邮电与信息工程学院
机械原理课程设计
课题名称：自动剪切机的设计
学生学号：
专业班级：11级机械设计制造及其自动化
学生姓名：
学生成绩：___________________________________ 指导教师：
课题工作时间：2013.05.09至2013.05.24
目录
第一章绪论 (3)
§1-1传统剪切机原理（图） (3)
§1-2钢材剪切过程及方式 (3)
§1-3钢材剪切配送现状发展调研 (4)
第二章设计方案的筛选 (6)
§2-1 杠杆机构 (6)
§2-2平面连杆机构 (8)
§2-3 凸轮机构 (9)
§2-4 齿轮机构及齿轮系结构 (10)
第三章机构运动简图 (11)
§3-1 曲柄摇杆机构 (11)
§3-2 机构模型的截图 (12)
§3-3 CAD简图 (15)
第四章机构运动计算 (19)
第五章设计小结 (20)
参考文献 (21)
第一章绪论
§1-1传统剪切机的原理（图）
20世纪70年代发展起来的用于剪切钢板的剪机，它靠圆弧形上剪刃在平直的下剪刃上滚动来完成剪切。由于上剪刃相对钢板切面的滑动量小，上下剪刃重叠量在全剪刃长度上相同，因此钢板切口断面光滑、平直。圆弧滚切式剪切机与斜刃剪相比，有设备重量轻、剪切频率高、操作事故少的优点。
§1-2 钢材剪切过程及方式
按照被剪金属的温度剪切分为热剪和冷剪(见切断)。根据被剪金属的切断方向分为横剪和纵剪。横剪是为了切去轧件头尾和把轧件切成要求的长度。纵剪用在钢板生产时切去轧件的不规则侧边，或将宽带卷(或宽板)切成若干个窄带卷(或
窄板)。
剪切用的剪切机按刀片的形状和配置以及轧件情况可分为平行刀片剪切机、斜刀片剪切机、圆盘式剪切机、飞剪机和滚切式剪切机。
平行刀片剪切机这种剪切机的两片剪刃平行。剪切时可以是下刃固定，剪切动作由上刃完成(上切式剪切机)，也可以是上刃压住轧件，剪切动作由下刃完成(下切式剪切机)。通常用于初轧坯和其他方形、矩形坯以及厚度大于30～60mm 扁坯的热剪。有时也用开有孔槽的刀片冷剪轧件(如管坯和小圆钢等)。孔槽形状应与被剪切的轧件断面形状相同。上切式剪切机结构简单，但需要在剪切机后装设摆动台或摆动辊道，广泛用于剪切小型钢坯或特大型板坯(断面为
350mm×2400mm)。下切式剪切机因在剪切过程中上刃与下刃都运动，所以剪切机本体结构比上切式复杂，但剪切端面整齐，被剪轧件端头不易弯曲，且因剪切时钢材高于辊道面，不需在剪切机后设摆动升降辊道。
斜刀片剪切机斜刀片剪切机剪切机的一个刀片与另一个刀片成一定角度。一般上刀片倾斜，倾斜角为1.5o～6o，剪厚板时为8o～12o，下刀片水平。这类剪机由于刀片与轧件接触面积小和剪切力小，常用于冷剪或热剪钢板、带钢、薄板坯及焊管坯等，也用于剪切成束的小型钢材。斜刀片剪切机也有上切式和下切式之分。近年来液压传动的下切式斜刃剪得到较广泛的使用。这种剪切机有结构简单、紧凑、重量轻、剪切平稳、能自动防止过载等优点，但生产率低，要求电机功率大。
圆盘式剪切机两个刀片做成圆盘状，用于钢板及带钢边部的剪切；将钢板或带钢纵向剪切成窄条时采用多对刀片。圆盘式剪切机一般都布置在钢板精整线上或冷、热带钢的纵切机组作业线上。被剪切板带钢的厚度通常小于20～40mm。为了扩大剪切厚度范围，有的国家采用两台串联布置的圆盘剪以剪切厚度38mm 左右的钢板。第一台圆盘剪切入板厚的5%～10%，紧接着第二台圆盘剪将钢板切断。
