機(jī)械原理課程設(shè)計題目

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1、 第二部分 機(jī)械原理與設(shè)計課程設(shè)計題目 第六章 課程設(shè)計題目 第1題 電動線鋸機(jī)的機(jī)構(gòu)綜合與結(jié)構(gòu)設(shè)計 一、 設(shè)計題目 線鋸機(jī)又叫直鋸機(jī)，是木工常用的電動工具，主要用于在木板上開槽，其外形如圖6—1所示。電動機(jī)通過傳動系統(tǒng)帶動直線鋸條上下往復(fù)運動，實現(xiàn)鋸切的目的?，F(xiàn)要求設(shè)計電動線鋸機(jī)的傳動系統(tǒng)。 二、 設(shè)計數(shù)據(jù)與要求 鋸條上下往復(fù)運動的行程為30mm，最大鋸 圖6－1 電動線鋸機(jī)外形圖 切厚度為50mm；假設(shè)鋸條切削木板時的平均切削力為700N，非切削時鋸條與木板間的平 均摩擦力為100N；鋸條規(guī)格為長寬=100mm8mm。 要求鋸條上下往復(fù)運動的速度在500~150

2、0次/分間可調(diào)（有級可調(diào)或無級可調(diào)皆可）；采用220V單相交流電動機(jī)，并要求該機(jī)器振動小、噪聲小和重量輕。該線鋸機(jī)的設(shè)計壽命為8年，每年300工作日，每日8小時。 三、 設(shè)計任務(wù) 1． 至少提出三種運動方案，然后進(jìn)行方案分析評比，選出一種運動方案進(jìn)行機(jī)構(gòu)綜合； 2． 確定電動機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速； 3． 設(shè)計傳動系統(tǒng)中各機(jī)構(gòu)的運動尺寸，繪制線鋸機(jī)的機(jī)構(gòu)運動簡圖； 4． 在假設(shè)電動機(jī)等速運動的條件下，繪制鋸條在一個運動周期中位移、速度和加速度變化曲線； 5． 如果希望電動機(jī)的速度波動系數(shù)小于1%，求應(yīng)在電動機(jī)軸上加多大轉(zhuǎn)動慣量的飛輪； 6． 對所用到的齒輪進(jìn)行強(qiáng)度計算，確定其尺寸； 7

3、． 進(jìn)行線鋸機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制其裝配圖； 8． 編寫課程設(shè)計說明書。 第2題 塊狀物品推送機(jī)的機(jī)構(gòu)綜合與結(jié)構(gòu)設(shè)計 一、 設(shè)計題目 在自動包裹機(jī)的包裝作業(yè)過程中，經(jīng)常需要將物品從前一工序轉(zhuǎn)送到下一工序?，F(xiàn)要求設(shè)計一用于糖果、香皂等包裹機(jī)中的物品推送機(jī)，將塊狀物品從一位置向上推送到所需的另一位置，如圖6－2所示。 二、設(shè)計數(shù)據(jù)與要求 1. 向上推送距離H=120mm，生產(chǎn)率為每分鐘推送物品120件； 2. 推送機(jī)的原動機(jī)為同步轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分的三相交流電動機(jī)，通過減速裝置帶動執(zhí)行機(jī)構(gòu)主動件等速轉(zhuǎn)動； 3. 由物品處于最低位置時開始，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主動件轉(zhuǎn)過1500時，推桿從最低位

4、置運動到最高位置；當(dāng)主動件再轉(zhuǎn)過1200時，推桿從最高位置又回到最低位置；最后當(dāng)主動件再轉(zhuǎn)過900時，推桿在最低位置停留不動； 4. 設(shè)推桿在上升運動過程中，推桿所受的物品重力和摩擦力為常數(shù)，其值為500N；設(shè)推桿在下降運動過程中，推桿所受的摩擦力為常數(shù)，其值為100N； 圖6－2 推送機(jī)工作要求 5. 使用壽命10年，每年300工作日，每日工作16小時； 6. 在滿足行程的條件下，要求推送機(jī)的效率高（推程最大壓力角小于350），結(jié)構(gòu)緊湊，振動噪聲小。 三、設(shè)計任務(wù) 1. 至少提出三種運動方案，然后進(jìn)行方案分析評比，選出一種運動方案進(jìn)行機(jī)構(gòu)綜合； 2. 確定電動機(jī)的功率與滿載轉(zhuǎn)速；

5、 3. 設(shè)計傳動系統(tǒng)中各機(jī)構(gòu)的運動尺寸，繪制推送機(jī)的機(jī)構(gòu)運動簡圖； 4. 在假設(shè)電動機(jī)等速運動的條件下，繪制推桿在一個運動周期中位移、速度和加速度變化曲線； 5. 如果希望執(zhí)行機(jī)構(gòu)主動件的速度波動系數(shù)小于3%，求應(yīng)在執(zhí)行機(jī)構(gòu)主動件軸上加多大轉(zhuǎn)動慣量的飛輪； 6. 進(jìn)行推送機(jī)減速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制其裝配圖和兩張零件圖； 7. 編寫課程設(shè)計說明書。 四、設(shè)計提示 實現(xiàn)推送機(jī)推送要求的執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案很多，下面給出幾種供設(shè)計時參考。 1. 凸輪機(jī)構(gòu) 圖6－3所示的凸輪機(jī)構(gòu)，可使推桿實現(xiàn)任意的運動規(guī)律，但行程較小。 2. 凸輪－齒輪組合機(jī)構(gòu) 圖6－4所示的凸輪－齒輪組合機(jī)構(gòu)，可以將擺

