机械原理程设计
机械原理课程设计
说明书
设计题目: 幻觉式游乐机传动系统设计
专业机械设计
班号
设计者
指导教师
完成时间
1.1设计题目
某游乐场欲添设一新的游乐项目。该项目是在一暗室中，让一个画有景物的屏幕（观众可以看见屏幕上的景物），由静止逐渐开始左右晃动，晃动的角度由小变大，并越来越大，最后屏幕竟然旋转起来，转数圈之后，屏幕渐渐趋于静止。由于观众在暗室中仅能看见屏幕上的景物，根据相对运动原理，观众将产生一个错觉，他们不认为是屏幕在晃动，反而认为是他们自己在晃动，并且晃动的越来越厉害，最后竟旋转起来。这是一个有惊无险的游乐项目。
现要求设计一机械传动装置，使屏幕能实现上述运动要求。其设计技术要求如下：
1）屏幕的尺寸为长4 m和宽 3 m，屏幕的几何中心为其转动中心；屏幕由静止开始晃动时的摆角约60°，每分钟晃动次数约10～12次，屏幕由开始晃动到出现整周转动，历时约2～3分钟，约转10多周之后，屏幕由渐趋静止；屏幕摆动幅度应均匀增大即呈均加速度的趋势。
2）整个游乐装置欲利用一个交流异步电动机带动，其同步转速可选为750r/min或1000r/min或1500r/min。电机的功率这里暂先可以不考虑。因屏幕及其机械系统设计的等效转动惯量较小，可以不考虑其动力学问题，故仅对其作运动设计。
3）每一次游乐为一个运动循环。每次游乐开始可由手动操作通过离合器来控制，接下来整个运动由机械自动完成。在完成满足上述游乐基本运动要求前提下，最好能增设屏幕晃动摆角、晃动次数和转动次数以及速度大小可调节的一些功能。
1.2机械系统的方案拟定
1.2.1工作原理
幻觉式游乐机是一种通过一定的机械装置实现暗室中，一个画有景物的屏幕（观众可以看见屏幕上的景物），由静止逐渐开始左右晃动，晃动的角度由小变大，并越来越大，最后屏幕旋转起来，转数圈之后，屏幕渐渐趋于静止的有惊无险的游乐项目。由于观众在暗室中仅能看见屏幕上的景物，根据相对运动原理，
观众将产生一个错觉，他们不认为是屏幕在晃动，反而认为是他们自己在晃动，并且晃动的越来越厉害，最后竟旋转起来。
我们设计的幻觉式游乐机由三部分组成。
第一部分减速机构，如图一所示。本设计题目中给的电动机的转速是比较大，而我们所需要的速度很低（每分钟十几转的速度），在本设计中我们使用了两个行星轮系（齿轮1、2、3、4和11、12、13、14）。机构本身的尺寸也很小。并且齿轮传动传动比精确，有利于实现精确传动。
图一
第二部分是换向机构。如图二所示为了实现曲柄的正反转，我们使用了凸轮，以及滑动齿轮作为换向机构通过适当调节凸轮的转速就可以实现比较精准的换向。在换向减速机构中，通过与电动机直接相连的行星轮系将转速降低，提供给系统合适的转速。换向机构由锥齿轮与其相连的凸轮组成，通过锥齿轮5和锥
齿轮6、7啮合使得锥齿轮6、7的转向相反，与锥齿轮相连的齿轮8、9的转速相反。凸轮十七的转动使杆19左右摆动，推动凸轮齿轮10在轴上左右移动，适当的控制凸轮的轮廓，就可以使的齿轮10分别与齿轮8、9啮合，实现速度方向的变换。
图二
第三部分是本次设计中最主要的一部分。如图三执行机构我们采用对心曲柄滑块机构。幻觉式游乐机工作时，执行部件中固定的齿轮通过可以左右水平运动的齿条带动，齿条充当着曲柄滑块中滑块的角色。在执行部件中曲柄是原动件，它的运动规律收到槽轮限制。初始时刻当曲柄顺时针运动时，由于槽轮的限制作用曲柄的实际工作长度逐渐变长，每转动一周齿条的的行程逐渐变大，反映在齿
轮上齿轮的摆角逐渐增大并最终通过合适的曲柄长度和齿轮半径比实现齿轮的周转运动。
图三
1.2.2执行构件及其运动设计
通过我们住的成员讨论后，执行构件的设计方案有三种。
方案一
执行机构我们采用对心曲柄滑块机构。幻觉式游乐机工作时，执行部件中固定的齿轮通过可以左右水平运动的齿条带动，齿条充当着曲柄滑块中滑块的角色。在执行部件中曲柄是原动件，它的运动规律收到槽轮限制。初始时刻当曲柄顺时针运动时，由于槽轮的限制作用曲柄的实际工作长度逐渐变长，每转动一周齿条的的行程逐渐变大，反映在齿轮上齿轮的摆角逐渐增大并最终通过合适的曲柄长度和齿轮半径比实现齿轮的周转运动。如图三所示。
方案二
执行机构我们采用四杆机构。通过改变平面四杆机构的连架杆的长度使得机构变成曲柄摇杆、双曲柄机构，适当控制连架杆的杆长变化情况，就可以使得另外的一个连架杆的转动角度实现转角由60度逐渐变大，然后整周转动，然后角度逐渐变小，最后逐渐停止的运动规律。
方案三
执行机构采用导杆机构，通过改变杆bc的长度来使摆杆cd的摆动角度逐渐变化，并别通过连杆de将杆cd的摆动转化为滑块的左右直线，将滑块替换成齿条，齿条再与齿轮配合，即可将齿条的移动转化为齿轮的转动。cb每转动一周齿条的的行程逐渐变大，反映在齿轮上齿轮的摆角逐渐增大并最终通过合适的cb长度和齿轮半径比实现齿轮的周转运动。如图四所示。
图四
通过比较上面的三个方案，发现方案一的主要困难在与实现曲柄长度的变化比较困难，机构总体上比较简单，同时转角的变化规律容易控制。方案二的困难点在于转角和曲柄长度的关系比较难确定，需要用到大量的数值计算和数值分析，并且转角的变化范围只是在一部分范围里面变化（0~180然后就是整周转动）。方案三的执行机构的运动情况比较难以确定，也需要较大量的数值计算。
通过上面的分析，我们选择第一种方案，曲柄的长度变化由自己设计一个凸轮盘（里面有轨道）来改变曲柄的长度，通过适当的控制凸轮盘的轨道，就可以使得屏幕的转角实现逐渐增大，然后整周转动，然后通过自己设计的换向机构让曲柄的转向相反，实现转角组件减小。
1.2.3原动机的选择
整个游乐装置利用一个交流异步电动机带动，其同步转速按照最终需要选为750r/min。电机的功率因屏幕及其机械系统设计的等效转动惯量较小，可以不考虑其动力学问题，暂不考虑故仅对其作运动设计。
1.2.4执行构件的运动协调性（运动循环图）设计
（1）机构工艺动作分析：
原动件电动机→变速机构→曲柄滑块及槽轮机构→齿轮齿条机构→（运行半个周期之后）锥齿轮换向机构→重复上述过程→停止
（2）机械运动循环图
1.2.5机构选型及组合
1.传动机构
系统中的传动机构是把原动机输出的机械能传递给执行机构并实现能量
的分配、转速的改变及运动形式的改变的中间装置。传动机构最常见的有齿轮传动、带传动、蜗杆传动等。他们的特点如表1：
由上述几种主要的传动装置相互比较，齿轮传动、带传动用于减速，切
削机构使用齿轮传动。齿轮传动可靠、准确。
本次设计的机构中需要精确的传动比，特别是执行机构和换向机构的时间要很准确才能实现准确的换向，故我们在本次机构设计中大部分的传动机构选用齿轮传动，其中对于传动距离较大的，我们选用带轮传动（传动比为1:1）。
