机械原理课程设计
学生学院机械工程学院
专业班级机械0904
学号20094410419
学生姓名伍广成
指导教师王剑彬
2012 年5月10日
目录
1. 机械原理课程设计设计任务书...................2
2. 课程设计目的.................................3
3. 飞轮设计.....................................3 3.1绘制动态等功阻力矩)(?**=c c M M 线图....................3 3.2绘制驱动功)(?a a A A =图...............................3 3.3求最大动态剩余功]['A ................................4 3.4计算转动惯量F J .....................................4
4. 凸轮设计.....................................5
5. 变位齿轮机构设计.............................7
6. 设计小结.....................................8 参考文献
2. 课程设计目的
机械原理课程设计是培养学生掌握机械系统运动方案设计能力的技术基础
课程，它是机械原理课程学习过程中的一个重要实践环节。其目的是以机械原理课程的学习为基础，进一步巩固和加深所学的基本理论、基本概念和基本知识，培养学生分析和解决与本课程有关的具体机械所涉及的实际问题的能力，使学生熟悉机械系统设计的步骤及方法，其中包括选型、运动方案的确定、运动学和动力学的分析和整体设计等，并进一步提高计算、分析，计算机辅助设计、绘图以及查阅和使用文献的综合能力。
3.飞轮设计
3.1绘制动态等功阻力矩)(?**=c c M M 线图
列表汇集同组同学在动态静力分析中求得的各机构位置的平衡力矩f
M （-f M 即为动态阻力矩r M ）。数据如下表：
由以上数据在A2图纸上绘制?
~r
M 图，其中力矩比例尺)
(
10)(
mm
m N mm
m N M ?=?μ，
角度比例尺)
1(
026.0)1(
mm
mm
=?μ。
3.2绘制驱动功)(?a a A A =图
利用图解积分法求出在一个运动循环中的阻力功*c A ，数据如下： 1
3.186
270=?
π
2
5.1343.186
2374
70=+?
+π
力矩
1 2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
)
(m N M r ?
0 70
374
393
275
15
-14
-16
-17
-17 -32
27
3
3.3355.1346
2374
393=+?
+π
4
2.510
3.3356
2393
275=+?
+π
5
1.586
2.5106
2275
15=+?
+π
6
4.5861.5866
215
14=+?
+-π
7
5.5784.5866
214
16=+?
--π
8
9.5695.5786
216
17=+?
--π
9
0.5619.5696
217
17=+?
--π
10
2.5480.5616
217
32=+?
--π
11
9.5462.15486
232
27=+?
-π
12
0.5549.5466
227=+?
π
由于在一个运动循环中驱动功与阻力功相等，则将曲线的始末端连接即为
a A 。
3.3求最大动态剩余功]['A
将)
(?a a
A A =与*c A =*
c A )
(?两线图相减，即得一个运动循环中的动态剩余功线
图
)
('
;?A A =。该图的纵坐标最高点与最低点的距离即表示最大动态剩余功
]['
A =407.03
3.4计算转动惯量F J
已知min /90~60r n = 则min
max min max )
(2n n n n +-=
δ
=0.5
由
算的F J 为2
32.23m kg ?
4. 凸轮设计
已知：从动件的运动规律为推程余弦运动，回程等加速等减速运动，凸轮与
曲柄共轴。
凸轮参数：
[]?=?=?=?=?====H 60，120，30，150，30，
mm 10e ，mm 40，mm 3002’
00100δδδδαγ 根据已知求出凸轮的基本尺寸，理论廓线外凸曲线的最小曲率半径min ρ，选取滚子半径，绘制凸轮实际廓线。以上内容坐在2号图纸上。 （1） 根据运动规律求出?
?
??
?~,
~,~2
2
d s d d ds s 并用何方法绘制
a. 推程 ?????
????? ???-H
=δδπ0cos 12s
?
??
?
????H =
δδπδω
π?00
sin 2d ds ?
??
?
???H =
δδπδω
π?
020
2
2
22
cos 2d s
d
b. 回程
等加速回程：
2
2???
? ??H =δ
δ
s ???
