機械原理課程設計任務書(1)

1、機械原理課程設計任務書第一組 牛頭刨床設計一、工作原理牛頭刨床是一種靠刀具的往復直線運動及工作臺的間歇運動來完成工件的平面切削加工的機床。下圖為其參考示意圖。電動機經(jīng)過減速傳動裝置（皮帶和齒輪傳動）帶動執(zhí)行機構（導桿機構和凸輪機構）完成刨刀的往復運動和間歇移動。刨床工作時，刨頭6由曲柄2帶動右行，刨刀進行切削，稱為工作行程。在切削行程H中，前后各有一段0.05H的空刀距離，工作阻力F為常數(shù)；刨刀左行時，即為空回行程，此行程無工作阻力。在刨刀空回行程時，凸輪8通過四桿機構帶動棘輪機構，棘輪機構帶動螺旋機構使工作臺連同工件在垂直紙面方向上做一次進給運動，以便刨刀繼續(xù)切削。二、設計要求電動機軸與曲柄

2、軸2平行，刨刀刀刃D點與鉸鏈點C的垂直距離為50mm，使用壽命10年，每日一班制工作，載荷有輕微沖擊。允許曲柄2轉速偏差為±5。要求導桿機構的最大壓力角應為最小值；凸輪機構的最大壓力角應在許用值之內(nèi)，擺動從動件9的升、回程運動規(guī)律均為等加速等減速運動。執(zhí)行構件的傳動效率按0.95計算，系統(tǒng)有過載保護。按小批量生產(chǎn)規(guī)模設計。三、設計內(nèi)容及工作量機械原理部分：1. 根據(jù)牛頭刨床的工作原理，擬定23個其他形式的執(zhí)行機構（連桿機構），并對這些機構進行分析對比。2. 根據(jù)給定的數(shù)據(jù)確定機構的運動尺寸。要求用圖解法設計，并將設計結果和步驟寫在設計說明書中。3. 導桿機構的運動分析。將導桿機構放在

3、直角坐標系下，建立參數(shù)化的數(shù)學模型。編程分析出刨頭6的位移、速度、加速度及導桿4的角速度和角加速度，畫出運動曲線，并打印上述各曲線圖。要求將主程序編制過程詳細地寫在說明書中。4. 導桿機構的動態(tài)靜力分析。通過建立機構仿真模型，并給系統(tǒng)加力，編制程序，打印外加力的曲線，并求出最大平衡力矩和功率。5. 凸輪機構設計。根據(jù)所給定的已知參數(shù)，確定凸輪的基本尺寸（基圓半徑ro、機架lO2O9和滾子半徑rr），并將運算結果寫在說明書中。將凸輪機構放在直角坐標系下，編制程序，求出凸輪機構的實際廓線，打印出從動件運動規(guī)律和凸輪機構仿真模型。6. 編寫設計說明書一份。應包括設計任務、設計參數(shù)、設計計算過程等。以

4、上工作完成后準備機械原理部分的答辯。四、設計數(shù)據(jù)題 號1-11-21-31-41-51-61-71-81-91-10導桿機構運動分析轉速n248495052504847556056機架lO2O4380350430360370400390410380370工作行程H310300400330380250390310310320行程速比系數(shù)K1.461.401.401.441.531.341.501.371.461.48連桿與導桿之比lBC / lO4B0.250.300.360.330.300.320.330.250.280.26導桿機構動態(tài)靜力分析工作阻力Fmax(N)4500460038004

5、000410052004200400060005500導桿質(zhì)量m4 (kg)20202220222426282622滑塊6質(zhì)量m6 (kg)70708080809080708060導桿4質(zhì)心轉動慣量 Js4 (kg ·m2)1.11.11.21.21.21.31.21.11.21.2凸輪機構設計從動件最大擺角max15°15°15°15°15°15°15°15°15°15°從動件桿長 lO9D125135130122123124126128130132許用壓力角 40°38&

6、#176;42°45°43°44°41°40°42°45°推程運動角 75°70°65°60°70°75°65°60°72°74°遠休止角 10°10°10°10°10°10°10°10°10°10°回程運動角 75°70°65°60°70°75°65

7、6;60°72°74°第二組 插床機械設計一、工作原理插床機械系統(tǒng)的執(zhí)行機構主要是由導桿機構和凸輪機構組成。下圖為其參考示意圖，電動機經(jīng)過減速傳動裝置（皮帶和齒輪傳動）帶動曲柄2轉動，再通過導桿機構使裝有刀具的滑塊6沿導路yy作往復運動，以實現(xiàn)刀具的切削運動。刀具向下運動時切削，在切削行程H中，前后各有一段0.05H的空刀距離，工作阻力F為常數(shù)；刀具向上運動時為空回行程，無阻力。為了縮短回程時間，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給運動，是由固結于軸O2上的凸輪驅(qū)動擺動從動件lO8D和其它有關機構（圖中未畫出）來完成的。二、設計要求電動機軸與曲

8、柄軸2平行，使用壽命10年，每日一班制工作，載荷有輕微沖擊。允許曲柄2轉速偏差為±5。要求導桿機構的最小傳動角不得小于60°；凸輪機構的最大壓力角應在許用值之內(nèi)，擺動從動件9的升、回程運動規(guī)律均為等加速等減速運動。執(zhí)行構件的傳動效率按0.95計算，系統(tǒng)有過載保護。按小批量生產(chǎn)規(guī)模設計。三、設計內(nèi)容及工作量機械原理部分1、 根據(jù)插床機械的工作原理，擬定23個其他形式的執(zhí)行機構（連桿機構），并對這些機構進行分析對比。2、 根據(jù)給定的數(shù)據(jù)確定機構的運動尺寸, lBC=(0.50.6)lBO4。要求用圖解法設計，并將設計結果和步驟寫在設計說明書中。3、 導桿機構的運動分析。將導桿機