飞剪机用于横向剪切运动中的轧件。这种剪机一般都装在连轧机组或冷、热带钢车间的横切机组、镀锡机组作业线上，用来剪切轧件头尾及将轧件剪切成一定长度。
§1-3钢材剪切配送现状发展调研
物流配送是一种新兴产业，也是企业产生利润的第三源泉。对钢铁企业来讲，它最重要的功能就是建立先进的仓储、拉近服务距离、满足用户城需求、追求用户利益、实现双赢。早在90年代初，国内一些主要钢铁企业就开始并借鉴和系统研究国外先进的物流配送乐销售模式，如宝钢等大型钢铁企业率先在华南、华东区地的重点用户中建立物流配送中心。国外一些企业瞄准中国的汽车、家电、电器、电子等庞大的市场纷纷来中国导找合作伙伴，合资和独资建立钢材
剪切（加工）配送中心，这一现代营销举措，使国内的一些企业逐肯开始转变过去的传统销售和采购管理模式，也使得物流配送很快的在中国崛起。经过多年钢材剪切（加工）配送的发展，物流配送已成为钢铁企业产品销售向用户延伸、建立稳定供货渠道、形成供应链的重要手段。
国内钢材剪切（加工）配送中心现状
目前我国已经建成了钢材剪切（加工）配送中心已超过300家，从投资和建设的角度看有5种类型：
1、国外企业在我国投资建设钢材剪切（加工）配送中心。近年来，国外钢铁企业在中国建厂，有针对性地设立钢材剪切配送中心，开展个性化、专业化服务，帮助用户降低采购成本。如韩国浦项在华北、华东和华南地区建有板卷加工中心，加工能力达40万t；日本商社从1993年起在中国建立有29家钢材加工中心，这些钢材加工配送中心的主要服务对象是外资、合资和台资企业及一些较大规模的知名企业。
2、国内大型钢铁企业投资建立钢材配送中心。如宝钢先后投资自建和合资在上海、天津、广州、杭州、青岛、重庆、沈阳、东莞等城市建立了钢材配送中心，年剪切配送能力已达到100万t。宝钢面对国际钢铁业的激烈竞争，选择与国际同行业的战略合作策略，2002年与国际知名公司日本三井物产签订了在中国共同发展钢材加工配送业的总协定和合资合同。据了解，未来5年内，宝钢的加工能力将达到250-300万t，加工配送中心将达到25-30家；鞍钢随着冷轧和硅钢项目的改造和新建，全面实施建立剪切配送战略，先后在上海、广东、山东、沈阳建立了钢材配送中心；攀钢也在广东等地建起剪切配送中心；武钢在90年代与日本三井合资在武汉建立了电工钢加工中心，近几年开始系统制定和实施建立剪切配中心的战略，目前拟在江苏太仓实施新建国内最先进、规模最大、品种齐全的物流配送中心；其它钢厂也正在考虑建立钢材剪切配送中心，见表。
由此可看出，宝钢在国内已经建立了钢材剪切配送网络体系，基本实现了国内稳定的市场营销战略。同时看出，国内大钢所建剪切配送中心以家电、汽车行业配套为主，设备先进，剪切精度高、质量好，与用户形成了供应链。
3、使用厂家自建分条、模切、冲片、套裁、落料生产线。如造船厂、集装箱厂、大型汽车厂以及冰箱、空调、洗衣机、电机厂等自建有钢材加工车间，作为企业产品的前工序，用于落料加工。
4、钢材代理商投资建设钢材剪切配送中心。代理商利用在资金和服务手段上的优势，与钢厂建立了稳定的供货关系，成为供需双方的重要中间桥梁。为了稳定钢厂和使用厂家的关系，代理商主动投资建立仓储和剪切配送中心，这一势头非常之快，设备的档次及加工质量也越来越高，国内一些专业仓库、铁路线已具备了专业仓储和剪切配送功能。还有一些民间自发投资建设钢材配送中心。这主要是在较集中的钢材交易市场附近由民间自发投资建设剪切机组用于在钢材交易时按用户需求进行剪切加工。