? ??H =2
4δδ
ω?d ds
22?d s
d = 20
4???
?
??H δω 等减速回程：
2
02
)(2δδδ
-H
-
H =s
)(4020
δδδ
ω
?
-H =
d ds
22
?d s
d =2
04???
?
??H -δ
ω 由机械原理课程设计指导书可知：用作图法进行相关设计。
由凸轮运动方程绘制出凸轮推程，远休止，回程和近休止的运动线图，作图方法如下：
在S 坐标轴取线段长为OA ，使OA 等于h ，以OA 为直径作半圆，并将半圆等分为10份，，相应的在t 坐标轴上，把推程段平均分成10份，取半圆的等分点作t 轴的平行线，该平行线与推程的坐标的交点即为运动线点，用光滑的曲线将交点连接起来，得到推程运动线图。在远休止段，S=h 。回程段，将回程起始点与终止点连接起来，与该段横坐标的中点有一交点，相应的把该交点所在的垂线段平分为 8份，横坐标前段对应交点的上部，后段对应交
点的下部，将相应的横纵坐标交点用光滑的曲线连接起来，得到回程的运动线图。近休止的运动线图为一在横坐标上的直线。
作凸轮廓线图
以r0为半径作基圆，过圆心取偏心距e 作一直线与基圆的交点为从动件初始位置，以该偏心距e 所在的半径为起始半径，量取一段150度的圆弧，平均分成10份，过半径作切线。在运动线图上相应量出横坐标到相应交点的距离，该距离即为切线上的点距基圆交点的距离，并以该交点作为滚子的圆心，以r 为半径做出滚子轮廓，将所有的滚子轮廓线用光滑的曲线连接起来，即为凸轮的轮廓线
（2） 根据凸轮运动参数，得出下列数据 根据所得数据画出凸轮理论轮廓，选取滚子半径为10mm,得出凸轮实际廓线（见图2）。可得： 。
5.变位齿轮机构设计 设计数据
符号 Z1 Z2 m α 方案一
13
59
10
20
已知：齿数，模数，压力角如上表，齿轮为正常齿制，工作情况为闭式传动。 要求：选择变位系数，计算该对齿轮传动的各部分尺寸，在2号图纸上绘制出齿轮传动的啮合图。
①查[2]，选择变位系数1x =2x -=0.4
②计算齿轮传动各部分尺寸 小齿轮 大齿轮 节圆直径（mm) 130 590 齿顶圆直径(mm) 158 602 齿根圆直径(mm) 113 557 基圆直径(mm) 122.2 554.4 分度圆齿厚（mm) 18.6 12.8 齿槽宽(mm) 12.8 18.6 齿顶高(mm) 10 6 齿根高(mm) 8.5 16.5 ③根据齿轮传动尺寸绘制传动啮合图(见图3） ④根据啮合图尺寸验算重合度 测得实际啮合线段47
21=B B ，法向齿距P=30;得重合度P
B B a
21=
ε=1.56
理论重合度5576
.12/)]tan (tan )tan (tan ['
22'
11=-+-=πααααεa a a
Z Z
通过验算实际重合度与理论重合度相等，符合要求。
6.设计小结
通过这次课程设计，重拾了许多学过的知识，巩固了机械原理的知识，更加充实了自己。这次课程设计最大的感触就是搞设计一定得细心，各方面知识都要牢固，另外，要学会查阅资料。自己动手，不懂向老师及同学请教。总之，这次课程设计收获不小，可谓受益匪浅！另外感谢老师及同学的帮助！
参考资料
【1】孙恒陈作模机械原理（第七版）西安工业大学机械原理及机械零件教研室编 2006.5
【2】机械手册。
【3】理论力学（第七版）哈尔滨工业大学理论力学教研室编。
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 课程设计说明书 设计题目：齿轮传动设计 学院：工程机械学院 专业：机械设计制造及其自动化班级：25040808
设计者：刘春（学号：25） 指导教师：张老师 2011-01-13 课程设计说明书 一、设计题目：齿轮传动设计 如图所示，齿轮变速 箱中，两轴中心距为80㎜， 各轮齿数为Z1=35，Z2=45， Z3=24，Z4=55， Z5=19,Z6=59，模数均为 m=2㎜，试确定各对齿轮的传动传动类型，并设计这三对齿轮传动。 二、全部原始数据：
