师、苏荭老师、刘庆运老师的帮助和指导，在此表示衷心的感谢。
由于编者水平有限，书中难免存在错误或不足之处，恳请多多指正。
编者
二零零九年元月
目录
第一章绪论（1）第二章平面连杆机构的运动分析与综合（4）第三章齿轮机构传动设计（12）第四章凸轮机构运动分析及设计（19）参考文献（22）附录（23）
第一章绪论
一、机械原理课程设计的目的
机械原理课程是培养学生具有机械系统运动方案设计初步能力的技术基础课。课程设计则是学生学习机械原理的重要实践环节，一般在机械原理课程学完后集中进行。它的目的在于进一步巩固和加深所学理论知识，并将它们应用于实际机构的分析研究中。通过课程设计这一环节，使学生更好地掌握和加深理解本课程的基本理论和方法，进一部提高学生查阅技术资料、绘制工程图和应用计算机的能力。在课程设计中，要重视培养学生创新设计的能力。以达到教学大纲中要求“培养工程师必备的一些基本技能”训练的目的。
机械原理课程设计的基本目的是：
1. 进一步巩固和加深学生所学的理论知识，并将它们应用于实际机构的分析研究和设计中，培养学生开发和创新机械产品的能力。
2. 培养学生运用理论知识独立解决有关实际问题的能力，使学生对于机械的运动学的分析和设计有一较完整和系统的概念。
3. 使学生掌握机械运动分析和设计的图解方法，以及借助于计算机进行运动分析和设计的解析方法。
4. 进一步提高学生的计算、绘图、表达和使用技术资料的能力。
二、机械原理课程设计的任务和内容
机械原理课程设计的任务是：
学生在规定时间内完成教师指定的机构设计课题，进而对机构的性能进行分析和科学评价。将自己的设计研究成果编写成计算说明书一份（10页以上），绘制出设计图样（A1）一张。
机械原理设计的内容是：
1. 按照机构的几何、运动、动力、轨迹等性能要求进行低副机构的尺度综合或高副机构的廓线设计。
2. 对指定的机构进行运动分析。
三、机械原理课程设计的方法
课程设计的方法一般可分为两大类：
1. 解析法
按机构的几何运动关系，运用列出解析方程式的方法，对机构进行动态分析，具有数据全面、精确的优点。能通过动态的分析结果，看到机构运动的全貌，更有效地对机构进行科学分析和综合。借助于计算机，可避免大量重复人工劳动，迅速得到动态的分析结果。因此在运用图解法进行课程设计动同时中，学生必须掌握运用计算机解决工程实际问题的能力。
2. 图解法
运用机械原理的基本知识，运用图解的方法对机构某一工作瞬时进行运动和受力分析，将其结果清晰地以线图的形式表现在图样上，具有直观、定性简单、检查解析计算的正确性方法等优点。尤其是在解决简单机构的分析与综合时，方法简单，分析结果清晰形象。在运用图解法进行课程设计时，学生必须掌握工程图算能力，要求分析正确绘图精确，比例适中，图面清洁，这是工程技术人员必备的动手能力。
图解法和解析法各有优点，可互为补充。工程实际中要求工程技术人员熟练地掌握这两种方法，故在本次设计中两种方法并用。
四、机械原理课程设计的编写要求
1. 设计说明书的编写格式 课程设计说明书是技术说明书的一种，是整个设计计 算的整理和总结，同时也是审核设计的技术文件之一。编
写技术说明书是科技工作者必须掌握的基本技能之一。
它的格式如下：
第一页 封面格式如图1-1;
第二页 设计题目（包括设计条件和要求的设计任务书）； 第三页 目录（标题、页次）;
第四页 开始设计说明，包括以下内容：
1.1 依据设计任务书，确定设计方案 的说明； 1.2 分析原始数据，并确定机构主要 几何参数，绘制机构运动简图。 1.3 对机构进行分析所用方法及其原理的简要
说明; 图1-1说明书封面格式
1.4 列出必要的设计计算过程；
1.5 用图解法对机构特定工作位置进行分析的说明； 1.6 用解析法对机构进行动态分析的说明；
1.7 画出编程框图，打印出自编的全部程序（对所编程序中的某些符号、变量名及其它方面作必要的说明），及自编程序的运行结果；
1.8 用表格等形式列出计算结果，画出机构动态分析的曲线图； 1.9 按分析结果，对自己设计的机构进行评价讨论；
最后页 列出主要参考资料（资料编号、主要作者、书名、版本、出版地、出版者出版年份）。举例如下： 1 孙桓，陈作模，葛文杰主编 . 机械原理 . 第七版 . 北京：高等教育出版社，2005 2. 课程设计说明书的要求
2.1设计说明书应该用蓝、黑色钢笔书写在16开的论文报告纸上，要求字迹端正，文句通顺，层叙述简明。
2.2设计说明书的叙述部分，应有理论根据。必要时应配上插图，正确﹑简单 ﹑明了。
2.3设计说明书的计算部分，应编写大、小标题，应注明所用公式和数据来源（参考资料的编号和页次） ﹑代号 图1-2说明书格式 2.6设计说明书中的自编计算机程序，应打印附上； 2.7说明书应加上封面与目录装订成册。
3. 设计图样要求
图样是课程设计的又一组成部分，是设计的成果之一。设计图样是学生用图解法清晰地以线图的形式表现自己的设计，即在图纸上对机构进行分析的技术文件。它的要求如下：
3.1图纸采用GB A1一张;
3.2图纸的质量要求：严格按比例绘制，分析正确，作图准确，符合课题要求。
3.3图面要求：布图匀称﹑图面整齐﹑清洁，线条﹑尺寸标注等等符合机械制图标准的规定。
3.4标题栏格式﹑大小如图1-3。
1-3 标题栏格式
4. 课程设计注意事项图
4.1认真阅读课程设计指导书,仔细听指导课,作好笔记;
4.2正确运用手册、标准;
4.3优化你的设计,不怕反复计算,绝不容忍错误。哪怕是微小的错误,也会酿成大祸。
4.4保存好草稿本。编写说明书实际就是将草稿本内容誊清和规范化。
5. 准备答辩
答辩是课程设计的最后一个重要环节，通过准备和答辩，可以总结设计方法、步骤，巩固分析和解决工程实际问题的能力。答辩也是对课程设计中各个问题理解深度、广度及基本理论掌握程度进行检查和评定成绩的重要方式，对整个设计质量的提高大有好处。
6. 成绩评定
课程设计的成绩单独计分。课程设计成绩的评定，应以设计说明书、图样和在答辩中回答问题的情况为根据，参考设计过程中的表现，由指导老师按五分计分制（优、良、中、及格、不及格）进行评定。
第二章平面连杆机构的设计与运动分析
连杆机构能获得各种形状的运动轨迹，便于作远距离传动，还具有杆长调节方便、维修简单、寿命长等优点，因此在通用机械中运用极为广泛。连杆机构中大部分构件呈杆状，结构简单；运动副为转动副和移动副，加工方便；运动副之间为面接触，压强小、磨损轻、工作可靠，能传递的载荷大。但它的主要缺点是：构件数量多，运动累积误差增大；有些构件作往复移动、摆动或平面复杂运动，有加速度及冲击，使传动不平稳。设计时应尽量利用优点，减小缺点。
一、设计课题：
设计课题一：牛头刨床主体机构设计
1. 机构简介：
牛头刨床是一种进行平面切削加工的机床（见图2-1）。电动机经皮带传动驱使中央大齿轮1（曲柄）回转。刨床工作时，由导杆机构1(曲柄)-2(滑块)-3(导杆)-4(连杆)-5带动滑枕（刨头）5作往复运动。
图2-1 牛头刨床图图2-2 牛头刨床主体机构简图由这些构件和床身（机架）所组成的平面六杆机构就是刨床的主体机构（图2-2）。滑枕5左行时，刨刀进行切削，受到切削阻力，称为工作行程。此过程要求速度较低且均匀以提高切削质量。滑枕5右行时刨刀不切削，称为空回行程，此过程要求速度较高以减少回程时间，提高生产率。为此刨床采用具有急回作用的导杆机构。在滑枕右行的空回行程的时间内，工作台还要通过另一个棘轮机构作横向进给运动，以便刨刀继续切削。
刨床的主体机构由两个四杆机构组成。构件1、2、3、6构成摆动导杆机构；构件3、4、5、6构成摇杆滑块机构。曲柄主动，构件2和3之间的传动角始终为90°。摇杆滑块机构中，当E点的轨迹位于D点所作圆弧高度的平均线上时，构件4和5之间有较大的传动角。
