机械原理课程设计+例题实例
机械原理典型例题(第六章齿轮)333333
rb 2 ra 2
26.2
6-25：已知一对无侧隙安装的正常渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮
传动。Z1=19，Z2=42，m=5mm，α=20°。求实际啮合线长度 B1B2，基园齿距Pb，重合度εα，并绘出单齿啮合区和双齿啮合区及 一对齿轮自开始啮合至终止啮合时轮1所转过的角度Φ。
pb p cos m cos 14.76mm 0.633Pb=9.34 Pb=14.76
传动要求： i=2=Z1/Z2 a=m(Z1+Z2)/2
正确啮合条件： m1=m2=m a1=a2=a
序号 齿数Z 压力角a 齿顶圆da ha* 模数m
1
24
20
104
1
4
√
2
47
20
196
1
3
48
20
250
1
5
4
48
20
200
1
4
√
例7: 有一齿条刀具，m=2mm, α=20°,ha*=1,c*=0.25,刀具在切制
(1)一对能正确啮合传动的渐开线直齿圆柱齿轮，其啮合角一定为20°。X (2)渐开线标准齿轮的齿根圆恒大于基圆。 X (3)影响渐开线齿廓形状的参数有Z、α等，但同模数无关。X (4) m,α，ha*,c*都是标准值的渐开线直齿圆柱齿轮，一定是标准直齿
圆柱齿轮。X (5)渐开线直齿圆柱外齿轮，不管是标准的，还是变位的，其齿顶压力角
1.选择题：
(14)有一对渐开线直齿圆柱齿轮传动，其变位系数分别为x1、x2。 如它们作无侧隙的传动 ，则 (1)x1 + x2 =0的零传动时，其安装中心距_C___标准中心距； (2)x1 + x2 >0的正传动时，其安装中心距_A___标准中心距。 A. 大于 B. 小于 C. 等于
机械原理典型例题凸轮
hk
αk
α max k
90°
θ
V
(P)
h
F αF=0
(1)凸轮偏心距。利用速度瞬心 ，几何 中心O即为速度瞬心p，可得ν=eω，求 得e=25mm。
（2）凸轮转过90°时，从动件在K点 接触，其压力角为αk。
e/sinαk =R/sinθ；
当θ=90°时，αk达到最大值。
αk=arcsin(e/R)=30°
接触时的压力角αC；比较αB，αC大小，说明题意中的偏置是否合理。 （3）如果偏距e=-5mm，此时的偏置是否合理
αB αC
αD
B
C
D
hB
e
R
r0 O
A
解：
αC> αB。该偏置有利 减小压力角，改善受力，
故偏置合理。
α D> α C> αB，故偏置 不合理。
例4 凸轮为偏心轮如图，已知参数R=30mm，loA=10mm，e=15mm，rT=5mm， E，F为凸轮与滚子的两个接触点。求 （1）画出凸轮轮廓线（理论轮廓线），求基园r0；（2）E点接触时从动件的压力角 αE； (3) 从E到F接触凸轮所转过的角度φ； （4）由E点接触到F点接触从动件的位 移S；(5）找出最大αmax的位置。
αE
hE E
e
ω
Oθ
F
φ
r0
A
αmax
S=hF-hE Sin α =(e-loAcos θ)/(R+rT)
θ =180时,α为 αmax
R
hF
例5 ：图示为一直动推杆盘形凸轮机构。若一直凸轮基
推程
圆半径r0，推杆的运动规律s=S(δ)，为使设计出的凸轮
机构受力状态良好，试结合凸轮机构压力角的计算公式
机械原理课程设计题目
1.题目：自动打印机2. 工作原理及工艺动作过程对于包装好的纸盒上，为了商品某种需要而打印一种记号。
它的动作主要有三个：送料到达打印工位；然后打印记号；最后将产品输出。
3. 原始数据及设计要求1）纸盒尺寸: 长100～150mm、宽70～100mm、高30～50mm；2）自动打印机的生产率: 80次／min；3）驱动电机：Y90S-4，功率N=1.1Kw ，转速n=1400r/min。
4. 设计任务a)执行机构选型与设计：构思出至少3种运动方案，并在说明书中画出运动方案草图，经对所有运动方案进行分析比较后，选择其中你认为比较好的方案进行详细设计，该机构最好具有急回运动特性。
b)对选择的方案画出机构运动循环图c)传动系统的设计d)对选择的方案进行尺寸设计e)用ADAMS或SOLIDWORKS软件对机构进行运动仿真f)用ADAMS或SOLIDWORKS软件对机构进行运动学分析，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。
在2号图纸上画出最终方案的机构运动简图。
1、设计题目：自动链条编结机2、工作原理及工艺动作过程自动链条编结机是用来制造自行车链条式车锁。
链条由一串链节编结而成，每个链节又被加工成扭曲立体形，使外形美观。
它的主要工艺动作：1）自动送料。
将成盘的直径为2.3-2.5mm的钢丝先进行校直，然后形成螺旋形状。
2）切断并压平。
每次送料停止后，剪下一圈螺旋状的钢丝，并将其平整为平的环形；3）链节扭曲。
在环形钢丝两头夹住，使一夹头旋转45o，将链节扭曲成立体环形，完成一个链节的成型。
4）自动联结。
将螺旋料送进，使穿入成形链节，即既实现送料、又完成联结。
如此循环下去就形成车锁链条。
3、原始数据及设计要求1）每分钟能生产34～45个链节。
2）钢丝材料为低碳钢，直径为2.3-2.5mm，每个链节所用的钢丝长度为35mm，扭曲角度为45o。
3）链条可以承受1200～1800N的拉力。
4、设计方案提示1）校直后钢丝自动间歇送料并绕成螺旋形状，采用间歇运动机构另加绕螺旋钢丝机构。
机械原理第1章典型例题
2）计算其机构自由度。由机构运动简图可知，该机构具有三个活动构件 ）计算其机构自由度。由机构运动简图可知， 1、3、4三个转动副 、B、C、一个移动副和一个高副，没有局部自由度 三个转动副A、 、 、一个移动副和一个高副， 、 、 三个转动副 和虚约束，故此机构的自由度为： 和虚约束，故此机构的自由度为：
2）高副低代 用附加杆DB GK及转动副 DB和 及转动副B 用附加杆DB和GK及转动副B和D 、G和K来代 替两高副，代换后的机构为仅含低副的机构。 替两高副，代换后的机构为仅含低副的机构。
n = 9, p5 = 13, p5 = 0 F = 3n－2p5－ p4 = 3×9－2×13－0 = 1
第1章典型例题
绘制图示机构运动简图， 例9 绘制图示机构运动简图，并计算其自由度
第1章典型例题
绘制图示机构运动简图， 例9 绘制图示机构运动简图，并计算其自由度
第1章典型例题
绘制图示机构运动简图， 例10 绘制图示机构运动简图，并计算其0 绘制图示机构运动简图，并计算其自由度
第1章典型例题
例14 计算图示机构的自由度，作出仅含低副的替代机构。 计算图示机构的自由度，作出仅含低副的替代机构。
1）计算机构的自由度 处为复合铰链， 处为局部自由度， F 处为复合铰链，G 处为局部自由度，则
n = 7, p5 = 9, p4 = 2 F = 3n－2p5－ p4 = 3×7－2×9－2 = 1
F = 3n − 2 P5 − P4 = 3 × 6 − 2 × 8 − 1 = 1
第1章典型例题
计算图示运动链的自由度，判断是否能称为机构。 例15 计算图示运动链的自由度，判断是否能称为机构。
n = 5 , p5 = 7 , p4 = 1
机械原理毕业课程设计题目综合
机械原理毕业课程设计题目综合(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)第四章课程设计题选§4.1 推瓶机构设计一、设计题目设计洗瓶机的推瓶机构。
图4.1是洗瓶机有关部件的工作情况示意图。
待洗的瓶子放在两个转动着的导辊上，导辊带动瓶子旋转。
当推头M把瓶推向前进时，转动着的刷子就把瓶子外面洗净。
当前一个瓶子将洗刷完毕时，后一个待洗的瓶子已送人导辊待推。
图4.1 洗瓶机有关部件的位置示意图二、原始数据和设计要求设计推瓶机构时的原始数据和要求为(1) 瓶子尺寸：大端直径d＝80mm，长200mm。
(2) 推进距离l＝600mm。
推瓶机构应使推头M以接近均匀的速度推瓶，平稳地接触和脱离瓶子，然后，推头快速返回原位，准备第二个工作循环。
(3) 按生产率的要求，推程平均速度为v＝45mms，返回时的平均速度为工作行程的3倍。
(4) 机构传动性能良好，结构紧凑制造方便。
三、设计方案及讨论根据设计要求，推头M可走图4.2所示轨迹，而且在l＝600mm的工作行程中作匀速运动，在其前后作变速远动，回程时有急回运动特性。
对这种运动要求，若用单一的常用基本机构是不容易实现的。
通常，要用若干个基本机构的组合，各司其职，协调动作，才能实现。
在选择机构时，一般先考虑选择满足轨迹要求的机构(基础机构)，而沿轨迹运动时的速度要求，则往往通过改变基础机构主动件的运动速度来满足，也就是让它与一个输出变速度的(附加)机构组合。