Ｚ１=35，Ｚ2=45,Ｚ3=24,Ｚ4=55,Ｚ5=19,Ｚ6=59, ｍ=2mm,ha*=1,c*=0.25, α=20，a'=80mm 三、设计方法及原理： （一）传动的类型及选择： *按照一对齿轮的变位因数之和（Ｘ1+Ｘ2）的不同，齿轮传动可分为三种类型。 1.零传动（X1+Ｘ2=0） a.标准齿轮传动：X1=Ｘ2=0 传动特点：设计简单，便于互换。 b.高度变为齿轮传动：Ｘ1=-Ｘ2≠0，Ｘ1+Ｘ2=0。一般小齿轮 采用正变位，大齿轮采用负变位。 传动特点：互换性差，需成对设计和使用，重合度略有降低。 2.正传动(Ｘ1+Ｘ2>0) 传动特点： ①可以减小齿轮机构的尺寸。 ②可以减轻齿轮的磨损程度。 ③可以配凑中心距。 ④可以提高两轮的承载能力，由于两轮都可以采用正变。
位，可以增加两齿轮的齿根厚度，从而提高两齿轮的抗弯能力。 ⑤互换性差，需成对设计，制造和使用。 ⑥重合度略有降低。 3.负传动(Ｘ1+Ｘ2<0） 传动特点： ①重合度略有降低。 ②互换性差，需成对设计，制造和使用。 ③齿厚变薄，强度降低，磨损增大。 综上所述，正传动的优点突出，所以在一般情况下，采用正传动；负传动是最不理想的传动，除配凑中心距的不得已情况下，尽量不用；在传动中心距等于标准中心距时，为了提高传动质量，可采用高度变位齿轮传动代替标准齿轮传动。 （二）变位因数的选择： *根据设计要求，可在封闭图上选择变位因数。 封闭图内容解释： 1.封闭图中阴影区是不可行区，无阴影区是可行区。所选择的变位因数的坐标点必须在可行区内。 2.根据不发生根切的最小变位因数算出两个齿轮不发生根切的限制线Ｘ1min，Ｘ2min分别平行于两坐标轴，若变位因数Ｘ1在Ｘ1min线的右边，变位因数Ｘ2在Ｘ2min线的上方，则所设计的齿轮完全不发生根切。
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
机械设计机械原理课程设计题目 1 2020年4月19日
2 2020年4月19日 设计题目1：手动圆柱螺旋弹簧缠绕机设计 机构简图： 技术要求：弹簧螺距经过调整挂轮传动比可变，钢丝应拉紧，弹簧直径可变，最大长度Lmax 为300mm 。 主要参数： 弹黄中径D 2 ： mm 钢丝直径d ： mm 弹簧螺距p ： mm 设计要求： 1)拟定机构系统总体运动方案,画出系统运动方案简图，完成论证报告。 2)完成传动系统或执行系统的结构设计，画出传动系统或执行系统的装配图。 钢丝 导轨 挂轮
3 2020年4月19日 3)设计主要构件和零件，完成1张构件图和3张零件工作图。 4)编写设计说明书。 完成日期： 年 月 日 指导教师 设计题目2：稳速器的设计 工作简图： 技术要求：输出轴转速稳定，主轴速度波动由辅轴调节。 主要参数： 3 4 1－输出轴 ２－机体 ３－主输入轴 ４－辅输入轴
输出轴转速n2 r/min 主轴转速范围n1±r/min 输出轴功率P kw 设计要求： 1)拟定机构系统总体运动方案,画出系统运动方案简图，完成论证报告。 2)完成传动系统或执行系统的结构设计，画出传动系统或 执行系统的装配图。 3)设计主要构件和零件，完成1张构件图和3张零件工作 图。 4)编写设计说明书。 完成日期：年月日指导教师 设计题目3：自动钢板卷花机设计 工作简图： 4 2020年4月19日
5 2020年4月19日 技术要求：卷花轴转φ1角后，内限位板与卷花轴共同转φ 2角,外限位板可限位和退出,并有退料装置。限位板直径D ：400mm ， 主要参数： 卷花轴转角φ1：3600 内限位板转角φ2：1800 钢板宽和厚：30×3 生产率： 电机功率P ：1.1kw 设计要求： 1)拟定机构系统总体运动方案,画出系统运动方案简图， 1 2 3 1－卷花轴 ２－模板 ３－钢板花 ４－内限位板
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-- -切菜机
本科生课程设计任务书 2007 —2008 学年夏季学期 工学院模具与塑性成形专业 姓名学号 课程设计名称：机械原理课程设计 设计题目：多功能切菜机切刀传动系统 完成期限：自 2008 年 6 月 30 日至 2008 年 7 月 10 日共 1.5 周 小组其他成员： 一、设计参数 设切刀工作阻力P=100N 切片厚度约4mm，切丝厚度约3mm 旋转式切刀转速300r/min或采用直动式切刀，工作频率300次/分 行程速比系数K=1.05 机器运转速度不均匀系数许用值[δ]=0.05 主传动机构许用压力角 [α主 ]=40 ，辅助传动机构许用压力角[α辅]=70 生产能力300—2000kg/h 电动机转速n=1400r/m 电动机功率储备系数η =1.5 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 ①设计减速传动系统。