由于每分钟屏幕转动10~12次，换向机构里面的凸轮的转速为0.5r/min，整个游乐装置用一个交流异步电动机带动，其同步转速可选为750r/min或1000r/min或1500r/min。我们在这里考虑到在机构的设计中需要很大的减速比，我们使用的主要是齿轮，为了使齿轮的尺寸尽量的小一些，我们选用转速为750r/min的电机。电机的功率这里暂先可以不考虑。因屏幕及其机械系统设计的等效转动惯量较小，可以不考虑其动力学问题，故仅对其作运动设计。
而电动机的转速为750r/min，其传动路线为转速为750r/min的电动机经行星轮（1、2、3、4）将运动传到锥齿轮5，锥齿轮5与锥齿轮6、7啮合后使得锥齿轮6、7的转速相反，从而带动直齿轮8、9的转向相反。行星轮（11,、
12、13、14）与锥齿轮7想固连，将锥齿轮7的速度进一步降低后传送至带
轮15，通过带传送（15、16）将运动传送至锥齿轮（主要起换向作用，图中没有画出）然后锥齿轮带动凸轮17一起转动，从而带动杆十九左右摆动，杆的左右摆动促使齿轮10左右摆动（停留在直齿轮8、9的时间很长，并且时间相等，在中间过渡的时间很短，实现上述的运动主要是由凸轮17的轮廓决定），从而实现速度的换向。齿轮10的轴与执行机构的曲柄相连带动曲柄以每分钟10r/min的速度转动。曲柄带滑块（齿条）左右直线运动，通过与齿条啮合的齿轮将齿条的移动转化为齿轮的转动，即屏幕的转动。原理图如图五所示。
图五
2.执行机构
执行机构我们采用对心曲柄滑块机构。幻觉式游乐机工作时，执行部件中固定的齿轮通过可以左右水平运动的齿条带动，齿条充当着曲柄滑块中滑块的角色。在执行部件中曲柄是原动件，它的运动规律收到槽轮限制。初始时刻当曲柄顺时针运动时，由于槽轮的限制作用曲柄的实际工作长度逐渐变长，每转动一周齿条的的行程逐渐变大，反映在齿轮上齿轮的摆角逐渐增大
并最终通过合适的曲柄长度和齿轮半径比实现齿轮的周转运动。
1.3 相关机构的尺度及运动简图
（1）齿轮的参数
（2）带轮的参数设计：
带轮15的直径d=60mm ，带轮14的直径为30mm 传动比的计算：
一级减速：
二级减速：
三级减速：
四级减速：
带轮只起很小的减速的作用，只是为了其传递较长的距离的运动的作用。如果用齿轮传动，需要较多的齿轮！
经过三级减速后运动由电动机传至齿轮10，齿轮室的运动经过轴B传到曲柄。总的减速比为：
故轴B的转速为
轮16的转速为
（3）曲柄滑块机构的参数设计
连杆的长度l=900mm
齿条（滑块）的参数：m=2.5
齿距15mm
L=400mm
齿轮的参数：m=2.5
z=61
(4)凸轮17的设计
杆十七的长度l=130mm
而齿轮8、9之间的距离为20mm
则杆17的摆角为a=arctan(20/130)=8.7°,由于摆角很小，可以近似的认为杆17的一段的摆动做直线运动，而凸轮安装在杆17的中间，由比例关系可知刚在中心处的位移为5mm。因为我们本次设计要求杆的左右摆动促使齿轮10左右摆动（停留在直齿轮8、9的时间很长，并且时间相等，在中间过渡的时间很
短，所以我们用两段半径差为5的圆弧，并且中间弧线来过渡。草图如下：
（5）凸轮盘的设计
凸轮盘的设计由齿轮和齿条的啮合而决定。由已知条件开始时屏幕的转动角度为60°，每分钟晃动次数约10～12次，屏幕由开始晃动到出现整周转动，历时约2～3分钟，约转10多周之后，屏幕由渐趋静止；屏幕摆动幅度应均匀增大即呈均加速度的趋势。我们取每次的角度增量为15°，则经过二十个循环屏幕的转角达到整周回转（360°）。
则齿轮的线位移为π*m*z*(1/6+n/24) 注：n 为从初始位置屏幕循环的次数，大小取整数。
齿轮的线位移与齿条的线位移相同。由曲柄滑块机构的结构特点我们可以知道滑块的行程为曲柄长度的两倍。在这里记曲柄的长度为L ，滑块的行程为S 。则： S=2*L （1）
L=π*m*z*(1/6+n/24) （2） 则可以解得0L =40.5. L =7.5
即凸轮盘的
D
=81，d
=15。两个轨道间我们用一段圆弧过渡，草图如下图所示：
绘制好的凸轮盘如下：
动画在上面的上面的超链接里面
通过前面的计算和分析，可以大致的确定在自己的设计的机构中需要的零件的尺寸以及必要的参数，然后用solidworks绘制零件的三维图，并且将绘制好的零件进行装配，得到装配图，添加电动机就可以实现机构的运动仿真。图五是得到机构的运动仿真后通过动力仿真得到的屏幕的转角随时间的变化曲线，从曲线中可以看出屏幕的转角变化近似的呈均匀变化（由于软件在绘图时帧数取得比较低，图线在绘制时不是太光滑），基本符合题目的要求。
图五
下面是绘制的部分零件的截图：
图六（行星轮一级减速器）
图七（行星轮四级减速）
图八（换向机构齿轮传动部分）图九（换向机构的执行部分）1.4课程设计体会和建议
回顾起这次机械原理课程设计，我感慨颇多，从选题到定稿，从理论到实践，这些日子里我学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的东西。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重：在设计换向机构时我们一直找不到合适的机构，最后在大家的集思广益和广
泛的查找资料下终于找到了合适的方案，这让我感受到了一个团队的力量。通过这次机械原理课程设计，我们小组学习到了很多东西，也有很多感触。尽管在设计过程中经历了很多挫折，但经过努力最终还是完成了预订的设计任务。
此外，通过这次课程设计，我们获得了以下经验：1、要充分发挥团队精神，充分利用好每一个人的优势，要分工明确，这样就会事半功倍，同时也要注意适时交流；2、课程设计也是实践创新的过程，其中有许多不曾处理的问题，我们应该善于学习，积极地解决问题；3、随机应变，当一个方法行不通时，要敢于放弃，善于改变。
然而，由于自身所学有限，此次设计也存在不足，方案本身的限制，使得出世调节变得比较困难！
主要参考文献：
[1]李育锡主编。机械设计课程设计。2008年6月第一版。北京：高等教育出版社，2008
[2]濮良贵，纪名刚主编。机械设计（第八版）。2006年5月第八版。北京：高等教育出版社，2007
[3]王玉主编。机械精度设计与检测技术（第二版）。2008年7月第二版。北京：国防工业出版社，2008
[4]孙根正，王永平主编。工程制图基础（第二版）。2008年9月第二版。西安：西北工业大学出版社，2008
[5]臧宏琦，王永平，蔡旭鹏，张晓梅主编。机械制图（第三版）。2009年2月第三版。西安：西北工业大学出版社，2009
[6] 胡仁喜, 李志尊, 韩凤起主编。SolidWorks2012中文版从入门到精通。2012年2月第一版。北京:清华大学出版社,2012
[7] 陆凤仪, 钟守炎主编。机械原理课程设计。2011年2月第一版。北京:机械工业出版社,2011.3
注：这是13年第一学期西工大机械原理课程设计
机械原理课程设计压片机设计说明书