读者可查找相关资料――“实现预定轨迹的机构选例”，“具有急回特性的机构选例”以及“实现预定轨迹的曲柄摇杆机构连杆曲线图谱”等作为进行本题方案设计时的参考。
了解到怎样组成机构才能得到所需的轨迹和急回运动特性(如机构中作平面运动的构件上的点才可能产生一定的轨迹；又如，要使机构具有急回运动特性，就必须使作匀速运动的主动件在工作行程和空回行程中的转角大小不同)，以期对新的构思有所启迪。
实现本题要求的机构方案可以有很多，可用多种机构组合来实现。
机械原理典型例题(第二章机构分析)10-13
ω
1 2 3
解： 机构的自由度， 机构的自由度， n = 4, pl = 6, ph = 0 F = 3n - 2 pl - ph = 3×4－2×6－0 × － × － =0 F＜机构原动件数 ＜ 不能运动。 不能运动。 修改： 修改： 增加机构自由度的 方法是： 方法是：在机构的 适当位置添加一个 活动构件和一个低 副或者用一个高副 代替原来机构中的 一个低副。 一个低副。
例9：图示牛头刨机构设计方案图。设计者的意图是动力由曲 ：图示牛头刨机构设计方案图。 输入， 使摆动导杆3做往复摆动 柄1输入，通过滑块 使摆动导杆 做往复摆动，并带动滑枕 输入 通过滑块2使摆动导杆 做往复摆动，并带动滑枕4 往返移动以达到刨削的目的。 往返移动以达到刨削的目的。试分析此方案有无结构组成原理 上的错误，若有，请说明原因并修改。 作业：补充修改方案） 上的错误，若有，请说明原因并修改。（作业：补充修改方案）
计算图示机构的自由度，并进行机构组成分析， 例8: 计算图示机构的自由度，并进行机构组成分析， 确定杆组和机构的级别。 确定杆组和机构的级别。
2
1 1 3 33 4 4
7
4
5 5
6
2 1
不同的原动件， 不同的原动件，组成机构的杆 组与级别不相同。 组与级别不相同。
解： 计算机构的自由度 A处为复合铰链，则 处为复合铰链， 处为复合铰链 n = 6, pl = 8, ph = 0 F = 3n - 2 pl - ph = 3×6－2×8－0 =2 × － × － 机构的组成 ① 以构件1、2为原动件： 以构件 、 为原动件： 为原动件 6-5为Ⅱ级杆组；3-4为Ⅱ级杆组 为 级杆组； 为 机构为Ⅱ级机构。 机构为Ⅱ级机构。 以构件2、 为原动件 为原动件： 以构件 、6为原动件： 1-3-4-5为Ⅲ级杆组，机构为Ⅲ 为 级杆组，机构为Ⅲ 级机构。 级机构。 以构件1、 为原动件 为原动件： 以构件 、6为原动件： 4-5为Ⅱ级杆组；2-3为Ⅱ级杆组 为 级杆组； 为 机构为Ⅱ级机构。 机构为Ⅱ级机构。
机械原理典型例题(第三章运动分析)12-9-23
P14+∞
4
(P24 ) P12
P34
C 1
3
P13
4 C 3
M
P23 +∞ P13
2 3 B
P24+∞ P34
B P23
P14
νm
4 C
P12
A 1
2 P12
P24
1
P34+∞
P24
P14+∞
A
3-6：所示四杆机构中，LAB=60mm，LCD=90mm，LAD=LBC=120mm， ω2=10rad/S。试用瞬心法求：1）当φ =165°时，点C的速度VC； 2）当 VC=0时，φ 角之值; 3）当φ =165 °时，构件3的BC线上（或其延长线上）的 速度最小的一点E的位置及其速度。
例6：所示机构中，已知各构件的尺寸及点B的速度 ν B，试作出其在图示位置时的速度多变形。
VB D B C G F E A
F A B E VB D C
b f b d e
P(a,f)
d c
P (a,e )
c
g
3-8：所示机构中，已知各构件的尺寸及点B的速度 ν B，试作出其在图示位置时的速度多变形。
C
3
VE
4
E
VC= VC3= VC4
ω3=VB /LP23P13
P23B
ω2
2
VC
φ
P34
= ω3×LP34P13=ω4×LP34P14
D
=ω2×LP23P12 /LP23P13
P14
VB
P12
A
1
VC =ω2×LP23P12×LP34P13/LP2
《机械原理课程设计》设计题
设计题编号:01设计题目:牛头刨床（1)机器功能和设计要求该机器主要用于零件的平面加工。
机器须完成的动作为：刨刀的往复运动和工件的进给运动。
要求刨刀切削速度较均匀,且有急回特性。
（2)基本数据主转转速60r/min,工件最大加工长度ｌ≤45０ｍｍ,加工面距地面高度ｈ=８00ｍm，行程速比系数K =１．5，许用压力角[α] =１５°，切削进给量S在0.1～0.5ｍm范围内可调。
设计题编号:02 设计题目：圆盘(平板）印刷（1)机器的功能和设计要求该机器的功能是在小型铜锌板上刷上油墨，通过铜锌板与白纸相互粘合而完成印刷工艺。
须完成的动作为：纸张输送、油辊上添加油墨、铜锌板上刷墨、白纸与刷墨后的铜锌板粘合印刷、取出印刷品。
（２）基本数据印刷能力：24次／min、印头的固定支承距地面高度500ｍm,印头摆角5０°、印头最大高度280mｍ。
设计题编号：0３设计题目:电阻压帽自动机(1）机器的功能和设计要求该机器的功能是将电阻帽分左、右两端压合在电阻坯上。
须完成的动作为：送电阻坯、电阻坯的定位和夹紧、左、右电阻帽的送料、压帽、产品送出。
(2）基本数据生产能力:3０个/miｎ、电阻坯直径d ＝3mm，长度l ＝7mm。
设计题编号：04 设计题目：半自动钻床(1）机器的功能和设计要求该机器的功能是加工件自动送到钻床工位,定位机构使被加工件可靠定位，完成钻孔加工后，自动送出工件。
须完成的动作为:送料、定位、钻孔加工、零件输出。
(２)基本数据该机器的加工零件如图1所示。
图1半自动钻床设计数据参看下表１。
表1 半自动钻床设计数据方案号进料机构工作行程／ｍm定位机构工作行程/mm动力头工作行程/mm电动机转速/（r/miｎ）工作节拍/（件/miｎ）A4０30１５14５0１Ｂ３５25２014402Ｃ302０1０9601设计题编号：05 设计题目：纸板压痕机（1)机械的功能和设计要求该机器的功能是将裁切好的纸板，在折叠式纸箱的拆缝压出痕迹。
机械原理课程设计题目
第二部分机械原理与设计课程设计题目第六章课程设计题目第1题电动线锯机的机构综合与结构设计一、设计题目线锯机又叫直锯机,是木工常用的电动工具,主要用于在木板上开槽,其外形如图6—1所示;电动机通过传动系统带动直线锯条上下往复运动,实现锯切的目的;现要求设计电动线锯机的传动系统;二、设计数据与要求锯条上下往复运动的行程为30mm,最大锯图6－1 电动线锯机外形图切厚度为50mm；假设锯条切削木板时的平均切削力为700N,非切削时锯条与木板间的平均摩擦力为100N；锯条规格为长宽=100mm8mm;要求锯条上下往复运动的速度在500~1500次/分间可调有级可调或无级可调皆可；采用220V单相交流电动机,并要求该机器振动小、噪声小和重量轻;该线锯机的设计寿命为8年,每年300工作日,每日8小时;三、设计任务1．至少提出三种运动方案,然后进行方案分析评比,选出一种运动方案进行机构综合；2．确定电动机的功率与转速；3．设计传动系统中各机构的运动尺寸,绘制线锯机的机构运动简图；4．在假设电动机等速运动的条件下,绘制锯条在一个运动周期中位移、速度和加速度变化曲线；5．如果希望电动机的速度波动系数小于1%,求应在电动机轴上加多大转动惯量的飞轮；6．对所用到的齿轮进行强度计算,确定其尺寸；7．进行线锯机结构设计,绘制其装配图；8．编写课程设计说明书;第2题块状物品推送机的机构综合与结构设计一、设计题目在自动包裹机的包装作业过程中,经常需要将物品从前一工序转送到下一工序;现要求设计一用于糖果、香皂等包裹机中的物品推送机,将块状物品从一位置向上推送到所需的另一位置,如图6－2所示;二、设计数据与要求1. 向上推送距离H=120mm,生产率为每分钟推送物品120件；2. 推送机的原动机为同步转速为3000转/分的三相交流电动机,通过减速装置带动执行机构主动件等速转动；3. 由物品处于最低位置时开始,当执行机构主动件转过1500时,推杆从最低位置运动到最高位置；当主动件再转过1200时,推杆从最高位置又回到最低位置；最后当主动件再转过900时,推杆在最低位置停留不动；4. 设推杆在上升运动过程中,推杆所受的物品重力和摩擦力为常数,其值为500N；设推杆在下降运动过程中,推杆所受的摩擦力为常数,其值为100N；图6－2 推送机工作要求5. 使用寿命10年,每年300工作日,每日工作16小时；6. 在满足行程的条件下,要求推送机的效率高推程最大压力角小于350,结构紧凑,振动噪声小;三、设计任务1. 至少提出三种运动方案,然后进行方案分析评比,选出一种运动方案进行机构综合；2. 确定电动机的功率与满载转速；3. 