牛头刨床的型号主要有B630、B650、B665三种。
2. 设计要求
本课题要求设计牛头刨床的主体机构（2-2），并对刨头的运动规律进行科学分析。
3. 设计数据见下表
注：I号：B630型；II号：B665型；III号：B650型。
设计课题二：单缸四冲程柴油机主体机构设计
1. 机构简介：
本设计是四冲程柴油机，如图2-3。它是一种内燃机，将燃料燃烧时所产生的热能转变为机械能。内燃机的工作原理是以气缸内的燃气压力推动活塞3，经连杆2，使曲轴1旋转，带动机器转动。其主体机构为曲柄滑块机构。曲柄依靠飞轮调节，作匀速转动。四冲程分别为：进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。
进气冲程：活塞下行，对应曲柄转角0°→180°。燃气开始进入汽缸。
压缩冲程：活塞上行，对应曲柄转角180°→360°。吸入的燃气受到压缩。
膨胀（作功）冲程：活塞下行，对应曲柄转角360°→540°。在压缩冲程终了时，被压缩的燃气温度已超过柴油机自燃的温度，经点火柴油立刻爆炸燃烧，气缸内压力突增至最高点，燃气压力推动活塞下行对外作功。
排气冲程：活塞上行，对应曲柄转角540°→720°。废气被驱出汽缸。
即活塞在气缸内往复移动四次，完成一个工作循环。
2. 设计要求
本课题要求设计柴油机的主体机构（图2-3），并对活塞的运动规律进行科学分析。
3. 设计数据：
已知活塞冲程H=120mm，连杆与曲柄长度之比λ=4，曲柄ω1=50rad/s。
设计课题三：活塞式空压机主体机构设计
1. 机构简介：
空压机（图2-4）是一种将机械能转化为气体势能的机械。活塞式空压机的主体机构为曲柄滑块机构。电动机带动偏心轮1转动，并由连杆2推动活塞3移动。活塞3向右移动，压缩右侧气缸内的空气，达到所需的压力后，压力阀打开，吸入空气。活塞3向左移动，压缩左侧气缸内的空气，达到所需的压力后，压力阀打开，输出压缩空气，右侧进气阀打开，吸入空气。偏心轮旋转一周，活塞往复移动一次，完成吸气和压缩一个工作循环。
2. 设计要求
本课题要求设计空压机的主体机构，并对活塞的运动规律进行科学分析。
3. 设计数据：
已知活塞冲程H=120mm，连杆与曲柄长度之比λ=5，曲柄转速n1=1460rad/min。
设计课题四：插秧机主体机构设计
1. 机构简介：
插秧机机头（如图2-5）的运动轨迹是：1）水平往前取秧；2）垂直往下插秧；3）斜向返回，返回时不能将秧带出。从四杆机构分析图谱查得，当L ab:L bc:L cd:L da:L be:L ef=1：2：1.5：2.5：2.6：0.15时，F点的运动轨迹能满足要求。
2. 设计要求
本课题要求设计插秧机的主体机构，并对插秧机机头的运动规律进行科学分析。
3. 设计数据：
已知插秧机曲柄转速ω1=10rad/s，往下插秧行程需达秧高180mm。
图2-5 插秧机主体机构简图
设计课题五：钢管输出翻板装置主体机构设计 1. 机构简介
图2-6为钢管输出翻板装置主体机构运动简图，当气缸1作为原动件时，空气进入气缸右腔推动活塞杆运动，使翻钢臂顺时针转动，钢管在重力作用下从翻板上落下。 2. 设计要求
本课题要求对翻板进行位置、速度和加速度分析。 3. 设计数据
已知：图示位置时液压缸铰接点A 和铰链B 的水平距离为890mm ，mm l
BC
150=，
mm
l l CD CF 400==，
mm
l l FG DE 450==，推杆行程560mm ，在1s 内匀速推动，变化范围mm l AB 1145~585=。
图2-6 钢管输出翻板装置机构运动简图
设计课题六：CSP 薄板取样剪切机机构设计 1. 机构简介
图2-7为CSP 薄板取样剪切机机构简图，通过液压缸1驱动力臂，绕机架上定点C 转动，带动滑块（上 刀台与上刀片）沿机架内轨道垂直向下剪切。 2. 设计要求：
本课题要求对滑块5运动情况进行分析。 3. 设计数据
液压缸铰接点A 和滑块5水平距离650mm ，mm
l BC 708=，
mm
l l DE CD 380==，A 点和C 点垂直距
离1092.5mm ，AB l 变化范围810—1370mm 。
图2-7剪切机构机构运动简图
A
D
B
C F
E
G
翻板
1
5
6
4
E D
B
C
2
3
A
设计课题七：汽车前轮转向机构设计 1. 机构简介
汽车的前轮转向，是通过等腰梯形机构ABCD 驱使前轮转动来实现的。两前轮分别与两摇杆AB 、CD 相 连，如图2-8所示。当汽车沿直线行驶时（转弯半径R=∞）,左右两轮轴线与机架AD 成一条直线；当汽车 转弯时，要求左右两轮（或摇杆AB 和CD ）转过不同的角度α、β。理论上希望前轮两轴延长线的交点P 始 终能落在后轮轴的延长线上。这样，整个车身就能绕P 点转动，使四个轮子都能与地面形成纯滚动，以减 少轮胎的磨损。因此，根据不同的转弯半径R （汽车转向行驶时，各车轮运行轨迹中最外侧车轮滚出的圆周 半径），就要求左右两轮轴线（AB 、CD ）分别转过不同的角度α、β，其关系如下： 如图2-8所示为汽车右拐时
)tan B d R L --=α )(tan d R L -=β
所以α和β的函数关系为：
L B =-αβcot cot
同理，当汽车左拐时，由于对称性，有L B =-βαcot cot ，故转向机构ABCD 的设计应尽量满足以上转角要求。
P
图2-8 汽车前轮转向机构
2. 设计要求
1）根据转弯半径R min 和R max =∞(直线行驶)，求出理论上要求的转角α和β的对应值，要求最少2组对应值；2）设计该铰链四杆机构（即等腰梯形双摇杆机构），且尽可能满足直线行驶时机构左右对称的附加要求； 3）用图解法检验机构在常用转角范围?≤20α时的最小传动角min γ。
注：机构的初始位置在下列范围内选取??==1039684~7700～，βα
。（建议??0217800取，取βα。）
设计课题八：铰链式颚式破碎机的机构设计 1. 机构简介
颚式破碎机是一种用来破碎矿石的机械，如图2-9所示。机器经带传动（图中未画）使曲柄2顺时针 方向回转，然后通过构件3、4、5使动颚板6往复摆动。当动颚板6向左摆向固定于机架1上的定颚板7 时，矿石即被轧碎；当动颚板6向右摆离定颚板7时，被轧碎的矿石即落下。
图2-9 铰链式颚式破碎机
2. 设计要求
对该机构进行运动分析。 3. 设计数据
n 2=170r/min ，l O2A =100mm ，l 1=1000mm ，l 1=940mm ，h 1=850mm ，h 2=1000mm ，l AB =1250mm ，l O4B =1000mm,l BC =1150mm ，l O6C =1960mm 。
设计课题九：加热炉推料机的执行机构设计 1. 机构简介
图2-10所示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。
图2-10 加热炉推料机结构总图与机构运动示意图
2. 设计要求
设计该执行机构并分析滑块的运动。
3. 设计数据见下表
二、机构设计及分析步骤
1. 综合机构的已知条件，设计机构各构件的尺寸。应使传动角尽量大。
2. 选取适当的比例尺μL绘制机构的运动简图，一般位置为执行构件运行到工作全程的3/4位置，用粗实线画出；两个极位，用虚线画出。并标明执行构件的运行轨迹。（注意：为适应计算机，曲柄一律按逆时针转动）。