机械设计创新设计 题目：干粉压片机 学校： 院系：机电学院 专业：工程机械 班级：09级2班 设计者： 指导老师：胡启国 2012年5月 前言 1.1 干粉压片机的概述 干粉压片机是指利用传动系统将电动机的转速降低带动执行机构对粉末物质采取 上下进行加压而成片状。根据干粉压片机的传动系统和执行机构不同，干粉压片机可以分为单片式压片机，旋转式压片机，亚高速旋转式压片机、全自动高速压片机以及旋转式包芯压片机。 干粉压片机的使用行业很广泛。如制药厂、电子元件厂、陶瓷厂、化工原料厂等等，而且压片机还能用来做冲压设备。 压片机在欧美压片机出现的较早。而在国内到1949年，上海市的天祥华记铁工厂仿造成英国式33冲压片机；1951年，根据美国16冲压片机改制成国产18冲压片机，这是国内制造的最早制药机械；1957年，设计制造了ZP25-4型压片机；1960年，自行设计制造成功60-30型压片机，具有自动旋转、压片的功能。同年还设计制造了ZP33型、ZP19型压片机。“七五”期间，航空航天部206所HZP26高速压片机研制成功。1980年，上海第一制药机械厂设计制造了ZP-21W型压片机，达到国际上世纪80年代初的先进水平，属国内首创产品。1987年，引进联邦德国Fette公
司微机控制技术，设计制造了P3100-37型旋转式压片机，具有自动控制片剂重量、压力、自动数片、自动剔除废片等功能，封闭结构严密、净化程度达到GMP要求。1997，年上海天祥健台制药机械有限公司研发了ZP100系列旋转式压片机、GZPK100系列高速旋转式压片机。进入21世纪，随着GMP认证的深入，完全符合GMP的ZP系列旋转式压片机相继出现：上海的ZP35A、山东聊城的ZP35D等。高速旋转式压片机在产量、压力信号采集、剔废等技术上有了长足的发展，最高产量一般都大于300000片/小时，最大预压力20kN，最大主压力80kN或10080kN。譬如，北京国药龙立科技有限公司的GZPLS-620系列高速旋转式压片机、上海天祥健台制药机械有限公司的GZPK3000系列高速旋转式压片机、北京航空制造工程研究所的PG50系列高速旋转式压片机等。随着制造加工工艺水平、自动化控制技术的提高以及压片机使用厂家各种不同的特殊需求，各种特殊用途的压片机也相继出现。譬如，实验室用ZP5旋转式压片机、用于干粉压片的干粉旋转式压片机、用于火药片剂的防爆型ZPYG51系列旋转式压片机等。 国内压片机的现状：（1）压片机规格众多、数量大；（2）操作简单；（3）技术含量较低，技术创新后力不足。国外压片机的现状：高速高产、密闭性、模块化、自动化、规模化及先进的检测技术是国外压片机技术最主要的发展方向。 1.2 干粉压片机的研究现状 1.2.1 压片机动力学分析及力的优化 文献[6]阐述了主加压机构的运动学分析。对机构进行运动学分析可采用图解法分析和解析法分析．在此，我们采用解析法，应用c语言程序进行分析。杆组法运动学分析原理，由机构的组成原理可知，任何平面机构都可分解为原动件、基本杆组和机架三个部分，每一个原动件为一个单杆构件．分别对单杆构件和常见的基本杆组进行运动学分析，并编制成相应的子程序，在对整个机构进行运动分析时，根据机构组成情况的不同，依次调用这些子程序，从而完成对整体机构的运动分析。 文献[10]阐述了各种方案的拟定。根据各功能元的解，动力源可以采用电动机、汽油机、蒸汽透平机、液压机、气动马达等；上下加压则可采用凸轮机构、齿轮机构、连杆机构、液压缸等；送料可采用连杆机构、齿轮机构、槽轮机构等．这样可组合的方案达上百种。 文献[7]阐述了谐响应分析。分析动态响应实际上是解一个完整的动力学方程，它是一个二阶常系数线性微分方程: [M]{x(t)}+[c]{x(t)}+[K]{x(t)}={P(t)} 式中：[M] 、[c]、[K]--质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵。x(t)、x(t)、x ( t)--结点的加速度、速度和位移向量，它们均为时间的函数。fP(t)卜一激振力向量，也是时问的函数。谐响应分析是用于确定线性结构在承受随时问按正弦规律变化载荷时稳态响应的一种技术。分析的目的是计算出结构在谐波激振力下的响应，即位移响应与应力响应，并得到系统的动态响应与系统激振力频率的曲线，称为幅频曲线。压片机工作时，冲头和压轮周期性接触，这样就会造成有周期性的激振力作用在整个结构上。当激振力的频率与压片机的固有频率接近时，就会发生共振。共振现象的发生不但不能保证冲压的加工精度，还会对冲头和压轮以致整个机床造成严重破坏，这是一定要避免的。通过以上分析，可以得到以下结论: (1)经过力的优化以后，避免了在第一、二阶固有频率处的共振现象的发生，虽然优化后，第三阶固有频率处的位移比其他频率处较大(1．8xlO4)，但小于优化前该频率处的位移(2．1xlO4)，更远远小于机器共振时的(1。6x10一)，振动量降低了接近1O倍。(2)经过力的优化以后，由于对整体结构不存在激振力，所以一、二、四、五阶振型不会对动态性能产生影响。(3)由于该压片机的实际工作转数在每分钟4O一6O转之间，即工作频率为48 73Hz之间，而优化后在96HZ处振动量较大，远离工作频率范围，所以，机器处于安全良好的工作区域范围，具有良好的动态性能。通过对压片机的模态分析，动力学谐响应分析，得出了压片机在不同工作频率范围下的响应，在此基础上对整体结构进行了力的优化，有效的抑制了共振现象的发生，解决了机器工作时振动和噪音的问题，分析结
机械原理课程设计
机械原理课程设计 目录 1 1 4 5 5 6 6 7 8 最终设计方案9 10 10 13 13 14 14 14 15
15 （二） (15) 16 16 17 17 18 心得体会 (18)
一．题目：汽车风窗刮水器 课程设计目的和任务 下雨的时候，大车小车前档风玻璃上的雨刮器就会齐齐动作，两只雨刮片以固定的转轴柱为中心作摆动，将前档风玻璃的雨水刮去，还司机一个有效的视野。雨刮器看似简单，实际上构造并不简单。雨刮器总成含有电动机、减速器、四连杆机构、刮水臂心轴、刮水片总成等。当司机按下雨刮器的开关时，电动机启动，电动机的转速经过蜗轮蜗杆的减速增扭作用驱动摆臂，摆臂带动四连杆机构，四连杆机构带动安装在前围板上的转轴左右摆动，最后由转轴带动雨刮片刮扫挡风玻璃。生活中我们发现，雨下得很大时使用雨刷感觉不错，可是当下小雨启动雨刷时，就会发现雨刷会在玻璃面上留下擦拭不均的痕迹；还有，有的时候会卡在玻璃上造成视线不良。这种情况表明雨刷已硬化。若排除此故障，应先了解一下雨刷的工作原理。原来，雨刷是借马达的转动作用，靠连接棒转变成一来一往的运动，并将此作用力传达至雨刷臂及雨刷本身。当雨刷的橡胶部分硬化时，雨刷便无法与玻璃面紧密贴合，或者雨刷一有了伤痕便会造成擦拭上的不均匀，形成残留污垢。有些人认为雨刷片的长度越长、刷的面积越大、视野越好。其实，雨刮器片并非越长越好。加长雨刷片长度虽然可以增加视野可见的范围，但相对地也会增加雨刮器马达、雨刮杆的负担。当然，要加长当然可以，但要保证绝不能妨碍雨刮器的正常工作。 课程设计内容和基本要求 机械原理课程设计是在机械原理课程完成后集中进行的教学环节，它是在教师指导下由学生独立完成的。每个学生都应明确课程设计的任务和要求，拟定设计计划，保证设计进度、设计质量，按时完成课程。在设计过程中，提倡独立思考、深入钻研，主动地、创造性地进行设计工作。要求设计态度严肃认