设计传动系统中各机构的运动尺寸,绘制推送机的机构运动简图；4. 在假设电动机等速运动的条件下,绘制推杆在一个运动周期中位移、速度和加速度变化曲线；5. 如果希望执行机构主动件的速度波动系数小于3%,求应在执行机构主动件轴上加多大转动惯量的飞轮；6. 进行推送机减速系统的结构设计,绘制其装配图和两张零件图；7. 编写课程设计说明书;四、设计提示实现推送机推送要求的执行机构方案很多,下面给出几种供设计时参考;1. 凸轮机构图6－3所示的凸轮机构,可使推杆实现任意的运动规律,但行程较小;2. 凸轮－齿轮组合机构图6－4所示的凸轮－齿轮组合机构,可以将摆动从动件的摆动转化为齿轮齿条机构的齿条直线往复运动;当扇形齿轮的分度圆半径大于摆杆长度时,可以加大齿条的位移量;3. 凸轮－连杆组合机构图6－5所示的凸轮－连杆组合机构也可以实现行程放大功能,但效率较低;图6－3凸轮机构图6－4凸轮-齿轮组合机构图6－5凸轮-连杆组合机构4. 连杆机构图6－6所示的连杆机构由曲柄摇杆机构ABCD与曲柄滑块机构GHK通过连杆EF相联组合而成;连杆BC上E点的轨迹,在部分近似呈以F点为圆心的圆弧形,因此,杆FG在图示位置有一段时间实现近似停歇;5. 固定凸轮－连杆组合机构图6－7所示的固定凸轮－连杆组合机构,可视为连杆长度BD可变的曲柄滑块机构,改变固定凸轮的轮廓形状,滑块可实现预期的运动规律;图6－6 连杆机构图6－7 固定凸轮－连杆组合机构第3题颚式破碎机的机构综合与传动系统设计一、设计题目颚式破碎机是一种利用颚板往复摆动压碎石料的设备;工作时,大块石料从上面的进料口进入,而被破碎的小粒石料从下面的出料口排出;图6－8为一复摆式颚式破碎机的结构示意图;图中连杆2具有扩大衬套c,套在偏心轮1上,1与带轮轴A固联,并绕其轴线转动;摇杆3在C、D两处分别与连杆2和机架相联;连杆2颚臂上装有承压齿板a,石料填放在空间b中,压碎的粒度用楔块机构4调整;弹簧5用以缓冲机构中的动应力;图6－9为一简摆式颚式破碎机的结构示意图;当与带轮固联的曲柄1绕轴心O连续回转时,在构件2、3、4的推动下,动颚板5绕固定点F往复摆动,与固定颚板6一起,将矿石压碎;设计颚式破碎机的的执行机构和传动系统;图6－8 复摆式颚式破碎机图6－9 简摆式颚式破碎机二、设计数据与要求颚式破碎机设计数据如表6－1所示;表6－1 颚式破碎机设计数据分组号进料口尺寸mm颚板有效工作长度mm最大进料粒度mm出料口调整范围mm最大挤压压强Mpa曲柄转速rpm1120×20020010010～30200 3002 150250 120 10210 270×250 ～403200×25030015020～40220 2504250×30035020020～50230 200为了提高机械效率,要求执行机构的最小传动角大于650；为了防止压碎的石料在下落时进一步碰撞变碎,要求动颚板放料的平均速度小于压料的平均速度,但为了减小驱动功率,要求速比系数k压料的平均速度/放料的平均速度不大于;采用380V三相交流电动机;该颚式破碎机的设计寿命为5年,每年300工作日,每日16小时;三、设计任务1．针对图6－8和图6－9所示的颚式破碎机的执行机构方案,依据设计数据和设计要求,确定各构件的运动尺寸,绘制机构运动简图,并分析组成机构的基本杆组；2．假设曲柄等速转动,画出颚板角位移和角速度的变化规律曲线；3．在颚板挤压石料过程中,假设挤压压强由零到最大线性增加,并设石料对颚板的压强均匀分布在颚板有效工作面上,在不考虑各处摩擦、构件重力和惯性力的条件下,分析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15％,确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量；6．对曲柄轴进行动平衡计算；7．确定传动系统方案,设计传动系统中各零部件的结构尺寸；8．绘制颚式破碎机的装配图和曲柄轴的零件图；9．编写课程设计说明书;四、设计提示1．动颚板长度取为其工作长度的倍,为了不使石料被挤推出破碎室,两颚板间夹角;2．将动颚板摆角范围取为;3．在进行曲柄轴的动平衡时,应将曲柄上的飞轮分成大小和重量相同的两个轮子,其中一个兼作带轮用;第4题压床机构综合与传动系统设计一、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;图6－10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－、－、－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转动图6－11,六杆机构使冲头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计算和结构设计;二、设计数据六杆机构的中心距、、,构件3的上、下极限位置角、,滑块5的行程H,比值、,曲柄转速以及冲头所受的最大阻力等列于表6－2;三、设计任务1. 针对图6－11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,并分析组成机构的基本杆组；图6－10 某压床的运动示意图图6－11 压床六杆机构表6－2 六杆机构的设计数据已知参数分组mmmmmm °°HmmrpmKN15140220612015010062617026061201801205372003106120210992. 假设曲柄等速转动,画出滑块5的位移和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图6－12所示,在不考虑各处摩擦、构件重力和惯性力的条件下,分析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10％,确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量；6. 确定传动系统方案,设计传动系统中各零部件的结构尺寸；7. 绘制压床传动系统的装配图和齿轮、轴的零件图；8. 编写课程设计说明书; 图6－12 压床阻力曲线图第5题自动送料冲床机构综合与传动系统设计一、设计题目图6－13 为某冲床机构运动方案示意图;该冲床用于在板料上冲制电动玩具中需要的薄壁齿轮;电动机通过V带传动和单级齿轮传动图中未画出带动曲柄转动,通过连杆带动滑块上下往复运动,实现冲制工艺;针对图6－13所示的冲床机构运动方案,进行执行机构的综合与分析,并进行传动系统结构设计;图6－13 冲床机构运动方案示意图二、设计数据与要求依据冲床工况条件的限制,预先确定了有关几何尺寸和力学参数,如表6－3所示;要求所设计的冲床结构紧凑,机械效率高;图6－14 冲头所受阻力曲线表6－3 冲床机构设计数据1 2 3 4分组已知参数生产率件/min 180 200 220 250送料距离mm 150 140 130 120板料厚度mm 2 2 2 2轴心高度mm 1060 1040 1020 1000冲头行程mm 100 90 80 70辊轴半径mm 60 60 60 60大齿轮轴心坐标mm 270 270 270 270大齿轮轴心坐标mm 460 450 440 430大齿轮轴心偏距mm 30 30 30 30送料机构最小传动角045 45 45 45速度不均匀系数板料送进阻力N 530 520 510 500冲压板料最大阻力N 2300 2200 2100 2000冲头重力N 150 140 130 120三、设计任务1. 绘制冲床机构的工作循环图,使送料运动与冲压运动重叠,以缩短冲床工作周期；2. 针对图6－13所示的冲床的执行机构冲压机构和送料机构方案,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；3. 假设曲柄等速转动,画出滑块C的位移和速度的变化规律曲线；4. 在冲床工作过程中,冲头所受的阻力变化曲线如图6－14所示,在不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件下,分析曲柄所需的驱动力矩；5. 确定电动机的功率与转速；6. 取曲柄轴为等效构件,确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量；7. 确定传动系统方案,设计传动系统中各零部件的结构尺寸；8. 绘制冲床传动系统的装配图和齿轮、轴的零件图；9. 