电机转速n=1400r/min,要减到工作频率（切刀转速），确 定传动方案，及各级减速传动比的大小，绘制传动简图。说明 过载保护装置。 ②设计齿轮传动。若采用了齿轮传动，按等强度或等寿命条件设计齿轮传动，绘 制齿轮啮合图。编写程序计算基本几何尺寸，验算重合度，小 齿轮顶厚度，不根切条件及过渡曲线不干涉条件。 3、设计执行机构(切刀传动系统) ①设计运动方案，绘制机构示意图。 ②设计机构尺寸，绘制机构运动简图。 ③机构运动分析，打印结果数表，绘制输出构件的位移、速度、加速度图。
④机构受力分析，打印结果数表，绘制等效驱动力矩、阻力矩图。 ⑤设计飞轮转动惯量，确定电动机功率。 ⑥诺要改变切片厚度或生产效率，应如何调节切刀速度和输送带、夹持带速度？请提出你的设想。试就变化的参数对机构进行运动分析和受力分析，输出必要的图表，得出对比结论。 三、要求 1、设计报告正文中必须包含 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（用语规范，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 周五~周日：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 机构设计和分析，推导解析式，编制程序 第2周： 周一~周三：编制程序，上机调试，设计报告定稿
机械原理课程设计 说明书 题目：双联凸轮写“C”机构 学院：xxxxxxxxxxxxxxxxx 班级：xxxxxxxxxxxxx 姓名：xxxxxxxxxxx 学号：xxxxxxxxxxxxx 指导教师：xxxxxxxxx 2015年1月23日
一．设计任务…………………………………………二．原始数据设计及设计要求………………………三．设计方案分析……………………………………四．设计内容…………………………………………五．设计小结…………………………………………六．参考文献…………………………………………
一．设计任务 设计能写出英文字母C的凸轮写字机构。且该机构由两凸轮连续回转的协调配合及相应的连杆，控制绘图部件画出英文字母C。 二．原始数据设计及设计要求 1. C字高60mm(y方向)。 2. C字宽45mm(x方向)。 3. 机构体积小，质量轻，工作可靠，启动或停顿时冲击小。 三．设计方案分析 1. 方案一：两对心直动尖顶推杆盘形凸轮写字机构。 尖顶推杆虽然构造简单，但易磨损，且启动或停顿时冲击大。 2. 方案二：两对心直动滚子推杆盘形凸轮写字机构。 滚子与凸轮间为滚动摩擦，磨损小，传动精度高，冲击小。 3. 方案选择：通过对上述两种方案分析比较，选用方案二。
四、设计内容 目标C曲线 通过作图工具，得到想要的C曲线如下图所示 该“C”曲线为一段半径是30mm的圆弧的一部分。由于双联凸轮机构的特性，作出的曲线应为封闭图形。所以要用一条线段将“C”的首尾相连，即得到如图所示的曲线。
数据处理 通过建立如图所示的坐标系，得到X的相对偏移量和X=X(Φ)和Y的相对偏移量和Y=Y(Φ)。并建立如下的表格。
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：
3.2高速级齿轮传动的设计 3.2.1传动齿轮的设计要求 1)齿轮材料：软齿面齿轮传动 小齿轮：45号钢，调质处理，齿面硬度为240HBS； 大齿轮：45号钢，正火处理，齿面硬度为200HBS。 2)轴向力指向轴的非伸出端； 3)每年300日，每班8小时，两班制 4)齿宽系数； 5)螺旋角； 6)中心距取整，分度圆直径精确计算(保留小数点后两位)。 3.2.2选择齿轮类型，精度等级及齿数 1)参考表10.6，取通用减速器精度等级为7级精度 2)取小齿轮齿数为，齿数比，即大齿轮齿数 ,取； 3)选择斜齿圆柱齿轮，取压力角°； 4)初选螺旋角. 3.2.3按齿面接触疲劳强度设计 1.计算小齿轮的分度圆直径，即 ≥ 1)确定公式中的各参数值 a)试选载荷系数=1.3 b)计算小齿轮传递的转矩 =9.55*?=9.55**4.496/1450(N?mm)=2.96*N?mm c)取齿宽系数=1.0 d)由图10.20查得区域系数=2.433； e)由表10.5查得材料的弹性影响系数=189.8 f)计算接触疲劳强度用重合度系数 =arctan(tan/tan)=arctan(tan20/tan14)=20.562° =arccos
