機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)題目

1、江西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)課題目林金龍2008-11-30課程設(shè)計(jì)題目課程設(shè)計(jì)題目1題目1 健身球檢驗(yàn)分類機(jī)2題目1 健身球檢驗(yàn)分類機(jī)21.1設(shè)計(jì)題目21.2設(shè)計(jì)任務(wù)25.設(shè)計(jì)計(jì)算其中一對(duì)齒輪機(jī)構(gòu)。2題目2 半自動(dòng)鉆床3題目3 壓片成形機(jī)6題目4 旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)9題目5 熱鐓擠送料機(jī)械手11題目6 巧克力糖包裝機(jī)12題目7 書(shū)本打包機(jī)14題目8 臺(tái)式電風(fēng)扇搖頭裝置19題目9 墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置19題目10 洗瓶機(jī)22題目1 健身球檢驗(yàn)分類機(jī)1.1設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)健身球自動(dòng)檢驗(yàn)分類機(jī)，將不同直徑尺寸的健身球（石料）按直徑分類。檢測(cè)后送入各自指定位置，整個(gè)工作過(guò)程（包括進(jìn)料、送料、檢測(cè)、接料）自動(dòng)

2、完成。健身球直徑范圍為4046mm，要求分類機(jī)將健身球按直徑的大小分為三類。1. 40第一類422. 42<第二類443. 44<第三類46其他技術(shù)要求見(jiàn)表1：表1 健身球分類機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)方案號(hào)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min生產(chǎn)率（檢球速度）個(gè)/minA144020B96010C72015 1.2設(shè)計(jì)任務(wù)1.健身球檢驗(yàn)分類機(jī)一般至少包括凸輪機(jī)構(gòu)，齒輪機(jī)構(gòu)在內(nèi)的三種機(jī)構(gòu)。2.設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配。3.圖紙上畫(huà)出健身球檢驗(yàn)分類機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。4.圖紙上畫(huà)凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖（包括位移曲線、凸輪廓線和從動(dòng)件的初始位置）；要求確定運(yùn)動(dòng)規(guī)律，選擇基圓半徑，校核最大壓力角與

3、最小曲率半徑，確定凸輪廓線。盤(pán)狀凸輪用電算法設(shè)計(jì)，圓柱凸輪用圖解法設(shè)計(jì)。5.設(shè)計(jì)計(jì)算其中一對(duì)齒輪機(jī)構(gòu)。6.編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。7.學(xué)生可進(jìn)一步完成：凸輪的數(shù)控加工，健身球檢驗(yàn)分類機(jī)的計(jì)算機(jī)演示驗(yàn)證等。表2為設(shè)計(jì)任務(wù)分配表。 表2 設(shè)計(jì)任務(wù)分配表學(xué)生編號(hào)123456789電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ABCABCABC生產(chǎn)率ABCBCACAB1.3設(shè)計(jì)提示健身球自動(dòng)檢驗(yàn)分類機(jī)是創(chuàng)造性較強(qiáng)的一個(gè)題目，可以有多種運(yùn)動(dòng)方案實(shí)現(xiàn)。一般的思路在于：1.球的尺寸控制可以靠三個(gè)不同直徑的接料口實(shí)現(xiàn)。例如：第一個(gè)接料口直徑為42mm，中間接料口直徑為44mm，而第三個(gè)接料口直徑稍大于46mm。使直徑小于（等于）42mm的

4、球直接落入第一個(gè)接料口，直徑大于42mm的球先卡在第一個(gè)接料口，然后由送料機(jī)構(gòu)將其推出滾向中間接料口。以此類推。2.球的尺寸控制還可由凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。3.此外，需要設(shè)計(jì)送料機(jī)構(gòu)、接料機(jī)構(gòu)、間歇機(jī)構(gòu)等?？捎汕瑝K機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)。題目2 半自動(dòng)鉆床2.1設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)加工圖1所示工件12mm孔的半自動(dòng)鉆床。進(jìn)刀機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)動(dòng)力頭的升降，送料機(jī)構(gòu)將被加工工件推入加工位置，并由定位機(jī)構(gòu)使被加工工件可靠固定。圖1 加工工件半自動(dòng)鉆床設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)參看表3。表3 半自動(dòng)鉆床凸輪設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)方案號(hào)進(jìn)料機(jī)構(gòu)工作行程mm定位機(jī)構(gòu)工作行程mm動(dòng)力頭工作行程mm電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/mm工作節(jié)拍（生產(chǎn)率）件/minA40301514

