第一篇：機械原理課程設計任務書

機械原理課程設計題目

一、蜂窩煤成型機 l.工作原理及工藝動作過程

沖壓式蜂窩煤成型機是我國城鎮蜂窩煤（通常又稱煤餅，在圓柱形餅狀煤中沖出若干通孔）生產廠的主要生產設備。它將粉煤加入轉盤上的模筒內，經沖頭沖壓成蜂窩煤。

為了實現蜂窩煤沖壓成型，沖壓式蜂窩煤成型機必須完成五個動作： 1）粉煤加料：

2）沖頭將蜂窩煤壓制成型；

3）清除沖頭和出煤盤的積屑的掃屑運動； 4）將在模筒內的沖壓后的蜂窩煤脫模； 5）將沖壓成型的蜂窩煤輸送裝箱。2.原始數據及設計要求

1）蜂窩煤形狀為圓柱體，成品尺寸：￠100 mm×60 mm； 2）蜂窩煤成型機的生產能力：50次／min。3）驅動電機：轉速n=1440r/min。4）沖壓成型時的生產阻力達到100000N；

5）為了改善蜂窩煤沖壓成型的質量，希望在沖壓后有一短暫的保壓時間。

6）由于沖頭要產生較大壓力，希望沖壓機構具有增力功能，以增大有效力作用，減小原動機的功率。3.設計方案提示

沖壓式蜂窩煤成型機應考慮三個機構的選型和設計：沖壓和脫模機構、掃屑機構和模筒轉盤的間歇運動機構。

為了減小機器的速度波動和選擇較小功率的驅動電機，可以附加飛輪。4.設計任務

1）按工藝動作要求擬定運動循環圖。

2）進行沖壓脫模機構、掃屑刷機構、模筒轉盤間歇運動機構的選型。3）機械運動方案的評定和選擇。4）進行飛輪設計。

5）按選定的電動機和執行機構運動參數擬定機械傳動方案。6）圖出機械運動方案簡圖。

7）對傳動機構和執行機構進行運動尺寸計算。

二、剝豆機

1.工作原理及工藝動作過程

將干蠶豆浸胖后放在料斗內，通過振動下料后將蠶豆平放排列成頭尾相接，進豆到切位置，將豆壓住并切開頭部的皮，然后用擠壓方法將豆擠出。

剝豆機的主要工藝動作是送料、壓豆切皮、擠壓脫皮。2.原始數據及設計要求 1）蠶豆長度。20～25mm。2）蠶豆寬度。15~20mm。3）蠶豆厚度。6～8mm。4）生產率。每分鐘剝80粒。

5）剝豆機要求體積小、重量輕、壓緊力可調、工作可靠、外形美觀。3.設計方案提示

1）為了使蠶豆成橫臥頭尾排列，可以采用振動料斗上料。2）進料機構一般采用間歇運動機構。

3）壓緊、切皮機構最好用聯動組臺機構，為保證壓力不過大可在壓頭處加一個剛度合適的彈簧。

4）利用兩軋輥加壓進行擠壓脫皮，兩軋輥之間間隙一般比蠶豆最小厚度小。4.設計任務

1）根據工藝動作順序和協調要求擬定運動循環圖。

2）進行送料機構、壓緊-切皮機構、擠壓脫皮機構的選型以實現上述動作要求。3）機械運動方案的評定和選擇。

4）根據選定的電動機和執行機構的運動參數擬定機械傳動方案。5）畫出機械運動方案簡圖（機械運動示意圖）； 6）對傳動機構和執行機構進行運動尺寸計算。

三、螺釘頭冷鐓釘

1.工作原理及工藝動作過程

采用冷鐓的方法將螺釘頭鐓出，可以大大減少加工時間和節省材料。冷鐓螺釘頭主要完成以下動作：

1）把成卷的線材通過校直，并自動間歇送料； 2）截料并運料； 3）預鐓和終鐓； 4）頂料。

2.原始數據及設計要求 1）每分鐘冷鐓螺釘頭120只。

2）螺釘桿的直徑D=2～4mm，長度L=6～32mm。3）毛坯料最大長度48mm，最小長度12mm。4）冷鐓行程56mm。3.設計方案提示

1）自動間歇送料采用槽輪機構、凸輪式間隙運動機構等。2）將坯料轉動切割可采用凸輪機構推動進刀。

3）將坯料用沖壓機構在沖模內進行預鐓和終鐓，沖壓機構可采用平面四桿機構或六桿機構。

4）頂料，采用平面連桿機構等。4.設計任務

1）按工藝動作要求擬定運動循環圖。

2）進行自動間歇送料機構、截料送料機構、預鐓終鐓機構、頂料機構的選型。3）機械運動方案評價和選擇。

4）按選定的電動機和執行機構的運動參數擬定機械傳動方案。5）畫出機械運動方案簡圖。

6）對傳動機構和執行機構進行運動尺寸計算。

四、醫用棉簽卷棉機 1.工作原理及工藝動作過程

醫院用棉簽日耗量很大，為了提高工效采用卷棉機代替手工卷制棉簽。

棉簽卷制過程可以仿照手工方式進行動作分解，亦可另行構想動作過程。按手工方式進行動作分解后得到：

1）進棉。將條狀棉通過機構作定時適量送入。

2）揪棉。將條狀棉壓（卷）緊并揪棉，使之揪下定長的條棉。3）送簽。將簽桿進至導棉槽上方與定長條棉接觸。4）卷棉。簽桿自轉并沿導棉槽移動完成卷棉動作。2.原始數據及設計要求