机械设计机械原理课程设计题目
机械设计机械原理课程设计题目 1 2020年4月19日
2 2020年4月19日 设计题目1：手动圆柱螺旋弹簧缠绕机设计 机构简图： 技术要求：弹簧螺距经过调整挂轮传动比可变，钢丝应拉紧，弹簧直径可变，最大长度Lmax 为300mm 。 主要参数： 弹黄中径D 2 ： mm 钢丝直径d ： mm 弹簧螺距p ： mm 设计要求： 1)拟定机构系统总体运动方案,画出系统运动方案简图，完成论证报告。 2)完成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。 钢丝 导轨 挂轮
3 2020年4月19日 3)设计主要构件和零件，完成1张构件图和3张零件工作图。 4)编写设计说明书。 完成日期： 年 月 日 指导教师 设计题目2：稳速器的设计 工作简图： 技术要求：输出轴转速稳定，主轴速度波动由辅轴调节。 主要参数： 3 4 1－输出轴 ２－机体 ３－主输入轴 ４－辅输入轴
输出轴转速n2 r/min 主轴转速范围n1±r/min 输出轴功率P kw 设计要求： 1)拟定机构系统总体运动方案,画出系统运动方案简图，完成论证报告。 2)完成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)设计主要构件和零件，完成1张构件图和3张零件工作 图。 4)编写设计说明书。 完成日期：年月日指导教师 设计题目3：自动钢板卷花机设计 工作简图： 4 2020年4月19日
5 2020年4月19日 技术要求：卷花轴转φ1角后，内限位板与卷花轴共同转φ 2角,外限位板可限位和退出,并有退料装置。限位板直径D ：400mm ， 主要参数： 卷花轴转角φ1：3600 内限位板转角φ2：1800 钢板宽和厚：30×3 生产率： 电机功率P ：1.1kw 设计要求： 1)拟定机构系统总体运动方案,画出系统运动方案简图， 1 2 3 1－卷花轴 ２－模板 ３－钢板花 ４－内限位板
机械原理课程设计剪板机设计说明书
机械原理课程设计剪板机设计说明书 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
机械原理课程设计说明书设计题目剪板机 成员 指导教师 2014年7月18日
前言 一．原始数据及设计要求 设计一剪板机械，主要功能是能将卷料展开并剪成一定长度的铁板，即将板料作定长度的间歇送进，在板料短暂的停歇时间内，剪刀在一定位置上将铁板剪断。设计要求：原材料为成卷的板料。每次输送铁板长度为2000mm；每次输送铁板到达规定长度后，铁板稍停，以待剪板机构将其剪断。剪断工艺所需时间约为铁板输送周期的十五分之一，铁板停歇时间不超过剪断工艺时间的倍，；输送机构运转应平稳，振动和冲击应尽量小。 剪板频率为30次/分钟。 二．项目组成员及分工 目录 一．选题意义 (1)
二．原理分析 (2) 三.设计方案及选择 (3) 设计方案分析 (3) 设计方案选择 (3) (3) (5) 四.选用机构的尺寸设计 (7) 机构自由度计算 (7) 间歇传动轮系的直径与转速的确定 (7) (7) (7) 剪断传动机构的尺寸确定 (9) (9) (10) 五．选定机构的运动分析 (14) 位移分析 (14) 速度分析 (14)
加速度分析 (16) 机构运动循环 图 (18) 六．心得体会 (19) 七．参考文献 (22) 八．附录 (23)
一．选题意义 剪板机常用来剪裁直线边缘的板料毛坯。剪切能保证被剪板料剪切表面的直线性和平行度要求，并减少板材扭曲，以获得高质量的工件。板金行业的下料剪切工具，广泛适用于机械工业，治金工业，等各种机械行业，主要作用就是用于金属剪切在使用金属板材较多的工业部门，都需要根据尺寸要求对板材进行切断加工，所以剪板机就成为各工业部门使用最为广泛的板料剪断设备。 二．原理分析 剪板机分为送料机构，剪断机构，卸料机构三个部分，由一台电动机为机器提供动力。送料机构可以应用两个夹紧的皮带轮将卷状的板料加为直板。而剪断机构可以利用齿轮传动与杆件的联合传动带动刀具剪切钢板，并通过齿轮的变传动比使刀具达到规定的剪切频率。卸料机构则只需要皮带轮将剪切完成的铁板送之规定地点即可。 三．设计方案与选择 设计方案分析 铁板作间歇送进的机构方案设计，可从下述两个方面考虑机构的选择： ⑴、如何夹持和输送铁板，并使停歇时保持铁板的待剪位
机械设计原理复习题及答案
中南大学现代远程教育课程考试（专科）复习题及参考答案 机械设计原理 一、判断题： 1.零件是机器的运动单元体。（）× 2.若干个零件的组合体称为构件。（）× 3.由构件和运动副所组成的，并且每个构件都在运动的组合体称为机构。（）× 4.由构件和运动副组成的，其它构件都在运动的组合体称为机构。（）× 5.机构中必有一个构件为机架。（）√ 6.在主动构件带动下，运动规律可知的构件称为从动件。（）√ 7.机构中一定有也只能有一个主动构件。（）× 8.机器与机构的区别是机器结构上更加复杂。（）× 9.机器的运动和动力的来源部分称为工作部分。（）× 10.以一定的运动形式完成有用功的部分是机器的传动部分。（）× 11.由构件和平面运动副所组成的机构称为平面连杆机构。（）× 12.平面连杆机构的特点是制造简单但磨损快。（）× 13.由四个构件和四个运动副依次相联接所组成的机构称为四杆机构。（）× 14.与机架组成转动副的构件称为曲柄。（）× 15.在铰链四杆机构中两连杆都做往复摆动则称为双曲柄机构。（）× 16.在双曲柄机构中主动摇杆可以作往复摆动也可以作整周转动。（）× 17.一般双曲柄机构的两曲柄角速度多不相等。（）√ 18.在铰链四杆机构中曲柄一定是最短杆。（）× 19.在铰链四杆机构中摇杆一定不是最短杆。（）× 20.在曲柄摇杆机构中曲柄一定是主动构件。（）× 21.双曲柄机构中机架一定是最短杆。（）× 22.双摇杆机构中连架杆一定不是最短杆。（）× 23.以曲柄摇杆机构中的曲柄为机架得到的还是曲柄摇杆机构。（）× 24.以曲柄摇杆机构中的摇杆为机架得到的还是曲柄摇杆机构。（）× 25.以曲柄摇杆机构中的连杆为机架得到的还是曲柄摇杆机构。