5、501B35252014002C30201096012.2設(shè)計(jì)任務(wù)1.半自動(dòng)鉆床至少包括凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)在內(nèi)的三種機(jī)構(gòu)。2.設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配。3. 圖紙上畫(huà)出半自動(dòng)鉆床的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。4.凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。按各凸輪機(jī)構(gòu)的工作要求，自選從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，確定基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑。對(duì)盤(pán)狀凸輪要用電算法計(jì)算出理論廓線、實(shí)際廓線值。畫(huà)出從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖及凸輪廓線圖。5.設(shè)計(jì)計(jì)算其他機(jī)構(gòu)。6.編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。7.學(xué)生可進(jìn)一步完成：凸輪的數(shù)控加工，半自動(dòng)鉆床的計(jì)算機(jī)演示驗(yàn)證等。2.3設(shè)計(jì)提示1.鉆頭由動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)者只需考慮動(dòng)力頭的進(jìn)刀（升降）運(yùn)

6、動(dòng)。2. 除動(dòng)力頭升降機(jī)構(gòu)外，還需設(shè)計(jì)送料機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)。各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)要求見(jiàn)表4。3. 可采用凸輪軸的方法分配協(xié)調(diào)各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。表4 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)要求主軸轉(zhuǎn)角10º20º30º45º60º75º90º105º270º300º360º送料快進(jìn)休止快退休止定位休止快進(jìn)休止快退進(jìn)刀休止快進(jìn)快進(jìn)快退休止 題目3 壓片成形機(jī)3.1設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)自動(dòng)壓片成形機(jī)，將具有一定濕度的粉狀原料（如陶瓷干粉、藥粉）定量送入壓形位置，經(jīng)壓制成形后脫離該位置。機(jī)器的整個(gè)工作過(guò)程（送料、壓形、脫離）均自動(dòng)

7、完成。該機(jī)器可以壓制陶瓷圓形片坯、藥劑（片）等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。表5 壓片成形機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)方案號(hào)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min生產(chǎn)率片/min成品尺寸（×d）mm，mm沖頭壓力kgmkgmkgA145010100×6015,000 0.10125B9701560×3510,0000.08104C9702040×2010,0000.0593 圖2 壓片成形機(jī)工藝動(dòng)作如圖2所示，壓片成形機(jī)的工藝動(dòng)作是：1. 1.     干粉料均勻篩入圓筒形型腔（圖2a）。2. 2.     下沖

8、頭下沉3mm，預(yù)防上沖頭進(jìn)入型腔時(shí)粉料撲出（圖2b）。3. 3.     上、下沖頭同時(shí)加壓（圖2c），并保持一段時(shí)間。4. 4.     上沖頭退出，下沖頭隨后頂出壓好的片坯（圖2d）。5. 5.     料篩推出片坯（圖2e）。上沖頭、下沖頭、送料篩的設(shè)計(jì)要求是：1. 1.     上沖頭完成往復(fù)直移運(yùn)動(dòng)（鉛錘上下），下移至終點(diǎn)后有短時(shí)間的停歇，起保壓作用，保壓時(shí)間為0.4秒左右。因沖頭上升后要留有料篩進(jìn)入的空間，故沖頭行程為901

9、00mm。因沖頭壓力較大，因而加壓機(jī)構(gòu)應(yīng)有增力功能（圖3a）。2. 2.     下沖頭先下沉3mm，然后上升8mm，加壓后停歇保壓，繼而上升16mm，將成型片坯頂?shù)脚c臺(tái)面平齊后停歇，待料篩將片坯推離沖頭后，再下移21mm，到待料位置（圖3b）。3. 3.     料篩在模具型腔上方往復(fù)振動(dòng)篩料，然后向左退回。待批料成型并被推出型腔后，料篩在臺(tái)面上右移約4550mm，推卸片坯（圖3c）。圖3 設(shè)計(jì)要求上沖頭、下沖頭與送料篩的動(dòng)作關(guān)系見(jiàn)表6。表6 動(dòng)作關(guān)系上沖頭進(jìn)退送料篩退近休進(jìn)遠(yuǎn)休下沖頭退近休進(jìn)遠(yuǎn)休3.2設(shè)計(jì)要求1

10、.壓片成形機(jī)一般至少包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)在內(nèi)的三種機(jī)構(gòu)。2.畫(huà)出機(jī)器的運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖與運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖時(shí)，可執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作起止位置可根據(jù)具體情況重疊安排，但必須滿足工藝上各個(gè)動(dòng)作的配合，在時(shí)間和空間上不能出現(xiàn)“干涉”。3.設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)，自行確定運(yùn)動(dòng)規(guī)律，選擇基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑。計(jì)算凸輪廓線。4.設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪機(jī)構(gòu)。5.對(duì)連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)。并進(jìn)行連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析，繪出運(yùn)動(dòng)線圖。如果是采用連桿機(jī)構(gòu)作為下沖壓機(jī)構(gòu)，還應(yīng)進(jìn)行連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析，計(jì)算飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。6.編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。7.學(xué)生可進(jìn)一步完成：機(jī)器的計(jì)算機(jī)演示驗(yàn)證、凸輪的數(shù)控加工等。3.3設(shè)