5、主要城市社会自建钢材剪切（加工）配送中心。通过调查与分析，近年来，我国自建钢材剪切配送中心发展很快，加工能力已超过1000万t，主要以加工薄规格冷热板、电工钢、镀锌、锡板、彩板为主。
因此，提高剪切效率必要性越来越强，作者就设计这种自动剪切机。
第二章设计方案的筛选
§2-1 杠杆机构
在力的作用下如果能绕着一固定点转动的物体就叫杠杆。在生活中根据需要，杠杆可以做成直的，也可以做成弯的，但必须是物体。
阿基米德在《论平面图形的平衡》一书中最早提出了杠杆原理。他首先把杠杆实际应用中的一些经验知识当作"不证自明的公理"，然后从这些公理出发，运用几何学通过严密的逻辑论证，得出了杠杆原理。这些公理是：⑴在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上相等的重量，它们将平衡；⑵在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上不相等的重量，重的一端将下倾；⑶在无重量的杆的两端离支点不相等距离处挂上相等重量，距离远的一端将下倾；⑷一个重物的作用可以用几个均匀分布的重物的作用来代替，只要重心的位置保持不变。相反，几个均匀分布的重物可以用一个悬挂在它们的重心处的重物来代替；似图形的重心以相似的方式分布……正是从这些公理出发，在"重心"理论的基础上，阿基米德又发现了杠杆原理，即"二重物平衡时，它们离支点的距离与重量成反比。"
杠杆绕着转动的固定点叫做支点
使杠杆转动的力叫做动力，（施力的点叫动力作用点）
阻碍杠杆转动的力叫做阻力，（施力的点叫阻力用力点)
当动力和阻力对杠杆的转动效果相互抵消时，杠杆将处于平衡状态，这种状态叫做杠杆平衡，但是杠杆平衡并不是力的平衡。
注意：在分析杠杆平衡问题时，不能仅仅以力的大小来判断，一定要从基本知识考虑，做到解决问题有根有据，切忌凭主观感觉来解题。
杠杆静止不动或匀速转动都叫做杠杆平衡。
通过力的作用点沿力的方向的直线叫做力的作用线
从支点O到动力F1的作用线的垂直距离L1叫做动力臂
从支点O到阻力F2的作用线的垂直距离L2叫做阻力臂
杠杆平衡的条件（文字表达式）：
动力×动力臂=阻力×阻力臂
公式：
F1×L1=F2×L2
一根硬棒能成为杠杆，不仅要有力的作用，而且必须能绕某固定点转动，缺少任何一个条件，硬棒就不能成为杠杆，例如酒瓶起子在没有使用时，就不能称为杠杆。
动力和阻力是相对的，不论是动力还是阻力，受力物体都是杠杆，作用于杠杆的物体都是施力物体
力臂的关键性概念：1：垂直距离，千万不能理解为支点到力的作用点的长度。
力臂不一定在杠杆上。
力臂三要素：大括号（或用|→←|表示）、字母、垂直符号
使用杠杆时，如果杠杆静止不动或绕支点匀速转动，那么杠杆就处于平衡状态。
动力臂×动力=阻力臂×阻力，即L1×F1=L2×F2，由此可以演变为F2/F1=L1/L2
杠杆的平衡不仅与动力和阻力有关，还与力的作用点及力的作用方向有关。
假如动力臂为阻力臂的n倍，则动力大小为阻力的1/n"大头沉"
动力臂越长越省力，阻力臂越长越费力.