（）√ 26.以双曲柄机构中的曲柄为机架得到的一定还是双曲柄机构。（）× 27.以双摇杆机构中的摇杆为机架得到的一定还是双摇杆机构。（）× 28.没有一个铰链四杆机构，不论取四个杆中哪个为机架都是双曲柄机构。（）× 29.没有一个铰链四杆机构，不论取四个杆中哪个为机架都是双曲柄机构。（）× 30.没有一个铰链四杆机构，不论取四个杆中哪个为机架都是曲柄摇杆机构（）√ 31.曲柄滑块机构曲柄转动一周，滑块往复运动一次。（）√ 32.曲柄滑块机构曲柄可做为主动件，滑块也可做为主动件。（）√ 33.冲压机是曲柄为从动件，滑块为主动件的曲柄滑块机构。（）× 34.摇块机构是内燃机的工作机构。（）× 35.摆动导杆机构的导杆可以往复摆动，也可以做整周转动。（） 36.转动导杆机构曲柄转动一周导杆也转一周，所以导杆与曲柄角速度恒相等。（）× 37.摇块机构定块机构是同一类型的机构。（）× 38.机构极位夹角越大，特性系数K也越大，急回特性越明显。（）√ 39.曲柄滑块机构没有急回特性。（）× 40.摆动导杆机构一定具有急回特性。（）√ 41.在四杆机构中往复运动从动件都具有急回特性。（）× 42.压力角越大，有效分力越大，机构效率越高。（）× 43.在机构运动中从动件压力角是一定值。（）× 44.机构处于死点位置时其压力角α= 900。（）√
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机械原理与机械设计复习资料 一、单项选择题：在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。 1.在平面机构中，每增加一个低副将引入【C ] A. 0个约束 B. 1个约束 C. 2个约束 D. 3个约束 2.某平而机构有5个低副，1个高副，机构自由度为1,则该机构具有的活动构件是【B] A. 3 C. 5 D. 6 3.在平面机构中，每增加一个高副将引入【B ] A. 0个约束 B. 1个约束 C. 2个约束 D. 3个约束 4.在双曲柄机构中，已知杆长? = 80,方=150, c=120,则〃杆长度为【 B ] A. J<110 B. 110WdW190 C. J<190 D. 0 第三章凸轮机构及其设计 3 - 1 判断题(正确的在其题号后括号内打√，否则打×) （1）为了避免从动件运动失真，平底从动件凸轮轮廓不能内凹。( ) （2）若凸轮机构的压力角过大，可用增大基圆半径来解决。( ) （3）从动件作等速运动的凸轮机构有柔性冲击。( ) （4）凸轮的基圆一般是指以理论轮廓上最小向径所作的圆。( ) （5）滚子从动件盘形凸轮的理论轮廓是滚子中心的轨迹。( ) 解答： （1）√（2）√（3）×（4）√（5）√ 3 - 2 填空题 （1）对于外凸凸轮，为了保证有正常的实际轮廓，其滚子半径应理论轮廓的最小曲率半径。 （2）滚子从动件盘形凸轮机构的基圆半径是从到的最短距离。 （3）在凸轮机构中，从动件按等加速等减速运动规律运动时，有冲击。 （4）绘制凸轮轮廓曲线时，常采用法，其原理是假设给整个凸轮机构加上一个与凸轮转动角速度ω的公共角速度，使凸轮相对固定。 （5）直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角为，其基圆半径应按条件确定。解答： （1）小于 （2）凸轮回转中心到凸轮理论轮廓 （3）柔性冲击 （4）反转法相反的 （5）0 按全部廓线外凸的条件设计基圆半径 3 - 3 简答题 （1）凸轮机构中，常用的从动件运动规律有哪几种？各用于什么场合？ 解答： 1）等速运动规律刚性冲击（硬冲）低速轻载 2）等加速、等减速运动规律柔性冲击中低速轻载 3）简谐（余弦）运动规律柔性冲击中低速中载 4）正弦加速度运动规律无冲击中高速轻载 5）3-4-5多项式运动规律无冲击中高速中载 （2）何谓凸轮机构的压力角？压力角的大小与凸轮基圆半径r0有何关系？压力角的大小对凸轮的传动有何影响？ 解答： 在不计摩擦时，凸轮作用在从动件上推力作用线与从动件受力点的绝对速度方向所夹锐角称为压力角，称为凸轮机构的压力角。 基圆半径愈大，机构压力角愈小，但机构愈不紧凑；基圆半径愈小，机构压力角愈大，机 《机械设计原理》作业参考答案 作业一 一、填空题: 1.零件 2.通用零件专用零件 3.零件构件 4.直接接触可动 5.运动副构件传递运动和力 6.主动构件从动构件机架 7.平面高副平面低副 8.机器机构 二、判断题： 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.× 6.× 7.× 三、选择题： 1.C 2.B 3.B 4.D 5.C 6.D 四、综合题： 1.答：机器基本上是由动力部分、工作部分和传动装置三部分组成。动力部分是机器动力的来源。工作 部分是直接完成机器工作任务的部分，处于整个传动装置的终端，其结构形式取决于机器的用途。 传动装置是将动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节。 2.答：低副是面接触的运动副，其接触表面一般为平面或圆柱面，容易制造和维修，承受载荷时单位面 积压力较低（故称低副），因而低副比高副的承载能力大。低副属滑动磨擦，摩擦损失大，因而效率较低；此外，低副不能传递较复杂的运动。 高副是点或线接触的运动副，承受载荷时单位面积压力较高（故称高副），两构件接触处容易磨损，寿命短，制造和维修也较困难。高副的特点是能传递较复杂的运动。 3.答：机构运动简图能够表达各构件的相对运动关系、揭示机构的运动规律和特性。其绘制步骤如下： （1）分析机构运动，确定构件数目。（2）确定运动副的类型和数量。（3）确定视图平面。 （4）徒手画草图并测量各运动副之间的相对位置。 （5）选择适当的长度比例尺μl= a mm／mm，并将实长换算为图长。（6）完成机构运动简图。 作业二 一、填空题： 1.转动副 2. 2 1 1 3.曲柄摇杆双曲柄双摇杆 4.双曲柄 5.曲柄滑块 6.转动导杆 7.对心曲柄滑块偏置曲柄滑块 8.整周转动往复直线移动 9.转动导杆摆动导杆 10.工作行程比空回行程所需时间短 11.凸轮从动件机架 12.低高 13.高副预期 14.盘形凸轮移动凸轮 15.尖顶滚子平底 二、判断题： 1.× 2.× 3.√ 4.× 5.× 6.√ 7.√ 8.× 9.× 10.√ 11．√ 12.× 13.× 14.× 15.× 16.√ 17.√ 18.√ 19.√ 20.√ 三、选择题： 1.B 2.A 3.D 4.A 5.A 6.D 7.A 8.A 9.A 10.C 四、综合题： 天津大学机械原理与机械设计考研真题-考研资料-笔记讲义 天津考研网独家推出天津大学机械原理与机械设计考研资料、真题解析班等辅导资料，帮助考生在考研复习中能够理清做题思路，出题方向及复习重点。