11、計(jì)提示1.各執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)包括：實(shí)現(xiàn)上沖頭運(yùn)動(dòng)的主加壓機(jī)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)下沖頭運(yùn)動(dòng)的輔助加壓機(jī)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)料篩運(yùn)動(dòng)的上下料機(jī)構(gòu)。各執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須能滿足工藝上的運(yùn)動(dòng)要求，可以有多種不同型式的機(jī)構(gòu)供選用。如連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等。2.由于壓片成形機(jī)的工作壓力較大，行程較短，一般采用肘桿式增力沖壓機(jī)構(gòu)作為主體機(jī)構(gòu)，它是由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)串接而成。先設(shè)計(jì)搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，為了保證，要求搖桿在鉛垂位置的±2º范圍內(nèi)滑塊的位移量0.4mm。據(jù)此可得搖桿長(zhǎng)度r式中搖桿滑塊機(jī)構(gòu)中連桿與搖桿長(zhǎng)度之比，一般取12。根據(jù)上沖頭的行程長(zhǎng)度，即可得搖桿的另一極限位置，搖桿的擺角以小于60º為宜。設(shè)計(jì)曲柄

12、搖桿機(jī)構(gòu)時(shí)，為了“增力”，曲柄的回轉(zhuǎn)中心可在過(guò)搖桿活動(dòng)鉸鏈、垂直于搖桿鉛垂位置的直線上適當(dāng)選取，以改善機(jī)構(gòu)在沖頭下極限位置附近的傳力性能。根據(jù)搖桿的三個(gè)極限位置（±2º位置和另一極限位置），設(shè)定與之對(duì)應(yīng)的曲柄三個(gè)位置，其中對(duì)應(yīng)于搖桿的兩個(gè)位置，曲柄應(yīng)在與連桿共線的位置，曲柄另一個(gè)位置可根據(jù)保壓時(shí)間來(lái)設(shè)定，則可根據(jù)兩連架桿的三組對(duì)應(yīng)位置來(lái)設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)檢查曲柄存在條件，若不滿足要求，則重新選擇曲柄回轉(zhuǎn)中心。也可以在選擇曲柄回轉(zhuǎn)中心以后，根據(jù)搖桿兩極限位置時(shí)曲柄和連桿共線的條件，確定連桿和曲柄長(zhǎng)度，在檢查搖桿在鉛垂位置±2º時(shí)，曲柄對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角是否滿

13、足保壓時(shí)間要求。曲柄回轉(zhuǎn)中心距搖桿鉛垂位置愈遠(yuǎn)，機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)愈小，沖頭在下極限位置附近的位移變化愈小，但機(jī)構(gòu)尺寸愈大。3.輔助加壓機(jī)構(gòu)可采用凸輪機(jī)構(gòu)，推桿運(yùn)動(dòng)線圖可根據(jù)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖確定，要正確確定凸輪基圓半徑。為了便于傳動(dòng)，可將篩料機(jī)構(gòu)置于主體機(jī)構(gòu)曲柄同側(cè)。整個(gè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)采用一個(gè)電動(dòng)機(jī)集中驅(qū)動(dòng)。要注意主體機(jī)構(gòu)曲柄和凸輪機(jī)構(gòu)起始位置間的相位關(guān)系，否則機(jī)器將不能正常工作。4.可通過(guò)對(duì)主體機(jī)構(gòu)進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)分析以及沖頭相對(duì)于曲柄轉(zhuǎn)角的運(yùn)動(dòng)線圖，檢查保壓時(shí)間是否近似滿足要求。進(jìn)行機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析時(shí)，要考慮各桿（曲柄除外）的慣性力和慣性力偶，以及沖頭的慣性力。沖頭質(zhì)量m、各桿質(zhì)量m（各桿質(zhì)心位于桿長(zhǎng)中點(diǎn)）以

14、及機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)均見(jiàn)表8.5，則各桿對(duì)質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可求。認(rèn)為上下沖頭同時(shí)加壓和保壓時(shí)生產(chǎn)阻力為常數(shù)。飛輪的安裝位置由設(shè)計(jì)者自行確定，計(jì)算飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)可不考慮其他構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。確定電動(dòng)機(jī)所需功率時(shí)還應(yīng)考慮下沖頭運(yùn)動(dòng)和料篩運(yùn)動(dòng)所需功率。題目4 旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)4.1設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)。在轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)上對(duì)包裝容器（如玻璃瓶）連續(xù)灌裝流體（如飲料、酒、冷霜等），轉(zhuǎn)臺(tái)有多工位停歇，以實(shí)現(xiàn)灌裝、封口等工序。為保證在這些工位上能夠準(zhǔn)確地灌裝、封口，應(yīng)有定位裝置。如圖8.4中，工位1：輸入空瓶；工位2：灌裝；工位3：封口；工位4：輸出包裝好的容器。圖4 旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)該機(jī)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)方式為機(jī)

