下载文档原格式
第13章 机械原理课程设计题目汇编近几年来，随着机械原理课程教学改革的不断深入，机械原理课程设计的重点应放在机械系统运动方案的构思和设计上，以激发和培养学生的创新意识和创新设计能力,这已成为共识。
本书从这一认识出发，并根据《机械原理课程教学基本要求》中对机械原理课程设计提出的要求，汇编了二十个课程设计题目，供教师选用和参考。
13.1 四工位加工机床的刀具进给系统和工作台转位系统设计(1) 功能要求及工艺动作分解提示 1) 总功能要求实现对工件的装卸、钻孔、扩孔、铰孔。
2) 工作原理及工艺动作分解提示四工位加工系统的工作原理及工艺动作分解如图13.1所示。
该系统由安装工件的回转工作台和装有刀具的主轴箱及传动部分组成。
工作台有四个工位，能绕自身回转轴线作间歇转动。
主轴箱上装有三把刀具，对应工作台Ⅱ位置装钻头，Ⅲ位置装扩孔钻头，Ⅳ位置装铰刀。
刀具的旋转运动由主轴箱系统提供，主轴箱能实现静止、快进、进给、快退的工艺动作。
主轴箱完成一次静止、快进、进给、快退的循环运动，在四个工位上分别完成相应的装卸、钻孔、扩孔、铰孔工作，在刀具退出工件期间，工作台完成一次回转90度的转动。
依次循环四次，一个工件就完成了装、钻、扩、铰、卸等工序。
(2) 原始数据和设计要求1) 刀具顶端离开工件表面65mm 开始动作(图13.2)，快速移动60mm 距工件5mm 时匀速送进60mm ，然后快速返回，回程和工作行程的平均速比(行程速度变化系数)K ＝2。
2) 刀具匀速进给速度为2mm/s ；工件装卸时间不超过10s 。
图13.1 图13.23) 生产率为每小时约74件。
(3) 运动方案构思提示1) 工作台的间歇转动可采用槽轮机构、不完全齿轮机构，曲柄摇杆棘轮机构、蜗杆凸轮间歇机构、圆柱凸轮间歇机构等。
2) 主轴箱的移动可采用移动推杆圆柱凸轮机构、移动推杆盘形凸轮机构、摆动推杆盘形凸轮与摇杆滑块机构、曲柄滑块机构、带滑块的六杆机构等。
目录机械原理设计任务书 (3)第一章、选取设计方案 (8)1-1 方案的选取 (8)1-2 构件选取 (8)第二章、压片成形机设计示意图 (9)第三章．构件组合运动分析 (10)3-1 工艺动作分解 (10)3-2 工艺顺序 (10)第四章、各构件尺寸及计算方法 (11)4-1 各杆尺寸及计算方法 (11)4-2 凸轮尺寸及计算方法 (11)4-3 传动比设计 (13)方案评价 (14)参考文献 (14)致谢 (15)课程设计任务书2009 —2010 学年第2 学期机械工程学院（系、部）机械工程及其自动化专业机工081 班级课程名称：机械原理课程设计设计题目：15吨压片机的加压机构设计完成期限：自2010 年7 月 5 日至2010 年7 月11 日共 1 周内容及任务一、设计的任务与主要技术参数压片机是将陶瓷干粉料压制成直径为34mm、厚度为5mm的圆形片坯。
其工艺过程是：(1) 干粉料均匀筛入团筒形型腔(图a)；(2) 下冲头下沉3mm，预防上冲头进入型腔时将粉料扑出(图b)；(3) 上、下冲头同时加压(图c)，并保压一段时间；(4) 上冲头退出，下冲头随后顶出压好的片坯(图d)；(5) 料筛推出片坯(图e)其余设计参数是：冲头压力 15吨(150000N)；生产率每分钟10片；机器运转不均匀系数 10%；驱动电机 2．8kw，1450r／min二、设计工作量要求：对设计任务课题进行工作原理和工艺动作分解，根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图，进行执行机构选型，构思该机械运动方案，并进行的选择和评定，确定机械运动的总体方案，根据任务书中的技术参数，确定该机械传动系统的速比和变速机构，作出机构运动简图，对相关执行机构的具体尺度进行分析与设计。
要求有设计说明书一份，相关图纸一至两张。
（有条件的要求用三维动画表述）。
进度安排起止日期工作内容7.5-7.6 构思该机械运动方案7.7-7.9 运动分析及作图7.10-7.11 整理说明书与答辩主要参考资料［1］朱理．机械原理［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2008：15-200［2］邹慧君．机械原理课程设计［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2009：15-250指导教师：陈义庄2010 年月日系（教研室）主任：王菊槐2010 年月日1 设计题目设计自动压片成形机，将具有一定湿度的粉状原料（如陶瓷干粉、药粉）定量送入压形位置，经压制成形后脱离该位置。