3. 用图解法作图示位置机构的运动分析，列出矢量方程，选取合适的比例尺，画出速度多边形和加速度多边形，绝对矢量用实线，相对矢量用虚线。求出执行构件的位移s、速度v和加速度a。
4. 用解析法作机构运动分析。详述各参数的求解方程，用计算机辅助计算求解。（注意：运行结果应有两极位的分析数据。）
5. 绘出执行构件的S-δ、V-δ、a-δ线图。
6. 对所设计出的机构进行主要指标参数评定，包括运动和动力性能、结构性能、工作质量等方面，写出评议结果。
三、设计计算说明书的要求
1. 详述确定机构各构件尺寸的过程。
2. 图解法分析机构运动的过程和结果。
3. 解析法分析机构运动的过程和结果；画出编程方框图，打印出自编的全部程序（对所编程序中的某些符号、变量名及其它方面作必要的说明），及自编程序的运行结果。
4. 对你设计的机构进行自评，总结本次课程设计心得。
四、设计图纸的要求
1. 在一张A1图纸上画出机构简图，画出执行机构运行轨迹。
2. 作图示位置执行构件的运动矢量方程，画出速度多边形和加速度多边形。
3. 用解析法作机构运动分析的结果，绘制执行构件运行时，位移、速度、加速度与曲柄转角对应关系的线图。
4. 例图如下：
：
度矢量方程：
图2-11 平面连杆机构设计图
第三章齿轮机构传动设计
在齿轮机构传动中，标准齿轮传动有许多局限性，像大小齿轮承载能力不等、根切、实际中心距与标准中心距不符等。所以工程中重要的齿轮传动经常采用变位齿轮传动。在本次课程设计中，我们将要进行渐开线变位直齿圆柱齿轮设计。
一、齿轮机构几何设计的要求
1. 在给定的条件下，以满足一定的传动质量指标为目的进行齿轮机构的几何计算。
2. 在已计算的前提下，能以几何图形表示出所设计的一对齿轮的轮齿啮合情况，即绘制一对齿轮的
轮齿啮合图。
二、设计课题：渐开线变位直齿圆柱齿轮设计
二、机构设计及分析步骤
1. 选择传动类型：
按一对齿轮变位系数之和X ∑=X 1+X 2的值大于零、等于零、小于零的不同情况，变位齿轮传动分别称作正传动、零传动（标准齿轮传动）、和负传动。
正传动具有强度高、磨损小且机构尺寸紧凑等优点，应该优先选用。当min 212z z z <+时，为防止齿轮发生根切，则必须选用正传动。
对于希望采用标准中心距的直齿圆柱齿轮传动，只要满足min 212z z z ≥+的条件，常采用等移距变位传动。若希望有良好的互换性，1z 、2z 又均大于m in z ，则优先选用标准齿轮传动。
负传动具有强度低、磨损严重、尺寸大等缺点，除中心距有特殊要求外，一般避免采用。 2. 确定齿轮的变位系数原则：
变位齿轮传动的设计问题，按给定的数据不同，又常分为限定中心距的设计（已知Z 1，Z 2，a ′，ha ﹡
，C ﹡
，m ）和非限定中心距的设计两种类型（已知Z 1，Z 2，α，h a ﹡
，C ﹡
，m ）。它们选取总变位系数X Σ的方法
虽然不同，但原则相同，即应均衡大小齿轮的强度综合性能及承载能力，同时该对齿轮还必须满足下述三个条件：
2.1 保证齿顶有足够的强度 S a ≥0.25m ～0.40m （m 为模数） 2.2 保证齿轮有足够的重合度 εa ≥ 1.1～1.2 2.3 保证两轮均不发生根切现象
X 1≥ min 1min Z Z Z - X 2≥min
2
min Z Z Z -
2.4 保证两轮均不发生过渡曲线干涉现象 齿轮1不产生干涉的条件：
α
αααα2sin )
(4tan /)tan (tan tan 11*
12
2z x h z z a a --
≥'--'
齿轮2不产生干涉的条件：
α
αααα2sin )
(4tan /)tan (tan tan 22*22
1z x h z z a a --
≥'--'
3. 几何设计步骤： 3.1 非限定中心距的设计
1） 已知参数 两轮的齿数Z 1、Z 2，模数m 、压力角α，齿顶高系数h a ﹡，顶隙系数C ﹡
。 2） 确定变位系数
查图3-1，可确定变位系数和 21x x x +=∑；
在图3-1的横坐标上找到两齿轮的齿数和（斜齿轮按当量齿数）Z ∑。向上至P 线（按工况优化选定P 1
至P 9线之一）。交点横向至纵坐标即为总变位系数X ∑。Z ＞150，取Z=150。
图3-1 求总变位系数X ∑的线图
再根据图3-2确定两轮变位系数X 1、X 2 。在图3-2上取横坐标为（Z 1+Z 2）/2，纵坐标为X ∑/2的交点作方向射线L ，与图示射线一致。再分别取横坐标Z 1、Z 2，向上交L 方向线，横向至纵坐标分别为X 1、X 2。
图3-2 减速齿轮使用的分配变位系数的线图
3） 计算啮合角α' =
'αinv inva a z z x x +++tan )
(22
121
查渐开线函数表可得α'，则中心距
αα'
+=
'cos cos )(221z z m a 4） 按表3-1所列公式计算两轮的几何尺寸。
5） 验算齿轮的限定条件。 3.2 限定中心距的设计 1） 已知参数
两轮的齿数Z 1、Z 2，模数m 、压力角α，齿顶高系数h a ﹡
，顶隙系数C ﹡
，实际中心距a ′。 2） 计算两轮变位系数和，并适当分配
计算X ∑
=
+=∑21x x x a
inva inva z z tan 2)
')((21-+
计算啮合角α'
ααcos '
cos a a
=
' 再根据图3-2确定两轮变位系数X 1， X 2。
变位系数分配按照对传动的要求进行。例如，等滑动系数、等弯曲强度要求等。在一般情况下，小齿轮的变位系数应大于大齿轮的变位系数。 3）按表3-1所列公式计算两轮的几何尺寸。 4）验算齿轮的限定条件。
表3-1 外啮合直齿轮的主要参数和尺寸计算公式
三、齿轮啮合图的绘制
齿轮啮合图是将各部分尺寸按一定的比例尺在图纸上画出轮齿啮合关系的一种图形。它可直观地表达一对齿轮的啮合特性和啮合参数，并可借助图形作某些必要的分析。 1. 渐开线齿形的画法
渐开线齿廓按渐开线的形成原理绘制，如图3-3所示。以小齿轮廓线为例，其步骤如下： 1.1 按表3-1所列公式计算出各圆直径d b 、d 、d '、d f 、d a ， 以1：1比例，画出各相应的圆。
1.2 连心线与节圆的交点为节点P 。过P 点作基圆的切线，与基圆切于N 1点，则P N 1即为理论啮合线的一段，也是渐开线发生线的一段。
1.3 将P N 1线段分成若干等分：1P 、12、23… 1.4 根据渐开线性质
=P N 1，因弧长不易测量，可按下式计算其所对应的弦长01'N
???
? ??='π
180sin 011b b d
P N d N 按此弦长在基圆上取0'点。
1.5 将基圆上的弧长分成同样等分，得基圆上的对应分点等分点1＇、 2＇ 、3＇。
1.6 过点1＇、 2＇ 、3＇作基圆的切线，并在这些切线上分别截取线段，使其P 111='''、P 222='''、
P 333='''，得1''、2''、3''诸点。光滑连接0'、1''、2''、3''各点的曲线即为节圆以下部分的渐开线。
1.7 将基圆上的分点向左延伸，作出相应的等分点5'、6'、7'…，取1P 555?='''，1P 666?='''…，可得节圆以上渐开线各点5''、6''…，直至画到（或略超出）齿顶圆为止。
1.8 当b f d d ?时，基圆以下一段齿廓取为径向线，在径向线与齿根圆之间以r=0.2m （模数）为半径画出过渡圆角；当b f d d ?，在渐开线与齿根圆之间直接画出过渡圆角。
图3-3 渐开线齿形的作法
1.9 至此，已分别画出两齿轮在齿顶圆和齿根圆之间过节点P 的齿廓曲线。 1.10 按已算得的齿厚和齿距p 计算对应的弦线长度s 和p
???? ??=π
180sin d s d s ???
?