15、械傳動(dòng)。技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表7。表7 旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)技術(shù)參數(shù)方案號(hào)轉(zhuǎn)臺(tái)直徑mm電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min灌裝速度r/minA600144010B550144012C500960104.2 設(shè)計(jì)任務(wù) 1.旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)應(yīng)包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等三種常用機(jī)構(gòu)。 2.設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配。3.圖紙上畫(huà)出旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)的運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖，并用運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖分配各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)節(jié)拍。4.電算法對(duì)連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度、加速度分析，繪出運(yùn)動(dòng)線圖。圖解法或解析法設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)。5.凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。按凸輪機(jī)構(gòu)的工作要求選擇從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，確定基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑。對(duì)盤(pán)狀凸輪要用電算法計(jì)算出理論廓線、實(shí)際

16、廓線值。畫(huà)出從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖及凸輪廓線圖。 6.齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。 7.編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。 8.學(xué)生可進(jìn)一步完成：平面連桿機(jī)構(gòu)（或灌裝機(jī)）的計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)演示等。4.3設(shè)計(jì)提示1.采用灌瓶泵灌裝流體，泵固定在某工位的上方。2.采用軟木塞或金屬冠蓋封口，它們可由氣泵吸附在壓蓋機(jī)構(gòu)上，由壓蓋機(jī)構(gòu)壓入（或通過(guò)壓蓋模將瓶蓋緊固在）瓶口。設(shè)計(jì)者只需設(shè)計(jì)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的壓蓋機(jī)構(gòu)。壓蓋機(jī)構(gòu)可采用移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等平面連桿機(jī)構(gòu)或凸輪機(jī)構(gòu)。3.此外，需要設(shè)計(jì)間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)工作轉(zhuǎn)臺(tái)間歇傳動(dòng)。為保證停歇可靠，還應(yīng)有定位（鎖緊）機(jī)構(gòu)。間歇機(jī)構(gòu)可采用槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)等。定位（鎖緊）機(jī)構(gòu)可采用凸輪機(jī)構(gòu)等。&#

17、160; 題目5 熱鐓擠送料機(jī)械手5.1設(shè)計(jì)題目圖5 機(jī)械手的外觀圖設(shè)計(jì)二自由度關(guān)節(jié)式熱鐓擠送料機(jī)械手，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，夾送圓柱形鐓料，往40噸鐓頭機(jī)送料。以方案A為例，它的動(dòng)作順序是：手指夾料，手臂上擺15º，手臂水平回轉(zhuǎn)120º，手臂下擺15º，手指張開(kāi)放料。手臂再上擺，水平反轉(zhuǎn)，下擺，同時(shí)手指張開(kāi)，準(zhǔn)備夾料。主要要求完成手臂上下擺動(dòng)以及水平回轉(zhuǎn)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)。圖5為機(jī)械手的外觀圖。技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表8。表8 熱鐓擠送料機(jī)械手技術(shù)參數(shù)方案號(hào)最大抓重kg手指夾持工件最大直徑mm手臂回轉(zhuǎn)角度（º）手臂回轉(zhuǎn)半徑mm手臂上下擺動(dòng)角度（º）送料頻率

18、次/min電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/minA22512068515151450B3301007002010960C115110500152014405.2 設(shè)計(jì)任務(wù) 1.機(jī)械手一般包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)和齒輪機(jī)構(gòu)。 2.設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配。 3.設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)。對(duì)所設(shè)計(jì)的平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度、加速度分析，繪制運(yùn)動(dòng)線圖。 4.設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)。按各凸輪機(jī)構(gòu)的工作要求選擇從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，確定基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑。對(duì)盤(pán)狀凸輪要用電算法計(jì)算出理論廓線、實(shí)際廓線值。畫(huà)出從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖及凸輪廓線圖。 5.設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪機(jī)構(gòu)。 6.編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算證明書(shū)。 7.學(xué)生可進(jìn)一步完成：凸輪的數(shù)控加

19、工、機(jī)械手的計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)演示驗(yàn)證等。5.3設(shè)計(jì)提示1. 機(jī)械手主要由手臂上下擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、手臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成。工件水平或垂直放置。設(shè)計(jì)時(shí)可以不考慮手指夾料的工藝動(dòng)作。2. 此機(jī)械手為空間機(jī)構(gòu)，確定設(shè)計(jì)方案后應(yīng)計(jì)算空間自由度。3. 此機(jī)械手可按閉環(huán)傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)。  題目6 巧克力糖包裝機(jī)6.1 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)巧克力糖自動(dòng)包裝機(jī)。包裝對(duì)象為圓臺(tái)狀巧克力糖（圖6），包裝材料為厚0.008mm的金色鋁箔紙。包裝后外形應(yīng)美觀挺拔，鋁箔紙無(wú)明顯損傷、撕裂和褶皺（圖7）。包裝工藝方案為：紙坯型式采用卷筒紙，紙片水平放置，間歇剪切式供紙（圖8）。包裝工藝動(dòng)作為：1.將64mm×64mm鋁箔紙