1）棉花。條狀脫脂棉，寬25～30mm，自然厚4～5mm。

2）罄桿。醫院通用簽桿，直徑約3mm，桿長約70mm，卷棉部分約20～25mm。3）生產率。每分鐘卷60支，每支卷取棉塊長約20～25mm。

4）卷棉簽機體積要小，重量輕，工作可靠，外形美觀，成本低，卷出的棉簽松緊適度。

3.設計方案提示

1）送棉可采用兩滾輪壓緊棉條、對滾送進，送進方式可采用間歇運動，以實現定時定量送棉。

2）揪棉時應采用壓棉和揪棉兩個動作，壓棉可采用凸輪機構推動推桿壓緊棉條，為使自動調整壓緊力中間可加一彈簧。揪棉可采用對滾爪輪在轉動中揪斷棉條。

3）送簽可采用漏斗口均勻進出簽桿，為避免簽桿卡在漏斗口，可將漏斗作一定振動。4）卷棉可將簽桿送至導棉槽，并使簽桿產生自轉并移動而產生卷棉，如采用帶槽的塑料帶通過撓性傳動來實現。

4.設計任務

1）根據工藝動作要求擬定運動循環圖。

2）進行送棉、揪棉、送簽、卷棉四個機構的選型，實現上述4個動作的配合。3）機械運動方案的評定和選擇。

4）根據選定的電動機和執行機構的運動參數擬定機械傳動方案；

5）畫出機械運動方案簡圖（機械運動示意圖）； 6）對機械傳動系統和執行機構進行尺寸計算。

五、電阻壓帽機 1．設計要求

設計電阻自動壓帽機。圖a所示電阻由圖b所示的電阻坯1和左、右兩個電阻帽2壓合而成。要求電阻坯從料斗落下后自動夾緊定位，并將從電阻帽料斗落下的兩個電阻帽分左右自動壓上。生產按固定周期單工位連續進行。

2．功能分解

為完成電阻壓帽工藝過程，其運動功能可分解為三種工藝動作：

1）送坯

將電阻坯件送到壓帽工位，為此需要設計進坯機構。

2）夾緊

把電阻坯件夾緊定位，為此需要設計夾緊定位機構。

3）壓帽

從兩端將電阻帽送到壓帽工位，并將它們壓牢在電阻坯件上（兩端同時進行），為此需要設計送帽壓帽機構。

3．原始數據

1）電阻坯為圓柱體，成品尺寸：￠8 mm×20 mm； 2）生產能力：60次／min。3）驅動電機：轉速n=1440r/min。4.設計任務

1）按工藝動作要求擬定運動循環圖。

2）進行進坯機構、夾緊定位機構、送帽壓帽機構的選型。3）機械運動方案評價和選擇。

4）按選定的電動機和執行機構的運動參數擬定機械傳動方案。5）畫出機械運動方案簡圖。

6）對傳動機構和執行機構進行運動尺寸計算。

六、冷霜自動灌裝機 l.工作原理及工藝動作過程

冷霜自動灌裝機是通過出料活塞桿上下往復運動實現冷霜灌裝入盒內。其主要工藝動作有：

1）將空盒送進六工位轉盤，利用轉盤間歇運動變換不同工位； 2）在灌裝工位上空盒上升灌入冷霜；

3）在貼錫紙工位上粘貼錫紙（利用錫紙下降）； 4）在蓋盒蓋工位上將盒蓋壓下； 5）進出成品。2.原始數據及設計要求

1）冷霜自動灌裝機的生產能力：60盒／min。

2）冷箱盒尺寸：直徑D=30～50mm，高度h=10～15mm。3）工作臺面離地面的距離約1100～1200mm。

4）要求機構的結構簡單緊湊，運動靈活可靠，易于制造。3.設計方案提示

1）六工位轉盤機構可采用槽輪、不完全齒輪、凸輪式間歇運動機構。2）空盤上升可采用凸輪機構。3）錫紙紙庫下降可采用凸輪機構。4）壓蓋機構也可采用凸輪機構。

為了使上述各機構實現同步、協調工藝動作，三個凸輪可裝在一根軸上。4.設計任務

1）按工藝動作要求擬定運動循環圖。

2）進行轉盤問歇運動機構、空盒上升機構、錫紙庫下降機構、壓蓋機構的選型。3）機械運動方案的評定和選擇。

4）按選定的電動機和執行機構運動參數擬定機械傳動方案。5）畫出機械運動方案簡圖。

6）對傳動機構和執行機構進行運動尺寸計算。

七、自動制釘機

l.工作原理及工藝動作過程

制造木工用大大小小的鐵釘是將一卷直徑與鐵釘直徑相等的低碳鋼絲通過下列工藝動作來完成的。

1）校直鋼絲。并按節拍要求間隙地輸送到裝夾工位。2）冷鐓釘帽，在此前需夾緊鋼絲。3）冷擠釘尖。4）剪斷鋼絲。2.原始數據及設計要求 1）鐵釘直徑￠l.6～￠3.4mm。2）鐵釘長度25～80mm。3）生產率360枚/min。

4）最大冷鐓力3 000N，最大剪斷力2 500N。

5）冷鐓滑塊質量8 kg，其它構件質量和轉動慣量不計。6）要求結構緊湊、傳動性能優良、噪聲盡量減小。3.設計方案提示

1）送絲校直機構，要求使送絲與校直動作合一來考慮機構型式。同時應附加夾緊機構。在送絲時放松，其余時間夾緊。送絲校直機構可采用間隙運動機構帶動擺動爪，擺動爪壓緊鋼絲并送絲校直。夾緊機構利用聯動關系開合。

2）冷鐓釘帽機構，可以采用移動或擺動式沖壓機構，一般可用平面六桿機構或四桿機構，其移動、擺動的行程可在25mm左右為宜。為了減小電動機容量和機械速度波動可加飛輪。