6、動從動件的擺動轉(zhuǎn)化為齒輪齒條機(jī)構(gòu)的齒條直線往復(fù)運動。當(dāng)扇形齒輪的分度圓半徑大于擺桿長度時，可以加大齒條的位移量。 3. 凸輪－連桿組合機(jī)構(gòu) 圖6－5所示的凸輪－連桿組合機(jī)構(gòu)也可以實現(xiàn)行程放大功能，但效率較低。 圖6－3凸輪機(jī)構(gòu) 圖6－4凸輪-齒輪組合機(jī)構(gòu) 圖6－5凸輪-連桿組合機(jī)構(gòu) 4. 連桿機(jī)構(gòu) 圖6－6所示的連桿機(jī)構(gòu)由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD與曲柄滑塊機(jī)構(gòu)GHK通過連桿EF相聯(lián)組合而成。連桿BC上E點的軌跡，在部分

7、近似呈以F點為圓心的圓弧形，因此，桿FG在圖示位置有一段時間實現(xiàn)近似停歇。 5. 固定凸輪－連桿組合機(jī)構(gòu) 圖6－7所示的固定凸輪－連桿組合機(jī)構(gòu)，可視為連桿長度BD可變的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，改變固定凸輪的輪廓形狀，滑塊可實現(xiàn)預(yù)期的運動規(guī)律。 圖6－6 連桿機(jī)構(gòu) 圖6－7 固定凸輪－連桿組合機(jī)構(gòu) 第3題 顎式破碎機(jī)的機(jī)構(gòu)綜合與傳動系統(tǒng)設(shè)計 一、 設(shè)計題目 顎式破碎機(jī)是一種利用顎板往復(fù)擺動壓碎石料的設(shè)備。工作時，大塊石料從上面的進(jìn)料口進(jìn)入，而被破碎的小粒石料從下面的出料口排出。 圖6－8為一

8、復(fù)擺式顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中連桿2具有擴(kuò)大襯套c，套在偏心輪1上，1與帶輪軸A固聯(lián)，并繞其軸線轉(zhuǎn)動。搖桿3在C、D兩處分別與連桿2和機(jī)架相聯(lián)。連桿2（顎臂）上裝有承壓齒板a，石料填放在空間b中，壓碎的粒度用楔塊機(jī)構(gòu)4調(diào)整。彈簧5用以緩沖機(jī)構(gòu)中的動應(yīng)力。 圖6－9為一簡擺式顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)與帶輪固聯(lián)的曲柄1繞軸心O連續(xù)回轉(zhuǎn)時，在構(gòu)件2、3、4的推動下，動顎板5繞固定點F往復(fù)擺動，與固定顎板6一起，將礦石壓碎。設(shè)計顎式破碎機(jī)的的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動系統(tǒng)。 圖6－8 復(fù)擺式顎式破

9、碎機(jī) 圖6－9 簡擺式顎式破碎機(jī) 二、 設(shè)計數(shù)據(jù)與要求 顎式破碎機(jī)設(shè)計數(shù)據(jù)如表6－1所示。 表6－1 顎式破碎機(jī)設(shè)計數(shù)據(jù) 分組號 進(jìn)料口尺寸 （mm） 顎板有效工作長度 （mm） 最大進(jìn)料粒度 （mm） 出料口調(diào)整范圍 （mm） 最大擠壓壓強(qiáng) （Mpa） 曲柄轉(zhuǎn)速 （rpm） 1 120200 200 100 10～30 200 300 2 150250 250 120 10～40 210 270 3 200250 300 150 20～40 220 250 4 250300 350 200 20～50 23

10、0 200 為了提高機(jī)械效率，要求執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最小傳動角大于650；為了防止壓碎的石料在下落時進(jìn)一步碰撞變碎，要求動顎板放料的平均速度小于壓料的平均速度，但為了減小驅(qū)動功率，要求速比系數(shù)k（壓料的平均速度/放料的平均速度）不大于1.2。采用380V三相交流電動機(jī)。該顎式破碎機(jī)的設(shè)計壽命為5年，每年300工作日，每日16小時。 三、 設(shè)計任務(wù) 1． 針對圖6－8和圖6－9所示的顎式破碎機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案，依據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)和設(shè)計要求，確定各構(gòu)件的運動尺寸，繪制機(jī)構(gòu)運動簡圖，并分析組成機(jī)構(gòu)的基本桿組； 2． 假設(shè)曲柄等速轉(zhuǎn)動，畫出顎板角位移和角速度的變化規(guī)律曲線； 3． 在顎板擠壓石料過程中，假

11、設(shè)擠壓壓強(qiáng)由零到最大線性增加，并設(shè)石料對顎板的壓強(qiáng)均勻分布在顎板有效工作面上，在不考慮各處摩擦、構(gòu)件重力和慣性力的條件下，分析曲柄所需的驅(qū)動力矩； 4． 確定電動機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速； 5． 取曲柄軸為等效構(gòu)件，要求其速度波動系數(shù)小于15％，確定應(yīng)加于曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量； 6． 對曲柄軸進(jìn)行動平衡計算； 7． 確定傳動系統(tǒng)方案，設(shè)計傳動系統(tǒng)中各零部件的結(jié)構(gòu)尺寸； 8． 繪制顎式破碎機(jī)的裝配圖和曲柄軸的零件圖； 9． 編寫課程設(shè)計說明書。 四、 設(shè)計提示 1． 動顎板長度取為其工作長度的1.2倍，為了不使石料被擠推出破碎室，兩顎板間夾角。 2． 將動顎板擺角范圍取為。 3． 在