20、覆蓋在巧克力糖17mm小端正上方；2.使鋁箔紙沿糖塊錐面強(qiáng)迫成形；3.將余下的鋁箔紙分半，先后向24mm大端面上褶去，迫使包裝紙緊貼巧克力糖。表9 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表方案號(hào)ABCDEFGH電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min144014401440960960820820780每分鐘包裝糖果數(shù)目個(gè)/min120906012090908060具體設(shè)計(jì)要求如下： 1.要求設(shè)計(jì)糖果包裝機(jī)的間歇剪切供紙機(jī)構(gòu)、鋁箔紙錐面成形機(jī)構(gòu)、褶紙機(jī)構(gòu)以及巧克力糖果的送推料機(jī)構(gòu)。2.整臺(tái)機(jī)器外形尺寸（寬×高）不超過(guò)800mm×1000mm。4. 4.     錐面成形機(jī)構(gòu)不論采用平

21、面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)或者其他常用機(jī)構(gòu)，要求成形動(dòng)作盡量等速，起動(dòng)與停頓時(shí)沖擊小。6.2 設(shè)計(jì)任務(wù) 1.巧克力糖包裝機(jī)一般應(yīng)包括凸輪機(jī)構(gòu)、平面連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等。 2.設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配。 3.圖紙上畫(huà)出機(jī)器的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。4.設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)。并對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，繪制運(yùn)動(dòng)線圖。5.設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)。確定運(yùn)動(dòng)規(guī)律，選擇基圓半徑，計(jì)算凸輪廓線值，校核最大壓力角與最小曲率半徑。繪制凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。6.設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪機(jī)構(gòu)。7.編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。8.學(xué)生可進(jìn)一步完成凸輪的數(shù)控加工。6.3 設(shè)計(jì)提示1. 剪紙與供紙動(dòng)作連續(xù)完成。2.鋁箔紙錐面成形機(jī)構(gòu)一般可采用凸輪機(jī)構(gòu)、

22、平面連桿機(jī)構(gòu)等。3.實(shí)現(xiàn)褶紙動(dòng)作的機(jī)構(gòu)有多種選擇：包括凸輪機(jī)構(gòu)、摩擦滾輪機(jī)構(gòu)等。4.巧克力糖果的送推料機(jī)構(gòu)可采用平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)。5.各個(gè)動(dòng)作應(yīng)有嚴(yán)格的時(shí)間順序關(guān)系。  題目7 書(shū)本打包機(jī)7.1 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)書(shū)本打包機(jī)，在連續(xù)生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送書(shū)，用牛皮紙將一摞（5本）書(shū)包成一包，并在兩端貼好標(biāo)簽，如圖9所示。圖9 書(shū)本打包機(jī)的功用書(shū)摞的包、封過(guò)程工藝順序及各工位布置分別如圖10、11所示：1.送書(shū)。橫向送一摞書(shū)進(jìn)入流水線。2.推書(shū)?？v向推一摞書(shū)前進(jìn)到工位a，使它與工位bg上的六摞書(shū)貼緊在一起。3.送紙。包裝牛皮紙使用整卷筒紙，由上向下送夠長(zhǎng)度后裁切。4.繼續(xù)推書(shū)前進(jìn)

23、到工位b。在工位b書(shū)摞上下方設(shè)置有擋板，以擋住書(shū)摞上下方的包裝紙，所以書(shū)摞被推到工位b時(shí)實(shí)現(xiàn)三面包裝，這一工序共推動(dòng)ag的七摞書(shū)。5.推書(shū)機(jī)構(gòu)回程。折紙機(jī)構(gòu)動(dòng)作，先折側(cè)邊將紙包成筒狀，再折兩端上、下邊。6.繼續(xù)折前角。將包裝紙折成如圖11實(shí)線所示位置的形狀。7.再次推書(shū)前進(jìn)折后角。推書(shū)機(jī)構(gòu)又進(jìn)到下一循環(huán)的工序4，此時(shí)將工位b上的書(shū)推到工位c。在此過(guò)程中，利用工位c兩端設(shè)置的擋板實(shí)現(xiàn)折后角。8.在實(shí)現(xiàn)上一步工序的同時(shí)，工位c的書(shū)被推至工位d。9.在工位d向兩端涂漿糊。10.在工位e貼封簽。11.在工位f、g用電熱器把漿糊烘干。12.在工位h，人工將包封好的書(shū)摞取下。圖10 包、封工藝順序圖11