3）冷擠和剪斷機構在性能要求上與冷鐓機構相同，因而采用機構也十分類似。4）由于機構較多，相互動作協調十分重要，盡量考慮將各執行機構的原動件固連在一個主軸上。

4.設計任務

1）按工藝動作要求擬定運動循環圖。

2）進行送絲校直機構、冷鐓釘帽機構、冷擠釘尖機構、剪斷鋼絲機構的選型。3）機械運動方案的評價和選擇。

4）按選定的電動機和執行機構的運動參數擬定機械傳動方案。5）設計飛輪和確定電動機型號。6）畫出機械運動方案簡圖。

7）對傳動機構和執行機構進行運動尺寸計算。

八、半自動平壓模切機 1.工作原理及工藝動作過程

半自動平壓模切機是印刷、包裝行業壓倒紙盒、紙箱等紙制品的專用設備。它可對各種規格的紙板、厚度在4mm以下的瓦楞紙板，以及各種高級精細的印刷品進行壓痕、切線、壓凹凸。經過壓痕、切線的紙板，用手工或機械沿切線處去掉邊料后，沿壓出的壓痕可折疊成各種紙盒、紙箱，或制成凹凸的商標。

它的工藝動作主要有兩個：一是將紙板走紙到位，二是進行沖壓模切。2.原始數據和設計要求 1）每小時壓制紙板3000張。

2）上模固定，下模向上移動的行程長度H=50±0.5mm，回程的平均速度為工作行程的平均速度的1.3倍。

3）工作行程的最后2 mm 范圍內受到生產阻力Fr=2×1000000N，回程時不受力。下模和滑塊的質量共約120 kg。

4）工作臺面離地面的距離約1 200mm。

5）所設計的機構性能要良好，結構簡單緊湊，節省動力，壽命長，便于制造。3.設計任務

1）根據工藝動作要求擬定運動循環圖。2）進行進料、模切機構的選型。3）機械運動方案的評定和選擇。

4）根據給定的生產阻力及工作余量選定合適的電動機。5）進行飛輪設計。

6）按選定的電動機和執行機構運動參數擬定機械傳動方案。7）畫出機械運動方案簡圖；

8）對傳動機構和執行機構進行運動尺寸計算。

第二篇：機械原理課程設計任務書

機械原理課程設計任務書

一．設計題目11：可調式護頸電腦椅

二．工作原理及工藝動作過程

可調式護頸電腦椅，可以通過對頸部考點的調整及靠背的調整來適應人體最佳坐姿，緩解由于長時間對著電腦功作，而造成的對腰部及頸部的損傷，實現這樣一個功能，需要在椅子的靠墊部位安裝一個可以調節靠背及護頸的調節裝置，通過連桿機構與頸部護墊連接，通過按動電機按鈕來達到調節的最佳的效果

三．原始數據及設計要求

1）動力源是作轉動的或作直線往復運動的電機;

2）椅子靠背高0.5米，;

3）護頸高度為0.08米可通過滑動軌道調節其高度;

4）設計椅子整體高度為1.3米

5）通過連桿機構傳動

四、設計方案提示

長期用電腦工作的人坐在椅子上面通過按動調節按鈕，電機通過正反轉來調節適應人對坐姿的最佳姿勢而護頸，通過電機的開關按鈕來實現電機的工作與否，而通過U型護頸枕更加減少頭部重量對頸椎的壓力，增加人在電腦工作前的工作時間。

五、設計任務

1．根據設計要求與原始數據每組考慮至少2～3種系統運動方案，并對其傳動性能進行初步分析比較，畫出運動方案圖。經小組討論選定一種較佳運動方案；

2．根據工藝動作順序和協調要求擬訂運動循環圖；

3．進行機械運動方案的評價；

4.完成說明書一份。設計說明書應包括設計題目、設計要求、方案設計和選型、方案的評價，執行構件的運動循環圖，課程設計總結，參考文獻。

第三篇：機械原理課程設計任務書4

機械原理課程設計題目

一、蜂窩煤成型機 l.工作原理及工藝動作過程

沖壓式蜂窩煤成型機是我國城鎮蜂窩煤（通常又稱煤餅，在圓柱形餅狀煤中沖出若干通孔）生產廠的主要生產設備。它將粉煤加入轉盤上的模筒內，經沖頭沖壓成蜂窩煤。

為了實現蜂窩煤沖壓成型，沖壓式蜂窩煤成型機必須完成五個動作： 1）粉煤加料：

2）沖頭將蜂窩煤壓制成型；

3）清除沖頭和出煤盤的積屑的掃屑運動； 4）將在模筒內的沖壓后的蜂窩煤脫模； 5）將沖壓成型的蜂窩煤輸送裝箱。2.原始數據及設計要求

1）蜂窩煤形狀為圓柱體，成品尺寸：￠100 mm×60 mm； 2）蜂窩煤成型機的生產能力：50次／min。3）驅動電機：轉速n=1440r/min。4）沖壓成型時的生產阻力達到100000N；

5）為了改善蜂窩煤沖壓成型的質量，希望在沖壓后有一短暫的保壓時間。

6）由于沖頭要產生較大壓力，希望沖壓機構具有增力功能，以增大有效力作用，減小原動機的功率。3.設計任務

1）按工藝動作要求擬定運動循環圖。

2）進行沖壓脫模機構、掃屑刷機構、模筒轉盤間歇運動機構的選型。3）機械運動方案的評定和選擇。4）進行飛輪設計。

5）按選定的電動機和執行機構運動參數擬定機械傳動方案。6）圖出機械運動方案簡圖。

7）對傳動機構和執行機構進行運動尺寸計算。

二、剝豆機

1.工作原理及工藝動作過程

將干蠶豆浸胖后放在料斗內，通過振動下料后將蠶豆平放排列成頭尾相接，進豆到切位置，將豆壓住并切開頭部的皮，然后用擠壓方法將豆擠出。

剝豆機的主要工藝動作是送料、壓豆切皮、擠壓脫皮。2.原始數據及設計要求 1）蠶豆長度。20～25mm。2）蠶豆寬度。15~20mm。3）蠶豆厚度。6～8mm。4）生產率。每分鐘剝80粒。