编写课程设计说明书;第6题插床机构综合与传动系统设计一、设计题目插床是常用的机械加工设备,用于齿轮、花键和槽形零件等的加工;图6－15为某插床机构运动方案示意图;该插床主要由带转动、齿轮传动、连杆机构和凸轮机构等组成;电动机经过带传动、齿轮传动减速后带动曲柄1回转,再通过导杆机构1－2－3－4－5－6,使装有刀具的滑块沿道路y－y作往复运动,以实现刀具切削运动;为了缩短空程时间,提高生产率,要求刀具具有急回运动;刀具与工作台之间的进给运动,是由固结于轴上的凸轮驱动摆动从动件和其他有关机构图中未画出来实现的;`图6－15 插床机构运动方案示意图图6－16 插刀所受阻力曲线针对图6－15所示的插床机构运动方案,进行执行机构的综合与分析,并进行传动系统结构设计;二、设计数据与要求依据插床工况条件的限制,预先确定了有关几何尺寸和力学参数,如表6－4所示;要求所设计的插床结构紧凑,机械效率高;表6－4 插床机构设计数据分组已知参数1 2 3 4插刀往复次数次/min 30 60 90 120插刀往复行程mm 150 120 90 60插削机构行程速比系数2 2 2 2中心距mm 160 150 140 130 杆长之比 1 1 1 1 质心坐标mm 60 55 50 45 质心坐标mm 60 55 50 45 质心坐标mm 130 125 120 115 凸轮摆杆长度mm 125 125 125 125 凸轮摆杆行程角015 15 15 15 推程许用压力角045 45 45 45 推程运动角060 90 60 90 回程运动角090 60 90 60 远程休止角010 15 10 15推程运动规律等加速等减速余弦加速度正弦加速度3-4-5次多项式回程运动规律等速等速等速等速速度不均匀系数最大切削阻力N 2300 2200 2100 2000 阻力力臂mm 150 140 130 120 滑块5重力N 350 340 330 320 构件3重力N 150 140 130 120 构件3转动惯量kgm21. 针对图6－15所示的插床的执行机构插削机构和送料机构方案,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；2. 假设曲柄1等速转动,画出滑块C的位移和速度的变化规律曲线；3. 在插床工作过程中,插刀所受的阻力变化曲线如图6－16所示,在不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件下,分析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,确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量；6. 确定插床减速传动系统方案,设计减速传动系统中各零部件的结构尺寸；7. 绘制插床减速传动系统的装配图和齿轮、轴的零件图；8. 编写课程设计说明书;第7题带式输送机的传动装置设计一、设计题目图6－17所示为带式输送机的六种传动方案,设计该带式输送机传动系统;a b cde f图6－17 带式输送机的六种传动方案二、设计数据与要求带式输送机的已知条件如表6－5所示;输送带鼓轮的传动效率为包括鼓轮和轴承的效率损失,该输送机为两班制工作,连续单向运转,用于输送散粒物料,如谷物、型沙、煤等,工作载荷较平稳,使用寿命为10年,每年300个工作日;一般机械厂小批量制造;表6－5 带式输送机的已知条件方案编号 a b c d e f输送带工作拉力FN270025002300240026002200输送带工作速度vm/s鼓轮直径Dmm262524232221三、设计任务1．分析各种传动方案的优缺点,选择或由教师指定一种方案,进行传动系统设计；2．确定电动机的功率与转速,分配各级传动的传动比,并进行运动及动力参数计算；3．进行传动零部件的强度计算,确定其主要参数；4．对齿轮减速器进行结构设计,并绘制减速器装配图；5．对低速轴上的轴承以及轴等进行寿命计算和强度校核计算；6．对主要零件如轴、齿轮、箱体等进行结构设计,并绘制零件工作图；7．编写课程设计说明书;第8题螺旋输送机的传动装置设计二、设计题目图6－18所示为螺旋输送机的六种传动方案,设计该螺旋输送机传动系统;a b cd e f图6－18 螺旋输送机的六种传动方案二、设计数据与要求螺旋输送机的已知条件如表6－6所示;该输送机为两班制工作,连续单向运转,用于输送散粒物料,如谷物、型沙、煤等,工作载荷较平稳,使用寿命为8年,每年300个工作日;一般机械厂小批量制造;表6－6 螺旋输送机的已知数据方案编号 a b c d e f输送螺旋转速nr/min170160150140130120输送螺旋所受阻力矩TNm10095985875三、设计任务1．分析各种传动方案的优缺点,选择或由教师指定一种方案,进行传动系统设计；2．确定电动机的功率与转速,分配各级传动的传动比,并进行运动及动力参数计算；3．进行传动零部件的强度计算,确定其主要参数；4．对齿轮减速器进行结构设计,并绘制减速器装配图；5．对低速轴上的轴承以及轴等进行寿命计算和强度校核计算；6．对主要零件如轴、齿轮、箱体等进行结构设计,并绘制零件工作图；7．编写课程设计说明书;第9题平板搓丝机的执行机构综合与传动装置设计一、设计题目图6－19为平板搓丝机结构示意图,该机器用于搓制螺纹;电动机1通过V带传动、齿轮传动3减速后,驱动曲柄4转动,通过连杆5驱动下搓丝板滑块6往复运动,与固定上搓丝板7一起完成搓制螺纹功能;滑块往复运动一次,加工一个工件;送料机构图中未画将置于料斗中的待加工棒料8推入上、下搓丝板之间;图6－19 平板搓丝机结构示意图二、设计数据与要求平板搓丝机设计数据如表6－7所示;表6－7 平板搓丝机设计数据该机器室内工作,故要求振动、噪声小,动力源为三相交流电动机,电动机单向运转,载荷较平稳;工作期限为十年,每年工作300天；每日工作8小时;三、设计任务1. 针对图6－19所示的平板搓丝机传动方案,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；2. 假设曲柄AB等速转动,画出滑块C的位移和速度的变化规律曲线；3. 在工作行程中,滑块C所受的阻力为常数搓丝动力,在空回行程中,滑块C所受的阻力为常数1kN；不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件下,分析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,确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量；6. 设计减速传动系统中各零部件的结构尺寸；7. 绘制减速传动系统的装配图和齿轮、轴的零件图；8. 编写课程设计说明书;第10题加热炉推料机的执行机构综合与传动装置设计一、设计题目图6－20为加热炉推料机结构总图与机构运动示意图;该机器用于向热处理加热炉内送料;推料机由电动机驱动,通过传动装置使推料机的执行构件滑块5做往复移动,将物料7送入加热炉内;设计该推料机的执行机构和传动装置;图6－20 加热炉推料机结构总图与机构运动示意图二、设计参数与要求加热炉推料机设计参数如表6－8所示;该机器在室内工作,要求冲击振动小;原动机为三相交流电动机,电动机单向转动,载荷较平稳,转速误差<4%；使用期限为10年,每年工作300天,每天工作16小时;表6－8 加热炉推料机设计参数分组参数1 2 3 4 5滑块运动行程Hmm220210200190180滑块运动频率n次/min23456滑块工作行程最大压力角33333机构行程速比系数K 2构件DC长度mm11501140113011201100构件CE长度mm150160170180200滑块工作行程所受阻力含摩擦阻力N500450400350300滑块空回行程所受阻力含摩擦阻力F r1N100100100100100三、设计任务1. 针对图6－20所示的加热炉推料机传动方案,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；2. 假设曲柄AB等速转动,画出滑块F的位移和速度的变化规律曲线；3. 在工作行程中,滑块F所受的阻力为常数F r1,在空回行程中,滑块F所受的阻力为常数F r2；不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件下,分析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,确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量；6. 设计减速传动系统中各零部件的结构尺寸；7. 绘制减速传动系统的装配图和齿轮、轴的零件图；8. 