省力杠杆费距离；费力杠杆省距离。
等臂杠杆既不省力，也不费力。可以用它来称量。例如：天平
许多情况下，杠杆是倾斜静止的，这是因为杠杆受到几个平衡力的作用。
一类：支点在动力点和阻力点的中间。称为第一类杠杆。既可能省力的，也可能费力的，主要由支点的位置决定，或者说由臂的长度决定。动力臂与阻力臂长度一致，所以这类杠杆是等臂杠杆。例：跷跷板、天平等。
二类：阻力点在动力点和支点中间。称为第二类杠杆。由于动力臂总是大于阻力臂，所以它是省力杠杆。例：坚果夹子，门，钉书机，跳水板，扳手，开（啤酒）瓶器，（运水泥、砖的）手推车。
三类：动力点在支点和阻力点之间。称为第三类杠杆。特点是动力臂比阻力臂短，所以这类杠杆是费力杠杆，然而能够节省距离。例：镊子，手臂，鱼竿，皮划艇的桨，下颚，锹、扫帚、球棍，理发剪刀等以一手为支点，一手为动力的器械。
另外，像轮轴这类的工具也属于一种变形杠杆。就拿最简单、相似于第一类杠杆的定滑轮来介绍，滑轮轴心好比支点，两端物体的拉力好比杠杆的两端施力，而如果滑轮是一个完美的圆，施力臂和阻力臂皆将是圆的半径。
根据杠杆模型可知，若L1〉L2，则F1〈F2，这是杠杆可省力；若L1〈L2，则F1〉F2，这时杠杆要费力；若L1=L2，则F1=F2，杠杆既不省力也不费力根据动力臂与阻力臂的不同，我们可以把杠杆分为三类：省力杠杆、费力杠
杆和等臂杠杆。
既省力又省距离的杠杆是没有的。
§2-2平面连杆机构
平面连杆机构的运动设计一般可归纳为以下三类基本问题：
1) 实现构件给定位置（亦称刚体导引），即要求连杆机构能引导某构件按规定顺序精确或近似地经过给定的若干位置。
2) 实现已知运动规律（亦称函数生成），即要求主、从动件满足已知的若干组对应位置关系，包括满足一定的急回特性要求，或者在主动件运动规律一定时，从动件能精确或近似地按给定规律运动。
3) 实现已知运动轨迹（亦称轨迹生成），即要求连杆机构中作平面运动的构件上某一点精确或近似地沿着给定的轨迹运动。
在进行平面连杆机构运动设计时，往往是以上述运动要求为主要设计目标，同时还要兼顾一些运动特性和传力特性等方面的要求，如整转副要求、压力角或传动角要求、机构占据空间位置要求等。另外，设计结果还应满足运动连续性要求，即当主动件连续运动时，从动件也能连续地占据预定的各个位置，而不能出现错位或错序等现象。
平面连杆机构运动设计的方法主要是几何法和解析法，此外还有图谱法和模型实验法。几何法是利用机构运动过程中各运动副位置之间的几何关系，通过作图获得有关运动尺寸，所以几何法直观形象，几何关系清晰，对于一些简单设计问题的处理是有效而快捷的，但由于作图误差的存在，所以设计精度较低。解析法是将运动设计问题用数学方程加以描述，通过方程的求解获得有关运动尺寸，故其直观性差，但设计精度高。随着数值计算方法的发展和计算机的普及应用，解析法已成为各类平面连杆机构运动设计的一种有效方法。
四杆机构有两种基本类型。①在满足曲柄存在的前提下，铰链四杆机构取不同的构件作机架，可得到具有不同运动特性的铰链四杆机构：例如曲柄摇杆机构，双曲柄机构和由它们派生出来的平行四边形机构,曲柄滑块机构等。铰链四杆机构中，若a为最短杆，取杆d或杆b为机架，则a为曲柄，c为摇杆，即得曲柄摇杆机构。如取a为机架，则b和d都是曲柄,即得双曲柄机构。②在不满足曲柄存在的前提下,铰链四杆机构的运动链不论哪个杆固定,因无曲柄存在,必为双摇杆机构。例如图2c，取c为机架,b和d都是摇杆。如将曲柄摇杆机构的摇杆长度增加至无穷大，则转动副O B转化为移动副，即得曲柄滑块机构。此外四杆机构还带两个滑块型式的双滑块机构。
动力机的驱动轴一般整周转动，因此机构中被驱动的主动件应是绕机架作整周转动的曲柄在形成铰链四杆机构的运动链中，a、b、c、d既代表各杆长度又是各杆的符号。当满足最短杆和最长杆之和小于或等于其他两杆长度之和时，若将最短杆或其邻杆固定其一，则另一杆即为曲柄。