5）剝豆機要求體積小、重量輕、壓緊力可調、工作可靠、外形美觀。3.設計任務

1）根據工藝動作順序和協調要求擬定運動循環圖。

2）進行送料機構、壓緊-切皮機構、擠壓脫皮機構的選型以實現上述動作要求。3）機械運動方案的評定和選擇。

4）根據選定的電動機和執行機構的運動參數擬定機械傳動方案。5）畫出機械運動方案簡圖（機械運動示意圖）； 6）對傳動機構和執行機構進行運動尺寸計算。

三、螺釘頭冷鐓釘

1.工作原理及工藝動作過程

采用冷鐓的方法將螺釘頭鐓出，可以大大減少加工時間和節省材料。冷鐓螺釘頭主要完成以下動作：

1）把成卷的線材通過校直，并自動間歇送料； 2）截料并運料； 3）預鐓和終鐓； 4）頂料。

2.原始數據及設計要求 1）每分鐘冷鐓螺釘頭120只。

2）螺釘桿的直徑D=2～4mm，長度L=6～32mm。3）毛坯料最大長度48mm，最小長度12mm。4）冷鐓行程56mm。3.設計任務

1）按工藝動作要求擬定運動循環圖。

2）進行自動間歇送料機構、截料送料機構、預鐓終鐓機構、頂料機構的選型。3）機械運動方案評價和選擇。

4）按選定的電動機和執行機構的運動參數擬定機械傳動方案。5）畫出機械運動方案簡圖。

6）對傳動機構和執行機構進行運動尺寸計算。

四、醫用棉簽卷棉機 1.工作原理及工藝動作過程

醫院用棉簽日耗量很大，為了提高工效采用卷棉機代替手工卷制棉簽。

棉簽卷制過程可以仿照手工方式進行動作分解，亦可另行構想動作過程。按手工方式進行動作分解后得到：

1）進棉。將條狀棉通過機構作定時適量送入。

2）揪棉。將條狀棉壓（卷）緊并揪棉，使之揪下定長的條棉。3）送簽。將簽桿進至導棉槽上方與定長條棉接觸。4）卷棉。簽桿自轉并沿導棉槽移動完成卷棉動作。2.原始數據及設計要求

1）棉花。條狀脫脂棉，寬25～30mm，自然厚4～5mm。

2）罄桿。醫院通用簽桿，直徑約3mm，桿長約70mm，卷棉部分約20～25mm。3）生產率。每分鐘卷60支，每支卷取棉塊長約20～25mm。

4）卷棉簽機體積要小，重量輕，工作可靠，外形美觀，成本低，卷出的棉簽松緊適度。

3.設計任務

1）根據工藝動作要求擬定運動循環圖。

2）進行送棉、揪棉、送簽、卷棉四個機構的選型，實現上述4個動作的配合。3）機械運動方案的評定和選擇。

4）根據選定的電動機和執行機構的運動參數擬定機械傳動方案；

5）畫出機械運動方案簡圖（機械運動示意圖）； 6）對機械傳動系統和執行機構進行尺寸計算。

五、電阻壓帽機 1．設計要求

設計電阻自動壓帽機。圖a所示電阻由圖b所示的電阻坯1和左、右兩個電阻帽2壓合而成。要求電阻坯從料斗落下后自動夾緊定位，并將從電阻帽料斗落下的兩個電阻帽分左右自動壓上。生產按固定周期單工位連續進行。

2．功能分解

為完成電阻壓帽工藝過程，其運動功能可分解為三種工藝動作：

1）送坯

將電阻坯件送到壓帽工位，為此需要設計進坯機構。

2）夾緊

把電阻坯件夾緊定位，為此需要設計夾緊定位機構。

3）壓帽

從兩端將電阻帽送到壓帽工位，并將它們壓牢在電阻坯件上（兩端同時進行），為此需要設計送帽壓帽機構。

3．原始數據

1）電阻坯為圓柱體，成品尺寸：￠8 mm×20 mm； 2）生產能力：60次／min。3）驅動電機：轉速n=1440r/min。4.設計任務

1）按工藝動作要求擬定運動循環圖。

2）進行進坯機構、夾緊定位機構、送帽壓帽機構的選型。3）機械運動方案評價和選擇。

4）按選定的電動機和執行機構的運動參數擬定機械傳動方案。5）畫出機械運動方案簡圖。

6）對傳動機構和執行機構進行運動尺寸計算。

六、冷霜自動灌裝機 l.工作原理及工藝動作過程

冷霜自動灌裝機是通過出料活塞桿上下往復運動實現冷霜灌裝入盒內。其主要工藝動作有：

1）將空盒送進六工位轉盤，利用轉盤間歇運動變換不同工位； 2）在灌裝工位上空盒上升灌入冷霜；

3）在貼錫紙工位上粘貼錫紙（利用錫紙下降）； 4）在蓋盒蓋工位上將盒蓋壓下； 5）進出成品。2.原始數據及設計要求

1）冷霜自動灌裝機的生產能力：60盒／min。

2）冷箱盒尺寸：直徑D=30～50mm，高度h=10～15mm。3）工作臺面離地面的距離約1100～1200mm。

4）要求機構的結構簡單緊湊，運動靈活可靠，易于制造。3.設計任務

1）按工藝動作要求擬定運動循環圖。

2）進行轉盤問歇運動機構、空盒上升機構、錫紙庫下降機構、壓蓋機構的選型。3）機械運動方案的評定和選擇。

4）按選定的電動機和執行機構運動參數擬定機械傳動方案。5）畫出機械運動方案簡圖。

6）對傳動機構和執行機構進行運動尺寸計算。

七、自動制釘機

l.工作原理及工藝動作過程

制造木工用大大小小的鐵釘是將一卷直徑與鐵釘直徑相等的低碳鋼絲通過下列工藝動作來完成的。

1）校直鋼絲。并按節拍要求間隙地輸送到裝夾工位。2）冷鐓釘帽，在此前需夾緊鋼絲。3）冷擠釘尖。4）剪斷鋼絲。2.原始數據及設計要求 1）鐵釘直徑￠l.6～￠3.4mm。2）鐵釘長度25～80mm。3）生產率360枚/min。