12、進(jìn)行曲柄軸的動平衡時，應(yīng)將曲柄上的飛輪分成大小和重量相同的兩個輪子，其中一個兼作帶輪用。 第4題 壓床機(jī)構(gòu)綜合與傳動系統(tǒng)設(shè)計 一、設(shè)計題目 壓床是應(yīng)用廣泛的鍛壓設(shè)備，用于鋼板矯直、壓制零件等。圖6－10所示為某壓床的運動示意圖。電動機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器帶動三級齒輪(－、－、－)減速器將轉(zhuǎn)速降低，帶動沖床執(zhí)行機(jī)構(gòu)（六桿機(jī)構(gòu)ABCDEF）的曲柄AB轉(zhuǎn)動（圖6－11），六桿機(jī)構(gòu)使沖頭5上下往復(fù)運動，實現(xiàn)沖壓工藝。 現(xiàn)要求完成六桿機(jī)構(gòu)的尺寸綜合，并進(jìn)行三級齒輪減速器的強(qiáng)度計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計。 二、設(shè)計數(shù)據(jù) 六桿機(jī)構(gòu)的中心距、、，構(gòu)件3的上、下極限位置角、，滑塊5的行程H，比值、，曲柄轉(zhuǎn)速以及沖

13、頭所受的最大阻力等列于表6－2。 三、設(shè)計任務(wù) 1. 針對圖6－11所示的壓床執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案，依據(jù)設(shè)計要求和已知參數(shù)，確定各構(gòu)件的運動尺寸，繪制機(jī)構(gòu)運動簡圖，并分析組成機(jī)構(gòu)的基本桿組； 圖6－10 某壓床的運動示意圖 圖6－11 壓床六桿機(jī)構(gòu) 表6－2 六桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計數(shù)據(jù) 已知參數(shù) 分組 (mm) (mm) (mm) () () H (mm) (rpm) （KN） 1 50 140 220 60 120

14、 150 0.5 0.25 100 6 2 60 170 260 60 120 180 0.5 0.25 120 5 3 70 200 310 60 120 210 0.5 0.25 90 9 2. 假設(shè)曲柄等速轉(zhuǎn)動，畫出滑塊5的位移和速度的變化規(guī)律曲線； 3. 在壓床工作過程中，沖頭所受的阻力變化曲線如圖6－12所示，在不考慮各處摩擦、構(gòu)件重力和慣性力的條件下，分析曲柄所需的驅(qū)動力矩； 4. 確定電動機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速； 5. 取曲柄軸為等效構(gòu)件，要求其速度波動系數(shù)小于10％，確定應(yīng)加于曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量； 6. 確定傳動系統(tǒng)方案

15、，設(shè)計傳動系統(tǒng)中各零部件的結(jié)構(gòu)尺寸； 7. 繪制壓床傳動系統(tǒng)的裝配圖和齒輪、軸的零件圖； 8. 編寫課程設(shè)計說明書。 圖6－12 壓床阻力曲線圖 第5題 自動送料沖床機(jī)構(gòu)綜合與傳動系統(tǒng)設(shè)計 一、設(shè)計題目 圖6－13 為某沖床機(jī)構(gòu)運動方案示意圖。該沖床用于在板料上沖制電動玩具中需要的薄壁齒輪。電動機(jī)通過V帶傳動和單級齒輪傳動（圖中未畫出）帶動曲柄轉(zhuǎn)動，通過連桿帶動滑塊上下往復(fù)運動，實現(xiàn)沖制工藝。 針對圖6－13所示的沖床機(jī)構(gòu)運動方案，進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)的綜合與分析，并進(jìn)行傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計。 圖6－13 沖床機(jī)構(gòu)運動方案示意圖 二、設(shè)計數(shù)據(jù)與要求 依據(jù)沖床工況條件的限制

16、，預(yù)先確定了有關(guān)幾何尺寸和力學(xué)參數(shù)，如表6－3所示。要求所設(shè)計的沖床結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)械效率高。 圖6－14 沖頭所受阻力曲線 表6－3 沖床機(jī)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù) 分組 已知參數(shù) 1 2 3 4 生產(chǎn)率（件/min） 180 200 220 250 送料距離（mm） 150 140 130 120 板料厚度（mm） 2 2 2 2 軸心高度（mm） 1060 1040 1020 1000 沖頭行程（mm） 100 90 80 70 輥軸半徑（mm） 60 60 60 60 大齒輪軸心坐標(biāo)（mm） 270 2

17、70 270 270 大齒輪軸心坐標(biāo)（mm） 460 450 440 430 大齒輪軸心偏距（mm） 30 30 30 30 送料機(jī)構(gòu)最小傳動角（0） 45 45 45 45 速度不均勻系數(shù) 0.03 0.03 0.03 0.03 板料送進(jìn)阻力（N） 530 520 510 500 沖壓板料最大阻力（N） 2300 2200 2100 2000 沖頭重力（N） 150 140 130 120 三、設(shè)計任務(wù) 1. 繪制沖床機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)圖，使送料運動與沖壓運動重疊，以縮短沖床工作周期； 2. 針對圖6－13所示的沖床

18、的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（沖壓機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)）方案，依據(jù)設(shè)計要求和已知參數(shù)，確定各構(gòu)件的運動尺寸，繪制機(jī)構(gòu)運動簡圖； 3. 假設(shè)曲柄等速轉(zhuǎn)動，畫出滑塊C的位移和速度的變化規(guī)律曲線； 4. 在沖床工作過程中，沖頭所受的阻力變化曲線如圖6－14所示，在不考慮各處摩擦、其他構(gòu)件重力和慣性力的條件下，分析曲柄所需的驅(qū)動力矩； 5. 確定電動機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速； 6. 取曲柄軸為等效構(gòu)件，確定應(yīng)加于曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量； 7. 確定傳動系統(tǒng)方案，設(shè)計傳動系統(tǒng)中各零部件的結(jié)構(gòu)尺寸； 8. 繪制沖床傳動系統(tǒng)的裝配圖和齒輪、軸的零件圖； 9. 編寫課程設(shè)計說明書。 第6題 插床機(jī)構(gòu)綜合與傳動系統(tǒng)設(shè)計 一、設(shè)

