《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)詳解

(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)11.做什么？（第一天）明確需求（功能、工藝、數(shù)據(jù)），擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖

2.怎么做？（第一天）機(jī)構(gòu)選型，機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案評(píng)價(jià)。3.具體做。（第二、三天）分配傳動(dòng)比，畫(huà)運(yùn)動(dòng)方案示意圖，計(jì)算并繪制機(jī)

械傳動(dòng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸，運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析。（第四天：完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)；第五天：答辯）(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)（范例）2——沖壓式蜂窩煤成型機(jī)一、功能和設(shè)計(jì)要求功能為了實(shí)現(xiàn)將蜂窩煤壓制成型，沖壓式蜂窩煤成型機(jī)必須完成五個(gè)動(dòng)作：粉煤加料；沖頭將蜂窩煤壓制成型；清除沖頭和出煤盤(pán)積屑的掃屑運(yùn)動(dòng)；將在模筒內(nèi)沖壓后的蜂窩煤脫煤；將沖壓成型的蜂窩煤輸出。(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；2.設(shè)計(jì)要求和原始數(shù)據(jù)，連桿系數(shù)3蜂窩煤成型機(jī)的生產(chǎn)能力：30次/min。為了改善蜂窩煤沖壓成型的質(zhì)量，希望沖壓機(jī)構(gòu)在沖壓后有一保壓時(shí)間。沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的滑梁行程。驅(qū)動(dòng)電機(jī)目前采用Y180L-8型，其功率N＝11kW，轉(zhuǎn)速n＝730

r/min。機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案應(yīng)力求簡(jiǎn)單。(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；1.模筒轉(zhuǎn)盤(pán)42.滑梁3.沖頭4.掃屑刷5.脫模盤(pán)沖壓式蜂窩煤成型機(jī)各部分位置示意(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；3.設(shè)計(jì)任務(wù)5按工藝動(dòng)作要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。進(jìn)行沖壓脫模機(jī)構(gòu)、掃屑機(jī)構(gòu)、模筒轉(zhuǎn)盤(pán)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選型。機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇。按選定的電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案。畫(huà)出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案示意圖。選取其中兩個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺寸計(jì)算。(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；二、工作原理和工藝動(dòng)作分解6完成的工藝動(dòng)作有以下六個(gè)動(dòng)作。加料：這一動(dòng)作可利用粉煤重力打開(kāi)料斗自動(dòng)加料。沖壓成型：要求沖頭上、下往復(fù)移動(dòng)，在沖頭行程的后1/2進(jìn)行沖壓成型。脫模：要求脫模盤(pán)上、下往復(fù)移動(dòng)，將已沖壓成型的煤餅壓下去而脫離模筒。一般可將它與沖頭一起固結(jié)在上、下往復(fù)移動(dòng)的滑梁上。(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；掃屑：要求在沖頭、脫模盤(pán)向上移動(dòng)過(guò)程中用掃屑刷將粉煤掃除。模筒轉(zhuǎn)模間歇運(yùn)動(dòng)：以完成沖壓、脫模、加料三個(gè)工位的轉(zhuǎn)換。輸送：將成型的煤餅脫模后落在輸送帶上送出成品，以便裝箱待用。7二、工作原理和工藝動(dòng)作分解(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；以上六個(gè)動(dòng)作，加料和輸送的動(dòng)作比較簡(jiǎn)單，暫時(shí)不予考慮，沖壓和脫?？捎靡粋€(gè)機(jī)構(gòu)來(lái)完成。因此，沖壓式蜂窩煤成型機(jī)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮沖壓和脫模機(jī)構(gòu)、掃屑機(jī)構(gòu)和模筒轉(zhuǎn)盤(pán)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)這三個(gè)機(jī)構(gòu)的選型和設(shè)計(jì)問(wèn)題。8(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；三、擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖9確定沖壓和脫模盤(pán)、掃屑刷、模筒轉(zhuǎn)盤(pán)三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的先后順序、相位，以利于各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、裝配和調(diào)試。沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的沖壓機(jī)構(gòu)為主機(jī)構(gòu)，以它的主動(dòng)件的零位角為橫坐標(biāo)的起點(diǎn)，縱坐標(biāo)表示各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位移起止位置。(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；表1

沖壓式蜂窩煤成型機(jī)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖主動(dòng)件轉(zhuǎn)角分配0°～180°180°～360°沖頭和脫模盤(pán)機(jī)構(gòu)工作行程回程模筒轉(zhuǎn)盤(pán)機(jī)構(gòu)工作行程停止工作行程掃屑刷機(jī)構(gòu)掃屑運(yùn)動(dòng)回程掃屑運(yùn)動(dòng)主動(dòng)件轉(zhuǎn)角分配0°～90°90°～270°270°～360°10(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；沖頭和脫模盤(pán)都由工作行程和回程兩部分組成。11模筒轉(zhuǎn)盤(pán)的工作行程在沖頭的回程后半段和工作行程的前半段完成，使間歇轉(zhuǎn)動(dòng)在沖壓以前完成。掃屑刷要求在沖頭回程后半段至工作行程前半段完成掃屑動(dòng)作。(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；四、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型12根據(jù)沖頭和脫模盤(pán)、模筒轉(zhuǎn)盤(pán)、掃屑刷這三

個(gè)執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以選擇表2所列的常用機(jī)構(gòu)，這一表格又可稱為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形態(tài)學(xué)矩陣。(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；表2