=arccos[24*cos20.562/(24+2*1*cos14)]=29.974 =arccos = 22.963 = =[24*(tan29.974-tan22.963)+115*(tan22.963-tan20.562)]/2 =1.474 ==1*24*tan14/=1.905 = g)螺旋角系数===0.985 h)计算接触疲劳许用应力 由图10.25c,d查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为 =500MPa，=375MPa 应力循环次数分别为 =60=60*1450*1*(2*8*300*8)=3.341* == 由图10.23查得接触疲劳寿命系数 取失效概率为1%，安全系数s=1，则小齿轮和大齿轮的接触疲劳许用应力分别为 取较小值为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即 a 2)试算小齿轮分度圆直径
机械原理课程设计大作业 ——齿轮传动系统20 课程名称：机械原理课程设计 设计题目：齿轮传动系统分析 院系：机电工程学院 班级： 15 设计者： 学号： 115 指导教师：陈 设计时间： 2017年6月
1、设计题目 1.1机构运动简图 2、传动比的分配计算 电动机转速min /970r n =，输出转速min /3001r n =，n /3502mi r n =， min /4003r n =，带传动的最大传动比5.2m ax =p i ,滑移齿轮传动的最大传动比 4m ax =v i ，定轴齿轮传动的最大传动比4max =d i 。 根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为： 333.3230970 011=== n n i 714.2735 970 022=== n n i 250.2440 970 033=== n n i
传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三部分实现。设带传动的传动比为5.2m ax =p i ，滑移齿轮的传动比为321v v v i i i 、、，定轴齿轮传动的传动比为f i ，则总传动比 f v p i i i i 1m ax 1= f v p i i i i 2m ax 2= f v p i i i i 3max 3= 令 4max 3==v v i i 则可得定轴齿轮传动部分的传动比为 425.24 *5.2250 .24max max 3=== v p f i i i i 滑移齿轮传动的传动比为 333.5425 .2*5.2333 .32max 11== = f p v i i i i 571.4425 .2*5.2714 .27max 22== = f p v i i i i 设定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为 4343.1425.2max 3 3=≤== =d f d i i i 3、齿轮齿数的确定 根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮5、6、7、8、9和10为角度变位齿轮，其齿数：42,8,41，9,40,101098765======z z z z z z ；它们的齿 顶高系数1=* a h ， 径向间隙系数25.0=* c ，分度圆压力角020=α，实际中心距mm a 50' =。 根据定轴齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮11、12、13和14 为高度变位齿轮，其齿数：21,1314121311====z z z z 。它们的齿顶高系数1=* a h ，径向 间隙系数25.0=* c ，分度圆压力角020=α,实际中心距mm a 51'=。圆锥齿轮15和16 选择为标准齿轮29,171615==z z ，齿顶高系数1=*a h ，径向间隙系数25.0=* c ，分度 圆压力角为020=α（等于啮合角'α）。 4、齿轮变速传动中每对齿轮几何尺寸及重合度的计算 4.1 滑移齿轮5和齿轮6