19、計題目 插床是常用的機(jī)械加工設(shè)備，用于齒輪、花鍵和槽形零件等的加工。圖6－15為某插床機(jī)構(gòu)運動方案示意圖。該插床主要由帶轉(zhuǎn)動、齒輪傳動、連桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)等組成。電動機(jī)經(jīng)過帶傳動、齒輪傳動減速后帶動曲柄1回轉(zhuǎn)，再通過導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)1－2－3－4－5－6，使裝有刀具的滑塊沿道路y－y作往復(fù)運動，以實現(xiàn)刀具切削運動。為了縮短空程時間，提高生產(chǎn)率，要求刀具具有急回運動。刀具與工作臺之間的進(jìn)給運動，是由固結(jié)于軸上的凸輪驅(qū)動擺動從動件和其他有關(guān)機(jī)構(gòu)（圖中未畫出）來實現(xiàn)的。 ` 圖6－15 插床機(jī)構(gòu)運動方案示意圖

20、 圖6－16 插刀所受阻力曲線 針對圖6－15所示的插床機(jī)構(gòu)運動方案，進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)的綜合與分析，并進(jìn)行傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計。 二、設(shè)計數(shù)據(jù)與要求 依據(jù)插床工況條件的限制，預(yù)先確定了有關(guān)幾何尺寸和力學(xué)參數(shù)，如表6－4所示。要求所設(shè)計的插床結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)械效率高。 表6－4 插床機(jī)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù) 分組 已知參數(shù) 1 2 3 4 插刀往復(fù)次數(shù)（次/min） 30 60 90 120 插刀往復(fù)行程（mm） 150 120 90 60 插削機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù) 2 2 2 2 中心距（mm） 160 150 140 130

21、 桿長之比 1 1 1 1 質(zhì)心坐標(biāo)（mm） 60 55 50 45 質(zhì)心坐標(biāo)（mm） 60 55 50 45 質(zhì)心坐標(biāo)（mm） 130 125 120 115 凸輪擺桿長度（mm） 125 125 125 125 凸輪擺桿行程角（0） 15 15 15 15 推程許用壓力角（0） 45 45 45 45 推程運動角（0） 60 90 60 90 回程運動角（0） 90 60 90 60 遠(yuǎn)程休止角（0） 10 15 10 15 推程運動規(guī)律 等加速等減速 余弦加速度 正弦加速度 3-4

22、-5次多項式 回程運動規(guī)律 等速 等速 等速 等速 速度不均勻系數(shù) 0.03 0.03 0.03 0.03 最大切削阻力（N） 2300 2200 2100 2000 阻力力臂（mm） 150 140 130 120 滑塊5重力（N） 350 340 330 320 構(gòu)件3重力（N） 150 140 130 120 構(gòu)件3轉(zhuǎn)動慣量（kgm2） 0.12 0.11 0.1 0.1 三、設(shè)計任務(wù) 1. 針對圖6－15所示的插床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（插削機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)）方案，依據(jù)設(shè)計要求和已知參數(shù)，確定各構(gòu)件的運動尺寸，繪制機(jī)構(gòu)運動簡圖

23、； 2. 假設(shè)曲柄1等速轉(zhuǎn)動，畫出滑塊C的位移和速度的變化規(guī)律曲線； 3. 在插床工作過程中，插刀所受的阻力變化曲線如圖6－16所示，在不考慮各處摩擦、其他構(gòu)件重力和慣性力的條件下，分析曲柄所需的驅(qū)動力矩； 4. 確定電動機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速； 5. 取曲柄軸為等效構(gòu)件，確定應(yīng)加于曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量； 6. 確定插床減速傳動系統(tǒng)方案，設(shè)計減速傳動系統(tǒng)中各零部件的結(jié)構(gòu)尺寸； 7. 繪制插床減速傳動系統(tǒng)的裝配圖和齒輪、軸的零件圖； 8. 編寫課程設(shè)計說明書。 第7題 帶式輸送機(jī)的傳動裝置設(shè)計 一、 設(shè)計題目 圖6－17所示為帶式輸送機(jī)的六種傳動方案，設(shè)計該帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)。

24、 a) b) c) d) e) f) 圖6－17 帶式輸送機(jī)的六種傳動方案 二、設(shè)計數(shù)據(jù)與要求 帶式輸送機(jī)的已知條件如表6－5所示。輸送帶鼓輪的傳動效率為0.97（包括鼓輪和軸承的效率損失），該輸送機(jī)為兩班制工作，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，用于輸送散粒物料，如谷物、型沙、煤等，工作載荷較平穩(wěn)，使用壽命為10年，每年300個工作日。一般機(jī)械廠小批

25、量制造。 表6－5 帶式輸送機(jī)的已知條件 方案編號 a) b) c) d) e) f) 輸送帶工作拉力F(N) 2700 2500 2300 2400 2600 2200 輸送帶工作速度v(m/s) 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 1.0 鼓輪直徑D(mm) 260 250 240 230 220 210 三、設(shè)計任務(wù) 1． 分析各種傳動方案的優(yōu)缺點，選擇（或由教師指定）一種方案，進(jìn)行傳動系統(tǒng)設(shè)計； 2． 確定電動機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速，分配各級傳動的傳動比，并進(jìn)行運動及動力參數(shù)計算； 3． 進(jìn)行傳動零部件的強(qiáng)度計算，確定其主要