以下为相关资料的介绍。 【适用对象】2014年报考天津大学且初试科目为803机械原理与机械设计的专业课基础不扎实、对院系内部信息了解甚少的同学，适合跨校考生使用 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1、天津大学803机械原理及机械设计1996－2012年考研真题，众所周知天大出题重复率高，一般多年的试题就是一个小题库，所以历年试题一定要仔细研究，通过多年试卷可总结出出题重点及思路； 机械原理课程设计说明书题目：垫圈内径检测装置 设计人： 学号： 班级： 目录 一、设计题目及设计要求 (3) 二、题目分析 (4) 三、机构设计、尺寸设计及其计算 (5) 3.1 推料机构（其中有平面连杆机构和齿轮系的设 计） (6) 3.2控制止动销的止动机构（其中有平面连杆机构，凸轮机构， 齿轮系的设计） (7) 3.3压杆升降机构的设计(其中有平面连杆机构，凸轮机构，齿轮系的设计) (9) 四、运动方案简介 (13) 4.1 垫圈内径检测装置的传动系统及其传动比分配的确 定 (13) 4.2 机构运动方案简图和运动循环图 (14) 4.3 从动件运动规律线图及凸轮轮廓线图 (14) 五、系统评价 (14) 六、设计小结 (15) 七、参考书目 (16) 一、设计题目及设计要求 设计垫圈内径检测装置，检测钢制垫圈内径是否在公差允许范围内。被检测的工件由推料机构送入后沿一条倾斜的进给滑道连续进给，直到最前边的工件被止动机构控制的止动销挡住而停止。然后，升降机构使装有微动开关的压杆探头下落，检测探头进入工件的内孔。此时，止动销离开进给滑道，以便让工件浮动。 检测的工件过程如图1所示。当所测工件的内径尺寸符合公差要求时（图1a），微动开关的触头进入压杆的环行槽，微动开关断开，发出信号给控制系统，在压杆离开工件后，把工件送入合格品槽。如工件内径尺寸小于合格的最小直径时（图1b），压杆的探头进入内孔深度不够，微动开关闭合，发出信号给控制系统，使工件进入废品槽。如工件内径尺寸大于允许的最大直径时（图1c），微动开关仍闭合，控制系统将工件送入另一废品槽。 第1章 绪 论 教学提示：初步介绍机械设计基础课程研究的内容和机械零件设计的基本要求。 教学要求：掌握构件、零件、机构、机器、机械等名词的含义及机械零件的工作能力计算准则。 1.1 机器的组成 在人们的生产和生活中，广泛使用着各种机器。机器可以减轻或代替人的体力劳动，并大大提高劳动生产率和产品质量。随着科学技术的发展，生产的机械化和自动化已经成为衡量一个国家社会生产力发展水平的重要标志之一。 1.1.1 几个常用术语 1. 机器、机构、机械 尽管机器的用途和性能千差万别，但它们的组成却有共同之处，总的来说机器有三个共同的特征：①都是一种人为的实物组合；②各部分形成运动单元，各运动单元之间具有确定的相对运动；③能实现能量转换或完成有用的机械功。同时具备这三个特征的称为机器，仅具备前两个特征的称为机构。若抛开其在做功和转换能量方面所起的作用，仅从结构和运动观点来看两者并无差别，因此，工程上把机器和机构统称为“机械”。 以单缸内燃机(如图1.1所示)为例，它是由气缸体l、活塞2、进气阀3、排气阀4、连杆5、曲轴6、凸轮7、顶杆8、齿轮9和齿轮10等组成。通过燃气在气缸内的进气—压缩—爆燃—排气过程，使其燃烧的热能转变为曲轴转动的机械能。 单缸内燃机作为一台机器，是由连杆机构、凸轮机构和齿轮机构组成的。由气缸体、活塞、连杆、曲轴组成的连杆机构，把燃气推动的活塞往复运动，经连杆转变为曲轴的连续转动；气缸体、齿轮9和10组成的齿轮机构将曲轴的转动传递给凸轮轴；而由凸轮、顶杆、气缸体组成的凸轮机构又将凸轮轴的转动变换为顶杆的直线往复运动，进而保证进、排气阀有规律的启闭。可见，机器由机构组成，简单的机器也可只有一个机构。 2. 构件、零件、部件 组成机器的运动单元称为构件；组成机器的制造单元称为零件。构件可以是单一的零件，也可以由刚性组合在一起的几个零件组成。如图1.1所示中的齿轮既是零件又是构件；而连杆则是由连杆体、连杆盖、螺栓及螺母几个零件组成，这些零件形成一个整体而进行运动，所以称为一个构件，如图1.2所示。 在机械中还把为完成同一使命、彼此协同工作的一系列零件或构件所组成的组合体称为部件，如滚动轴承、联轴器、减速器等。 机械原理及机械设计 减速器拆装 一、实验目的 1.熟悉减速器的基本结构，了解常用减速器的用途及特点。 2.了解减速器各组成零件的结构及功用，并分析其结构工艺性。 3.了解减速器中零件的装配关系及安装、调整过程。 4.了解轴承和齿轮的润滑。 5.学习减速器的基本参数测定方法。 6.为课程设计时，能设计一台合理的减速器打下良好的基础。 二、实验设备与工具 1.圆柱齿轮减速器。 2.拆装工具。 3.测量工具。 三、减速器概述 减速器是由封闭在箱体内的齿轮传动或蜗杆传动所组成的独立部件，为了提高电动机 2 的效率，原动机提供的回转速度一般比工作机械所需的转速高，因此齿轮减速器、蜗杆减速器常安装在机械的原动机与工作机之间，用以降低输入的转速并相应地增大输出的转矩，在机器设备中被广泛采用。作为机械类专业的学生有必要熟悉减速器的结构与设计，本实验为了使同学了解减速器的一般结构设计、主要零件加工工艺而设立的，对于详细的减速器技术设计过程在“机械设计课程设计”这一课程中予以介绍。实验中应注意掌握减速器的结构、主要零件的加工工艺。减速器的基本结构由箱体、轴系零部件和附件三部分组成。图6-1、图6-2为单级圆柱齿轮减速器，现结合该图简要介绍该减速器的结构。 3 4 ⑦⑧ ⑨ 图6-1 减速器的结构 图6-2 减速器的结构 1.箱体结构 减速器的箱体用来支承和固定轴系零部件，应保证传动零件轴线相互位置的正确性，因此轴孔必须精确加工。箱体必须具有足够的强度和刚度，以免引起沿齿轮齿宽上载荷分布不均。为了增加箱体的刚度，通常在箱体上制出筋板。 为便于轴系零部件的安装和拆卸，箱体通常制成剖分式。剖分面一般取在轴线所在的水 平面内（即水平剖分），以便于加工。箱盖（件 5 课程设计说明书 设计题目：工件间歇输送机构 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 设计人： 指导老师： 2011 年 7 月 6 日 课程设计说明书 学院专业班级 一、课程设计题目：工件间歇输送机构 二、课程设计主要参考资料 [1] 课程设计指导书 [2] 安子军机械原理[M].7版. 国防工业，2009 [5] 成大先. 机械设计手册[M]．