第二部分机械原理课程设计题目 1．半自动平压模切机机构设计 1.1简介 图2.1 图2.2 半自动平压模切机是印刷、包装行业压制纸盒、纸箱等纸制品的专用设备。该机可对各种规格的白纸纸板、厚度在4mm以下的楞瓦纸板，以及各种高级精细的印刷品进行压痕、切线、压凹凸。经过压痕、切线的纸板，用手工或机械沿切线处去边料后，沿着压出的压痕可折叠成各种纸盒、纸箱，或制成凹凸的商标。 压制纸板的工艺过程分为“走纸”和“模切”两部分。如图2.1所示，4为工作台面，工作台上方的1为双列链传动，2为主动链轮，3为走纸模块（共五个），其两端分别固定在前后两根链条上，横块上有若干个加紧片。主动链轮由间歇机构带动，使双列链条作同步的间歇运动。每次停歇时，链上的一个走纸横块刚好运行到主动链轮下方的位置上。这时，工作台面下方的控制机构控制其执行构件7作往复运动，推动横块上的夹紧装置，使夹紧片张开，操作者可将纸板8喂入，待夹紧后，主动链轮又开始转动，将纸板送到具有上模5（装调以后是固定不动的）和下模6的位置，链轮再次停歇。这时，在工作台面下部的主传动系统中的执行构件——滑块6和下模为一体向上移动，实现纸板的压痕、切线，称为模压或压切。压切完成以后，链条再次运行，当夹有纸板的横块走到某一位置时，受另一机构（图上未表示）作用，使夹紧
片张开，纸板落到收纸台上，完成一个工作循环。与此同时，后一个横块进入第二个工作循环，将已夹紧的纸板输入压切处，如此实现连续循环工作。 1.2 原始数据和设计要求 1）每小时压制纸板3000张。 2）传动机构所用电动机转速n=1450r/min ，滑块推动下模块向上运动时所受生产阻力 如图2.2所示，图中N P C 6 102?=， 回程时不受力，回程的平均速度为工作行程平均速度的1.2倍，下模移动的行程长度mm H 5.050±=。下模和滑块质量约为120kg ，各杆件质量按18kg/m 计算。 3） 机器运转不均匀系数0.1 4） 工作台面离地面的距离约为1200mm 。 5） 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。 1.3 设计步骤及应完成的工作量 1） 拟定运动系统方案，并进行方案的分析比较，拟定运动循环图。 2） 机构设计 a. 用解析法和图解法相结合设计连杆机构（即下压模传动机构）。 b. 用图解法或解析法设计凸轮机构 3） 对执行压模传动机构进行运动分析和动态静力分析。提供如下结果：机构尺寸， 电机型号；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。 4） 正确绘制机构运动简图 a. 拟定自电动机至曲柄轴的传动链方案，并进行传动比分配。 b. 进行传动机构的最终布置，画出机构的运动循环图。 c. 按比例绘制运动简图，每人完成2号图纸一张（图纸内容包括：设计的机构 简图，机构传动系统图，运动循环图）。 5） 编写设计计算说明书。
凸轮理论轮廓线与实际轮廓线数据 x y x1 y1 0 0 35 0 30 5 -3.06104 34.9879 -2.98506 29.9885 10 -6.16038 34.9373 -5.96929 29.9409 15 -9.32665 34.8075 -8.95079 29.8217 20 -12.5705 34.5372 -11.9229 29.5794 25 -15.8791 34.0528 -14.8684 29.156 30 -19.2135 33.2787 -17.756 28.4959 35 -22.5107 32.1486 -20.5396 27.5536 40 -25.6887 30.6146 -23.163 26.2995 45 -28.6546 28.6546 -25.5658 24.7228 50 -31.3147 26.2762 -27.6908 22.8313 55 -33.5852 23.5166 -29.4895 