§2-3 凸轮机构
凸轮机构是由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。
由凸轮的回转运动或往复运动推动从动件作规定往复移动或摆动的机构。凸轮具有曲线轮廓或凹槽，有盘形凸轮、圆柱凸轮和移动凸轮等，其中圆柱凸轮的凹槽曲线是空间曲线，因而属于空间凸轮。从动件与凸轮作点接触或线接触，有滚子从动件、平底从动件和尖端从动件等。尖端从动件能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，可实现任意运动，但尖端容易磨损，适用于传力较小的低速机构中。为了使从动件与凸轮始终保持接触，可采用弹簧或施加重力。具有凹槽的凸轮可使从动件传递确定的运动，为确动凸轮的一种。一般情况下凸轮是主动的，但也有从动或固定的凸轮。多数凸轮是单自由度的，但也有双自由度的劈锥凸轮。凸轮机构结构紧凑，最适用于要求从动件作间歇运动的场合。它与液压和气动的类似机构比较，运动可靠，因此在自动机床、内燃机、印刷机和纺织机中得到广泛应用。但凸轮机构易磨损，有噪声，高速凸轮的设计比较复杂，制造要求较高。
优点
结构简单、紧凑、设计方便，可实现从动件任意预期运动，因此在机床、纺织机械、轻工机械、印刷机械、机电一体化装配中大量应用。
缺点
1）点、线接触易磨损；
2）凸轮轮廓加工困难;
3）行程不大.
§2-4 齿轮机构及齿轮系结构
齿轮机构是现代机械中应用最广泛的一种传动机构，它可以用来传递空间任意两轴间的运动和动力。与其它传动机构相比，齿轮机构的优点是：结构紧凑、工作可靠、传动平稳、效率高、寿命长、能保证恒定的传动比，而且其传递的功率和适用的速度范围大。故齿轮机构广泛用于机械传动中。但是齿轮机构的制造安装费用高、低精度齿轮传动的噪声大。
按照一对齿轮传动的传动比是否恒定，齿轮机构可以分为两大类：其一是定传动比齿轮机构，齿轮是圆形的，又称为圆形齿轮机构，是目前应用最广泛的一种；其二是变传动比齿轮机构，齿轮一般是非圆形的，又称为非圆形齿轮机构，仅在某些特殊机械中适用。
按照一对齿轮在传动时的相对运动是平面运动还是空间运动，圆形齿轮机构又可以分为平面齿轮机构和空间齿轮机构两类。
轮系类型
轮系分为两大类：定轴齿轮系（定轴线轮系或定轴轮系）和行星齿轮系（动轴线轮系或周转轮系）。
定轴轮系
当齿轮系运转时，若其中各齿轮的轴线相对于机架的位置始终固定不变，则该齿轮系称为定轴轮系。
定轴轮系分为平面定轴轮系、空间定轴轮系。
周转轮系
当齿轮运转时，其中存在齿轮的轴线相对于某一固定轴线或平面转动，则此轮系称为周转轮系。
周转轮系分为差动轮系、行星轮系。
第三章机构运动简图
经过第二章对常见的几种机构特点分析，我们采用曲柄摇杆机构来设计该剪切机。
§3-1 曲柄摇杆机构
§3-2 机构模型的截图
§3-3 CAD简图
第四章机构运动计算
运动副为周转副的条件：
1）最短杆长度+最长杆长度﹤﹦其余两杆长度之和。杆长条件。2）组成该周转副的两杆必有一杆为最短杆。
当最短杆为连架杆时，机构为曲柄摇杆机构。
a+d≤b+c
根据CAD作图标注数据，有
A=38.84
B=155.32
C=166.79
D=215.76
A+D=38.84+155.32=194.16
B+C=155.32+166.79=322.11
故，满足条件。
通过图推算得到，
K=V2/V1=T1/T2=α1/α2=（180°+θ）/（180°-θ）
传动角γ
γ1=∠B1C1D=arcos(b^2+c^2-(d-a)^2)/2bc
γ2=∠B2C2D= arcos(b^2+c^2-(d+a)^2)/2bc ∠B2C2D＜90°
γ1和γ2中的小者即为γmin
第五章设计小结
机械原理设计课程设计是机械设计制造及其自动化专业教学活动中不可或缺的一个重要环节。通过了课程设计使我从各个方面都受到了机械设计的训练，对机械的有关各个零部件有机的结合在一起得到了深刻的认识。