设计任务书设计任务：1 按工艺动作过程拟定机构运动循环图2 进行回转台间歇机构，主轴箱道具移动机构的选型，并进行机械运动方案评价和选择3 按选定的电动机和执行机构的运动参数进行机械传动方案的拟定4 对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计5 在2号图纸上画出最终方案的机构运动简图6 编写设计计算说明书设计要求：1 从刀具顶端离开工件表面65mm位置，快速移动送进了60mm后，在匀速送进60mm （5mm刀具切入量，45mm工件孔深，10mm刀具切出量），然后快速返回。
回程和工作行程的速比系数K=2。
2 生产率约每小时60件。
3 刀具匀速进给速度2mm/s，工件装、卸时间不超过10s。
4 执行机构能装入机体内。
机械运动方案设计根据专用机床的工作过程和规律可得其运动循环图如下：机构运动循环图该专用机床要求三个动作的协调运行，即刀架进给、卡盘旋转和卡盘的定位。
其工作过程如下：要确保在刀具与工件接触时卡盘固定不动，刀具退出工件到下次接触工件前完成卡盘旋转动作。
几个动作必须协调一致，并按照一定规律运动。
机械总体结构设计一、原动机构：原动机选择Y132S-4异步电动机，电动机额定功率P=5.5KW,满载转速n=1440r/min 。
二、传动机构：传动系统的总传动比为i=n/n 6,其中n 6为圆柱凸轮所在轴的转速，即总传动比为1440/1。
采用涡轮蜗杆减速机构（或外啮合行星减速轮系）减速。
三、执行部分总体部局：执行机构主要有旋转工件卡盘和带钻头的移动刀架两部分，两个运动在工作过程中要保持相当精度的协调。
因此，在执行机构的设计过程中分为，进刀机构设计、卡盘旋转机构和减速机构设计。
而进刀机构设计归结到底主要是圆柱凸轮廓线的设计，卡盘的设计主要是间歇机构的选择。
在执行过程中由于要满足相应的运动速度，因此首先应该对于原动机的输出进行减速。
下面先讨论减速机构传动比的确定：由于从刀具顶端离开工件表面65mm 位置，快速移动送进了60mm 后，在匀速送进60mm （5mm 刀具切入量，45mm 工件孔深，10mm刀具切出量），然后快速返回。
绪论本文是有关推动架工艺步骤的说明和设计方法的具体阐述。
工艺设计是在学习机械制造技术工艺学，在生产实习的基础上，综合运用所学相关知识对零件进行加工工艺规程的设计，根据零件加工要求制定出可行的工艺路线，以确保零件的加工质量。
据资料所示，推动架是牛头刨床进给机构中的小零件，其主要作用是把从电动机传来的旋转运动通过偏心轮杠杆使推动架绕其轴心线摆动，同时拨动棘轮，带动丝杠转动，实现工作台的自动进给。
在设计推动架机械加工工艺过程时要通过查表法准确的确定各表面的总余量及余量公差，合理选择机床加工设备以及相应的加工刀具，进给量，切削速度、功率，扭矩等用来提高加工精度，保证其加工质量。
第1章引言机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。
生产的发展和产品更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。
在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。
因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。
1.1 机械加工工艺规程制订1.1.1 生产过程与机械加工工艺过程生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。
它包括原材料的运输、保管于准备，产品的技术、生产准备、毛坯的制造、零件的机械加工及热处理，部件及产品的装配、检验调试、油漆包装、以及产品的销售和售后服务等。
机械工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为零件的全过程。
机械加工工艺过程的基本单元是工序。
工序又由安装、工位、工步及走刀组成。
规定产品或零件制造过程和操作方法等工艺文件，称为工艺规程。