26、參數(shù)； 4． 對齒輪減速器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，并繪制減速器裝配圖； 5． 對低速軸上的軸承以及軸等進(jìn)行壽命計算和強(qiáng)度校核計算； 6． 對主要零件如軸、齒輪、箱體等進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，并繪制零件工作圖； 7． 編寫課程設(shè)計說明書。 第8題 螺旋輸送機(jī)的傳動裝置設(shè)計 二、 設(shè)計題目 圖6－18所示為螺旋輸送機(jī)的六種傳動方案，設(shè)計該螺旋輸送機(jī)傳動系統(tǒng)。 a) b) c)

27、 d) e) f) 圖6－18 螺旋輸送機(jī)的六種傳動方案 二、設(shè)計數(shù)據(jù)與要求 螺旋輸送機(jī)的已知條件如表6－6所示。該輸送機(jī)為兩班制工作，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，用于輸送散粒物料，如谷物、型沙、煤等，工作載荷較平穩(wěn)，使用壽命為8年，每年300個工作日。一般機(jī)械廠小批量制造。 表6－6 螺旋輸送機(jī)的已知數(shù)據(jù) 方案編號 a) b) c) d) e) f) 輸送螺旋轉(zhuǎn)速n(r/min) 170 160 150 140 130 120 輸送螺旋所受阻力矩T(Nm) 100 95

28、 90 85 80 75 三、設(shè)計任務(wù) 1． 分析各種傳動方案的優(yōu)缺點，選擇（或由教師指定）一種方案，進(jìn)行傳動系統(tǒng)設(shè)計； 2． 確定電動機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速，分配各級傳動的傳動比，并進(jìn)行運動及動力參數(shù)計算； 3． 進(jìn)行傳動零部件的強(qiáng)度計算，確定其主要參數(shù)； 4． 對齒輪減速器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，并繪制減速器裝配圖； 5． 對低速軸上的軸承以及軸等進(jìn)行壽命計算和強(qiáng)度校核計算； 6． 對主要零件如軸、齒輪、箱體等進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，并繪制零件工作圖； 7． 編寫課程設(shè)計說明書。 第9題 平板搓絲機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)綜合與傳動裝置設(shè)計 一、設(shè)計題目 圖6－19為平板搓絲機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，該機(jī)

29、器用于搓制螺紋。電動機(jī)1通過V帶傳動、齒輪傳動3減速后，驅(qū)動曲柄4轉(zhuǎn)動，通過連桿5驅(qū)動下搓絲板（滑塊）6往復(fù)運動，與固定上搓絲板7一起完成搓制螺紋功能?；瑝K往復(fù)運動一次，加工一個工件。送料機(jī)構(gòu)（圖中未畫）將置于料斗中的待加工棒料8推入上、下搓絲板之間。 圖6－19 平板搓絲機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 二、設(shè)計數(shù)據(jù)與要求 平板搓絲機(jī)設(shè)計數(shù)據(jù)如表6－7所示。 表6－7 平板搓絲機(jī)設(shè)計數(shù)據(jù) 分組 最大加工直徑 (mm) 最大加工長度 (mm) 滑塊行程 (mm) 搓絲動力 (kN) 生產(chǎn)率 (件/min) 1 8

30、160 300~320 8 40 2 10 180 320~340 9 32 3 12 200 340~360 10 24 4 14 220 360~380 11 20 該機(jī)器室內(nèi)工作，故要求振動、噪聲小，動力源為三相交流電動機(jī)，電動機(jī)單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)。工作期限為十年，每年工作300天；每日工作8小時。 三、設(shè)計任務(wù) 1. 針對圖6－19所示的平板搓絲機(jī)傳動方案，依據(jù)設(shè)計要求和已知參數(shù)，確定各構(gòu)件的運動尺寸，繪制機(jī)構(gòu)運動簡圖； 2. 假設(shè)曲柄AB等速轉(zhuǎn)動，畫出滑塊C的位移和速度的變化規(guī)律曲線； 3. 在工作行程中，滑塊C所受的阻力為常

31、數(shù)（搓絲動力），在空回行程中，滑塊C所受的阻力為常數(shù)1kN；不考慮各處摩擦、其他構(gòu)件重力和慣性力的條件下，分析曲柄所需的驅(qū)動力矩； 4. 確定電動機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速； 5. 取曲柄軸為等效構(gòu)件，確定應(yīng)加于曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量； 6. 設(shè)計減速傳動系統(tǒng)中各零部件的結(jié)構(gòu)尺寸； 7. 繪制減速傳動系統(tǒng)的裝配圖和齒輪、軸的零件圖； 8. 編寫課程設(shè)計說明書。 第10題 加熱爐推料機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)綜合與傳動裝置設(shè)計 一、設(shè)計題目 圖6－20為加熱爐推料機(jī)結(jié)構(gòu)總圖與機(jī)構(gòu)運動示意圖。該機(jī)器用于向熱處理加熱爐內(nèi)送料。推料機(jī)由電動機(jī)驅(qū)動，通過傳動裝置使推料機(jī)的執(zhí)行構(gòu)件（滑塊）5做往復(fù)移動，將物料7