此次机械原理课程设计题目很有意义考察的知识点也很全面，有凸轮设计及结构分析，还有援助齿轮，圆锥齿轮的设计及电动机的选择等，还有CAD制图，以及各种设计方案的比较，这不仅培养了我综合应用大学四年里所学的理论知识和生产实际知识解决工程实际问题的能力，还培养出了我们的团队合作精神。全体组员共同探讨，解决了许多个人无法解决的问题。同时，我深刻地认识到了自己在知识的理解和接受应用方面的不足。由于这次设计时间紧迫，有很多地方还有不足，有待改进，今后的学习过程中，我会更加认真努力学习！
由于在设计方面我们没有经验，理论知识学的不牢固，在设计中难免会出现这样那样的问题，如：在选择计算齿轮组时可能会出现误差，如果是联系紧密
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。
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》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
一、压床机构设计要求 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。 2.设计容： （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。以上容与后面的动态静力分析一起画在l号图纸上。 （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。 （3）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。以上容作在2号图纸上
二、压床机构的设计 1、连杆机构的设计及运动分析 （2）长度计算： 已知：X 1＝70mm ， X 2＝200mm ，Y ＝310mm ， ψ13＝60°，ψ11 3＝120°， H ＝210mm ， CE/CD=1/2, EF/DE=1/2, BS 2/BC=1/2, DS 3/DE=1/2。 由条件可得；∠EDE ’=60° ∵DE=DE ’ ∴△DEE ’等边三角形 过D 作DJ ⊥EE ’，交EE ’于J ，交F 1F 2于H ∵∠JDI=90° ∴HDJ 是一条水平线， ∴DH ⊥FF ’ ∴FF ’∥EE ’ 过F 作FK ⊥EE ’ 过E ’作E ’G ⊥FF ’，∴FK ＝E ’G 在△FKE 和△E ’GF ’中，KE ＝GF ’，FE=E ’F ’, ∠FKE=∠E ’GF ’=90° ∴△FKE ≌△E ’GF ’ ∴KE= GF ’ 设计容 连杆机构的设计及运动分析 单位 mm （o） mm r/min 符号 X1 X2 y ρ' ρ'' H CE/C D EF/DE n1 BS2/B C DS3/D E 数据 70 200 310 60 120 210 1/2 1/4 90 1/2 1/2
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。
一、设计任务 实现在产品表面自动打制印章的要 求。产品由运送带运送到推头1的前端（如 图1所示），然后由推送机构将产品3推送 到打印头2的下部，此后打印头2向下运 动，与产品上表面接触，完成打印操作。 在打印头退回原位时，推送机构再推送另 一产品，并把打印好的产品推走。 二、原始数据及设计要求 产品尺寸为：长*宽*高=200mm*200mm*100mm ，生产率为10件/min,要求打印机头在与产品接触时，有一秒的停歇时间以保证在产品上形成清晰的印字。设打印机头在打印过程中对产品的压力为500吨。 三、参与人数 5人，每人设计一个方案。 