化学工业 2010 三、课程设计应解决主要问题 （1）通过机构设计满足间歇输送工件的运动要求 （2）优化结构设计，提高可行性以及机构工作的稳定性 四、成员分工 方案一： 方案二： 方案三： 四、课程设计相关附件（如：图纸、软件等） （1）A2构件图 （2）课程设计说明书一份 （3）方案构件图三份 3D仿真图三 目录 1 课程设计任务 (3) 1.1设计题目 (3) 1.2设计要求 (3) 2机械系统运动功能系统图 (4) 2.1机器的功能和设计要求 (4) 2.2工作原理和工艺动作分解 (4) 2.3根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图 4 2.4 机构选型 5 2.5机械运动方案的选择和判定 5 3系统方案拟定与比较 (4) 3.1方案一 (5) 3.2方案二 (8) 3.3方案三 (13) 3.4方案比较 (16) 3.5方案选择 17 4心得 17 1 课程设计任务 1.1设计题目 工件间歇输送机构 1.2设计要求 输送机主要由动力机构、间歇机构、传动机构组成。如图一所示，电动机输入动力，带动传动机构，通过间歇机构实现工件的间歇输送。 图1 间歇输送机构工作示意图 2机械系统运动功能系统图 2.1机器的功能和设计要求 由于机器加工的与产品的流水线效率的需要，间歇式传动显得必不可少！本设计旨在针对需间歇式传动的机构而设计的步长为840mm的各种方案，为其他机械提供基础。 设计要求：步长为840mm的间歇式传动 2.2工作原理和工艺动作分解 若需完成840mm间歇式传动，必须要经过的三个步骤 1. 四级电动机n=1500r|min的输出机构 2. 将高转速的电机速度通过合理的减速机构，使之达到需求的转速 3. 低转速的输出机构，并使物体能够840mm间歇式移动 2.3根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图 一、填空题(每题2分，共20分) 1.两个运动构件间相对瞬心的绝对速度。 （① 均为零② 不相等③ 不为零且相等） 2.机构具有确定运动的条件是原动件数目等于的数目。 （① 从动件② 机构自由度③ 运动副） 3.若标准齿轮与正变位齿轮的参数m，Z，α，ha*均相同，则后者比前者的：齿根高，分度圆直径，分度圆齿厚，周节。 （① 增大② 减小③ 不变） 4.在高速凸轮机构中，为减少冲击与振动，从动件运动规律最好选用运动规律。 （① 等速② 等加等减速③余弦加速度④ 正弦加速度） 5.静平衡的转子是动平衡的；动平衡的转子是静平衡的。 （① 一定② 不一定③ 一定不） 6.机械系统在考虑摩擦的情况下，克服相同生产阻力时，其实际驱动力P与理想驱动力P0的关系是：P P0。 （① 小于② 等于③ 大于④ 大于等于） 7.差动轮系是指自由度。 （① 为1的周转轮系② 为2的定轴轮系③ 为2的周转轮系） 8.设计标准齿轮时，若发现重合度小于1，则修改设计时应。 （① 加大模数② 增加齿数③ 加大中心距） 9.曲柄滑块机构若存在死点时，其主动件必须是，在此位置与共线。 （① 曲柄② 连杆③ 滑块） 10.周转轮系的传动比计算应用了转化机构的概念。对应周转轮系的转化机构乃是。 （① 定轴轮系② 行星轮系③ 混合轮系④ 差动轮系） 二、简答题 ( 每题 5 分，共 25 分 ) 1.计算图示机构自由度，若有复合铰链、局部自由度及虚约束需指出。 2.图示楔块机构，已知：P为驱动力，Q为生产阻力，f为各接触平面间的滑动摩擦系数，试作： (1) 摩擦角的计算公式φ= ； (2) 在图中画出楔块2的两个摩擦面上所受到的全反力R12, R32两个矢量。 3.试在图上标出铰链四杆机构图示位置压力角α和传动角γ。 上海交通大学 2012年硕士研究生入学考试试题回忆版 试题序号： 809 试题名称：机械原理与机械设计 一、选择题（20分） 1.以下运动副自由度为是（平面副螺旋副还有2个空间副） 2.曲柄摇杆机构摇杆的极限位置是（曲柄与连杆共线） 3.以下压力角为常量的机构是（输出件为平底直动从动件盘形凸轮机构） 4.凸轮基圆半径变大压力角如何变化 5.凸轮运动规律刚性冲击柔性冲击判断 6.正常齿制标准直齿圆柱齿轮的齿距p=18.84mm，齿顶圆直径300mm，则该齿轮的齿数：52 50 48 46 7.下列各圆可能与渐开线无交点的是（分度圆节圆齿顶圆齿根圆） 8.对斜齿圆柱齿轮，螺旋角越小：（这里把11年的大改成了小）传动平稳性越好，轴向分力越小传动平稳性越好，轴向分力越大传动平稳性越差，轴向分力越小传动平稳性越差，轴向分力越小 9.锥齿轮的当量齿数比实际齿数（Z v=Z/cosδ δ：分度圆锥角） 10.以下失效形式不属于强度问题的是(以往原题，选蜗杆变形) 11.不利于避免螺纹联接松动的是：加弹簧垫圈用对顶螺母用止动垫片增大螺纹升角 12.平键标记：键16×80 GB1096-79表示键，16×80表示：（注意一下，这里没标注ABC，可能是A省略不标，我还以为没打印出来捏。唉，悲剧啊） 13.带传动的中心距和小带轮直径不变，减小传动比，大带轮包角：（这里把11年的增大传动比改为减小）不变增大减小 14.带传动时，小轮主动，应力最大处：大带轮与紧边处小带轮与紧边处大带轮与松边处小带轮与松边处 15.链条节数宜采用：奇数偶数3的倍数4的倍数 16.在实际应用中应成对使用联轴器是：牙嵌联轴器轮胎式联轴器万向联轴器圆盘摩擦离合器 17.在非液体摩擦滑动轴承中，限制压强P的目的是：防止过热防止过度磨损防止塑性变形防止过大的摩擦阻力矩 18.弯矩合成中的那个α引入是为了什么 19.控制滑动轴承PV值的目的是：防止轴承破裂防止油膜破裂（维持边界膜不遭破裂）防止轴颈磨损（P）防止油脂变质 20.还有一个想不出来了基本上是原题或者原题作简单变化注意基础即可。 二、填充题（30分） 1.从设计角度来看，连杆机构可分为（3个空） 2.四杆机构杆长范围计算（11年出了个大题，今年只是1分的填空） 3.具有相同标准模数和压力角的直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮的基圆，分度圆，齿根圆，齿顶圆，齿根，齿高的大小比较，直齿轮大的是（），小的是（），等的是（）这三个空6分其余都是1分，而且这六个当中直齿轮大的应该没有吧 4.飞轮的作用（1）（2） 5.齿廓啮合基本定律是（），蜗杆传动正确啮合条件（交错角Σ=90°时，蜗杆导程角等于蜗轮 （2）水平面内转30度，手臂自转90度，前进50mm。 机械手的夹持器还有夹紧和放松动作； 机械手工作频率：20/min； 升降 0.3kw，摆动 0.1kw，伸缩 0.1kw，夹持 0.2kw。2执行机构的选择与比较 §2-1 转角机构（实现平面转角0 30功能） 方案一 实现平面转角0 30的过程：电机带动不完全 齿轮运动，不完全齿轮带动全齿轮运动，与全 齿轮固结的四杆机构，使滚子在预先设计好形 状的槽内运动，左右运动的极限位置恰好是30 度。 