9、構放在直角坐標系下，編制程序分析出滑塊6的位移、速度、加速度及導桿4的角速度和角加速度，畫出運動曲線，并打印上述各曲線圖。要求將建模過程詳細地寫在說明書中。4、 導桿機構的動態(tài)靜力分析。通過建立機構仿真模型，并給系統(tǒng)加力，編程求出外加力，并作出曲線，并求出最大平衡力矩和功率。5、 凸輪機構設計。根據(jù)所給定的已知參數(shù)，確定凸輪的基本尺寸（基圓半徑ro、機架lO2O9和滾子半徑rr），并將運算結果寫在說明書中。將凸輪機構放在直角坐標系下，編制程序畫出凸輪機構的實際廓線，打印出從動件運動規(guī)律和凸輪機構仿真模型。6、 編寫設計說明書一份。應包括設計任務、設計參數(shù)、設計計算過程等。以上工作完成后準備機械

10、原理部分的答辯。四、設計數(shù)據(jù)第三組 壓床機械設計一、工作原理壓床機械是由六桿機構中的沖頭（滑塊）向下運動來沖壓機械零件的。下圖為其參考示意圖，其執(zhí)行機構主要由連桿機構和凸輪機構組成。電動機經(jīng)過減速傳動裝置（齒輪傳動）帶動六桿機構的曲柄轉動，曲柄通過連桿、搖桿帶動滑塊克服阻力F沖壓零件。當沖頭向下運動時，為工作行程，沖頭在0.75H內(nèi)無阻力；當在工作行程后0.25行程時，沖頭受到的阻力為F；當沖頭向上運動時，為空回行程，無阻力。在曲柄軸的另一端，裝有供潤滑連桿機構各運動副的油泵凸輪機構。二、設計要求電動機軸與曲柄軸垂直，使用壽命10年，每日一班制工作，載荷有中等沖擊。允許曲柄轉速偏差為±

11、;5。要求凸輪機構的最大壓力角應在許用值之內(nèi)，從動件運動規(guī)律見設計數(shù)據(jù)。執(zhí)行構件的傳動效率按0.95計算。按小批量生產(chǎn)規(guī)模設計。三、設計內(nèi)容及工作量機械原理部分：1、 根據(jù)壓床機械的工作原理，擬定23個其他形式的執(zhí)行機構（連桿機構），并對這些機構進行分析對比。2、 根據(jù)給定的數(shù)據(jù)確定機構的運動尺寸, lCB=0.5lBO4，lCD=(0.250.35)lCO4。要求用圖解法設計，并將設計結果和步驟寫在設計說明書中。3、 連桿機構的運動分析。將連桿機構放在直角坐標系下，編制程序分析出滑塊6的位移、速度、加速度及搖桿4的角速度和角加速度，并畫出運動曲線，并打印上述各曲線圖。4、 連桿機構的動態(tài)靜力

12、分析。通過建立機構仿真模型，并給系統(tǒng)加力，編制程序求出外加力，并作出曲線，求出最大平衡力矩和功率。5、 凸輪機構設計。根據(jù)所給定的已知參數(shù)，確定凸輪的基本尺寸（基圓半徑ro、偏距e和滾子半徑rr），并將運算結果寫在說明書中。將凸輪機構放在直角坐標系下，編程畫出凸輪機構的實際廓線，打印出從動件運動規(guī)律和凸輪機構仿真模型。6、 編寫設計說明書一份。應包括設計任務、設計參數(shù)、設計計算過程等。以上工作完成后準備機械原理部分的答辯。四、設計數(shù)據(jù)第四組 搖擺式輸送機設計一、工作原理搖擺式輸送機是一種水平傳送材料用的機械。由齒輪機構和六連桿機構等組成，如下圖所示。電動機1通過傳動裝置2使曲柄4回轉，再經(jīng)過六

13、連桿機構使輸料槽9作往復移動，放置在槽上的物料10借助摩擦力隨輸料槽一起運動。物料的輸送是利用機構在某些位置輸料槽有相當大加速度，使物料在慣性力的作用下克服摩擦力而發(fā)生滑動，滑動的方向恒自左往右，從而達到輸送物料的目的。二、設計要求該布置要求電機軸與曲柄軸垂直，使用壽命為5年，每日二班制工作。輸送機在工作過程中，載荷變化較大。允許曲柄轉速偏差為±5%。六連桿執(zhí)行機構的最小傳動角不得小于40o。執(zhí)行機構的傳動效率按0.95計算。按小批量生產(chǎn)規(guī)模設計。三、設計內(nèi)容及工作量機械原理部分：1、 根據(jù)搖擺式輸送機的工作原理，擬訂23個其他形式的機構，畫出機械系統(tǒng)傳動簡圖，并對這些機構進行對比分析。2、 根據(jù)設計數(shù)據(jù)確定六桿機構的運動尺寸，取lDB=0.6lDC。要求用圖解法設計，并將設計結果和步驟寫在設計說明書中。3、 連桿機構的運動分析。將連桿機構