32、送入加熱爐內(nèi)。設(shè)計該推料機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動裝置。 圖6－20 加熱爐推料機(jī)結(jié)構(gòu)總圖與機(jī)構(gòu)運動示意圖 二、設(shè)計參數(shù)與要求 加熱爐推料機(jī)設(shè)計參數(shù)如表6－8所示。該機(jī)器在室內(nèi)工作，要求沖擊振動小。原動機(jī)為三相交流電動機(jī)，電動機(jī)單向轉(zhuǎn)動，載荷較平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速誤差<4%；使用期限為10年，每年工作300天，每天工作16小時。 表6－8 加熱爐推料機(jī)設(shè)計參數(shù) 分組 參數(shù) 1 2 3 4 5 滑塊運動行程H(mm) 220 210 200 190 180 滑塊運動頻率n(次/min) 20 30 40 50

33、 60 滑塊工作行程最大壓力角 30 30 30 30 30 機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)K 1.25 1.4 1.5 1.75 2 構(gòu)件DC長度(mm) 1150 1140 1130 1120 1100 構(gòu)件CE長度(mm) 150 160 170 180 200 滑塊工作行程所受阻力(含摩擦阻力)(N) 500 450 400 350 300 滑塊空回行程所受阻力（含摩擦阻力）Fr1(N) 100 100 100 100 100 三、設(shè)計任務(wù) 1. 針對圖6－20所示的加熱爐推料機(jī)傳動方案，依據(jù)設(shè)計要求和已知參數(shù)，確定各構(gòu)件的

34、運動尺寸，繪制機(jī)構(gòu)運動簡圖； 2. 假設(shè)曲柄AB等速轉(zhuǎn)動，畫出滑塊F的位移和速度的變化規(guī)律曲線； 3. 在工作行程中，滑塊F所受的阻力為常數(shù)Fr1，在空回行程中，滑塊F所受的阻力為常數(shù)Fr2；不考慮各處摩擦、其他構(gòu)件重力和慣性力的條件下，分析曲柄所需的驅(qū)動力矩； 4. 確定電動機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速； 5. 取曲柄軸為等效構(gòu)件，確定應(yīng)加于曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量； 6. 設(shè)計減速傳動系統(tǒng)中各零部件的結(jié)構(gòu)尺寸； 7. 繪制減速傳動系統(tǒng)的裝配圖和齒輪、軸的零件圖； 8. 編寫課程設(shè)計說明書。 第11題 木地板連結(jié)榫舌和榫槽切削機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)與傳動系統(tǒng)設(shè)計 一、設(shè)計題目 室內(nèi)地面鋪設(shè)的

35、木地板是由許多小塊預(yù)制板通過周邊的榫舌和榫槽連結(jié)而成，如圖6－21所示。為了保證榫舌和榫槽加工精度，以減小連結(jié)處的縫隙，需設(shè)計一臺榫舌和榫槽成型半自動切削機(jī)。該機(jī)器執(zhí)行構(gòu)件工作過程如圖6－22所示。 圖6－21 木地板預(yù)制板及其上的榫舌 先由構(gòu)件2壓緊工作臺上的工件，接著端面銑刀3將工件的右端面切平，然后構(gòu)件2松開工件，推桿4推動工件向左直線移動，通過固定的榫舌或榫槽成型刀，在工件上的全長上切出榫舌或榫槽。 圖6－22 榫舌和榫槽切削機(jī)工藝動作 二、設(shè)計數(shù)據(jù)及要求 設(shè)計已知數(shù)據(jù)如表6－9所示。 表6－9 榫舌和

36、榫槽切削機(jī)設(shè)計數(shù)據(jù) 分組 參數(shù) 1 2 3 4 木地板尺寸abc(mm) 450508 5506010 7508012 8509015 榫舌或槽口尺寸de(mm) 43 4.54 55 5.56 執(zhí)行機(jī)構(gòu)主動件1坐標(biāo)、 50、220 60、230 65、240 70、240 執(zhí)行構(gòu)件行程、、 18、20、80 20、24、90 25、28、100 30、32、120 推桿4工作載荷(N) 2000 2500 3000 3500 端面切刀3工作載荷(N) 1500 1800 2000 2200 生產(chǎn)率（件/min） 80

37、 70 60 50 設(shè)計要求及任務(wù)：推桿在推動工件切削榫槽過程中，要求工件作近似等速運動。室內(nèi)工作，載荷有輕微沖擊，原動機(jī)為三相交流電動機(jī)，使用期限為10年，每年工作300天，每天工作16小時，每半年作一次保養(yǎng)，大修期為3年。 三、設(shè)計任務(wù) 1） 設(shè)計機(jī)構(gòu)系統(tǒng)總體運動方案，畫出系統(tǒng)運動簡圖，完成系統(tǒng)運動方案論證報告。 2） 作傳動系統(tǒng)或執(zhí)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，畫出傳動系統(tǒng)或執(zhí)行系統(tǒng)的裝配圖。 3） 設(shè)計主要零件，完成2張零件工作圖。 4） 編寫設(shè)計說明書。 第12題 小型臥式模鍛機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與傳動系統(tǒng)設(shè)計 一、 設(shè)計題目 為鍛造長桿類鍛件（如圖6—23所示鍛件，系用棒料局部

38、鐓粗而成），今需設(shè)計一臺將桿料水平置放后用活動凹模3（如圖6—24所示）及固定凹模2將其夾緊后再用水平置放的沖頭1進(jìn)行頂鍛工作的臥式模鍛機(jī)。擬用電動機(jī)通過傳動裝置帶動夾料機(jī)構(gòu)首先使活動凹模3向前移動，與固定凹模2合攏，以夾緊棒料。然后主滑塊1帶動沖頭進(jìn)行頂鍛，鍛件成形后，待沖頭1返回離開凹模后（返回距離約占沖頭全行程的1/8~1/3），由夾料機(jī)構(gòu)帶著凹模3返回，松開桿料回到初始位置。在頂鍛過程中要求兩半凹模始終處于夾緊狀態(tài)，不能自動松開。要求設(shè)計該小型臥式模鍛機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動系統(tǒng)，以滿足上述頂鍛工藝要求。