24、包、封工位布置（俯視圖）圖12所示為由總體設(shè)計(jì)規(guī)定的各部分的相對(duì)位置和有關(guān)尺寸。其中O為機(jī)器主軸的位置，A為機(jī)器中機(jī)構(gòu)的最大允許長(zhǎng)度，B為最大允許高度，為工作臺(tái)面距主軸的高度，（x，y）為主軸的位置坐標(biāo)，（）為紙卷的位置坐標(biāo)。圖12 打包機(jī)各部分的相對(duì)位置及有關(guān)尺寸和范圍書(shū)本打包機(jī)具體技術(shù)要求為：1.機(jī)構(gòu)的尺寸范圍A=2000mm，B=1600mm。工作臺(tái)面位置=400mm主軸位置x =10001100mm，y =300400mm；紙卷位置=300mm，=300mm。為了保證工作安全、臺(tái)面整潔，推書(shū)機(jī)構(gòu)最好放在工作臺(tái)面以下。2.工藝要求的數(shù)據(jù)書(shū)摞尺寸：寬度a=130140mm；長(zhǎng)度b=1802

25、20mm；高度c=180220mm。推書(shū)起始位置=200mm。推書(shū)行程H=400mm。推書(shū)次數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速）n=(10±0.1)r/min。主軸轉(zhuǎn)速不均勻系數(shù)1/4。紙卷直徑d=400mm。3.縱向推書(shū)運(yùn)動(dòng)要求（1）推書(shū)運(yùn)動(dòng)循環(huán)：整個(gè)機(jī)器的運(yùn)動(dòng)以主軸回轉(zhuǎn)一周為一個(gè)循環(huán)周期。因此可以用主軸的轉(zhuǎn)角表示推書(shū)機(jī)構(gòu)從動(dòng)件（推頭或滑塊）的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。推書(shū)動(dòng)作占時(shí)1/3周期，相當(dāng)于主軸轉(zhuǎn)120°；快速退回動(dòng)作占時(shí)小于1/3周期，相當(dāng)于主軸轉(zhuǎn)角100°；停止不動(dòng)占時(shí)大于1/3周期，相當(dāng)于主軸轉(zhuǎn)角140°。每個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)期縱向推書(shū)機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的工藝動(dòng)作與主軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系見(jiàn)表7.10。

26、表10 縱向推書(shū)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)要求主軸轉(zhuǎn)角推書(shū)機(jī)構(gòu)執(zhí)行滑塊的工作主軸轉(zhuǎn)角推書(shū)機(jī)構(gòu)執(zhí)行滑塊的動(dòng)作0° 80°80° 120°推單摞書(shū)前進(jìn)推七摞書(shū)前進(jìn)，同時(shí)折后角120° 220°220° 360°滑塊退回滑塊停止不動(dòng)圖13為推書(shū)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。圖13 縱向推書(shū)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖（2）推書(shū)前進(jìn)和退回時(shí)，要求采用等加速、等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。4.其他機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系見(jiàn)表11。 表11 其他機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)要求工藝動(dòng)作主軸轉(zhuǎn)角工藝動(dòng)作主軸轉(zhuǎn)角橫向送書(shū)折側(cè)邊，折兩端上下邊，折前角涂漿糊,貼封簽,烘干150° 340°18

27、0° 340°180° 340°送紙裁紙200° 360°70°70°80°5.工作阻力（1）每摞書(shū)的質(zhì)量為4.6kg，推書(shū)滑塊的質(zhì)量為8kg。（2）橫向推書(shū)機(jī)構(gòu)的阻力假設(shè)為常數(shù)，相當(dāng)于主軸上有等效阻力矩=4 Nm。（3）送紙、裁紙機(jī)構(gòu)的阻力也假設(shè)為常數(shù)，相當(dāng)于主軸上有等效阻力矩=6 Nm。（4）折后角機(jī)構(gòu)的阻力相當(dāng)于四摞書(shū)的摩擦阻力。（5）折邊、折前角機(jī)構(gòu)的阻力總和，相當(dāng)于主軸上受到等效阻力矩，其大小可用機(jī)器在縱向推書(shū)行程中（即主軸轉(zhuǎn)角從0°轉(zhuǎn)至120°范圍中）主軸所受縱向推書(shū)阻力矩