??=π 180sin d p d p 按s 和p 在分度圆上截取弦长得A 、C 点，则 （如图3-4）。
图3-4
1.11 取AB 弧的中点D ，连O 1、D 两点为轮齿的对称线。用描图纸描下对称线右半齿形，以此为模板画出对称的左半部分齿廓及其他相邻的3～4个齿廓。另一齿轮的作法相同。将画好的轮齿贴于硬纸板上，两端各保留40mm 以上齿根圆弧作基准。待干后剪成齿形样板。所作的样板附于说明书后。 1.12 分别作大齿轮和小齿轮的齿形样板。
2. 设计图的绘制步骤：
2.1 选取比例尺，使齿全高在图样上有30～50mm 的高度为宜。定出齿轮中心O 1、O 2。将大齿轮齿形图精确画在图纸上部，小齿轮齿形图精确画在图纸右侧下部。
2.2 以图纸右侧为大齿轮，左侧为小齿轮，分别画中心线、中心距、基圆弧、分度圆弧、节圆弧、齿顶 圆弧、齿根圆弧、基圆内公切线。内公切线与过P 点的节圆切线间夹角为啮合角α′，应与计算值相符。 2.3 在啮合图上标出N 1、N 2（极限啮合点）和B 1、B 2（起始与终止啮合点）。
2.4 用样板各画出三对齿廓， 并使有一对齿廓在B 1 或B 2 点接触。移动样板观测能否连续传动。标出单齿、双齿啮合区。
2.5 作出齿廓工作段（见图3-4）。以O 1为圆心，21B O 为半径作圆弧交齿轮1齿廓于b 1点，则从b 1点到齿顶圆一段齿廓为齿廓工作段。同理作出齿轮2的齿廓工作段。 2.7 检查两齿廓是否为零侧隙啮合。
2.8 检查两齿轮径向间隙是否等于c *
m ，两分度圆是否分离了ym 。 2.9 检查两齿轮啮合重合度ε＇应与计算植相符，b P B B 21='ε。 2.10 检查两齿轮啮合角α＇应与计算值相符。 2.11 测量两齿轮齿顶厚S a ＇应与计算值相符。
四、设计说明书要求
1. 详述确定齿轮变位设计方案过程。
2. 轮齿样板制作过程。
3. 轮齿啮合图制作过程。
目录 一、设计题目 (2) 1、牛头刨床的机构运动简图 (2) 2、工作原理 (2) 二、原始数据 (3) 三、机构的设计与分析 (4) 1、齿轮机构的设计 (4) 2、凸轮机构的设计 (10) 3、导杆机构的设计 (16) 四、设计过程中用到的方法和原理 (26) 1、设计过程中用到的方法 (26) 2、设计过程中用到的原理 (26) 五、参考文献 (27) 六、小结 (28)
一、设计题目 ——牛头刨床传动机构 1、牛头刨床的机构运动简图 2、工作原理 牛头刨床是对工件进行平面切削加工的一种通用机床，其传动部分由电动机经 带传动和齿轮传动z 0—z 1 、z 1 、—z 2 ，带动曲柄2作等角速回转。刨床工作时，由导 杆机构2、3、4、5、6带动刨刀作往复运动，刨头右行时，刨刀进行切削，称为工 作行程；刨头左行时，刨刀不进行切削，称为空回行程，刨刀每切削完一次，利用 空回行程的时间，固结在曲柄O 2 轴上的凸轮7通过四杆机构8、9、10与棘轮11和棘爪12带动螺旋机构（图中未画），使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。
二、原始数据 设计数据分别见表1、表2、表3. 表1 齿轮机构设计数据 设计内容齿轮机构设计 符号n01d01 d02 z0 z1 z1’m01 m1’2n2 单位r/min mm mm mm mm r/min 方案Ⅰ1440 100 300 20 40 10 3.5 8 60 方案Ⅱ1440 100 300 16 40 13 4 10 64 方案Ⅲ1440 100 300 19 50 15 3.5 8 72 表2 凸轮机构设计数据 设计内容凸轮机构设计 符号L O2O4 L O4D φ[α]δ02 δ0 δ01δ0/ r0 r r 摆杆运动规 律单位mm mm °°°°°°mm mm 方案Ⅰ150 130 18 45 205 75 10 70 85 15 等加速等减 速 方案Ⅱ165 150 15 45 210 70 10 70 95 20 余弦加速度方案Ⅲ160 140 18 45 215 75 0 70 90 18 正弦加速度方案Ⅳ155 135 20 45 205 70 10 75 90 20 五次多项式 表3 导杆机构设计数据 设计内容导杆机构尺度综合和运动分析 符号K n2L O2A H L BC 单位r/min mm 方案Ⅰ 1.46 60 110 320 0.25L O3B 方案Ⅱ 1.39 64 90 290 0.3L O3B 方案Ⅲ 1.42 72 115 410 0.36L O3B 表4 机构位置分配表 位置号位置 组 号 学生号 A B C D 1 1 3 6 8/ 10 2 5 8 10 7/ 1/ 4 7 8 10 1 5 7/ 9 12 2 1/ 4 7 8 11 1 3 6 8/ 11 2 5 7/ 9 11 1/ 3 6 8/ 11 3 2 5 7/ 9 12 1/ 4 7 9 12 1 3 6 8/ 12 2 4 7 8 10
机械原理课程设计说明书 题目：摆式送料机构总体设计 姓名：冯帅 学号： 专业： 班级: 学院：交通与车辆工程学院 指导教师： 2013年7月9日
目录 第一章机械原理课程设计指导书 (2) 一．机械原理课程设计的目的 (2) 二．机械原理课程设计的任务 (2) 三．课程设计步骤 (2) 四．基本要求 (3) 五．时间安排 (3) 六．需交材料 (3) 第二章摆式送料机构总体设计过程 (3) 一工作原理 (3) 二设计方案 (5) 三利用解析法确定机构的运动尺寸 (6) 四连杆机构的运动分析 (10) ⑴速度分析 (10) ⑵加速度分析 (12) 第三章课程设计总结 (14) 第四章参考文献 (14)
第一章机械原理课程设计指导书 一．机械原理课程设计的目的 机械原理课程设计是机械原理课程教学中最后的一个重要的实践性教学环节，是培养学个进行自动机械总体方案设计、运动方案设计、执行机构选型设计，传动方案设计控制系统设计以及利用用计算机对工程实际中各种机构进行分析和设计能力的一个重要的川练过程。其目的如下： (1)通过课程设计，综合运用所学的知识，解决工程实际问题。并使学生进一步巩固和加深所学的理论知识。 (2)使学生得到拟定机械总体方案、运动方案的训练，并且有初步的机械选型与组合及确定传动方案的能力，培养学生开发、设计、创新机械产品的能力。 (3)使学生掌握自动机械设计的内容、方法、步骤，并对动力分析与设计有个较完整的概念。 (4)进一步提高学生的运算、绘图、表达及运用计算机和查阅有关技术资料的能力。 (5)通过编写说明书，培养学生的表达、归纳及总结能力。 二．机械原理课程设计的任务 机械原理课程设计的任务一般分为以下几部分。 (1)根据给定机械的工作要求，合理地进行机构的选型与组合。 (2)拟定该自动机械系统的总体、运动方案(通常拟定多个)，对各运动方案进行对比和选择，最后选定一个最佳方案作为个设计的方案，绘出原理简图。 (3)传动系统设计，拟定、绘制机构运动循环图。 三．课程设计步骤 1．机构设计和选型 （1）根据给定机械的工作要求，确定原理方案和工艺过程。 （2）分析工艺操作动作、运动形式和运动规律。 （3）拟定机构的选型与组合方案，多个方案中选择最佳的。 （4）设计计算。 （5）结构设计、画图。 （6）编写设计计算说明书。 2．自动机械总体方案设计 （1）根据给定机械的工作要求，确定实现功能要求原理方案。 （2）根据原理方案确定工艺方案和总体结构。 （3）拟定工作循环图。 （4）设计计算。 （5）画图。
《机械原理课程设计》教学大纲 课程名称：机械原理课程设计 课程性质：集中实践教学环节必修课程 学分：2 学时：2周 授课单位：机电工程学院 适用专业：机电一体化专科专业 预修课程：《机械制图》，《高等数学》，《材料与金属工艺学》，《理论力学》，《材料力学》、《机械原理》。 开设学期：第三学期 一、课程设计教学目的与基本要求： 1.教学目的：机械原理课程设计是对机械类专业学生进行的一次设计实践性教学环节。其主要目的是进一步巩固、理解并初步运用所学知识，在接触和了解工程技术实际（如工程设计方法、工程设计资料等）的基础上，对学生进行较为系统的设计方法训练，以达到初步培养学生分析问题、解决实际工程问题的能力。 2.基本要求：机械原理课程设计实质上是进行机构运动简图的设计。因此，它的基本要求是：提出设计方案、选用机构类型及其组合，确定运动学尺寸、进行运动分析和动态静力分析、飞轮转动惯量的计算等等。完成必要的计算机三维绘图或编程、图纸绘制和编写设计计算说明书。机械原理课程设计中，作图求解或解析的方法均可采用。 二、课程设计内容及安排： 1.主要设计内容：课程设计内容可根据专业要求从以下项目中选定： （1）运动方案设计 (a)工作原理和工艺动作分解; (b)机械运动方案的拟定； (c)机械执行机构的选择和评定(连杆机构的设计及分析、凸轮机构设计、齿轮机构或轮系设计、其它基本机构设计)； (d)根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图； (e)机械传动系统的设计选择和评定； （2）执行机构尺寸设计