4）最大冷鐓力3 000N，最大剪斷力2 500N。

5）冷鐓滑塊質量8 kg，其它構件質量和轉動慣量不計。6）要求結構緊湊、傳動性能優良、噪聲盡量減小。3.設計任務

1）按工藝動作要求擬定運動循環圖。

2）進行送絲校直機構、冷鐓釘帽機構、冷擠釘尖機構、剪斷鋼絲機構的選型。3）機械運動方案的評價和選擇。

4）按選定的電動機和執行機構的運動參數擬定機械傳動方案。5）設計飛輪和確定電動機型號。6）畫出機械運動方案簡圖。

7）對傳動機構和執行機構進行運動尺寸計算。

八、半自動平壓模切機 1.工作原理及工藝動作過程

半自動平壓模切機是印刷、包裝行業壓倒紙盒、紙箱等紙制品的專用設備。它可對各種規格的紙板、厚度在4mm以下的瓦楞紙板，以及各種高級精細的印刷品進行壓痕、切線、壓凹凸。經過壓痕、切線的紙板，用手工或機械沿切線處去掉邊料后，沿壓出的壓痕可折疊成各種紙盒、紙箱，或制成凹凸的商標。

它的工藝動作主要有兩個：一是將紙板走紙到位，二是進行沖壓模切。2.原始數據和設計要求 1）每小時壓制紙板3000張。

2）上模固定，下模向上移動的行程長度H=50±0.5mm，回程的平均速度為工作行程的平均速度的1.3倍。

3）工作行程的最后2 mm 范圍內受到生產阻力Fr=2×1000000N，回程時不受力。下模和滑塊的質量共約120 kg。

4）工作臺面離地面的距離約1 200mm。

5）所設計的機構性能要良好，結構簡單緊湊，節省動力，壽命長，便于制造。3.設計任務

1）根據工藝動作要求擬定運動循環圖。2）進行進料、模切機構的選型。3）機械運動方案的評定和選擇。

4）根據給定的生產阻力及工作余量選定合適的電動機。5）進行飛輪設計。

6）按選定的電動機和執行機構運動參數擬定機械傳動方案。7）畫出機械運動方案簡圖；

8）對傳動機構和執行機構進行運動尺寸計算。

第四篇：機械原理課程設計

機械原理 課程設計說明書

設計題目：牛頭刨床的設計

機構位置編號：11 3

方案號：II

班 級： 姓 名： 學 號：

年 月 日

目錄

一、前言………………………………………………1

二、概述

§2.1課程設計任務書…………………………2 §2.2原始數據及設計要求……………………2

三、設計說明書

§3.1畫機構的運動簡圖……………………3 §3.2導桿機構的運動分析…………………4 §3.3導桿機構的動態靜力分析3號點……11 §3.4刨頭的運動簡圖………………………15

§3.5飛輪設計………………………………17

§3.6凸輪機構設計…………………………19 §3.7齒輪機構設計…………………………24

四、課程設計心得體會……………………………26

五、參考文獻………………………………………27

一〃前言

機械原理課程設計是高等工業學校機械類專業學生第一次較全面的機械運動學和動力學分析與設計的訓練，是本課程的一個重要實踐環節。是培養學生機械運動方案設計、創新設計以及應用計算機對工程實際中各種機構進行分析和設計能力的一門課程。其基本目的在于： 

⑴．進一步加深學生所學的理論知識培養學生獨立解決有關本課程實際問題的能力。

⑵.使學生對于機械運動學和動力學的分析設計有一較完整的概念。

⑶.使學生得到擬定運動方案的訓練并具有初步設計選型與組合以及確定傳動方案的能力。

⑷.通過課程設計，進一步提高學生運算、繪圖、表達、運用計算機和查閱技術資料的能力。

⑸.培養學生綜合運用所學知識，理論聯系實際，獨立思考與分析問題能力和創新能力。

機械原理課程設計的任務是對機械的主體機構連桿機構、飛輪機構凸輪機構，進行設計和運動分析、動態靜力分析，并根據給定機器的工作要求，在此基礎上設計凸輪，或對各機構進行

運動分析。

二、概述

§2.1課程設計任務書

工作原理及工藝動作過程 牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機床，如圖(a）所示，由導桿機構1-2-3-4-5帶動刨頭5和削刀6作往復切削運動。工作行程時，刨刀速度要平穩，空回行程時，刨刀要快速退回，即要有極回作用。切削階段刨刀應近似勻速運動，以提高刨刀的使用壽命和工件的表面 加工質量。切削如圖所示。

§2.2.原始數據及設計要求

三、設計說明書(詳情見A1圖紙)

§3.1、畫機構的運動簡圖

以O 4為原點定出坐標系，根據尺寸分別定出O 2點B點，C點。確定機構運動時的左右極限位置。曲柄位置圖的作法為，取1和8’為工作行程起點和終點所對應的曲柄位置，1’和7’為切削起點和終點所對應的曲柄位置，其余2、3?12等，是由位置1起，順ω2方向將曲柄圓作12等分的位置，如下圖：

§3.2 導桿機構的運動分析

11位置的速度與加速度分析 1）速度分析

取曲柄位置“11”進行速度分析。因構件2和3在A處的轉動副相連，故VA2=VA3，其大小等于W2lO2A，方向垂直于O2 A線，指向與ω2一致。

曲柄的角速度 ω2=2πn2/60 rad/s=6.702rad/s υA3=υA2=ω2〃lO2A=6.702×0.09m/s=0.603m/s（⊥O2A）

取構件3和4的重合點A進行速度分析。列速度矢量方程，得

υA4= υA3+ υA4A3 大小 ?