编写课程设计说明书;第11题木地板连结榫舌和榫槽切削机的执行机构与传动系统设计一、设计题目室内地面铺设的木地板是由许多小块预制板通过周边的榫舌和榫槽连结而成,如图6－21所示;为了保证榫舌和榫槽加工精度,以减小连结处的缝隙,需设计一台榫舌和榫槽成型半自动切削机;该机器执行构件工作过程如图6－22所示;图6－21 木地板预制板及其上的榫舌先由构件2压紧工作台上的工件,接着端面铣刀3将工件的右端面切平,然后构件2松开工件,推杆4推动工件向左直线移动,通过固定的榫舌或榫槽成型刀,在工件上的全长上切出榫舌或榫槽;图6－22 榫舌和榫槽切削机工艺动作二、设计数据及要求设计已知数据如表6－9所示;表6－9 榫舌和榫槽切削机设计数据分组参数1 2 3 4木地板尺寸a×b×cmm450×50×8550×60×10750×80×12850×90×15榫舌或槽口尺寸d×emm4×3 ×4 5×5 ×6 执行机构主动件1坐标、50、22060、23065、24070、240执行构件行程、、18、20、8020、24、9025、28、10030、32、120推杆4工作载荷N 2000 2500 3000 3500 端面切刀3工作载荷N1500 1800 2000 2200 生产率件/min 80 70 60 50设计要求及任务：推杆在推动工件切削榫槽过程中,要求工件作近似等速运动;室内工作,载荷有轻微冲击,原动机为三相交流电动机,使用期限为10年,每年工作300天,每天工作16小时,每半年作一次保养,大修期为3年;三、设计任务1 设计机构系统总体运动方案,画出系统运动简图,完成系统运动方案论证报告;2 作传动系统或执行系统的结构设计,画出传动系统或执行系统的装配图;3 设计主要零件,完成2张零件工作图;4 编写设计说明书;第12题小型卧式模锻机执行机构与传动系统设计一、设计题目为锻造长杆类锻件如图6—23所示锻件,系用棒料局部镦粗而成,今需设计一台将杆料水平置放后用活动凹模3如图6—24所示及固定凹模2将其夹紧后再用水平置放的冲头1进行顶锻工作的卧式模锻机;拟用电动机通过传动装置带动夹料机构首先使活动凹模3向前移动,与固定凹模2合拢,以夹紧棒料;然后主滑块1带动冲头进行顶锻,锻件成形后,待冲头1返回离开凹模后返回距离约占冲头全行程的1/8~1/3,由夹料机构带着凹模3返回,松开杆料回到初始位置;在顶锻过程中要求两半凹模始终处于夹紧状态,不能自动松开;要求设计该小型卧式模锻机执行机构和传动系统,以满足上述顶锻工艺要求;图6—23 锻件图6—24 卧式模锻机执行构件二、设计数据与要求电动机同步转速：n m=1000r/min或1500r/min；冲头顶锻次数为每分钟50~75次；主滑块1的全行程H=200~380mm；顶锻工艺开始后冲头的工作行程H1=1/2~2/3H；夹紧滑块3的总行程h=60~80mm；作用在主滑块上的顶锻力F1=250~500KN；作用在夹紧滑块3上的夹紧力F2=F1/3；要求该模锻机的机械效率高,振动冲击小;三、设计任务1．根据上述要求进行机构的选型、经运动及动力分析与设计后确定传动方案,绘制机构运动简图；2．确定电动机的功率与转速；3．设计传动系统中V带传动和齿轮传动；4．对大带轮轴进行结构设计和强度校核,并选择其轴承,计算轴承寿命；5．进行传动系统结构设计,绘制其装配图；6．编写课程设计说明书;四、参考方案与设计提示小型卧式模锻机的参考方案如图6—25所示;电动机1经V带传动2-3-4和齿轮传动5-6减速后,带动曲轴7转动;锻压机构采用曲柄滑块机构;活动凹模15的开闭及夹紧动作与主传动机构的运动配合,由固联在曲轴上的主回凸轮机构10推杆与滑块11固联及连杆机构来实现;当杆料放入固定凹模16内以后,活动凹模15向杆料接近并夹紧它,然后,带有冲头的主滑块9就可以完成顶锻工作;图6—25 小型卧式模锻机的参考方案设计提示：1冲头9的行程H 以及曲柄－连杆比确定主传动曲柄滑块机构的主要尺寸,同时对主传动机构进行速度及加速度分析,并可作出运动线图;2根据夹紧行程h、滑块11行程h11,按夹紧要求设计连杆机构,并要求在夹紧行程的最后10mm范围内满足最小传动角γmin的要求；同时按顶锻时活动凹模应处于自锁状态要求,建议先选定杆件的两个极限位置,并选定L CD/L ED及L EF/L ED的值后初步设计六杆机构,再检查是否满足最小传动角的要求;3根据滑块11行程h11即凸轮机构中推杆的行程及运动循环图设计主回凸轮机构;设计时推杆的运动规律由设计者自行选定,凸轮基圆半径按安装凸轮处的轴径确定,转子直径由设计者选定;4对主传动曲柄滑块机构可以进行动态静力分析,求出各运动副中的支反力,亦可求出曲柄O B A上的平衡力矩,进而求得曲柄上的功率,再考虑效率,求得电动机的功率;5根据机器的运转不均匀系数δ<δ的要求,计算飞轮即大带轮4的转动惯量;计算时可忽略控制锻模的连杆机构中各杆11~15等质量的影响;电机转子及小带轮等的转动惯量,在精确计算时应予考虑,本设计暂可忽略不计;6确定在曲轴7上应加的平衡配重凸轮处暂不考虑;。
机械原理课程设计+例题实例
《机械原理》课程设计计算说明书设计题目：健身球检验分类机院校：专业：班级：设计者：学号：指导老师：日期：目录设计任务书············································设计方案说明··········································一、设计要求··········································二、方案确定··········································三、功能分解··········································四、选用机构··········································五、机构组合设计······································六、运动协调设计······································七、圆柱直齿轮设计····································八、方案评价··········································参考文献···············································设计小结···············································方案设计说明一.设计要求设计健身球自动检验分类机，将不同直径尺寸的健身球按直径分类。
机械原理课程设计(中国石油大学(华东)油田用小型往复泵主体机构运动、动力分析、飞轮设计)
• 中国石油大学（华东）机械原理课程设计• 题目：油田用小型往复泵主体机构运动、动力分析、飞轮设计•已知条件： L1=0.063m, L2=0.333m , 曲柄组件质量m1=40kg, 质心在B 点，转动惯量忽略不计，曲柄转速140r/min ， 连杆组件质量 m2=26kg, 质心在BC 连线上距离B 点0.111m 处，绕质心转动惯量J2=0.25kg ·m2；活塞组件质量m3=16kg ，质心在C 点，活塞在吸入冲程受力忽略为零，在压缩冲程受力4500N 。
任务：编程以实现运动分析：每隔10°，求出各位置时连杆2的角位置、角速度、角加速度，活塞3的位移、速度、加速度动力分析：每隔10°，求出各位置时曲柄上平衡力矩和各运动副反力的大小和方向选曲柄为等效构件，并设等效驱动力矩为常数，许用运动不均匀系数[ ]=1/50，求安装在曲柄轴上飞轮的转动惯量。