39、 圖6—23 鍛件 圖6—24 臥式模鍛機(jī)執(zhí)行構(gòu)件 二、 設(shè)計數(shù)據(jù)與要求 電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速：nm=1000r/min或1500r/min； 沖頭頂鍛次數(shù)為每分鐘50~75次； 主滑塊1的全行程H=200~380mm； 頂鍛工藝開始后沖頭的工作行程H1=(1/2~2/3)H； 夾緊滑塊3的總行程h=60~80mm； 作用在主滑塊上的頂鍛力F1=250~500KN； 作用在夾緊滑塊3上的夾緊力F2=F1/3； 要求該模鍛機(jī)的機(jī)械效率高，振動沖擊小。 三、 設(shè)計任務(wù) 1． 根據(jù)上述要求進(jìn)行機(jī)構(gòu)的選型、經(jīng)運動及動力分析與設(shè)計后確定傳動方案，繪制機(jī)構(gòu)運動簡圖； 2． 確

40、定電動機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速； 3． 設(shè)計傳動系統(tǒng)中V帶傳動和齒輪傳動； 4． 對大帶輪軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和強(qiáng)度校核，并選擇其軸承，計算軸承壽命； 5． 進(jìn)行傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制其裝配圖； 6． 編寫課程設(shè)計說明書。 四、 參考方案與設(shè)計提示 小型臥式模鍛機(jī)的參考方案如圖6—25所示。 電動機(jī)1經(jīng)V帶傳動2-3-4和齒輪傳動5-6減速后，帶動曲軸7轉(zhuǎn)動。鍛壓機(jī)構(gòu)采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)?；顒影寄?5的開閉及夾緊動作與主傳動機(jī)構(gòu)的運動配合，由固聯(lián)在曲軸上的主回凸輪機(jī)構(gòu)10（推桿與滑塊11固聯(lián)）及連桿機(jī)構(gòu)12-13-14-15來實現(xiàn)。當(dāng)桿料放入固定凹模16內(nèi)以后，活動凹模15向桿料接近并夾緊它，然后，

41、帶有沖頭的主滑塊9就可以完成頂鍛工作。 圖6—25 小型臥式模鍛機(jī)的參考方案 設(shè)計提示： （1）沖頭9的行程H以及曲柄－連桿比（）確定主傳動曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的主要尺寸，同時對主傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度及加速度分析，并可作出運動線圖。 （2）根據(jù)夾緊行程h、滑塊11行程h11，按夾緊要求設(shè)計連桿機(jī)構(gòu)，并要求在夾緊行程的最后10mm范圍內(nèi)滿足最小傳動角γmin的要求；同時按頂鍛時活動凹模應(yīng)處于自鎖狀態(tài)要求，建議先選定桿件的兩個極限位置，并選定LCD/LED及LEF/LED的值后初步設(shè)計六桿機(jī)構(gòu)

42、，再檢查是否滿足最小傳動角的要求。 （3）根據(jù)滑塊11行程h11(即凸輪機(jī)構(gòu)中推桿的行程)及運動循環(huán)圖設(shè)計主回凸輪機(jī)構(gòu)。設(shè)計時推桿的運動規(guī)律由設(shè)計者自行選定，凸輪基圓半徑按安裝凸輪處的軸徑確定，轉(zhuǎn)子直徑由設(shè)計者選定。 （4）對主傳動曲柄滑塊機(jī)構(gòu)可以進(jìn)行動態(tài)靜力分析，求出各運動副中的支反力，亦可求出曲柄OBA上的平衡力矩，進(jìn)而求得曲柄上的功率，再考慮效率，求得電動機(jī)的功率。 （5）根據(jù)機(jī)器的運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)δ<[δ]的要求，計算飛輪（即大帶輪4）的轉(zhuǎn)動慣量。計算時可忽略控制鍛模的連桿機(jī)構(gòu)中各桿（11~15等）質(zhì)量的影響。電機(jī)轉(zhuǎn)子及小帶輪等的轉(zhuǎn)動慣量，在精確計算時應(yīng)予考慮，本設(shè)計暫可忽略不計

43、。 （6）確定在曲軸7上應(yīng)加的平衡配重（凸輪處暫不考慮）。 第13題 包裝機(jī)推包機(jī)構(gòu)運動簡圖與傳動系統(tǒng)設(shè)計 一、設(shè)計題目 現(xiàn)需設(shè)計某一包裝機(jī)的推包機(jī)構(gòu)，要求待包裝的工件1（見圖6—26）先由輸送帶送到推包機(jī)構(gòu)的推頭2的前方，然后由該推頭2將工件由a處推至b處（包裝工作臺），再進(jìn)行包裝。為了提高生產(chǎn)率，希望在推頭2結(jié)束回程（由b至a）時，下一個工件已送到推頭2的前方。這樣推頭2就可以馬上再開始推送工件。這就要求推頭2在回程時先退出包裝工作臺，然后再低頭，即從臺面的下面回程。因而就要求推頭2按圖示的abcdea線路運動。即實現(xiàn)“平推—水平退回—下降—降位退回—上升復(fù)位”的運動。