(a)执行机构各部分尺寸设计； (b)机构运动简图； (c)飞轮转动惯量的确定； (d)机械动力性能的分析计算。 （3）编写设计说明书。 （4）答辩。 2.时间安排：在机械原理课程和其它先修课程完成后，安排2周时间进行机械原理课程设计。 三、指导方式：集体辅导与个别辅导相结合 四、课程设计考核方法及成绩评定： 1.考核方式：根据设计图和设计说明书及答辩进行成绩评定，不再考试。 2.成绩评定：由1～2名教师组成答辩小组，对学生完成的设计图和设计计算说明书的内容进行提问，并根据学生回答问题的正确性以及设计内容，按优秀、良好、中等、及格和不及格进行评分。 五、课程设计教材及主要参考资料： [1]牛鸣岐主编.《机械原理课程设计手册》.重庆大学出版社，2001年 [2]郑文纬主编.《机械原理》第7版.高等教育出版社，1997年 [3]孙桓主编.《机械原理》第7版.高等教育出版社，2006年 [4]朱理主编.《机械原理》第1版.高等教育出版社，2004年 大纲撰写人签字：学院章 学院负责人签字：年月日
机械原理课程设计说明书设计题目:块状物品推送机的机构综合与结构设计 班级: 姓名: 学号: 同组成员: 组长: 指导教师: 时间: 一、设计题目 (2) 二、设计数据与要求 (2) 三、设计任务 (3) 四、方案设计 (4) 1.凸轮连杆组合机构 (4) 2.凸轮机构 (5) 3.连杆机构 (6)
4.凸轮齿轮组合机构 (7) 五、方案尺寸数据及发动机参数 (7) 六、运动分析 (8) 1.位移分析 (8) 2.速度分析 (9) 3.加速度分析 (10) 七、飞轮设计 (11) 八、个人总结 (12) 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，如图所示。 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1500时，推杆从最 低位置运动到最高位置；当主动件再转过1200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；设推杆在下降运动过程中，推杆所受的摩擦力为常数，其值 为100N。 5.使用寿命10年，每年300工作日，每日工作16小时。 6.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.至少提出三种运动方案，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.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，绘制推送机的机构运动简图。 4.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。 5.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。 6.进行推送机减速系统的结构设计，绘制其装配图和两张零件图。 7.编写课程设计说明书。
机械原理课程设计 编程说明书 设计题目：牛头刨床凸轮机构指导教师：王琦王春华设计者：雷选龙 学号：0807100309 班级：机械08-3 2010年7月15日 辽宁工程技术大学
机械原理课程设计任务书（二） 姓名雷选龙专业机械工程及自动化班级机械08-3班学号 五、要求： 1）计算从动件位移、速度、加速度并绘制线图。 2）确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径，画出凸轮实际廓线，并按比例绘出机构运动简图。以上内容作在A2或A3图纸上。 3）编写出计算说明书。 指导教师： 开始日期：2010年07月10日完成日期：2010年07月16日
目录 一设计任务及要求-----------------------------------------------2 二数学模型的建立-----------------------------------------------2 三程序框图--------------------------------------------------------5 四程序清单及运行结果-----------------------------------------6 五设计总结-------------------------------------------------------14 六参考文献-----------------------------------------------------15
一 设计任务与要求 已知摆杆9为等加速等减速运动规律，其推程运动角φ=70，远休止角φs =10，回程运动角φ?=70，摆杆长度l 09D =125,最大摆角φ max =15，许用压力角[α]=40，凸轮与曲线共轴。 （1） 要求：计算从动件位移、速度、加速度并绘制线图（用方格纸 绘制），也可做动态显示。 （2） 确定凸轮的基本尺寸，选取滚子半径，画出凸轮的实际廓线， 并按比例绘出机构运动简图。 （3） 编写计算说明书。 二 机构的数学模型 1 推程等加速区 当2/0?δ≤≤时 角位移 22max /21?δ?=m 角速度 2max /4?δ?ω= 角加速度 2max /4??ε= 2 推程等减速区 当?δ?≤<2/时 角位移 22max max /)(21?δ???--=m 角速度 2max /)(4?δ??ω-= 角加速度 2max /4??ε-= 3 远休止区 当s ??δ?+≤<时 角位移 max 1?=m 角速度 0=ω 角加速度 0=ε
. 机械原理课程设计答辩参考选题 1.机构选型？ 2.何谓何谓机构尺度综合？ 3.平面连杆机构的主要性能和特点是什么？ 4.何谓机构运动循环图？ 5.机构运动循环图有哪几种类型？ 6.在机构组合中什么是串联式组合？ 7.在机构组合中什么是并联式组合？ 8.在机构组合中什么是反馈式组合？ 9.平面机构的构件常见的运动形式有哪几种？ 10.举例说明有哪些机构可以实现将转动变成直线移动。 11.举例说明有哪些机构可以实现将转动变成摆动。 12.举例说明有哪些机构能满足机构的急回运动特性？ 13.对于外凸凸轮,为了保证有正常的实际轮廓,其滚子半径选取有什么要求？ 14.要求一对外啮合直齿圆柱齿轮传动的中心距略
小于标准中心距,并保持无侧隙啮合,此时应采用什么传动？ 15.在凸轮机构中,从动件按等加速、等减速运动规律运动时,有何冲击？ .. . 16.蜗杆的标准参数在何处,蜗轮的标准参数在何处？ 17.平面四杆机构共有几个瞬心,其中有几个绝对瞬心、几个相对瞬心？ 18.在平面机构中,每个高副引入几个约束、每个低副引入几个约束？； 19.当两构件组成转动副时,其瞬心位于何处？当构件组成移动副时,其瞬心位于何处？ 20.机械效率可以表达为什么值的比值？ 21.标准渐开线斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是什么？ 22.标准渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数是哪几个？ 23.从机械效率的观点看,机械的自锁条件是什么？
24.试叙机构与运动链的区别？ 25.试计算所设计机构的自由度。 26.试说明所设计机构的工作原理。 27.四杆机构同样可以将旋转运动的输入变为直线运动的输出，为什么有的摇摆式输送机要采用6杆机构？ 28.机械原理课程设计的任务一般可分为几个部分？ 29.机械原理课程设计的方法原则上可分为几类？ 30.机械运动方案设计主要包括哪些内容？ 31.执行机构按运动方式及功能可分为几类？ .. . 32.做匀速转动的机构常用的有哪几种？ 33.做非匀速转动的机构常用的有哪几种？ 34.分析凸轮机构在本设计中所起的作用。 35.做往复移动的机构常用的有哪几种？ 36.平面连杆机构的主要性能和特点是什么？ 37.凸轮机构的主要性能和特点是什么？ 38齿轮机构的主要性能和特点是什么？ 39.分析影响行程速比系数K值大小的几何尺寸。
机械原理课程设计 题目：干粉压片机 学校：洛阳理工学院 院系：机电工程系 专业：计算机辅助设计与制造 班级：z080314 设计者：李腾飞（组长）李铁山杜建伟 指导老师：张旦闻 2010年1月1日星期五
课程设计评语 课程名称：干粉压片机的机构分析与设计 设计题目：干粉压片机 设计成员：李腾飞（组长）李铁山杜建伟 指导教师：张旦闻 指导教师评语： 2010年1月1日星期五