C 语言#include<stdio.h>#include<math.h>void main(){FILE *fp;int i,j,k,p;double w1,PIB,ab,G1,G2,G3;double l1=0.063,l2=0.333,lk=0.111,PI=3.1415926,m1=40,m2=26,m3=15.6,g=9.8,J2=0.25; double Q1[37],Q2[37],w2[37],sc[37],vc[37],aa2[37],ac[37];doublea2x[37],a2y[37],a2[37],pi2x[37],pi2y[37],MI2[37],pi3[37],pi1x[37],pi1y[37],R43[37],Mb0[37],M b[37];double R12[37],R12x[37],R12y[37],a12[37],b12[37];double R23[37],R23x[37],R23y[37],a23[37],b23[37];double R41[37],R41x[37],R41y[37],a41[37],b41[37];double Wr[37],Wd[37],WW[37];double Md,WWmax,WWmin,EEmax,JF;double dt=0.02;w1=2*140*PI/60;/*--转速140转/分--*/ab=-l1*w1*w1; /*--切向加速度--*/PIB=-m1*ab; /*--求惯性力Pib--*/G1=m1*g; G2=m2*g; G3=m3*g;if ((fp=fopen("c:\\wenjian.txt","w"))==NULL){printf ("cannot open file.\n");}for(i=0;i<37;i++){/*--运动分析--*/Q1[i]=i*PI/18;/*--每次增加10度--*/Q2[i]=asin(-l1*sin(Q1[i])/l2);/*--l2sin(Q2[i])=-l1*sin(Q1[i])--*/sc[i]=l1*cos(Q1[i])+l2*cos(Q2[i]);w2[i]=(-l1*cos(Q1[i])*w1)/(l2*cos(Q2[i]));vc[i]=-l1*sin(Q1[i])*w1-l2*sin(Q2[i])*w2[i];aa2[i]=(l1*sin(Q1[i])*w1*w1+l2*sin(Q2[i])*w2[i]*w2[i])/(l2*cos(Q2[i]));/*--求阿尔法2--*/ac[i]=-l1*cos(Q1[i])*w1*w1-l2*cos(Q2[i])*w2[i]*w2[i]-l2*sin(Q2[i])*aa2[i];/*--动力分析--*/if(Q1[i]>=0&&Q1[i]<=PI) p=0;/*--吸入冲程受力为0--*/else p=4500;/*--压缩冲程受力4500--*/a2x[i]=l1*w1*w1*cos(PI+Q1[i])+lk*(ac[i]-l1*w1*w1*cos(PI+Q1[i]))/l2;a2y[i]=l1*w1*w1*sin(PI+Q1[i])+lk*(-l1*w1*w1*sin(PI+Q1[i]))/l2;a2[i]=sqrt(a2x[i]*a2x[i]+a2y[i]*a2y[i]);pi2x[i]=-m2*a2x[i];pi2y[i]=-m2*a2y[i];MI2[i]=-J2*aa2[i];pi3[i]=-m3*ac[i];pi1x[i]=PIB*cos(Q1[i]);pi1y[i]=PIB*sin(Q1[i]);R43[i]=((pi3[i]-p)*l2*sin(Q2[i])+pi2x[i]*lk*sin(Q2[i])-(pi2y[i]-G2)*lk*cos(Q2[i])-MI2[i])/(l2*co s(Q2[i]))+G3;/*--R12大小以及方向的确定--*/R12x[i]=p-pi3[i]-pi2x[i];R12y[i]=G3+G2-pi2y[i]-R43[i];R12[i]=sqrt(R12x[i]*R12x[i]+R12y[i]*R12y[i]);{if(R12x[i]>=0&&R12y[i]>=0) a12[i]=atan(R12y[i]/R12x[i]);if(R12x[i]<=0) a12[i]=atan(R12y[i]/R12x[i])+PI;if(R12x[i]>=0&&R12y[i]<=0) a12[i]=atan(R12y[i]/R12x[i])+2*PI;}b12[i]=a12[i]*180/PI;/*--R23大小以及方向的确定--*/R23x[i]=p-pi3[i]; R23y[i]=G3-R43[i];R23[i]=sqrt(R23x[i]*R23x[i]+R23y[i]*R23y[i]);{if(R23x[i]>=0&&R23y[i]>=0) a23[i]=atan(R23y[i]/R23x[i])-PI;if(R23x[i]<=0) a23[i]=atan(R23y[i]/R23x[i]);if(R23x[i]>=0&&R23y[i]<=0) a23[i]=atan(R23y[i]/R23x[i])+PI;}b23[i]=a23[i]*180/PI;/*--R41大小以及方向的确定--*/R41x[i]=R12x[i]-pi1x[i]; R41y[i]=R12y[i]+G1-pi1y[i];R41[i]=sqrt(R41x[i]*R41x[i]+R41y[i]*R41y[i]);{if(R41x[i]>=0&&R41y[i]>=0) a41[i]=atan(R41y[i]/R41x[i]);if(R41x[i]<=0) a41[i]=atan(R41y[i]/R41x[i])+PI;if(R41x[i]>=0&&R41y[i]<=0) a41[i]=atan(R41y[i]/R41x[i])+2*PI;}b41[i]=a41[i]*180/PI;Mb0[i]=sin(Q1[i])*(pi1x[i]-R12x[i])*l1-cos(Q1[i])*(pi1y[i]-R12y[i]-G1)*l1;}for(i=0;i<=12;i++){j=i+12;k=i+24;Mb[i]=Mb0[i]+Mb0[j]+Mb0[k];Mb[j]=Mb[i];Mb[k]=Mb[i];}/*--飞轮的分析--*/Wr[0]=0;for(i=0;i<37;i++)Wr[i+1]=Wr[i]+0.5*(Mb[i]+Mb[i+1])*(Q1[i+1]-Q1[i]);Md=Wr[36]/(2*PI);for(i=0;i<37;i++){Wd[i]=Md*i*PI/18;WW[i]=Wd[i]-Wr[i];}WWmax=WW[0];WWmin=WW[0];for(i=0;i<37;i++){if(WW[i]>WWmax) WWmax=WW[i];if(WW[i]<WWmin) WWmin=WW[i];}EEmax=WWmax-WWmin;/*--求最大盈亏功--*/JF=900*EEmax/(PI*PI*140*140*dt);fputs("以下为运动分析结果:\n",fp);fputs("φ1 φ2 Sc ω2 Vc α2 ac\n",fp);for(i=0;i<37;i++){fprintf(fp,"%-3d %-8.2f %-8.3f %-8.3f %-8.3f %-8.3f %-8.3f\n",10*i,Q2[i]*180/PI,sc[i ],w2[i],vc[i],aa2[i],ac[i]);}fputs("\n以下为动力分析结果:\n\n",fp);fputs("φ1 R43 R12 β1 R23 β2 R41 β3 Mb0 Mb\n",fp);for(i=0;i<37;i++){fprintf(fp,"%3d %7.2f %7.2f %7.2f %7.2f %7.2f %7.2f %7.2f %7.2f %7.2f\n",10*i,R43[i],R12[i ],b12[i],R23[i],b23[i],R41[i],b41[i],Mb0[i],Mb[i]);}fputs("\n以下为飞轮设计结果:\n\n",fp);fprintf(fp,"动力矩Md=%.2f\n平均功率为%.2f\n最大盈亏功为%.2f\n飞轮转动惯量JF>=%.2f\n飞轮矩＝%.2f\n",Md,Md*w1,EEmax,JF,4*g*JF);fputs("φ1 Wr Wd ΔW\n",fp);for(i=0;i<37;i++){fprintf(fp,"%-3d %-8.2f %-7.2f %-7.2f\n",10*i,(-1)*Wr[i],Wd[i],WW[i]);}fclose(fp);}。
机械原理课程设计参考实例
在这个课程设计参考实例中，我们将探讨机械原理课程设计的目的、常见的 题目、基本步骤、设计思路和方案、关键问题和解决方法，以及实例分析和 讨论。
课程设计的目的
介绍机械原理课程设计的目的是培养学生的机械设计和分析能力，并将理论知识应用于实际问题中，提高学生 的工程实践能力。
常见的机械原理课程设计题目
杠杆平衡设计
通过实例分析杠杆平衡设计，讨 论不同杠杆长度和负载对平衡性 能的影响。
曲柄连杆机构设计
通过实例分析曲柄连杆机构设计， 讨论不同连杆长度和曲柄半径对 运动传输的影响。
结论和总结
通过机械原理课程设计参考实例，学生能够掌握机械原理的基本原理和设计 方法，提高解决实际问题的能力，培养创新思维和团队合作能力。
齿轮传动设计
设计一个齿轮传动系统，满足给定的转速比和传动功率要求。
杠杆平衡设计
设计一个能平衡给定负载的杠杆系统，使得力矩平衡。
曲柄连杆机构设计
设计一个曲柄连杆机构，将旋转运动转化为直线运动。
课程设计的基本步骤
1
设计方案
2
基于原理和应用知识，提出多个设计方
案，并进行评估和选择。
3
制造和测试
4
根据设计进行零件制造和组装，然后进
设计过程中的关键问题和解决方法
1 受力分析