机构评价： 优点：因为槽的形状固定，所以能保证在一个 行程内，机构的平面转角就是30度。 不完全齿轮的使用，为机械手在抓放物 体时留下了工作时间。 缺点：由于四杆机构的运动被槽限制住，最短杆 无法做周转运动，导致机构的回程要求齿 轮的翻转，必须在前面加入变速箱改变速 度方向。 方案二 实现平面转角0 30的过程：皮带轮传动给蜗 轮蜗杆从而使不完全齿轮，有间歇地带动完全齿 轮转动，齿轮通过杆拉动齿条，由齿轮来回往复 地带动固接杆转动0 30 机构评价： 优点：同样具有结构简单，传力较小运 动灵活，造价低准确地实现转角0 30的 要求，可以控制间歇实现循环功能。 缺点：磨损较严重，效率较低，齿轮尺 寸过大加工难。 方案三 30的过程：使用槽 实现平面转角0 轮实现平面转角30度，只要计算好槽轮 的槽数，就能在主动圆盘转360度时， 使从动轮转30度。机构评价： 优点：结构简单，外形尺寸小，机械效 率高，并能平稳的间歇地进行转位。 缺点：传动存在柔性冲击，且是单向的间歇运动，同样要求变速箱改变运动方向。 方案的选择与比较： 只有第二个方案能较好的实现对传动系统的功能要求在平面转动上能准确地控制在30度，制造简单方便。 §2-2 上升机构（实现上升100功能要求） 方案一 实现上升的过程：皮带轮传动，使蜗杆带动蜗轮，蜗轮和齿条配合。通过控 制蜗杆的半径，使转动一周后，使齿条上升100. 机构评价： 优点：蜗杆的轮齿是连续的螺旋尺，故传动平 稳，啮合冲击小。 缺点:啮合齿轮间的相对滑动速度较大，摩擦 磨损较大，传动效率较低，易出现发热 现象，常用耐磨材料制作，成本高。 方案二 实现上升的过程：皮带轮传动给蜗轮蜗杆 从而使凸轮转动，凸轮通过顶杆推动滑块滑 动，从而使工作杆上升100mm。 机构评价： 优点：结构简单，传力较小，凸轮不用太大就 可以达到所需要的高度。 缺点：效率过低，滑块容易磨损且一旦磨断严重影响上升高度，寿命不高。 考试科目:《机械原理与设计》第9章至第18章（总分100分） 学习中心（教学点）批次：层次： 专业：学号：身份证号： 姓名：得分： 一、单项选择题（本题共10小题，每小题2分，共20分） 1、在被联接件均不太厚，且需要经常装拆的场合，宜采用（）。 A、普通螺栓联接 B、双头螺柱联接 C、螺钉联接 D、紧定螺钉联接 2、对于闭式软齿面齿轮传动，其主要失效形式是（）。 A、磨粒磨损 B、胶合 C、点蚀 D、疲劳折断 3、带传动是借助带和带轮间的（）来传递动力和运动的。 A、啮合 B、摩擦 C、粘接 D、联接 4、影响齿轮齿面接触疲劳强度的主要参数是（）。 A、中心距 B、模数 C、模数和齿数 D、模数和齿宽 5、渐开线齿轮的轴承磨损后，中心距变大，这时传动比（）。 A、不变 B、无法确定 C、变大 D、变小 6、通常把轴设计为阶梯形的主要目的在于（）。 A、加工制造方便 B、满足等强度要求 C、满足刚度要求 D、便于轴上零件的装拆 7、联轴器型号的选择依据应该是（）。 A、被联接两轴直径和转速 B、被联接两轴直径、计算转矩和转速 C、转速和计算转矩 D、计算转矩和被联接两轴直径 8、心轴所承受的载荷是（）。 A、弯矩 B、弯矩和扭矩 C、扭矩 D、拉应力 9、在齿轮传动的弯曲强度计算中，齿轮的齿形系数与（）有关。 A、齿数 B、齿宽系数 C、模数 D、传动比 10、向心推力轴承承受轴向载荷的能力与（）有关。 A、轴承宽度 B、轴承的接触角 C、轴承的载荷角 D、滚动体数目 二、填空题（本题共5小题，每小题2分，共10分） 1、衡量链传动承载能力的主要参数是。 2、在一般机械中的圆柱齿轮传动，往往使小齿轮齿宽b1 大齿轮齿宽b2。 3、带传动中，带轮直径越大，带的弯曲应力就越。 机械设计的结构要素 一、机械结构件的结构要素与设计方法 1、1 结构件的几何要素 机械结构的功能主要就是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。零部件的几何形状由它的表面所构成,一个零件通常有多个表面,在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触,把这一部分表面称为功能表面。在功能表面之间的联结部分称为联接表面。 零件的功能表面就是决定机械功能的重要因素,功能表面的设计就是零部件结构设计的核心问题。描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。通过对功能表面的变异设计,可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。 1、2 结构件之间的联接 在机器或机械中,任何零件都不就是孤立存在的。因此在结构设计中除了研究零件本身的功能与其它特征外,还必须研究零件之间的相互关系。 零件的相关分为直接相关与间接相关两类。凡两零件有直接装配关系的,成为直接相关。没有直接装配关系的相关成为间接相关。间接相关又分为位置相关与运动相关两类。位置相关就是指两零件在相互位置上有要求,如减速器中两相邻的传动轴,其中心距必须保证一定的精度,两轴线必须平行,以保证齿轮的正常啮合。运动相关就是指一零件的运动轨迹与另一零件有关,如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线,这就是靠床身导轨与主轴轴线相平行来保证的,所以,主轴与导轨之间位置相关;而刀架与主轴之间为运动相关。 多数零件都有两个或更多的直接相关零件,故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它 零件有关。在进行结构设计时,两零件直接相关部位必须同时考虑,以便合理地选择材料的热处理方式、形状、尺寸、精度及表面质量等。同时还必须考虑满足间接相关条件,如进行尺寸链与精度计算等。一般来说,若某零件直接相关零件愈多,其结构就愈复杂;零件的间接相关零件愈多,其精度要求愈高。 1、3 结构设计据结构件的材料 机械设计中可以选择的材料众多,不同的材料具有不同的性质,不同的材料对应不同的加工工艺, 结构设计中既要根据功能要求合理地选择适当的材料,又要根据材料的种类确定适当的加工工艺,并根据加工工艺的要求确定适当的结构,只有通过适当的结构设计才能使所选择的材料最充分的发挥优势。 设计者要做到正确地选择材料就必须充分地了解所选材料的力学性能、加工性能、使用成本等信息。结构设计中应根据所选材料的特性及其所对应的加工工艺而遵循不同的设计原则。机械原理与机械设计课后作业参考答案 - 第3章 凸轮机构教案资料
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