前言 干粉压片机装配精度高，材质优良耐磨损，稳定可靠，被公认为全国受欢迎产品。特别是现在的小型干粉压片机，市场前景很好。很多小型企业不可能花高价去买大型的，而且得不尝试，所以小型压片机更少中小型企业青睐。例如蚊香厂、鱼药饲料厂、消毒剂厂、催化剂厂都相继使用。本机还可改为异形冲模压片。由于该机型相对于其他机型压力较大，压片速度适中，因而受到生产奶片、钙片、工业、电子异形片的厂家欢迎。相信本厂品会给您带来良好的企业效应。 编者：洛阳理工学院第二小组 日期：2010年1月1日星期五
目录 一. 设计题目 (5) 1.工作原理以及工艺过程 (5) 2.原始数据以及设计要求 (5) 二. 设计题目的分析 (5) 1. 总功能分析 (5) 2. 总功能分解 (5) 3. 功能元求解 (6) 4. 运动方案确定 (7) 5. 方案的评价 (9) 6. 运动循环图 (10) 7. 尺度计算 (11) 8.下冲头对心直动滚子推杆盘形凸轮机 (13) 9.下冲头对心直动滚子推杆盘形凸轮机的位移曲线 (13) 三. 干粉压片机各部件名称以及动作说明 (14) 四. 参考书目 (14) 五. 新得体会 (14)
一、课程设计的意义、内容及步骤 随着生产技术的不断发展，机械产品种类日益增多，对产品的机械自动化水平也越来越 高，因此，机械设备设计首先需要进行机械运动方案的设计和构思、各种传动机构和执行机 构的选用和创新设计。本指导书旨在根据高校工科本科《机械原理课程教学基本要求》的要 求：结合一个简单的机械系统，综合运用所学理论和方法，使学生能受到拟定机械运动方案的初步训练，并能对方案中某些机构进行分析和设计，针对某种简单机器（即工艺动作过程 较简单）进行机构运动简图设计。 设计过程指从明确设计任务到编制技术文件为止的整个设计工作的过程，该过程一般来 讲包括四个阶段：1）明确设计任务和要求；2）原理方案设计；3）技术设计；4）施工设计。本 次设计的主要内容主要完成前两个任务，完成的步骤如下; 设汁任务I神服文现礴足列施的罐本原现-T星本T艺劭怦的即是I-二选揮执行机构亍■ 绘制机构运功祁画I_ 黴新瓦标詡示直图I一匹苻机狷矗尺可金豕迄功学设审一I绘制机购运动简圏I 运动学和动力学分析If进行评价比较优选I 二、机械原理课程设计的基本要求 1.设计结果体现创新精神。 2.方案设计阶段以小组为单位，组织学生参观讨论，分析机器的结构、传动方式、工 作原理，给出至少两种运动方案，并对其进行比较，从中选出最优方案。 3.方案确定以后，进行机构尺寸综合和机构运动分析时，每个学生的参数不同，独自 设计。若发现尚未达到工作要求，应审查方案，调整机构的尺寸，重新进行设计。 4.每个学生绘制一张图纸，应包括机械系统运动方案简图和机械运动循环图，一两个 主要机构的运动分析及设计程序。 5.写一份设计说明书，最后进行答辩。 6.成绩的评定。课程设计的成绩单独评定。应以设计说明书、图样和在答辩中回答问题的情况为依据， 参考设计过程中的表现，由指导教师按五级计分制（优、良、中、及格、不及格）进行评定。 、机械运动简图设计内容 1?功能分解 机器的功能是多种多样的，但每一种机器都要完成某一工艺动作过程。将机械所需完 成的工艺动作过程进行分解，即将总功能分解为多个功能元，在机械产品中就是将工艺动作 过程分解为若干个执行动作。设计者必须把动作过程分解为几个独立运动的分功能，然后用 树状功能图来描述，使机器的总的功用及各分功能一日了然。 例如，设计一部四工位专用机床，它可以分解成如下几个工艺动作：
《机械原理》课程设计 计算说明书 设计题目：健身球检验分类机 院校：武汉大学东湖分校工学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：2005级（1）班 设计者：方旭东 学号：2 指导老师：张荣 日期：2009年1月6日 目录 设计任务书············································ 设计方案说明·········································· 一、设计要求·········································· 二、方案确定·········································· 三、功能分解·········································· 四、选用机构·········································· 五、机构组合设计······································ 六、运动协调设计······································ 七、圆柱直齿轮设计····································
八、方案评价·········································· 参考文献··············································· 设计小结··············································· 方案设计说明 一.设计要求 设计健身球自动检验分类机，将不同直径尺寸的健身球按直径分类。检测后送入各自指定位置，整个工作过程（包括进料、送料、检测、接料）自动完成。 健身球直径范围为ф40～ф46mm，要求分类机将健身球按直径的大小分为三类。 1. ф40≤第一类≤ф42 2. ф42<第二类≤ф44 3. ф44<第三类≤ф46 电机转速：720r/min，生产率（检球速度）20个/min。 二.方案确定 初选了三种设计方案，如下： 方案一：
机械原理课程设计说明书 设计题目： 指导老师：哈丽毕努 设计者：马忠福 所属院系：新疆大学机械工程学院专业：机械工程及自动化 班级：机械 10-7 班 完成日期： 2014年7月 新疆大学 《机械原理课程设计》任务书
班级: 机械姓名: 马忠福 课程设计题目: 冲压式蜂窝煤成型机 课程设计完成内容: 设计说明书一份(主要包括:运动方案设计、方案的决策与尺度综合、必要的机构运动分析和相关的机构运动简图) 发题日期: 2014 年 6 月 15 日 完成日期: 2014 年 7 月 25 日 指导教师: 哈利比努
目录 一、蜂窝煤的功能和设计要求 (1) 二、工作原理和工艺动作分解 (2) 三、根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图 (2) 四、执行机构的选型 (3) 五、机械运动方案的选定和评价 (4) 六、机械传动系统的传动比和变速机构 (5) 七、画出机械运动方案简图 (5) 八、对机械传动系统和执行机构进行尺寸计算 (6) 1、带传动计算： (6) 2、齿轮传动计算 (6) 3、曲柄滑块机构计算 (6) 4、槽轮机构计算 (7) 5、扫屑凸轮计算 (7) 九、机械方案运动简图 (8) 十、参考文献 (9)
一、蜂窝煤的功能和设计要求 冲压式蜂窝煤成型机是我国城镇峰窝煤（通常又称煤饼）生产厂的主要生产设备，这种设备由于具有结构合理、质量可靠、成型性能好、经久而用、维修方便等优点而被广泛采用。 冲压式蜂窝煤成型机的功能是将粉煤加入转盘的模简内，经冲头冲压成峰窝煤。为了实现蜂窝煤冲压成型，冲压式蜂窝煤成型机必须完成五个动作： (1)粉煤加料； (2)冲头将蜂窝煤压制成型； (3)清除冲头和出煤盘的积屑的扫屑运动； (4)将在模简内的冲压后的蜂窝煤脱模； (5)将冲压成型的蜂窝煤输送。 图1.1冲头、脱模盘、扫屑刷、模筒转盘位置示意图 冲压式蜂窝煤成型机的设计要求和参数有： (1)蜂窝煤成型机的生产能力：30次/min； (2)驱动电机：Y180L-8，功率N=111KW；转速n=710r/min; (3)机械运动方案应力求简单； (4)图1.1表示冲头、脱模盘、扫屑刷、模筒转盘的相互位置情况。实际上冲头和脱模盘都与上下移动的滑梁连成一体，当滑梁下冲时将粉煤冲压成蜂窝煤，脱模盘将以压成的蜂窝煤脱模。在滑梁上升过程中扫屑刷将冲头和脱模盘刷除粘着粉煤，模筒转盘上均布了模筒，转盘的间歇机构使加料的模筒进入冲压位置、成型的模筒进入脱模位置、空模筒进入加料位置。 (5)为了改善蜂窝煤冲压成型的质量，希望冲压机构在冲压后有一保压时间。 (6)由于冲头压力较大，希望冲压机构具有增力功能，以增大有效作用，减小原动机的功率。
机械原理课程设计说明书课题名称：新型窗户启闭装置 学院：机电工程学院 专业：机械电子工程 班级：09级01班 小组成员： 指导老师： 课题工作时间：2011.9.1至2011.9.10