√ ? 方向 ⊥O4B ⊥O2A ∥O4B 取速度極點P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm，作速度多邊形如下圖

由圖得

υA4=0.567m/s

υA4A3 =0.208m/s

用速度影響法求得

VB5=VB4=VA4*04B/O4A=1.244m/s 又

ω4=VA4/O4A=2.145rad/s 取5構件為研究對象,列速度矢量方程,得

vC = vB+ vCB 大小

? √ ? 方向 ∥XX ⊥O4B ⊥BC 取速度極點P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm, 作速度多邊行如

上圖。則圖知，vC5= 1.245m/s

Vc5b5=0.111m/s

ω5=0.6350rad/s

2）加速度分析

取曲柄位置“11”進行加速度分析。因構件2和3在A點處的轉動副相連，故aA2n=aA3n,其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。ω2=6.702rad/s, aA3n=aA2n=ω22lO2A=6.702×0.09 m/s2=4.0425m/s2 取3、4構件重合點A為研究對象，列加速度矢量方程得：

aA4 = aA4n + aA4τ

= aA2n

+ aA4A2k

+

aA4A

2大小:

?

ω42lO4A

?

√

2ω4υA4 A2

?

方向: ? A→O4 ⊥O4B A→O2

⊥O4B

∥O4B 取加速度極點為P＇,加速度比例尺μa=0.1（m/s2）/mm, 作加速度多邊形如下圖所示.由圖可知

aA4=2.593m/s2 用加速度影響法求得

aB4= aB5 = aA4* L04B / L04A =5.690 m /s2 又

ac5B5n =0.0701m/s2 取5構件為研究對象,列加速度矢量方程,得

ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5τ 大小

?

√

w52 Lbc

? 方向

∥XX √

c→b

⊥BC 作加速度多邊形如上圖，則

″

aC5B5τ= C5′C5·μa =2.176m/s2

aC5 =4.922m/s2

3號位置的速度與加速度分析 1)速度分析

取曲柄位置“3”進行速度分析，因構件2和3在A處的轉動副相連，故VA3=VA2，其大小等于w2〃lO2A，方向垂直于O2 A線，指向與w2一致。

曲柄的角速度 ω2=2πn2/60 rad/s=6.702rad/s υA3=υA2=ω2〃lO2A=6.702×0.09m/s=0.603m/s（⊥O2A）取構件3和4的重合點A進行速度分析，列速度矢量方程，得，VA4

=VA3

+ VA4A3

大小

?

√

?

方向

⊥O4B

⊥O2A

∥O4B 取速度極點P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm，作速度多邊形如下圖

VA4=pa4〃μv= 0.487m/s VA4A3=a3a4〃μv= 0.356 m/s w4=VA4?lO4A=1.163rad/s VB=w4×lO4B= 0.675m/s

取5構件作為研究對象，列速度矢量方程，得

υC =

υB

+

υCB

大小

?

√

? 方向 ∥XX(向右)

⊥O4B

⊥BC

取速度極點P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm, 作速度多邊形如上，則

Vc5=0.669m/s

Vcb=0.102m/s

W5=0.589rad/s 2）.加速度分析

取曲柄位置“3”進行加速度分析。因構件2和3在A點處的轉動副相連，故aA2n=aA3n,其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。ω2=6.702rad/s，9 aA2n=aA3n=ω22lO2A=6.702×0.09 m/s2=4.0426m/s2 取3、4構件重合點A為研究對象，列加速度矢量方程得：

aA4 =aA4n+ aA4τ = aA3n + aA4A3K + aA4A3v 大小: ? ω42lO4A ? √ 2ω4υA4 A3 ? 方向 ? B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B ∥O4B（沿導路）取加速度極點為P＇,加速度比例尺μa=0.1（m/s2）/mm, 作加速度多邊形下圖所示：

則由圖知：

aA4 =P′a4′〃μa =3.263m/s2 aB4= aB5 = aA4* L04B / L04A =4.052 m/ s2 取5構件為研究對象,列加速度矢量方程,得

ac = aB + acBn+ a cBτ

大小 ? √ ω5l2CB ? 方向 ∥X軸 √ C→B ⊥BC 其加速度多邊形如上圖，則 ac =p ′c〃μa =4.58m/s2 §3.3 導桿機構的動態靜力分析 3號點 取3號位置為研究對象：

①.5-6桿組共受五個力，分別為P、G6、Fi6、R16、R45, 其中R45和R16 方向已知，大小未知，切削力P沿X軸方向，指向刀架，重力G6和支座反力R16 均垂直于質心，R45沿桿方向由C指向B，慣性力Fi6大小可由運動分析求得，方向水平向左。選取比例尺μ=(40N)/mm，受力分析和力的多邊形如圖所示：

已知：

已知P=9000N，G6=800N，又ac=ac5=4.58m/s2 那么我們可以計算 FI6=-G6/g×ac =-800/10×4.5795229205 =-366.361N 又ΣF=P + G6 + FI6 + F45 + FRI6=0，方向 //x軸 → ← B→C ↑ 大小 9000 800 √ ？ ？ 又

ΣF=P + G6 + Fi6 + R45 + R16=0，方向

//x軸

→

←

B→C

↑ 大小

8000

620

√

？

？ 由力多邊形可得：F45=8634.495N

N=950.052 N 在上圖中，對c點取距，有

ΣMC=-P〃yP-G6XS6+ FR16〃x-FI6〃yS6=0 代入數據得x=1.11907557m ②.以3-4桿組為研究對象（μ=50N/mm）

已知： F54=-F45=8634.495N，G4=220N aB4=aA4〃 lO4S4/lO4A=2.261m/s2 , αS4=α4=7.797ad/s2

可得：

FI4=-G4/g×aS4 =-220/10×2.2610419N=-49.7429218N MS4=-JS4〃aS4=-9.356 對O4點取矩：

MO4= Ms4 + Fi4×X4 + F23×X23-R54×X54-G4×X4 = 0 代入數據，得：

MO4=-9.356-49.742×0.29+F23×0.4185+8634.495×0.574+220×0.0440=0 故：

F23=11810.773N Fx + Fy + G4 + FI4 + F23 + F54 = 0 方向： ？ ？ √ M4o4 √ √ 大小： √ √ → √ ┴O4B √