四、结题要求 1、设计能能满足上述一、二两项要求的机构方案，交绘制机构运动简图一张(1号图纸)； 2、进行运动、力及动力学分析，交设计说明书一份。 第2题 糕点切片机 一、设计任务 如图2所示,试设计一机构实现糕点的切片。切片厚度可调整。 二、原始数据及设计要求 机构的一些尺寸： 糕点规格: 长 20~80mm; 宽 <300mm; 高 10~20mm; 切刀工作节拍：40次/分 主要设计要求是：（1）通过调整进给的距离，达 到切出不不同厚度糕点的需要。（2）要确保进给机构 与切片机构协调工协调工作，全部送进运动应在切刀 返回过程中完成，输送运动必须在切刀完全脱离切口后方能开始进行。 三、参与人数 5～7人，每人设计一个方案。 四、结题要求 1、设计能能满足上述一、二两项要求的机构方案，交绘制机构运动简图一张(1号图纸)； 2、进行运动、力及动力学分析，交设计说明书一份。 图2 糕点切片
一、设计任务 如图3所示,试设计一实现用于徽章打印机构。可快速进行徽章生产.适合学校及公司等团体的徽章批量生产。 二、原始数据及设计要求 图3所示，在冲制薄片徽章时上模1先 以较大的速度接近坯料2，同时下模3也以 较大速度接近坯料。此时进料推杆6将薄牌推入压制腔中，然后上下模将坯料压制成 型。并随下模向下运动，被弹片7弹出入筐4中，完成一次冲压工作循环。 运动要求：(1)从动件(执行机构)为上模 1，作上下往复运动。(2)上模1到达工作段前送料机构已将坯料送至待加工位置（下模 3上方）。（４）生产率为每分钟７０件。（５） 执行构件（上模）的工作段长度为１００mm 。（７）送料距离为５０mm 。 三、参与人数 2～3人，每人设计一个方案。 四、结题要求 1、设计能能满足上述一、二两项要求 的机构方案，交绘制机构运动简图一张(1号图纸)； 2、进行传动计算，交设计说明书一份。 第4题 洗瓶机的设计 一、设计任务 试设计一洗瓶机，能实现清洗瓶子内外表面的功能。 二、原始数据及设计要求 如图5所示： 瓶子尺寸：大端直径 D=80mm ，长度 L=200mm ，口径d=20mm 。 推进距离S=600mm ， 推瓶机构应使推移接近均 匀的速度推瓶，平稳地接 触和脱离瓶子，然后推头 快速返回原位，准备进入 第二个工作循环。 按生产率的要求，推 程的平均速度v=45mm/s ， 返回时的平均速度为工作 图3 徽章打印机 15672 34 瓶子推头外表面刷子导辊图5 洗瓶机原理图
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)
成绩 机械原理课程设计 设计题目平压印刷机机构 学院工学院 专业年级机制122 宋宏泽 同组王琳王旭侯善蕾 指导教师海蓉 （2014 年7月） 中国农业大学教务处制
本科生课程设计任务书 2013 —2014 学年夏季学期 工学院机械设计制造及其自动化专业课程设计名称：机械原理课程设计 设计题目：平压印刷机机构设计 完成期限：自2014 年6 月30 日至2014 年7 月9 日共1.5 周设计依据、要求及主要容（可另加附页）： 一、设计参数 由于是自拟题目，故设计参数需要根据背景调查，结合设计考虑，进行自行拟定。 二、设计任务 1、绘制整机工作的运动循环图 2、设计减速系统 3、设计执行机构 三、要求 1、设计报告正文中必须包含 机构的尺寸设计和参数设计 必要的图示说明、解析式推导过程 编制程序的流程框图 解析式与程序中的符号对照表 源程序清单 打印结果（含量纲的数表、图形） 2、设计报告格式要求 word文档打印设计报告（用语规，标点符号正确，无错别字） C语言程序（或其它）进行运动分析与受力分析 excel（或其它）打印数表与曲线 cad、flash/PPT（或其它）绘制机构运动简图 Inventor（或其它）表现三维效果——选做