机械加工工艺规程的主要作用如下：1.机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。
工艺规划课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解工艺规划的基本概念，掌握工艺流程设计的基本原则。
2. 学生能掌握工艺规划中涉及的材料、设备、工艺参数等知识点，并能运用到实际操作中。
3. 学生能了解我国工艺规划的发展现状及行业应用。
技能目标：1. 学生具备独立设计简单工艺流程的能力，能运用相关软件或工具进行工艺仿真。
2. 学生能运用工艺规划知识解决实际问题，具备一定的创新能力和实践操作能力。
3. 学生能通过团队合作，共同完成复杂的工艺规划项目，提高沟通与协作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对工艺规划学科的兴趣，激发学习热情，形成积极的学习态度。
2. 学生能认识到工艺规划在工业生产中的重要性，增强社会责任感和使命感。
3. 学生通过课程学习，培养严谨、细致、务实的工作作风，提高自身的职业素养。
本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合，以提高学生的实际操作能力和创新能力。
课程目标旨在使学生在掌握工艺规划基本知识的基础上，能够独立完成工艺流程设计，培养具备实践能力和团队合作精神的高素质技术技能型人才。
二、教学内容1. 工艺规划基本概念与原则：包括工艺、工艺规划的定义，工艺流程设计的基本原则，工艺参数的选取与优化。
教材章节：第一章 工艺规划概述2. 工艺流程设计方法：介绍常见的工艺流程设计方法，如流程图法、网络图法等，并结合实际案例进行分析。
教材章节：第二章 工艺流程设计方法3. 工艺规划中的材料与设备：讲解不同材料的加工特性及适用设备，设备选型与布局原则。
教材章节：第三章 工艺规划中的材料与设备4. 工艺参数的确定与优化：分析影响工艺参数的因素，介绍工艺参数的确定方法，以及如何通过优化参数提高生产效率。
教材章节：第四章 工艺参数的确定与优化5. 工艺仿真与优化：运用相关软件或工具进行工艺仿真，分析仿真结果，优化工艺流程。
教材章节：第五章 工艺仿真与优化6. 工艺规划在行业中的应用：介绍我国工艺规划在制造业、化工、电子等行业中的应用案例。
机械系统运动方案设计机械系统设计的通常考虑下列几个方面：机械系统设计的通常原则机械运动方案设计●机械的结构构成机械的种类是五花八门十分繁多，常见的机械有动力机械、生产机械、起重运输机械、建筑机械、矿山机械、林业机械、农业机械等等。
随着科学技术的进展，各类生产机械的速度与精度要求越来越高，同时要考虑环境保护、节约原材料、节约能源，而且大量的使用机、电或者机、电、液的一体化以满足自动化生产的新要求。
一批又一批的新机械不断涌现。
尽管各类机械的结构与用途多种多样千差万别，大体上均由四部分构成：动力机、传动系统、执行机构与操纵操纵装置，如图1所示。
此外，为保证机械正常工作还设有一些辅助装置，如润滑、冷却、安全保护，计数及照明装置等。
图 1●机械系统设计的通常原则一台较复杂的机械在运转中常包含多个工艺动作，相互协调配合以完成预定的工艺目的。
工艺目的及工艺动作确定之后，机械系统的设计要紧包含动力机的类型、功率与额定转速的选择，运动变换机构的选择与协调各工艺动作的机械运动循环图的拟定。
这些工作在很大程度上决定了所设计机构的性能、造价，因而是设计工作中关键的一环。
机械系统设计又是一项繁难的工作，它不但要求设计者有多方面的知识，还要有广博的见识与丰富的经验。
由于机构种类的繁多、功用各异，因此机械系统的设计难以找出共同的模式，这里讨论的仅是设计过程中的通常性原则。
◆ 使用简短的运动链拟定机械的传动系统或者执行机构时，尽可能使用简单、紧凑的运动链。
由于运动链越简短，构成传动系统或者执行机构所使用的机构与构件数目越少，这不仅降低制造费用、减小体积与重量，而且使机械的传动效率相对提高。
由于减少传动环节，使传动中的积存误差也随之减小，结果将提高机械的传动精度与工作准确性。
◆ 有较高的机械效率传动系统的机械效率要紧取决于构成机械的各基本机构的效率与它们之间的联接方式。
因此，当机械中含有效率较低的机构时，如蜗轮蜗杆传动装置，这将降低机械的总效率。
