机原方案设计课程设计

工作台面
铝材 脱摸机构
切断送料 校直进料
三、执行系统的协调设计
1、协调设计
a、速度协调：各执行构件应保证一定的速比。
b、动作协调：各执行构件在时间顺序、空间 位置上应协调配合。
c、操作协调：多个执行机构对同一构件加工操 作的运动必须协调
2、运动循环图
描述各机构间有序、相互配合的运 动关系的简单图形称为运动循环图。 a、直线式：
将机械在一个运动循环中各执行构件各 行程区段的起止时间和先后顺序，按比例绘 制在直角坐标上。如图11-1
b、圆周式： 如图11-2
c、直角坐标式：如图11-3
§ 11-3 传动系统方案设计
一、选择传动类型 机械传动、液压传动、气动、电动等。
二、拟定传动路线及机构顺序 路线：串联、并联、串并混联
机构顺序分配原则：
1、有利于功率损失小，功率“前大后小”。 2、有利于传动平稳，动载小者放前，大者放后。 3、有利于结构加工，尺寸大、加工难放在高速。
三、分配各级传动比 1、单级：i带≤5~7， i齿≤3~5，
i蜗≤10~80。 2、当i >8~10时，应用两级传动，一级 为带传动，另一级为齿轮传动；当i >30 时，一般应用两级以上的机械传动。
3、传动比的分配原则：“前小后大”。
4、若传动比过大，应用混合轮系来传动。
§ 11-4 机械运动简图设计举例
1）确定运动方案及机械运动循环图 功能原理构思 进刀
工作台
定位
送料
夹紧
半自动钻床的功能、工艺动作及执行机构框图
总在 工
功件 上
能钻 孔
子功能1
送料
从料斗推出工件 及把钻好孔的工 件向前推进
子功能2
定位
定位挡块伸缩， 挡住工件或让 出通道
ຫໍສະໝຸດ Baidu
子功能3
夹紧
夹具夹紧或松开
移动从动件 圆柱凸轮机 构
从动件 往复移动
移动从动件 盘形凸轮机 构
从动件 往复移动
摆动从动件 滑块 盘形凸轮机 往复移动 构
从动件通过 高副与移动 滑块相连
子功能4
进刀
钻头的进给 与退出
齿轮齿条 齿条上下
机构
往复移动
半自动钻床机械运动循环图
转角（度） 0O 30O 60O90O 150O180O
或时间（秒）0 1 2 3
6
送料
升 远回 程 休程
三、设计任务:
1、按工艺要求拟定冷镦机运动方案简图和直 线式运动循环图,画在2号图纸上。提倡上机出图.
2、按工艺要求排出冷镦机的功能、工艺动作 及执行机构框图。
3、按给定的原始数据及参数算出总传动比
，然后拟定机械传动系统方案。
4、对传动机构和主要执行机构进行运动尺 寸计算。
1）、连杆机构根据题目要求设计定出尺寸, 上机计算 , 并绘出运动线图。交程序一份。
轴转速n主=5转/分，所以机械的总传动比为：
i总

n电 n主
1440 5

288
可根据总传动比设计传动机构。一般一级减
速用皮带轮i皮≤5～7，二级减速用齿轮，传动比
的各级分配情况应遵循“前小后大”的原则分配 较为有利（见教材P216）。
②设计计算各主要执行机构
A 送料、定位及夹紧凸轮机构的设计
现以设计半自动钻床为例说明运动方案 设计的步骤和过程。
设计任务：对已加工好的带有凸台的盘形零件
进行钻孔。其总功能应分解成如下几个工艺动作：
①送料；②定位；③夹紧；④进刀（钻孔）。
F3设0 计参数：零件图如左图所示
18 10
，要求每分钟送五个零件，电 F2机0 的转速n电=1440r/min。
F40
零件图
以及小齿轮的齿顶厚sa1，使sa1≥（0.25～0.4）m (m为模数)。
③对各主要执行机构进行受力分析
3）、机械原理课程设计的总结
编写课程设计说明书，内容见课程设计指 导（见教材P226）。
机械原理课程设计题目
题目1:铆钉自动冷镦机设计
一、工作原理及工艺动作:
采用冷镦的方法将直径为f6,钉长为
20mm的铝棒材制成圆头铆钉.工艺动作为：
冷镦机的工艺动作包括
1)校直进料 2)切料送料
3)镦料
4)脱模
二、原始数据及设计要求:
二、原始数据及设计要求:
制钉转速：n制钉=40～60rpm。铝棒材直径为： f=6mm，长度：L= 20mm，冷镦机冲头的行程为： H=60mm，要求具有急回特性，K=1.2~1.4，电机 转速：n电=1440rpm。第一级减速用皮带，皮带的 传动比为：i皮5～8。第二、三级减速用齿轮等．
确定从动件的运动规律，确定凸轮的几何 尺寸，上机计算凸轮在转动一周过程中的理论
和实际廓线的坐标值，并验算amax，使amax≤[a]
绘出凸轮轮廓曲线。
B 钻孔机构中连杆机构和齿轮机构的设计
包括杆件长度、齿轮参数及尺寸等。然后 上机计算各有关的运动参数，并画出运动参数
曲线；对于齿轮机构应校核ea，应使eae ea] ，
总 子功能2 相应工艺动作 执行机构 执行动作
功 子功能3 相应工艺动作 执行机构 执行动作
能
………
………
………
………
子功能n 相应工艺动作 执行机构 执行动作
………
二、结构选型设计和运动分析
1、按执行构件的运动形式进行选择 2、按执行构件的功用进行选择 3、应简化运动链，按先易后难选择机构型式 4、按不同的动力源选择机构型式
近
定位
近升 远 回 休程 休 程
近
240O270O 9
休
休
夹紧
近升 休程
远
休
回程 近 休
钻孔
停进 刀 退 止 （1）（2钻孔） 刀
停止
360O 12
半自动钻床的运动方案图如下
齿扇 齿轮 齿条
C 8 DE
动 力
头
7
料斗 1
B
J
A
2
6
H
FG 5
43
I
2)计算各主要机构参数
①计算传动机构
根据所给的设计参数，可算出执行构件主
2）、凸轮机构要求上机计算，运动规律自定。 要求画出从动件位移、速度、加速度曲线 和凸轮 廓线。交程序一份。
3）、齿轮机构要求计算一对变位齿轮，参数、 尺寸自定。机算手算均可（校核sa和 ea )。
5、完成上述图纸计算后写一份说明书（ 10 页左右）。要求见指导书。
四、可行性方案分析:
冲头,由镦料机构控制
第十一章 机械系统的方案设计
( Plan Design of Machinery System )
§ 11-1 概述
机械系统
操纵控制系统
原动机
传动系统
传传分 动动配 装路传 置线动
比
执行系统
功运 协 方 能动 调 案 分分 配 评 析析 合 价
§ 11-2 执行系统方案设计
一、功能分析
………
子功能1 相应工艺动作 执行机构 执行动作