3、课程设计报告装订顺序 统一格式封皮 统一格式任务书 统一格式目录 统一格式正文 设计总结（心得体会、建议等——言简意赅） 统一格式参考文献 四、参考文献 参阅《机械原理辅助教材》中所列参考文献 五、设计进度建议 第1周： 周一：讲课，布置设计题目，课程设计实习 周二：实验室看模型，查阅资料，绘制运动循环图，拟定运动方案，绘制机构运动简图周三~周四：方案设计草图机构设计和分析，推导解析式，编制程序 周五：数学模型，编制程序，上机调试，设计报告定稿 周六~周日：确定参数 第2周： 周一~周二：交设计报告，答辩 指导教师（签字）：
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
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。
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
《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
机械原理课程设计说明 书 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
机械原理课程设计说明书 题目：压床机械方案分析 班级：机械1414班 姓名：刘宁 指导教师：李翠玲 成绩： 2016 年 11 月 8 日 目录 目录 一．题目：压床机械设计 二．原理及要求 （1）.工作原理 压床机械是由六杆机构中的冲头（滑块）向下运动来冲压机械零件的。图1为其参考示意图，其执行机构主要由连杆机构和凸轮机构组成，电动机经过减速传动装置（齿轮传动）带动六杆机构的曲柄转动，曲柄通过连杆、摇杆带动滑块克服阻力F冲
压零件。当冲头向下运动时，为工作行程，冲头在内无阻力；当在工作行程后行程时，冲头受到的阻力为F；当冲头向上运动时，为空回行程，无阻力。在曲柄轴的另一端，装有供润滑连杆机构各运动副的油泵凸轮机构。 （a）机械系统示意图（b）冲头阻力曲线图 （c）执行机构运动简图 图1 压床机械参考示意图 （2）.设计要求 电动机轴与曲柄轴垂直，使用寿命10年，每日一班制工作，载荷有中等冲击，允许曲柄转速偏差为±5％。要求凸轮机构的最大压力角应在许用值[α]之内，从动件运动规律见设计数据，执行构件的传动效率按计算，按小批量生产规模设计。 （3）.设计数据
推程运动角 δ60°70°65°60°70°75°65°60°72°74° 远休止角 s δ10°10°10°10°10°10°10°10°10°10° 回程运动角 δ'60°70°65°60°70°75°65°60°72°74°三．机构运动尺寸的确定 转速n2 (r/min)距离x1 (mm) 距离x2 (mm) 距离y (mm) 冲头行程H (mm) 上极限角 Φ1 (°) 下极限角 Φ2(°) 884013516014012060 （ 1.以O2为原点确定点O4的位置； 2.画出CO4的两个极限位置C1O4和C2O4; 3.取B1，B2使CB=CO4*1/3，并连接B1O2，B2O2; 4.以O2为圆点O2A为半径画圆，与O2B1交于点A1; 5.延长B2O2交圆于A2； 6.取CD=*CO4。 C1 B1 D1 O4 B2 C2 A1 D2 O2 A2 （2）计算： 由题可知CO4=H=140，CB=CO4*1/3=47，O4B=93,CD=*CO4=42; Δx(O2B1)= Δx(O2B2)=OB*cos(30o)-x1=; Δy(O2B1)=y+O4B*sin(30o) =; Δy(O2B2)=y-O4B*sin(30o) =; O2B1=√[Δx(O2B1) 2+Δy(O2B1) 2]≈210; O2B2=√[Δx(O2B1) 2+Δy(O2B2) 2]≈120; AB+O2A=O2B1,AB-O2A=O2B2; 可以解得O2A=45，AB=165. 符号 单位mm 方案414093474216545