28、的平均值表示為 =6其中大小可由下式求出 =式中，為推程中各分點(diǎn)的阻力矩的值；n為推程中的分點(diǎn)數(shù)。（6）涂漿糊、貼封簽和烘干機(jī)構(gòu)的阻力總和，相當(dāng)于主軸上受到等效阻力矩，其大小可用表示為 =87.2 設(shè)計(jì)任務(wù)1.根據(jù)給定的原始數(shù)據(jù)和工藝要求，構(gòu)思并選定機(jī)構(gòu)方案。內(nèi)容包括縱向推書(shū)機(jī)構(gòu)和送紙、裁紙機(jī)構(gòu)，以及從電動(dòng)機(jī)到主軸之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。確定傳動(dòng)比分配。2.書(shū)本打包機(jī)一般應(yīng)包括凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、平面連桿機(jī)構(gòu)等三種以上常用機(jī)構(gòu)。3.按比例畫(huà)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，標(biāo)注出主要尺寸；畫(huà)出包、封全過(guò)程中機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖（全部工藝動(dòng)作與主軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系圖）。4.設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)。并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。繪制運(yùn)動(dòng)線圖。5.設(shè)計(jì)凸

29、輪機(jī)構(gòu)。確定運(yùn)動(dòng)規(guī)律，選擇基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑，計(jì)算凸輪廓線。6.設(shè)計(jì)計(jì)算其中一對(duì)齒輪機(jī)構(gòu)。7.進(jìn)一步對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行力分析，求出主軸上的阻力矩在主軸旋轉(zhuǎn)一周中的一系列數(shù)值 =（）式中，為主軸的轉(zhuǎn)角；i為主軸回轉(zhuǎn)一周中的各分點(diǎn)序號(hào)。力分析時(shí)，只考慮工作阻力和移動(dòng)構(gòu)件的重力、慣性力和移動(dòng)副中的摩擦阻力。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，計(jì)算時(shí)可近似地利用等效力矩的計(jì)算方法。對(duì)于其他運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，可借助于各運(yùn)動(dòng)副的效率值作近似估算。畫(huà)出阻力矩曲線=（），計(jì)算阻力矩的平均值。8.根據(jù)力矩曲線和給定的速度不均勻系數(shù)值，用近似方法（不計(jì)各構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）計(jì)算出飛輪的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。9.編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。

30、10.學(xué)生可進(jìn)一步完成書(shū)本打包機(jī)的計(jì)算機(jī)演示驗(yàn)證、凸輪的數(shù)控加工等。7.3 設(shè)計(jì)提示 1.此題包含較豐富的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析內(nèi)容，教師可以根據(jù)情況確定學(xué)生全部或部分完成該題設(shè)計(jì)任務(wù)，也可由一組學(xué)生完成全題。 2.推書(shū)機(jī)構(gòu)、送紙機(jī)構(gòu)、裁紙機(jī)構(gòu)之間有嚴(yán)格的時(shí)間匹配與順序關(guān)系，應(yīng)考慮這些機(jī)構(gòu)之間的傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)。題目8 臺(tái)式電風(fēng)扇搖頭裝置8.1設(shè)計(jì)題目 風(fēng)扇的直徑為300mm，電扇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1450r/min，電扇搖頭周期T=10s。電扇擺動(dòng)角度與急回系數(shù)k的設(shè)計(jì)要求及任務(wù)分配見(jiàn)表12。表12 臺(tái)式電風(fēng)扇擺頭機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)方案號(hào)電扇擺角急回系數(shù)kA801.01B851.015C901.02D951.025

31、E1001.03F1051.058.2設(shè)計(jì)任務(wù)1.按給定主要參數(shù)，擬定機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案。2.畫(huà)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。3. 分配蝸輪蝸桿、齒輪傳動(dòng)比，確定它們的基本參數(shù)，設(shè)計(jì)計(jì)算幾何尺寸。4. 解析法確定平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)尺寸，它應(yīng)滿足擺角及行程速比系數(shù)k。并對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，繪制運(yùn)動(dòng)線圖。驗(yàn)算曲柄存在條件，驗(yàn)算最小傳動(dòng)角（最大壓力角）。5.提出調(diào)節(jié)擺角的結(jié)構(gòu)方案，并進(jìn)行分析計(jì)算。6.編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。7.學(xué)生可進(jìn)一步完成臺(tái)式電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)演示驗(yàn)證。8.3設(shè)計(jì)提示常見(jiàn)的搖頭機(jī)構(gòu)有杠桿式、滑板式和撳拔式等。本設(shè)計(jì)可采用平面連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。由裝在電動(dòng)機(jī)主軸尾部的蝸桿帶動(dòng)蝸輪