前言 机械原理课程设计是使学生较全面、系统巩固和加深机械原理课程的基本原理和方法的重要环节，是培养学生“初步具有确定机械运动方案，分析和设计机械的能力”及“开发创新能力”的一种手段。其目的是： 1) 以机械系统运动方案设计与拟定为结合点，把机械原理课程中分散于各章的理论和方法融会贯通起来，进一步巩固和加深学生所学的理论知识。 2) 使学生能受到拟定机械运动方案的训练，具有初步的机构选型与组合和确定运动方案的能力。 3) 使学生在了解机械运动的变换与传递及力传递的过程中，对机械的运动、动力分析与设计有一个较完整的概念。 4) 进一步提高学生运算、运用流行软件编写应用程序和技术资料的能力。 5) 通过编写说明书，培养学生表达、归纳、总结和独立思考与分析的能力。 要达到课程设计的目的，必须配以课程设计的具体任务：按照选定的机械总功能要求，分解成分功能，进行机构的选型与组合；设计该机械系统的几种运动方案，对各运动方案进行对比和选择；对选定方案中的机构——连杆机构、凸轮机构、齿轮机构，其他常用机构，组合机构等进行运动分析与参数设计；通过计算机编程，将机构运动循环图在计算机屏幕上动态地显示出来，并给出相应的运动参数值。 机械原理课程设计的主要方法，是采用解析法建立求解问题的数学模型，在此基础上应用目前流行的可视化编程语言（如：VB）编写求解程序，显示所设计机构的运动图形、运动参数值及机构仿真。 摘要：本次课程设计运用解析法建立了所设计的六杆机构的运动特性数学模型，利用Matlab运动仿真求出各铰接点和杆件的运动变化情况。然后基于Visual Basic程序设计运动仿真，绘出相应铰接点运动特性曲线，并将用解析法基于Matlab环境下运行的结果与Visual Basic程序设计仿真运动值进行比较。进
机械原理课程设计说明书设计题目：压床机构设计 自动化院（系）机械制造专业 班级机制0901 学号20092811022 设计者罗昭硕 指导老师赵燕 完成日期2011 年1 月4日
一、压床机构设计要求 1 ．压床机构简介及设计数据 1.1压床机构简介 图9—6所示为压床机构简图。其中，六杆机构ABCDEF为其主体机构，电动机经联轴器带动减速器的三对齿轮z1-z2、z3-z4、z5-z6将转速降低，然后带动曲柄1转动，六杆机构使滑块5克服阻力Fr而运动。为了减小主轴的速度波动，在曲轴A上装有飞轮，在曲柄轴的另一端装有供润滑连杆机构各运动副用的油泵凸轮。 1.2设计数据
1.1机构的设计及运动分折 已知：中心距x1、x2、y, 构件3的上下极限角，滑块的冲程H，比值CE ／CD、EF／DE，各构件质心S的位置，曲柄转速n1。 要求：设计连杆机构, 作机构运动简图、机构1～2个位置的速度多边形和加速度多边形、滑块的运动线图。以上内容与后面的动态静力分析一起画在l号图纸上。 1.2机构的动态静力分析 已知：各构件的重量G及其对质心轴的转动惯量Js(曲柄1和连杆4的重力和转动惯量（略去不计)，阻力线图(图9—7)以及连杆机构设计和运动分析中所得的结果。 要求：确定机构一个位置的各运动副中的反作用力及加于曲柄上的平衡力矩。作图部分亦画在运动分析的图样上。 1.3飞轮设计 已知：机器运转的速度不均匀系数δ．由两态静力分析中所得的平衡力矩Mb;驱动力矩Ma为常数，飞轮安装在曲柄轴A上。 要求：确定飞轮转动惯量J。以上内容作在2号图纸上。 1.4凸轮机构构设计 已知：从动件冲 程H，许用压力角 [α ]．推程角δ。，远 休止角δ?，回程角δ'， 从动件的运动规律见 表9-5，凸轮与曲柄共 轴。 要求：按[α]确定 凸轮机构的基本尺 寸．求出理论廓 线外凸曲线的最小曲 率半径ρ。选取滚子 半径r，绘制凸轮实际 廓线。以上内容作在 2号图纸上 压床机构设计 二、连杆机构的设计及运动分析
12届机械原理课程设计 步进送料机 设计说明书 学生姓名付振强 学号8011208217 所属学院机械电气化工程学院 专业机械设计制造及其自动化 班级机械12-2 指导教师张涵 日期2010-06-30 前言 1
进入21世纪以来，随着科学技术、工业生产水平的不断发展和人们生活条件的不断改善市场愈加需要各种各样性能优良、质量可靠、价格低廉、效率高、能耗低的机械产品，而决定产品性能、质量、水平、市场竞争能力和经济效益的重要环节是产品设计。机械产品设计中，首要任务是进行机械运动方案的设计和构思、各种传动机构和执行机构的选用和创新设计。这要求设计者综合应用各类典型机构的结构组成、运动原理、工作特点、设计方法及其在系统中的作用等知识，根据使用要求和功能分析，选择合理的工艺动作过程，选用或创新机构型式并巧妙地组合成新的机械运动方案，从而设计出结构简单、制造方便、性能优良、工作可靠、实用性强的机械产品。 企业为了赢得市场，必须不断开发符合市场需求的产品。新产品的设计与制造，其中设计是产品开发的第一步，是决定产品的性能、质量、水平、市场竞争力和经济效益的最主要因素.机械原理课程设计结合一种简单机器进行机器功能分析、工艺动作过程确定、执行机构选择、机械运动方案评定、机构尺度综合、机构运动方案设计等，使学生进一步巩固、掌握并初步运用机械原理的知识和理论，对分析、运算、绘图、文字表达及技术资料查询等诸方面的独立工作能力进行初步的训练，培养理论与实际结合的能力，更为重要的是培养开发和创新能力。因此，机械原理课程设计在机械类专业学生的知识体系训练中，具有不可替代的重要作用。 本次我设计的是步进送料机，以小见大，设计并不是门简单的课程，它需要我们理性的思维和丰富的空间想象能力。我们可以通过对步进送料机的设计进一步了解机械原理课程设计的流程，为我们今后的设计课程奠定了基础。 目录 前言 (1)
1．计题目：糕点切片机 2．工作原理及工艺动作过程 糕点先成型（如长方体、圆柱体等）经切片后再烘干。糕点切片机要求实现两个动作：糕点的直线间歇移动和切刀的往复运动。通过两者的动作配合进行切片。改变直线间歇移动速度或每次间歇的输送距离，以满足糕点的不同切片厚度的需要。 3．原始数据及设计要求 1）糕点厚度：10~20mm。 2）糕点切片长度（亦即切片高）范围：5~80mm。 3）切刀切片时最大作用距离（亦即切片宽度方向）：300mm。 4）切刀工作节拍：40次/min。 5）工作阻力很小。要求选用的机构简单、轻便、运动灵活可靠。 6）电机可选用，功率0.55KW（或0.75KW）、1390r/min。 4．设计方案提示 1）切削速度较大时，切片刀口会整齐平滑，因此切刀运动方案的选择很关键，切口机构应力求简单适用、运动灵活和运动空间尺寸紧凑等。 2）直线间歇运动机构如何满足切片长度尺寸的变化要求，是需要认真考虑的。调整机构必须简单可靠，操作方便。是采用调速方案，还是采用调距离方案，或采用其它调速方案，均应对方案进行定性分析比较。 3）间歇机构必须与切刀运动机构工作协调，即全部送进运动应在切刀返回过程中完成。需要注意的是，切口有一定的长度（即高度），输送运动必须在切刀完全脱离切口后方能开始进行，但输送机构的返回运动则可与切刀的工作行程在时间上有一段重叠，以利提高生产率，在设计机器工作循环图时，应按照上述要求来选择间歇运动机构的设计参数。5．设计任务 1）根据工艺动作顺序和协调要求拟订运动循环图（A3）。 2）进行输送间歇运动、切刀往复直线运动的选型。 3）进行机械运动方案的评价和选择。 4）根据选定的电机和执行机构的运动参数拟订机械传动方案。 5）画出机械运动方案示意图。 6）对机械系统和执行机构进行尺寸设计。 7）画出机构运动简图。（A1） 7）对间歇机构或往复运动机构进行运动分析，绘制从动件的位移、速度、加速度曲线图。（A2）8）编写设计说明书。（用16K纸张，封面用标准格式）
机械原理 课程设计说明书 设计题目：牛头刨床 设计日期：20011年07 月09 日 目录 1.设计题目 (3)
2. 牛头刨床机构简介 (3) 3.机构简介与设计数据 (4) 4. 设计内容 (5) 5. 体会心得 (15) 6. 参考资料 (16) 附图1：导杆机构的运动分析与动态静力分析 附图2：摆动从计动件凸轮机构的设计 附图3：牛头刨床飞轮转动惯量的确定 1设计题目：牛头刨床 1.）为了提高工作效率，在空回程时刨刀快速退回，即要有急会运动，行程速比系数在1.4左右。 2.）为了提高刨刀的使用寿命和工件的表面加工质量，在工作行程时，刨刀要速度平稳，切削阶段刨刀应近似匀速运动。 3.）曲柄转速在60r/min,刨刀的行程H在300mm左右为好，切削阻力约为7000N，其变化规律如图所示。
2、牛头刨床机构简介 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图4-1。电动机经皮带和齿轮传动，带动曲柄2和固结在其上的凸轮8。刨床工作时，由导杆机构2-3-4-5-6带动刨头6和刨刀7作往复运动。刨头右行时，刨刀进行切削，称工作行程，此时要求速度较低并且均匀，以减少电动机容量和提高切削质量，刨头左行时，刨刀不切削，称空回行程，此时要求速度较高，以提高生产率。为此刨床采用有急回作用的导杆机构。刨刀每切削完一次，利用空回行程的时间，凸轮8通过四杆机构1-9-10-11与棘轮带动螺旋机构（图中未画），使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。刨头在工作行程中，受到很大的切削阻力（在切削的前后各有一段约5H的空刀距离，见图4-1，b），而空回行程中则没有切削阻力。因此刨头在整个运动循环中，受力变化是很大的，这就影响了主轴的匀速运转，故需安装飞轮来减小主轴的速度波动，以提高切削质量和减小电动机容量。 3、机构简介与设计数据 3.1.机构简介 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。电动机经皮带和齿轮传动，带动曲柄2和固 结在其上的凸轮8。刨床工作时，由导杆机构2-3-4-5-6带动刨头6和刨刀7作往复运动。
