机械原理课程设计题目(2)

6）要求机构的传动性能良好，结构紧凑，易于制造。 3、设计任务

1）确定总功能，并进行功能分解。 2）根据工艺动作要求拟定运动循环图。

3）进行印头、油辊、油盘机构及其相互连接传动的选型。 4）按选定的电动机及执行机构运动参数拟订机械传动方案。 5）画出机械运动方案简图。（A1） 6）对执行机构进行尺寸综合。

7）*对往复摆动执行机构进行运动分析，绘制从动件位移、速度、加速度线图。（A3）

8）编写设计说明书。

题目6：旋转型灌装机

1、设计题目

设计旋转型灌装机。在转动工作台上对包装容器（如玻璃瓶）连续灌装流体（如饮料、酒、冷霜等），转台有多工位停歇，以实现灌装、封口等工序。为保证在这些工位上能够准确地灌装、封口，应有定位装置。如附图5中，工位1：输入空瓶；工位2：灌装；工位3：封口；工位4：输出包装好的容器。

传传传传传1传传传传传234

附图5 旋转型灌装机

该机采用电动机驱动，传动方式为机械传动。技术参数见附表1。

附表1 旋转型灌装机技术参数

方案号 A B C 转台直径 mm 600 550 500 电动机转速 r/min 1440 1440 960 灌装速度 r/min 10 12 10 2、设计任务

1）、旋转型灌装机应包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等三种常用机构。 2）、设计传动系统并确定其传动比分配。

3）、图纸上画出旋转型灌装机的运动方案简图，并用运动循环图分配各机构运动节拍。

4）、电算法对连杆机构进行速度、加速度分析，绘出运动线图。图解法或解析法设计平面连杆机构。

5）、凸轮机构的设计计算。按凸轮机构的工作要求选择从动件的运动规律，确定基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径。对盘状凸轮要用电算法计算出理论廓线、实际廓线值。画出从动件运动规律线图及凸轮廓线图。 6）、齿轮机构的设计计算。 7）、编写设计计算说明书。 8）、学生可进一步完成：平面连杆机构（或灌装机）的计算机动态演示等。

3、设计提示

1）、采用灌瓶泵灌装流体，泵固定在某工位的上方。

2）、采用软木塞或金属冠盖封口，它们可由气泵吸附在压盖机构上，由压盖机构压入（或通过压盖模将瓶盖紧固在）瓶口。设计者只需设计作直线往复运动的压盖机构。压盖机构可采用移动导杆机构等平面连杆机构或凸轮机构。

3）、此外，需要设计间歇传动机构，以实现工作转台间歇传动。为保证停歇可靠，还应有定位（锁紧）机构。间歇机构可采用槽轮机构、不完全齿轮机构等。定位（锁紧）机构可采用凸轮机构等。

题目7：牛头刨床刨刀的往复运动机构

1、工作原理及工艺动作过程

牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如附图6a所示，刨床工作时，由导杆机构1—2—3—4—5带动刨头5和刨刀6作往复切削运动。工作行程时，刨刀速度要平稳；空回行程时，刨刀要快速退回，即要有急回作用。切削阶段刨刀应近似匀速运动，以提高刨刀的使用寿命和工件的表面加工质量。切削阻力如附图6b所示。

2、原始数据及设计要求

设计数据如附表2所示。

附表2 设计数据

设计内容 符号 单位 导杆机构的运动分析 导杆机构的动态静力分析 xs5 n1 r/min lAC lAB lCD lDE mm lcs3 ys5 G3 G5 N Fr yFr mm JS3 kg?m2 方案Ⅰ 方案Ⅱ 方案Ⅲ 60 64 72 380 350 430 110 90 110 540 580 810 0.25lCD 0.3 lCD 0.36lCD 0.5 lCD 0.5 lCD 0.5 lCD 240 200 180 50 200 700 50 220 800 40 220 620 7000 9000 8000 80 80 100 1.1 1.2 1.2 y5Fr6Ys5Xs5D42BEs5n11AFrYFrs330.05H0.05HHxC(a)x(b)

附图6 牛头刨床

3、设计内容

1）、对导杆机构进行运动分析

作机构1～2个位置的速度多边形和加速度多边形，作滑块的运动线图，以上内容与后面动态静力分析一起画在1号图纸上。整理说明书。

2）、对导杆机构进行动态静力分析

确定机构一个位置的各运动副反力及应加于曲柄上的平衡力矩。作图部分画在运动分析图样上。整理说明书。

题目8：压床机构综合与传动系统设计

1、设计题目

压床是应用广泛的锻压设备，用于钢板矫直、压制零件等。如附图7所示为某压床的运动示意图。电动机经联轴器带动三级齿轮（Z1-Z2、Z3-Z4、Z5-Z6）减速器将转速降低，带动冲床执行机构（六杆机构ABCDEF）的曲柄AB转动（见附图8），六杆机构使冲头5上下往复运动，实现冲压工艺。

现要求完成六杆机构的尺寸综合，并进行三级齿轮减速器的强度集计算和结构设计。

2、设计数据

六杆机构的中心距x1、x2、y，机构3的上下极限位置角Ψ3′,Ψ3\，滑块5的行程H，比值CE/CD 、EF/DE，曲柄转速n1以及冲头所受的最大阻力Qmax等列于附表3。

附表3 六杆机构的设计数据

已知参数 分组 x1 x2 /mm 1 2 3 50 60 70 /mm 140 170 200 ? ?3?? ?3H /mm /(度) /(度) /mm 220 60 120 150 260 60 120 180 310 60 120 210 y CE CD 0.5 0.5 0.5 EF DE 0.25 0.25 0.25 n1 /min?1 Qmax/kN 6 5 9 100 120 90 3、设计任务

1)、针对附图7所示的压床执行机构方案，依据设计要求和已知参数，确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图，并分析组成该机构的基本杆组。

2)、假设曲柄等速转动，画出滑块5的位移、速度和加速度的变化规律曲线。 3)、在压床工作过程中，冲头所受的阻力变化曲线如附图9所示，在不考虑各处摩擦、构件重力和惯性力的条件下，分别求曲柄所需的驱动力矩。 4)、确定电动机的功率与转速。

5)、取曲柄轴为等效构件，要求其速度波动系数小于3％，不考虑其他构件转动惯量的条件下，确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量。

6)、编写课程设计说明书。

FrE435CS3φ3\φ3′2x2S2x16Dz1z3z5z4z6BF6z2A1BC

6y 附图7 压床的运动示意图 附图8 压床六杆机构

FrFrmax/10Frmax工作行程H/4返回行程SFFrmax/10H 附图9 冲头所受的阻力变化曲线

题目9：汽车风窗刮水器机构

1、机构简介与设计数据

１）．机构简介

汽车风窗刮水器是用于汽车刮水的驱动装置，如附图9’-a所示，风窗刮水器工作时。由电动机带动齿轮装置1—2，传至曲柄摇杆装置２′—３—４。电动机单向连续转动，刷片杆4作左右往复摆动，要求左右摆动的平均速度相同。其中，刮水刷的工作阻力矩如附图9’-b所示。

4DS4MM13C(a)xB22′A10φ(b)

附图9’ 汽车风窗刮水器

2）．设计数据 设计数据见附表4。