通过受力分析确定设计中的关键问题，并使用相关理论和计算方法找到解决方法。
2 优化设计
通过系统分析和优化设计，提高设计的效率、性能和可靠性。
3 安全考虑
考虑设计中的安全因素，确保设计符合相关的安全标准和规范。
实例分析和讨论
齿轮传动设计
通过实例分析齿轮传动设计，讨 论不同齿轮类型和传动比对设计 的影响。
机械原理课程设计实例6
机械原理课程设计实例6一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握机械原理中齿轮、杠杆和滑轮的基本概念及应用。
2. 学生能够运用所学的机械原理知识，分析并解释日常生活中的简单机械实例。
3. 学生掌握基本的机械传动原理，能够列举并解释不同机械传动方式的特点和适用场景。
技能目标：1. 学生能够运用机械原理，设计简单的机械装置，解决实际问题。
2. 学生具备运用图示、计算和实验等方法分析机械系统性能的能力。
3. 学生能够通过小组合作，进行有效沟通，共同完成机械设计项目。
情感态度价值观目标：1. 学生对机械原理产生浓厚的兴趣，培养探索科学的精神。
2. 学生在机械设计过程中，树立创新意识，勇于尝试新方法，培养解决问题的能力。
3. 学生在小组合作中，学会尊重他人意见，培养团队协作精神和责任感。
课程性质：本课程为机械原理的实践应用课，强调理论联系实际，培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：六年级学生具备一定的机械原理基础知识，好奇心强，喜欢动手操作，但独立解决问题的能力有待提高。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动探索机械原理在实际生活中的应用，提高学生的实践能力和创新能力。
通过课程目标的具体分解，使学生在掌握知识的同时，培养良好的情感态度价值观。
后续教学设计和评估将围绕课程目标进行，确保学生达到预期学习成果。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 齿轮原理及其应用- 理解齿轮的基本概念、分类和作用- 掌握齿轮传动的基本原理和计算方法- 分析齿轮传动的优缺点及其适用场景2. 杠杆原理及其应用- 学习杠杆的分类、特点和作用- 掌握杠杆平衡条件及其应用- 分析日常生活中的杠杆实例，理解其工作原理3. 滑轮原理及其应用- 了解滑轮的分类、构造和作用- 掌握滑轮组的计算方法- 分析滑轮在工程和日常生活中的应用4. 机械传动综合应用- 综合运用齿轮、杠杆和滑轮原理，设计简单的机械装置- 分析并优化机械传动系统的性能- 学习机械设计的基本方法和步骤教学内容安排和进度：第一课时：齿轮原理及其应用第二课时：杠杆原理及其应用第三课时：滑轮原理及其应用第四课时：机械传动综合应用教材章节关联：本教学内容与教材第6章“齿轮、杠杆和滑轮”相关内容紧密关联，旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合，提高学生的实践能力。
机械原理典型例题分析
例1：图示渐开线原则直齿圆柱齿轮1与原则直齿条2作无侧隙啮合传动。齿
条为主动件，运动方向如图。要求： 1）画出齿轮1旳分度圆、基圆、节圆、顶圆，并标出相应旳半径；
2）标注出理论啮合线N1N2和实际啮合线B1B2；
O1
例1
r1 r1'
rb1
齿轮机构典型例题
1）画出齿轮1旳分度圆、 基圆、节圆、顶圆，并标 出相应旳半径； 2）标注出理论啮合线
m(1
z2 ) z1
a
100
z1
2a (i12 1)m
2 100 (2.5 1) 4
50 3.5
14.28
圆整取 z1 14 z2 14 2.5 35
若取 z1 15 z2 15 2.5 37.5
不合适！
a 1 4 (14 35) 98 mm 2
a a 该对齿轮必须按正传动设计,可对小齿轮进行正变位
N1N2和实际啮合线B1B2；
ra1
N1 B2
N2
B1
例2 习题
齿轮机构典型例题
解
1)
a
m 2
( z1
z2 )
165mm
因： a a 不满足原则齿轮无侧隙啮合旳条件，
所以：不能确保无侧隙啮合。
2) 应采用正传动
3)
cos a cos 20
a
21.807
例3
齿轮机构典型例题
解：1）
例4
齿轮机构典型例题
解：(2) z1 16 zmin 17 必须采用正变位齿轮
z1 z2 54 2zmin 34 采用何种传动呢？
a
1 2
m( z1
z2 )
4 2
(16
机械原理典型例题第二章机构分析
A
B
C
运动链能够成为机构的条件是，运动链相对于机架的自由度大于零，且等于原动件的数目。 平面机构的级别取决于机构能够分解出的基本杆组的级别。
Y
N
1
2
3
2.判断题：
作业评讲
2-8: 图示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A来连续回转，而固定在A轴上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动达到冲压的目的。试绘出机构运动简图，分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。
例4：图示机构中，AB∥=EF ∥=CD，试计算机构自由度。
解： C处为复合铰链， m=3； G处为局部自由度；有一个虚约束。 I处有一个高副虚约束。 机构ABCDEF为平行四边形机构，构件EF及引入的约束为虚约束。 机构自由度F n=6, Pl=7, Ph=2 F=3n-2Pl- Ph =3×6-2×7-2 =2
F=3×8-2×10-2 =2
局部自由度
复合铰链
F=3×7-2×9-2 =1
虚约束
2-14(b):图示凸轮—连杆组合机构的自由度。在D处为铰接在一起的两个滑块。
虚约束
局部自由度
F=3×5+2×6-2=1
2-17: 试计算所示惯性筛机构的自由度，判断机构是否具有确定的运动（标箭头的构件为原动件）。
不同的原动件，组成机构的杆组与级别不相同。
例9：图示牛头刨机构设计方案图。设计者的意图是动力由曲柄1输入，通过滑块2使摆动导杆3做往复摆动，并带动滑枕4往返移动以达到刨削的目的。试分析此方案有无结构组成原理上的错误，若有，请说明原因并修改。（作业：补充修改方案）
解： 机构的自由度， n = 4, pl = 6, ph = 0 F = 3n - 2 pl - ph = 3×4－2×6－0 =0 F＜机构原动件数 不能运动。 修改： 增加机构自由度的方法是：在机构的适当位置添加一个活动构件和一个低副或者用一个高副代替原来机构中的一个低副。AEBDCFG
机械原理例题1-3
2）若不满足杆长和条件，该机构只能是双摇杆机构。
注意：铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭
多边形条件：最长杆的杆长<其余三杆长度之和。
2-2 在题2-2图所事 的铰链四杆机构中，已知BC=50mm， CD=35mm，AD=30mm。试问：
（1） 若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，AB的最 大值为多少？
A
C2’
C2
F1
l AB AB1 l 380m m lBC B1C1 l 290m m
D’
C1
e
A
题2-9
C1
e
C’
minAB’B1B2900-
180°（K-1） θ = C2 （K+1） AC1=BC-AB AC2=BC+AB AB=(AC2-AC1)/2 BC=(AC1+AC2)/2
确定比例尺l
O
l AB AB l 24m m, lBC BC l
l AB e min arccos 46.4 lBC 49m m
2-12 题2-12图所示为一飞机起落架机构。实线表示飞机
降落时起落架的位置，虚线表示飞机在飞行中的位置。已
知lAD=520mm， lCD=340mm，α =90°， β =60°， θ =10°，试用几何法求出构件AB和BC的长度lAB和lBC。
（给10分钟做，然后对答案）
题2-12
F2
D
B1
1-3-b
• N=9
• PL=12
• PH=2 • F=3*9-2*12-2=1
1-3-c
• N=8
• PL=11
• PH=1 • F=3*8-2*11-1=1
机械原理典型例题精解
多头专用钻床 例3 多头专用钻床机械传动系统设计 设计任务：设计一台自动钻床，用来同时加工图 所示零件上的三个孔 所示零件上的三个孔， 设计任务：设计一台自动钻床，用来同时加工图3所示零件上的三个孔，能 自动送料。并设计运动循环图。 自动送料。并设计运动循环图。
30 20
1）确定工作原理
50 20
控制功能 结构 总功能 分功能