《机械原理课程设计》 学院: 行知学院专业: 机械设计制造及其自动 化 姓名：陈宇学号: 10556109 授课教师:王笑提交时间: 2012 年 7 月1日 成绩:
目录 1.设计工作原理-----------------------------------------------------2 2.方案的分析--------------------------------------------------------4 3. 机构的参数设计几计算-----------------------------------------7 4. 机构运动总体方案图及循环图-------------------------------11 5.机构总体分析----------------------------------------------------13 6. 参考资料----------------------------------------------------------13
半自动钻床机构 一、设计工作原理 1.1、工作原理及工艺动作过程 该系统由电机驱动，通过变速传动将电机的1080r/min降到主轴的5r/min，与传动轴相连的各机构控制送料，定位，和进刀等工艺动作，最后由凸轮机通过齿轮传动带动齿条上下平稳地运动,这样动力头也就能带动刀具平稳地上下移动从而保证了较高的加工质量。 设计加工图（一）所示工件ф12mm孔的半自动钻床。进刀机构负责动力头的升降，送料机构将被加工工件推入加工位置，并由定位机构使被加工工件可靠固定。 1.2、设计原始数据及设计要求 半自动钻床设计数据参看表（一） 表（一）半自动钻床凸轮设计数据
机械原理课程设计指导 一、课程设计的目的和内容 1 课程设计的目的 1．巩固并灵活运用所学相关知识； 2．具有初步的设计机械运动方案的能力； 3．提高分析问题、解决问题的能力； 4．提高创新意识和能力； 5．培养运用现代设计方法解决工程问题的能力。 2. 课程设计的任务 (进行机械系统的运动方案和传动系统设计) 确定工作原理和运动形式，绘制工作循环图； 设计几种运动方案并进行分析、比较和选择； 对选定运动方案进行运动分析与综合，并绘制机构运动简图； 进行机械动力性能分析与综合； 编写说明书及相关程序。 3．课程设计的内容 机械原理课程设计，通常以满足一定使用要求或工艺要求的机械为设计对象。 机械原理课程设计，通常包括下列内容： 机械系统方案的拟定; 机械系统运动动力参数计算; 设计计算说明书一份。 完成规定的全部工作后，应进行设计答辩。
二、课程设计的一般步骤 1. 设计准备 1）阅读和研究设计任务书，明确设计内容和要求，分析原始数据及工作条件。 2）借阅（图书馆）、搜集（含网上搜集）有关设计信息、资料及机构设计手册；复习课程有关内容，熟悉有关机构的设计方法，拟定设计计划，准备设计资料。 2. 机械系统的方案设计 机械产品是以机械运动为特征的技术系统，机械系统方案设计的核心是机械运动方案设计，它在机械系统设计的总体中，占有十分重要的地位，也是最具创造性和综合性的内容。 1）机械执行系统运动方案设计 执行系统是机械系统中的重要组成部分，是直接完成机械系统预期工作任务的部分。执行系统由一个或多个执行机构组成。 执行构件是执行机构的输出构件，其数量及运动形式、运动规律和传动特性等要求，决定了整个执行系统的结构方案。机械执行系统的方案设计是机械系统总体方案设计的核心，是整个机械原理工作的基础。 执行系统方案设计的内容 功能原理设计：就是根据机械预期实现的功能，考虑选择何种工作原理来实现这一功能要求。 运动规律设计：是指为实现上述工作原理而决定选择何种运动规律。 执行机构型式设计：是指究竟选择何种机构来实现上述运动规律。 执行机构的协调设计：就是根据工艺过程对各动作的要求，分析各执行机构应当如何协调和配合，设计出协调配合图。 机构尺度设计：是指对所选择的各个执行机构进行运动和动力设计，确定各执行机构的运动尺寸，绘制出各执行机构的运动简图。
《机械原理》课程设计任务书 搅拌机机构设计与分析 1.机构简介 搅拌机常应用于化学工业和食品工业中对拌料进行搅拌工作如附图1（a）所示，电动机经过齿轮减速，通过联轴节（电动机与联轴节图中未画）带动曲柄2顺时针旋转，驱使曲柄摇杆机构1-2-3-4运动，同时通过蜗轮蜗杆带动容器绕垂直轴缓慢旋转。当连杆3运动时，固联在其上的拌勺E即沿图中虚线所示轨迹运动而将容器中的拌料均匀拨动。 工作时，假定拌料对拌勺的压力与深度成正比，即产生的阻力按直线变化，如附图1（b）所示。 附图1 搅拌机构（a）阻力线图（b）机构简图 2.设计数据 设计数据如附表1-1所示。 附表1-1 设计数据
3. 设计内容 连杆机构的运动分析 已知：各构件尺寸及重心位置，中心距x,y,曲柄2每分钟转速n 2。 要求：做构件两个位置（见附表1-2）的运动简图、速度多边形和加速度多边形，拌勺E 的运动轨迹。以上内容画在2号图纸上。 附表1-2 机构位置分配图 曲柄位置图的做法，如图1-2所示：取摇杆在左极限位置时所对应的曲柄作为起始位置1，按转向将曲柄圆周作十二等分，得12个位置。并找出连杆上拌勺E 的各对应点E 1,E 2…E 12,绘出正点轨迹。按拌勺的运动轨迹的最低点向下量40mm 定出容器地面位置，再根据容器高度定出容积顶面位置。并求出拌勺E 离开及进入容积所对应两个曲柄位置8’和11’。附图1-2 曲柄位置 目 录 1课程设计的任务与要求
1.1机械原理课程设计任务书 1.2机械原理课程设计的参考数据 1.3机械原理课程设计的目的与要求 1.3.1、机械原理课程设计的目的 1.3.2、牛头刨床的工作原理与机构组成（设计三个方案并选出其中最合适的方案并说明理由。每一小组成员最终设计方案允许一致，但每个人的尺寸参数需不一致） 2课程设计的机构 2.1原动件设计 2.1.1电机选型 2.1.2减速器设计（选择好传动比，画出轮系即可） 2.2运动循环图 2.3导杆机构的运动分析 2.4导杆机构的动态静力分析 2.5齿轮机构设计 2.6凸轮机构设计 2.7飞轮设计 3设计小结 4参考文献 心得体会 机械原理课程设计是培养学生综合运用所学知识。发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过
一、机构简介 设计垫圈内径检测装置，检测钢制垫圈内径是否在公差允许范围内。被检测的工件由推料机构送入后沿一条倾斜的进给滑道连续进给，直到最前边的工件被止动机构控制的止动销挡住而停止。然后，升降机构使装有微动机关的压杆探头下落，检测探头进入工件的内孔。此时，止动销离开进给滑道，以便让工件浮动。设计数据选择方案B，设计要求见表1。 表1 二、执行机构的选择与比较 方案一： 如图1-1，止动销与曲柄滑块机构的滑块固联在一起，曲柄做一定速度的匀速转动，带动滑块做往复的上下直线运动，止动销上升过程中止动被测垫圈，下降到一定高度时滑块可继续滑动进入下一个工作环节。 如图1-2，升降机构与曲柄滑块机构的滑块固连在一起，曲柄做一定方向一定速度的匀速转动时，滑块做往复的上下移动，升降机构下降过程中，可以对垫圈的内径进行检测，检测完后，升降机构上升，垫圈进入下一个工作环节，下一个垫圈滑向该位置。 该方案的优点：止动销和升降机构的上下移动达到了预定的工作要求，运动过程容易控制。 该方案的缺点：止动销和升降机构在运动过程中的时间匹配的不严格，容易引起工作空闲。而且四杆机构的惯性力较大，运动不稳定，铰链处摩擦较大，易磨损。
图1 -1 图1-2 方案二： 如图2-1，滑块处于垫圈的右侧，曲柄做一定速度的匀速转动，带动滑块做往复的左右直线运动，滑块移动到左极限位置时，止动垫圈，升降机构开始检测，滑块离开。 如图2-2，升降机构与推杆固联在一起，推杆的上顶点在槽型凸轮的槽内移动，凸轮以一定的角速度转动时，推杆上下往复移动，带动升降机构上下往复移动，升降机构下降过程中，可以对垫圈的内径进行检测，检测完后，升降机构上升，垫圈进入下一个工作环节，下一个垫圈滑向该位置。 该方案的优点：止动销和升降机构的上下移动达到了预定的工作要求，运动过程容易控制。 该方案的缺点：止动销和升降机构在运动过程中的时间匹配的不严格，容易引起工作空闲。而且四杆机构的惯性力较大，运动不稳定，铰链处摩擦较大，易磨损。凸轮与推杆的移动摩擦较大，易磨损。 图2-1 图2-2