20.6488 60 -35.4018 20.4392 -30.9252 18.2121 65 -36.727 17.1261 -31.9759 15.5683 70 -37.5544 13.6687 -32.6356 12.7712 75 -37.909 10.1577 -32.9168 9.87707 80 -37.8432 6.67277 -32.8502 6.93899 85 -37.4301 3.27471 -32.4829 3.99979 90 -36.7538 9.84813e-007 -31.8734 1.08708 95 -35.8983 -3.14069 -31.0846 -1.78862 100 -34.9373 -6.16038 -30.1769 -4.6311 105 -33.9248 -9.09012 -29.2009 -7.45161 110 -32.8892 -11.9707 -28.1908 -10.2606 115 -31.7208 -14.7916 -27.1892 -12.6785 120 -30.3109 -17.5 -25.9808 -15 125 -28.6703 -20.0752 -24.5746 -17.2073 130 -26.8116 -22.4976 -22.9813 -19.2836 135 -24.7487 -24.7487 -21.2132 -21.2132 140 -22.4976 -26.8116 -19.2836 -22.9813 145 -20.0752 -28.6703 -17.2073 -24.5746 150 -17.5 -30.3109 -15 -25.9808 155 -14.7916 -31.7208 -12.6785 -27.1892 160 -11.9707 -32.8892 -10.2606 -28.1908 165 -9.05867 -33.8074 -7.76457 -28.9778 170 -6.07769 -34.4683 -5.20945 -29.5442 175 -3.05045 -34.8668 -2.61467 -29.8858 180 -1.87564e-006 -35 -1.60769e-006 -30 185 3.05045 -34.8668 2.61467 -29.8858 190 6.07768 -34.4683 5.20944 -29.5442 195 9.05866 -33.8074 7.76457 -28.9778 200 11.9707 -32.8892 10.2606 -28.1908
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。
Harbin Institute of Technology 课程设计说明书 课程名称：机械原理课程设计 设计题目：棒料输送线布料装置（方案8）院系：机电工程学院 班级：1208105 设计者：殷琪 学号：1120810529 指导教师： 设计时间：2014.6.27 哈尔滨工业大学
目录 机械原理课程设计任务书 (1) 一、题目要求 (2) 二、机械系统工艺动作分析 (2) 三、机械系统运动功能分析 (3) 四、系统运动方案拟定 (5) 五、系统运动方案设计 (8) 六、系统运动简图 (14)
棒料输送线布料装置（方案8） 一、题目要求 已知技术参数和设计要求： 棒料输送布料装置（方案8）功能描述如下图所示棒料输送线。料斗中分别装有直径35mm，长度150mm的钢料和铜料。在输送线上按照下图所示的规律布置棒料。原动机转速为1430rpm，每分钟布置棒料40,75,90块，分3档可以调节。 二、机械系统工艺动作分析 由设计要求可知，该棒料输送线布料装置需要由三个部分共同构成，各执行构件为传送带轮、钢料料槽擒纵鼓轮1和铜料料斗擒纵鼓轮2，这三个构件的运动关系如图3所示。 传送带轮进 给 停止 进 给 停止 进 给 停止 进 给 停止 进 给 停止 钢料料槽擒纵鼓轮闭 合 落 料 闭合 落 料 闭合 铜料料斗擒纵鼓轮闭合 落 料 闭合 落 料 闭合 落 料 闭 合图3 棒料输送线布料装置运动循环图 传动带轮做间歇转动，停止时间约为进给时间的3倍，料槽擒纵鼓轮做持续转动，通过控制擒纵鼓轮的开口位置控制棒料按照需要的规律落料。