44、 圖6—26 推包機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件運動要求 一、 設(shè)計數(shù)據(jù)與要求 要求每5~6秒鐘包裝一個工件，且給定：L=100mm，S=25mm，H=30mm。行程速比系數(shù)K在1.2~1.5范圍內(nèi)選取，推包機(jī)由電動機(jī)驅(qū)動。 在推頭回程中，除要求推頭低位退回外，還要求其回程速度高于工作行程的速度，以便縮短空回行程的時間，提高工效。至于“cdea”部分的線路形狀不作嚴(yán)格要求。 二、 設(shè)計任務(wù) 1． 至少提出兩種運動方案，然后進(jìn)行方案分析評比，選出一種運動方案進(jìn)行設(shè)計； 2． 確定電動機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速； 3． 設(shè)計傳動系統(tǒng)中各機(jī)構(gòu)的運動尺寸，繪制推包機(jī)的機(jī)構(gòu)運動簡圖； 4．

45、對輸送工件的傳動系統(tǒng)提出一種方案并進(jìn)行設(shè)計； 5． 對所用到的齒輪進(jìn)行強(qiáng)度計算，確定其尺寸； 6． 進(jìn)行推包機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制其裝配圖； 7． 編寫課程設(shè)計說明書。 三、 參考方案 （1）用偏置滑塊機(jī)構(gòu)與凸輪機(jī)構(gòu)的組合機(jī)構(gòu)。 偏置滑塊機(jī)構(gòu)與往復(fù)移動凸輪機(jī)構(gòu)的組合（圖6—27）。 在此方案中，偏置滑塊機(jī)構(gòu)可實現(xiàn)行程較大的往復(fù)直線運動，且具有急回特性，同時利用往復(fù)移動凸輪來實現(xiàn)推頭的小行程低頭運動的要求，這時需要對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)動變換為移動凸輪的往復(fù)直線運動。 圖6—27 偏置滑塊機(jī)構(gòu)與往復(fù)移動凸輪機(jī)構(gòu)的組合 圖6—2

46、8 偏置滑塊機(jī)構(gòu)與盤形凸輪機(jī)構(gòu)的組合之一 圖6—29 偏置滑塊機(jī)構(gòu)與盤形凸輪機(jī)構(gòu)的組合之二 如果采用直動推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)或擺動推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，可有另兩種方案（圖6—28、圖6—29）。 （2）采用導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)與凸輪機(jī)構(gòu)的組合機(jī)構(gòu)(圖6—30所示)。 （3）雙凸輪機(jī)構(gòu)與搖桿滑塊機(jī)構(gòu)的組合（圖6—31所示）。 圖2—30 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)與凸輪機(jī)構(gòu)的組合機(jī)構(gòu) 圖2—31 雙凸輪機(jī)構(gòu)與搖桿滑塊機(jī)構(gòu)的組合 第14題 游戲機(jī)機(jī)構(gòu)運動簡圖

47、與傳動系統(tǒng)設(shè)計 一、 設(shè)計題目 某游樂場欲添設(shè)一新的游樂項目，該項目是在一暗室中，讓一畫有景物的屏幕（觀眾可以看見屏幕上的景物），由靜止逐漸開始左右晃動，晃動的角度由小變大，并越來越大，最后屏幕竟旋轉(zhuǎn)起來，轉(zhuǎn)數(shù)周后，屏幕漸趨靜止。 由于觀眾在暗室中僅能看見屏幕上的景物，根據(jù)相對運動原理，觀眾將產(chǎn)生一個錯覺，他不認(rèn)為是屏幕在晃動，反而認(rèn)為是自己在晃動，并且晃動的越來越厲害，最后竟旋轉(zhuǎn)起來，這是一個有驚無險的游樂項目。 現(xiàn)要求設(shè)計一機(jī)械傳動裝置，使屏幕能實現(xiàn)上述運動規(guī)律。 二、 設(shè)計數(shù)據(jù)與要求 屏幕由靜止開始晃動時的擺角約60o，每分鐘晃動次數(shù)約10~12次，屏幕由開始晃動到出現(xiàn)整

48、周轉(zhuǎn)動，歷時約2~3分鐘，約轉(zhuǎn)十多轉(zhuǎn)后，屏幕又漸趨靜止。欲利用一三相交流異步電動機(jī)帶動，其同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min，功率約1KW。 要求屏幕擺動幅度應(yīng)均勻增大或稍呈加速的趨勢。 三、 設(shè)計任務(wù) 1． 至少提出兩種傳動方案，然后進(jìn)行方案分析評比，選出一種傳動方案進(jìn)行設(shè)計； 2． 確定電動機(jī)的型號； 3． 設(shè)計傳動系統(tǒng)中各機(jī)構(gòu)的運動尺寸，并繪制出機(jī)構(gòu)運動簡圖； 4． 作必要的運動分析和動力分析； 5． 設(shè)計V帶傳動和蝸桿傳動，對所用到的齒輪進(jìn)行強(qiáng)度計算，確定其尺寸； 6． 進(jìn)行傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制其裝配圖； 7． 編寫課程設(shè)計說明書 四、 參考方案

49、 參考方案如圖6—32所示，由電動機(jī)通過一級帶傳動、一級蝸桿傳動帶動一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD，再通過一級齒輪傳動帶動屏幕左右晃動。 為了改變屏幕晃動幅度的大小，使之逐漸增大，并最終使屏幕作連續(xù)回轉(zhuǎn)，可采用如下三種方法來實現(xiàn)： 1． 搖桿長度不變，逐漸增大曲柄AB的長度。 2． 曲柄長度不變，逐漸縮短搖桿CD的長度。 3． 同時改變曲柄和搖桿的長度，但這樣將使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不足取。 如何在不停車的狀態(tài)下改變曲柄或搖桿的長度呢？圖6－40和圖6－41為兩種供參考的方案。 圖6—32 游戲機(jī)機(jī)構(gòu)運動方案 圖6－33 改變曲柄長度方案之一 圖6－34 改變曲柄長度方案之二