③微电脑全自动洗衣机的功能求解 可用形态学矩阵法进行方案综合求解，如表1 可用形态学矩阵法进行方案综合求解，如表 所示。
表1 分功能 1 A B C 盛装衣物 分离脏物 控制洗涤 铝桶 机械摩擦 人工手控 2 塑料桶 电磁振荡 机械定时 洗衣机形态学矩阵 功能求解 3 玻璃钢桶 热胀 电脑自控 4 陶瓷桶 超声波
▲钻孔结束后，工作台快速退回，完成一个循环。 钻孔结束后，工作台快速退回，完成一个循环。 设工作台完成一个工作循环所需的时间为T1，则有： 设工作台完成一个工作循环所需的时间为 则有：
T1 = t1 + t2 + t3 + t4 + t5
其中： 单孔钻削时间 其中： t1——单孔钻削时间。设单孔钻削每转进给量为 s1 =0.2 mm/r , 单孔钻削时间。 单孔钻削每转进给量为 单孔钻削深度为 钻削深度为10mm，并考虑 的提前工作量。 单孔钻削深度为 ，并考虑3mm的提前工作量。求得： 的提前工作量 求得： t1 =(10+3)/(s1 nc)=0.13 min = 7.8 s t2——三孔同时钻削时间，设进给量为 s2 =0.16 mm/r ，三孔同时钻削深度 三孔同时钻削时间 三孔同时钻削深度 三孔同时钻削时间， 的越程量。 为10mm，并考虑 ，并考虑3mm的越程量。求得 的越程量 t2 =(10+3)/(s2 nc)=0.163 min =9.8 s t3 ——快速接近时间，取 t3 =1.5 s 快速接近时间， 快速接近时间 t4 ——快速退回时间，取 t4 =2.5 s 快速退回时间， 快速退回时间 t5 ——工作台停歇等待更换工件时间，取 t5 =3 s； 工作台停歇等待更换工件时间 ； 工作台停歇等待更换工件时间， 工作台一个工作循环总时间： 工作台一个工作循环总时间： T1 = t1 + t2 + t3 + t4 + t5 =24.6 s 工作台每分钟工作循环数： 工作台每分钟工作循环数： n1 = 60 /T1 =2.44
机械原理中的应用实例题
机械原理中的应用实例题题目一：杠杆原理在物理机械中的应用•杠杆原理是指利用杠杆的作用，通过调节杠杆长度、杠杆与重力或力的作用点的位置，从而改变力的方向和大小的原理。
•杠杆分为一类杠杆和二类杠杆。
•一类杠杆是指重力或力的作用点在杠杆的一侧，力臂和力矩臂不同，根据力矩的平衡条件，可以计算出力的大小。
•二类杠杆是指重力或力的作用点在杠杆的另一侧，力臂和力矩臂相等，根据力矩的平衡条件，可以计算出力的大小。
•例如，制动器中的踏板杠杆就是一个应用杠杆原理的例子。
当踩下制动器踏板时，通过杠杆的作用，可以将脚踩下的力转化为制动器上的制动作用力，从而实现制动器的工作。
题目二：滑轮原理在起重机中的应用•滑轮原理是指通过改变绳索在滑轮上的分布，改变力的方向和大小的原理。
•根据滑轮的数量，可以分为固定滑轮和滑动滑轮。
•固定滑轮指滑轮固定在支架上，只改变了力的方向。
滑动滑轮是指滑轮可以在支架上滑动，改变了力的大小。
•在起重机中，利用滑轮原理可以减小起重物体的重力，减小工作所需要的力。
例如，通过利用多个滑轮系统，可以减小起重物体的重力，从而减小起重机所需要的力。
题目三：摩擦力在机械中的应用•摩擦力是指两个物体接触时，由于接触面之间的不平整或存在其他因素，使得两个物体之间产生的相对运动存在阻力的力。
•在机械中，摩擦力常常被应用于保持物体的静止或改变物体的运动方向。
•例如，机械传动系统中的皮带轮和传动带就是一个摩擦力的应用实例。
通过调节皮带轮的张紧程度，可以调节传动带与皮带轮的摩擦力，从而改变传动带的运动速度。
题目四：弹簧原理在机械振动中的应用•弹簧原理是指利用弹簧的弹性恢复力，改变物体的运动状态的原理。
•在机械振动中，弹簧常常被应用于减震和减振的装置。
•例如，汽车的避震器中就利用了弹簧原理。
当汽车经过凹凸不平的道路时，弹簧可以吸收部分震动，保持车辆的稳定性。
结论以上是机械原理中的应用实例题的解答。
通过杠杆原理、滑轮原理、摩擦力和弹簧原理等，可以实现机械系统的运转、力的传递、物体的运动控制等功能。
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《机械原理》课程设计计算说明书设计题目：健身球检验分类机院校：武汉大学东湖分校工学院专业：机械设计制造及其自动化班级：2005级（1）班设计者：方旭东学号：2指导老师：张荣日期：2009年1月6日目录设计任务书············································设计方案说明··········································一、设计要求··········································二、方案确定··········································三、功能分解··········································四、选用机构··········································五、机构组合设计······································六、运动协调设计······································七、圆柱直齿轮设计····································八、方案评价··········································参考文献···············································设计小结···············································方案设计说明一.设计要求设计健身球自动检验分类机，将不同直径尺寸的健身球按直径分类。
检测后送入各自指定位置，整个工作过程（包括进料、送料、检测、接料）自动完成。
健身球直径范围为ф40～ф46mm，要求分类机将健身球按直径的大小分为三类。
1. ф40≤第一类≤ф422. ф42<第二类≤ф443. ф44<第三类≤ф46电机转速：720r/min，生产率（检球速度）20个/min。
二.方案确定初选了三种设计方案，如下：方案一：方案二：方案三：方案链长效率价格重量总分一21227二13318三33129比较：方案一为整体布局最小，传动平稳，而且可以实现较大的传动比，但是工作时间长，接料机构不易控制，功率损失大，很不经济。
方案二布局比较小，但传动效率低，传动不精确，所以一般不采用。
方案三布局一般，但只需用一台电机和一台减速器，传动效率好，较平稳，加工比较方便，且适合长期的工作环境。
最终确定方案三。
三.功能分解送料机构：健身球通过一细长管道逐个落到与滑道固连的平台上。
同时，由电动机带动的一系列齿轮经过变速后带动左侧的平底直动从动件凸轮机构，使得与平底固连的推杆每隔一段时间就可将健身球推向滑道。
由滑道传送。
分料机构：该装置由一根传动轴将三个固连在一起互为120°的转页和一个直齿锥齿轮连接在一起，转页与锥齿轮的次序为从上到下。
分料槽由护沿围着，以防止健身球随着转页转动时候滚落。
将护沿形成的宽度为50mm 的滚道分成三个互为120°的区域。
各区域内分料槽宽度设计为42mm ，44mm ，46mm 。
入料口开在宽度为42mm 分料槽护沿处。
分别各分料槽下设收容器，分别接直径小于42mm ，44mm 和46mm 的球。
转页转速ω=32πrad/s 。
四.选用机构送料机构：根据动作要求，由于机构要具有停歇功能，且要进行运动变换，固选择对心平底推杆盘形凸轮机构。
分料机构：由工艺动作可得，该机构选用齿轮机构。
五.机构组合设计 1. 组合方式为使机构能够顺利工作，采用串联的结构组合。
2. 机构传动比计算 1）送料机构3620/720==送总i第一级：皮带传动 i0=2 第二级：直齿圆柱齿轮传动 i1=3 第三级：直齿圆柱齿轮传动 i2=3 第四级：直齿圆锥齿轮传动 i3=2 2）分料机构第四级：直齿圆锥齿轮传动 i3=2 3）齿轮设计 直齿轮设计： 齿轮编号 齿数 模数 齿顶高 齿根高 分度圆 齿顶圆 齿根圆 直齿轮134222.56472594) 凸轮设计根据已知的运动规律及凸轮基本尺寸，用解析法设计直动平底推杆盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线，并用计算机校核凸轮运动的位移，速度，加速度。
推杆进程电机驱动，回程用弹簧驱动。
凸轮转一周所需时间3s ，角速度ω=32πrad/s,推程运动角1δ=150°，远休止角2δ=30°，回程运动角3δ=120°，近休止角4δ=60°，推杆行程h=40mm ，基圆半径取0r =80mm 。