解得：

Fx=2991.612N Fy=1414.405N 方向豎直向下

③.對曲柄分析，共受2個力，分別為F32,F12和一個力偶M,由于滑塊3為二力桿，所以F32=F34，方向相反，因為曲柄2只受兩個力和一個力偶，所以F12與F32等大反力。受力如圖：

h2=72.65303694mm,則，對曲柄列平行方程有，ΣMO2=M-F32〃h2=0 即

M=0.0726*11810.773=0，即M=858.088N〃M

§3.4刨頭的運動簡圖

§3.5飛輪設計

1.環取取曲柄AB為等效構件，根據機構位置和切削阻力Fr確定一個運動循的等效阻力矩根據個位置時

值，采用數值積分中的梯形法，計算曲柄處于各的功

??。因為驅動力矩可視為

，確定等效驅動力常數，所以按照

矩Md。

2.估算飛輪轉動慣量 由

確定等效力矩。

§3.6凸輪機構設計

1.已知：擺桿為等加速等減速運動規律，其推程運動角?o?=10o，回程運動角?0'=70o，擺桿長度=70遠休止角001lo9D=135mm，最大擺角?max=15o，許用壓力角[?]=38.2.要求:(1)計算從動件位移、速度、加速度并繪制線圖。（2）確定凸輪機構的基本尺寸，選取滾子半徑，劃出凸輪實際輪廓線，并按比例繪出機構運動簡圖。

3.設計步驟：

1、取任意一點O2為圓心，以作r0=45mm基圓；

2、再以O2為圓心，以lO2O9/μl=150mm為半徑作轉軸圓；

3、在轉軸圓上O2右下方任取一點O9;

4、以O9為圓心，以lOqD/μl=135mm為半徑畫弧與基圓交于D點。O9D即為擺動從動件推程起始位置，再以逆時針方向旋轉并在轉軸圓上分別畫出推程、遠休、回程、近休，這四個階段。再以11.6°對推程段等分、11.6°對回程段等分（對應的角位移如下表所示），并用A進行標記，于是得到了轉軸圓山的一系列的點，這些點即為擺桿再反轉過程中依次占據的點，然后以各個位置為起始位置，把擺桿的相應位置

?畫出來，這樣就得到了凸輪理論廓線上的一系列點的位置，再用光滑曲

線把各個點連接起來即可得到凸輪的外輪廓。

5、凸輪曲線上最小曲率半徑的確定及滾子半徑的選擇

（1）用圖解法確定凸輪理論廓線上的最小曲率半徑min?：先用目測法估計凸輪理論廓線上的min?的大致位置（可記為A點）；以A點位圓心，任選較小的半徑r 作圓交于廓線上的B、C點；分別以B、C為圓心，以同樣的半徑r畫圓，三個小圓分別交于D、E、F、G四個點處，如下圖9所示；過D、E兩點作直線，再過F、G兩點作直線，兩直線交于O點，則O點近似為凸輪廓線上A點的曲率中心，曲率半徑?min?OA?；此次設計中，凸輪理論廓線的最小曲率半徑?min? 26.7651mm。

凸輪最小曲率半徑確定圖（2）凸輪滾子半徑的選擇（rT）

凸輪滾子半徑的確定可從兩個方向考慮： 幾何因素——應保證凸輪在各個點車的實際輪廓曲率半徑不小于1~5mm。對于凸輪的凸曲線處???C?rT，對于凸輪的凹輪廓線???C?rT（這種情況可以不用考慮，因為它不會發生

失真現象）；這次設計的輪廓曲線上，最

小的理論曲率半徑所在之處恰為凸輪

上的凸曲線，則應用公式：???min?rT?5?rT??min?5?21.7651mm；滾

子的尺寸還受到其強度、結構的限制，不能做的太小，通常取rT?(0.1?0.5)r0

及4.5?rT?22.5mm。綜合這兩方面的考慮，選擇滾子半徑可取rT=15mm。

然后，再選取滾子半徑rT，畫出凸輪的實際廓線。設計過程 1.凸輪運動規律 推程0≤2φ≤δo /2時：

???2?max1??2??20????4?max?1?2????0,?0???0??2???4?max?2 ????1??20

推程δo /2≤φ≤δo時：

????2?max1?max?(?2??20??)0????4?max?1?(?????20??)0???0?2,??0???4?max?2????1???20

回程δo+δs01≤φ≤δo+δs+δ'o/2時：

????2?max1??max2??'2?0????4?max?1??????'2?0??0,?0'??2???4?max?2????1???'20

回程δo+δs+δ’o/2≤φ≤δo+δs+δ’o時：????2?max1(?0'??)2??'20????4?max?1??(?????'20'??)0???0'?2,??0'???4?max?2????1??'20

2.依據上述運動方程繪制角位移ψ、角速度ω、及角加速度β的曲線，由公式得出如下數據關系（1）角位移曲線：

（2）角速度ω曲線:

（3）角加速度曲線:

4）、求基圓半徑ro及lO9O2

3.由所得數據畫出從動桿運動線圖

§3.7齒輪機構設計 1、設計要求：

計算該對齒輪傳動的各部分尺寸，以2號圖紙繪制齒輪傳動的嚙合圖，整理說明書。

2.齒輪副Z1-Z2的變位系數的確定

齒輪2的齒數Z2確定：

ｉo＇＇2=40＊Z2／16＊13=n0＇＇／no2=7.5

得Z2=39

取x1=-x2=0.5

x1min=17-13／17=0.236 x2min=17-39／17=-1.29

計算兩齒輪的幾何尺寸：

小齒輪

d1=m＊Z1=6＊13=78mm

ha1=（ha*+x1）*m=（1+0.5）*6=9mm

hf1=（ha*+c*-x1）*m=（1+0.25-0.5）*6=4.5mm

da1=d1+2*ha1=78+2*9=96

df1=d1-2*h f1=78-9=69

db1=d1*cosɑ=78*cos20?=73.3

四 心得體會

機械原理課程設計是機械設計制造及其自動化專業教學活動中不可或缺的一個重要環節。作為一名機械設計制造及其自動化大三的學生，我覺得有這樣的實訓是十分有意義的。在已經度過的生活里我們大多數接觸的不是專業課或幾門專業基礎課。在課堂上掌握的僅僅是專業基礎理論面，如何去面對現實中的各種機械設計？如何把我們所學的專業理論知識運用到實踐當中呢？我想這樣的實訓為我們提供了良好的實踐平臺。

一周的機械原理課程設計就這樣結束了，在這次實踐的過程中學到了很多東西，既鞏固了上課時所學的知識，又學到了一些課堂內學不到的東西，還領略到了別人在處理專業技能問題時顯示出的優秀品質，更深切的體會到人與人之間的那種相互協調合作的機制，最重要的還是自己對一些問題的看法產生了良性的變化。

其中在創新設計時感覺到自己的思維有一條線發散出了很多線，想到很多能夠達到要求的執行機構，雖然有些設計由于制造工藝要求高等因素難以用于實際，但自己很欣慰能夠想到獨特之處。這個過程也鍛煉了自己運用所學知識對設計的簡單評價的技能。

五、參考文獻

1、《機械原理教程》第7版

主編：孫桓

高等教育出版社

2.《機械原理課程設計指導書》主編:戴娟

高等教育出版社

3.《理論力學》主編：尹冠生

西北工業大學出版社

第五篇：機械原理課程設計

機械原理課程設計

培養和提高學生的創新思維能力是高等教育改革的一項重要任務．機械原理是機械類專業必修的一 門重要的技術基礎課，它是研究機械的工作原理、構成原理、設計原理與方法的一門學科，特別是機械原理

課程中關于機械運動方案的設計是機械工程設計中最具有創造性的內容，對培養學生的創新設計能力起

著十分重要的作用．機械原理課程設計是機械原理教學的一個重要實踐環節，以往我們在機械原理課程設

計中存在著很多不足，主要問題是學生完成課程設計后，在后續課程的學習與實踐中，不能正確地選用和

設計機構，特別是創造性設計能力與分析解決實際工作問題的能力、動手能力和適應能力顯得不足．高等

學校工科本科《機械原理課程教學基本要求》中，對機械原理課程設計提出的要求是：“結合一個簡單的機

械系統，綜合運用所學的理論和方法，使學生受到擬定機械運動方案的訓練，并能對方案中某些機構進行

分析和設計”．它要求針對某種簡單機械進行機械運動簡圖設計，其中包括機器功能分析、工藝動作過程確

定、執行機構選擇、機械運動方案評定、機構尺度綜合等．依據這一基本精神，要求把培養學生的創新設計、開拓能力作為一條主線貫穿于課程設計的始終，在深入掌握機械原理基本知識、強化學生運算能力和繪圖

基本功的同時，開展創造性教育，培養學生創造性設計能力．如何在機械原理課程設計中體現這種能力培

養，幾年來我們不斷地對課程設計內容、設計方法和設計手段等進行了一些探索與實踐． 1 合理安排課程設計內容，培養學生創新思維能力

對于機械原理課程設計的內容選擇，以往教學中存在著兩種不同的看法：一種認為選用已有的典型機 械，對其進行比較系統的運動分析與受力分析等，以加深學生對機械原理課程各章節內容的理解和掌握；

另一種認為根據某些功能要求，要求學生獨立地確定機械系統的運動方案，并對其中的某些機構進行設

計．前者側重于分析，后者則側重于設計．我們在課程設計內容選擇問題上也進行了多年探索，如以培養學

生的運算、繪圖的基本技能和鞏固基本知識為主要目的，選用對典型機械進行分析設計的題目，但是在后

續的課程教學中發現學生創造性設計新機械的能力與分析解決實際工作問題的能力和適應能力顯得不

足．我們也曾經嘗試只給出設計題目，讓學生自己獨立地進行機械運動方案確定和對其中某些機構進行設

計．雖然這種設計內容能夠促使學生主動地進行獨立思考，自覺地進行一些相關資料的查詢，但是由于學

生沒有進行過一次比較系統的設計過程訓練，大多數學生不知從哪里下手，較難進入設計狀態，設計

過程

中出現多次反復修改使得設計進度非常緩慢．從最后的設計結果來看，只有少數學生比較理想，多數學生的設計都出現了一些錯誤，設計結果不能滿足題目要求，而且由于多次修改使得圖面質量較差．經過多年的探索與實踐，我們認為在機械原理課程設計中，分析與設計都是很重要的兩個環節，對典型機械的分析__和學生獨立創新機械的設計對于學生來說都是不能缺少的．那么怎樣才能在有限的設計時間內把這些內

容都安排進去而又同時能保證設計質量呢?我們結合現有實際條件，交給學生的課程設計內容是：先進行

典型的機械分析，然后進行創新機械設計．我們選擇了牛頭刨床傳動方案作為課程設計題目，要求學生不

能照搬現有牛頭刨床傳動方案，每個學生必須至少提出一種新的傳動方案，并且提出的方案越多越好．學

生在方案構思過程中，積極查閱資料，熱烈討論，表現出了極大的主動性，提出了很多方案，最后經過歸納

得出l0種可以實現刨床運動要求的方案，如圖I所示．在這一過程中，使學生突破了固有傳動方案模式，拓寬了方案構思思路，得到了一次提高創新思維能力的訓練．