三、机械系统运动功能分析 由于电动机的转速为1430rpm ，为了分别得到85,60,35rpm 的转速，则由电动机到槽轮之间的总传动比i z 有3种，分别为 11143085z n n i == 221430n 60z n i == 33143035z n n i == 总传动比由定传动比c i 和变传动比v i 两部分构成，即 11 v c z i i i = 22v c z i i i = 33v c z i i i = 令定轴部分传动比为 13i c = 定轴传动比由一个齿轮轮系控制。 图4 齿轮轮系定轴传动单元 则变传动比部分传动比为 111430=1.29413*85z v c i i i = = 221430=1.83313*60z v c i i i == 331430=3.14313*35 z v c i i i == 于是，传动系统的三级变速功能单元如图6所示。 图5 三级变速运动功能单元 由于动力输出与皮带机构不在同一平面上，需采用一个圆锥齿轮，传动比i d =1。 图6 圆锥齿轮变向功能单元 由于需要传送带进行间歇运动，本设计在圆锥齿轮后加入槽轮。
冲床冲压机构、送料机构及传动系统的设计 一、设计题目 设计冲制薄壁零件冲床的冲压机构、送料机构及其传动系统。冲床的工艺动作如图5—1a所示，上模先以比较大的速度接近坯料，然后以匀速进行拉延成型工作，此后上模继续下行将成品推出型腔，最后快速返回。上模退出下模以后，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置，完成一个工作循环。 图1 冲床工艺动作与上模运动、受力情况 要求设计能使上模按上述运动要求加工零件的冲压机构和从侧面将坯料推送至下模上方的送料机构，以及冲床的传动系统，并绘制减速器装配图。 二、原始数据与设计要求 1．动力源是电动机，下模固定，上模作上下往复直线运动，其大致运动规律如图b）所示，具有快速下沉、等速工作进给和快速返回的特性； 2．机构应具有较好的传力性能，特别是工作段的压力角应尽可能小；传动角γ大于或等于许用传动角[γ]=40°； 3．上模到达工作段之前，送料机构已将坯料送至待加工位置（下模上方）；4．生产率约每分钟70件； 5．上模的工作段长度L=30~100mm，对应曲柄转角 0=（1/3~1/2）π；上模总行程长度必须大于工作段长度的两倍以上； 6．上模在一个运动循环内的受力如图c）所示，在工作段所受的阻力F0＝5000N，在其他阶段所受的阻力F1＝50N；
7．行程速比系数K≥1.5； 8．送料距离H=60~250mm； 9．机器运转不均匀系数δ不超过0.05。 若对机构进行运动和动力分析，为方便起见，其所需参数值建议如下选取：1）设连杆机构中各构件均为等截面均质杆，其质心在杆长的中点，而曲柄的质心则与回转轴线重合； 2）设各构件的质量按每米40kg计算，绕质心的转动惯量按每米2kg·m2计算；3）转动滑块的质量和转动惯量忽略不计，移动滑块的质量设为36kg； 4）传动装置的等效转动惯量（以曲柄为等效构件）设为30kg·m2； 5 ) 机器运转不均匀系数δ不超过0.05。 三、传动系统方案设计 冲床传动系统如图5－2所示。电动机转速经带传动、齿轮传动降低后驱动机器主轴运转。原动机为三相交流异步电动机，其同步转速选为1500r/min，可选用如下型号： 电机型号额定功率（kw）额定转速（r/min） Y100L2—4 3.0 1420 Y112M—4 4.0 1440 Y132S—4 5.5 1440 由生产率可知主轴转速约为70r/min，若电动机暂选为Y112M—4，则传动系统总传动比约为。取带传动的传动比i b=2，则齿轮减速器的传动比i g=10.285，故可选用两级齿轮减速器。 图2 冲床传动系统 四、执行机构运动方案设计及讨论 该冲压机械包含两个执行机构，即冲压机构和送料机构。冲压机构的主动件是曲柄，从动件（执行构件）为滑块（上模），行程中有等速运动段（称工作段），并具有急回特性；机构还应有较好的动力特性。要满足这些要求，用单一的基本机构如偏置曲柄滑块机构是难以实现的。因此，需要将几个基本机构恰当地组合在一起来满足上述要求。送料机构要求作间歇送进，比较简单。实现上述要求的机构组合方案可以有许多种。下面介绍几个较为合理的方案。