32、旋轉(zhuǎn)，蝸輪和小齒輪做成一體，小齒輪帶動(dòng)大齒輪，大齒輪與鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的連桿做成一體，并以鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的連桿作為原動(dòng)件，則機(jī)架、兩個(gè)連架桿都作擺動(dòng)，其中一個(gè)連架桿相對(duì)于機(jī)架的擺動(dòng)即是搖頭動(dòng)作。機(jī)架可取8090mm。題目9 墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置9.1 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置，檢測(cè)鋼制墊圈內(nèi)徑是否在公差允許范圍內(nèi)。被檢測(cè)的工件由推料機(jī)構(gòu)送入后沿一條傾斜的進(jìn)給滑道連續(xù)進(jìn)給，直到最前邊的工件被止動(dòng)機(jī)構(gòu)控制的止動(dòng)銷擋住而停止。然后，升降機(jī)構(gòu)使裝有微動(dòng)開(kāi)關(guān)的壓桿探頭下落，檢測(cè)探頭進(jìn)入工件的內(nèi)孔。此時(shí)，止動(dòng)銷離開(kāi)進(jìn)給滑道，以便讓工件浮動(dòng)。檢測(cè)的工作過(guò)程如圖15 所示。當(dāng)所測(cè)工件的內(nèi)徑尺寸符合公差要求時(shí)（圖15

33、a），微動(dòng)開(kāi)關(guān)的觸頭進(jìn)入壓桿的環(huán)形槽，微動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，發(fā)出信號(hào)給控制系統(tǒng)（圖中未給出），在壓桿離開(kāi)工件后，把工件送入合格品槽。如工件內(nèi)徑尺寸小于合格的最小直徑時(shí)（圖15b），壓桿的探頭進(jìn)入內(nèi)孔深度不夠，微動(dòng)開(kāi)關(guān)閉合，發(fā)出信號(hào)給控制系統(tǒng)，使工件進(jìn)入廢品槽。如工件內(nèi)徑尺寸大于允許的最大直徑時(shí)（圖15c），微動(dòng)開(kāi)關(guān)仍閉合，控制系統(tǒng)將工件送入另一廢品槽。1工件 2帶探頭的壓桿 3微動(dòng)開(kāi)關(guān)a)內(nèi)徑尺寸合格 b)內(nèi)徑尺寸太小 c)內(nèi)徑尺寸太大圖15 墊圈內(nèi)徑檢測(cè)過(guò)程具體設(shè)計(jì)要求見(jiàn)表13。表13 平墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)方案號(hào)被測(cè)鋼制平墊圈尺寸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min每次檢測(cè)時(shí)間s公稱尺寸mm內(nèi)徑mm外徑mm厚

34、度mmA1010.520214405B1213242.514406C202137314408D30315649608E3637665960109.2 設(shè)計(jì)要求1.要求設(shè)計(jì)該檢測(cè)裝置的推料機(jī)構(gòu)、控制止動(dòng)銷的止動(dòng)機(jī)構(gòu)、壓桿升降機(jī)構(gòu)。一般應(yīng)包括凸輪機(jī)構(gòu)、平面連桿機(jī)構(gòu)以及齒輪機(jī)構(gòu)等常用機(jī)構(gòu)。該裝置的微動(dòng)開(kāi)關(guān)以及控制部分的設(shè)計(jì)本題不作要求。2.設(shè)計(jì)墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置的傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配。3.畫(huà)出機(jī)器的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。4.設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)。并對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，繪制運(yùn)動(dòng)線圖。5.設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)。確定運(yùn)動(dòng)規(guī)律，選擇基圓半徑，計(jì)算凸輪廓線值，校核最大壓力角與最小曲率半徑。繪制凸輪機(jī)構(gòu)

35、設(shè)計(jì)圖。6.設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪機(jī)構(gòu)。7.編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。8.學(xué)生可進(jìn)一步完成檢測(cè)裝置的計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)演示。9.3 設(shè)計(jì)提示1.由于止動(dòng)銷的動(dòng)作與壓桿升降動(dòng)作有嚴(yán)格的時(shí)間匹配與順序關(guān)系，建議考慮使用凸輪軸解決這個(gè)問(wèn)題。2.推料動(dòng)作與上述兩個(gè)動(dòng)作的時(shí)間匹配不特別嚴(yán)格，可以采用平面連桿機(jī)構(gòu)，也可以采用間歇機(jī)構(gòu)。 題目10 洗瓶機(jī)10.1 設(shè)計(jì)題目圖16 洗瓶機(jī)工作示意圖 設(shè)計(jì)洗瓶機(jī)。如圖17 所示，待洗的瓶子放在兩個(gè)同向轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥帶動(dòng)瓶子旋轉(zhuǎn)。當(dāng)推頭M把瓶子推向前進(jìn)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)著的刷子就把瓶子外面洗凈。當(dāng)前一個(gè)瓶子將洗刷完畢時(shí)，后一個(gè)待洗的瓶子已送入導(dǎo)輥待推。 洗瓶機(jī)的技術(shù)要求見(jiàn)表17。表14 洗瓶機(jī)的技術(shù)要求方案號(hào)瓶子尺寸（長(zhǎng)×直徑）mm，mm工作行程mm生產(chǎn)率個(gè)/min急回系數(shù)k電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min