執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形態(tài)學(xué)矩陣13沖頭和脫模機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)六桿沖壓機(jī)構(gòu)掃屑刷機(jī)構(gòu)附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)固定凸輪移動(dòng)從動(dòng)機(jī)構(gòu)模筒轉(zhuǎn)盤(pán)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)，利用滑梁的上、下移動(dòng)使搖桿OB上的掃屑刷擺動(dòng)掃除沖頭和脫模盤(pán)底上的粉煤屑。14(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；固定移動(dòng)凸輪從動(dòng)件機(jī)構(gòu)，利用滑梁上、下移動(dòng)使帶有掃屑刷的移動(dòng)從動(dòng)件頂出而掃除沖頭和脫模盤(pán)底的粉煤屑。15(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；五、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選擇和評(píng)定16根據(jù)表2的三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)形態(tài)學(xué)矩陣，可以求出沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案數(shù)為N＝3×2×3＝18現(xiàn)在可以按給定條件、各機(jī)構(gòu)的相容性和盡量使機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單等要求來(lái)選擇方案。在此可選定兩個(gè)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的方案，如下所述。方案一：沖壓機(jī)構(gòu)為對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，模筒轉(zhuǎn)盤(pán)機(jī)構(gòu)為槽輪機(jī)構(gòu)，掃屑機(jī)構(gòu)為固定凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)。方案二：沖壓機(jī)構(gòu)為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，模筒轉(zhuǎn)盤(pán)機(jī)構(gòu)為不完全齒輪機(jī)構(gòu)，掃屑機(jī)構(gòu)為附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)。(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；兩個(gè)方案可用模糊綜合評(píng)價(jià)方法來(lái)進(jìn)行評(píng)估優(yōu)選，也可以按設(shè)計(jì)需求直接比較方案的優(yōu)劣。例如，由于沒(méi)有急回要求，沖壓機(jī)構(gòu)可以選為對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；模筒轉(zhuǎn)盤(pán)機(jī)構(gòu)可以選為槽輪機(jī)構(gòu)，因?yàn)椴圯?/p>

機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形尺寸小，機(jī)械效率高，并能夠較平穩(wěn)、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位；掃屑機(jī)構(gòu)可選為固定凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)加工簡(jiǎn)單方便。最后，選取方案一為沖壓式蜂窩煤成型機(jī)構(gòu)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案。17(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；六、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的速比和變速機(jī)構(gòu)根據(jù)選定的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的生產(chǎn)能力，可知其機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比為機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的第一級(jí)采用帶傳動(dòng)，其速比為4.866；第二級(jí)采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)比為5。18(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；七、畫(huà)出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案示意圖19按已選定的三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形式及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，畫(huà)出沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)示意圖，其中三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分也可以稱為機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。如圖所示，包括了機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組合。如果再加上加料機(jī)構(gòu)和輸送機(jī)構(gòu)，就可以完整地表示整臺(tái)機(jī)器的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案示意圖。(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；沖壓式蜂窩煤成型機(jī)運(yùn)動(dòng)方案示意20(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；八、對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺寸計(jì)算為了實(shí)現(xiàn)具體的運(yùn)動(dòng)要求，必須對(duì)帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（沖壓機(jī)構(gòu)）、槽輪機(jī)構(gòu)（模筒轉(zhuǎn)盤(pán)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)）和掃屑凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺寸計(jì)算，必要時(shí)還要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)計(jì)算。1.帶傳動(dòng)計(jì)算（略）21(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；2.齒輪傳動(dòng)計(jì)算取齒輪的壓力角,，按鋼制齒輪進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，其模數(shù)則分度圓直徑分別為齒頂高為齒根高為齒全高22(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；齒頂圓直徑分別為23齒根圓直徑分別為(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；齒厚為24齒槽寬為標(biāo)準(zhǔn)中心距為齒輪厚度按實(shí)際情況選取，其余尺寸按有關(guān)公式計(jì)算出。(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；3．曲柄滑塊機(jī)構(gòu)計(jì)算已知沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的滑梁行程連桿系數(shù)25則曲柄半徑連桿長(zhǎng)度為(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；下面采用作圖法求出曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中滑梁（滑塊）的速度和加速度。取曲柄逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)角為45°時(shí)，按比例精確作曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，如圖所示。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖26(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；因?yàn)闂U1（曲柄）的轉(zhuǎn)速為30

r/min，且方向?yàn)槟鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)，故桿1的角速度為方向由B指向A。27方向?yàn)槟鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)。

B點(diǎn)的速度為方向?yàn)榇怪庇跅U1且指向向上。

B點(diǎn)的加速度為(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；下面求C點(diǎn)的速度及加速度。對(duì)于桿2，28方向C→A⊥AB↑⊥BC大??？0.471?取按比例精確作速度圖，如圖所示。速度圖(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；量取得29。因此，桿2的角速度和法向加速度分別為方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颉７较蛴蒀指向B。(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；對(duì)于桿2，30方向C→AB→AC→B⊥BC↑大?。?.4790.121？取按比例精確作速度圖，如圖所示。加速度圖(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；量取得因此，當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)角為45°時(shí)，滑塊3的速度為

0.37m/s，加速度為1.05m/s2。4．槽輪機(jī)構(gòu)計(jì)算槽數(shù)按工位數(shù)要求選定為6。中心距按結(jié)構(gòu)情況確定圓銷半徑31(2004)

1.高副低代；9.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、自由度計(jì)算；按結(jié)構(gòu)情況確定（4）槽輪每次轉(zhuǎn)