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课程设计目的综合运用机械原理课程知识，培养机械运动方案设计能力。课程设计任务1张2号图，2张3号图，1份说明书。时间安排周一、二方案设计完成2号图；周二、三、四2张3号图机构的设计；周四写设计说明书；周五答辨。,11-1概述,机械系统,原动机,传动系统,执行系统,操纵控制系统,传动装置,传动路线,分配传动比,功能分析,协调配合,方案评价,运动分析,类型,转速,容量,机电、机液、电液、液压、气动、电气、微机等,11-2执行系统方案设计,一、选择执行机构,根据题目要求进行功能分析，需要完成那些动作？确定需要的执行机构的形式，需要几个执行机构，以及各执行机构的原动件、从动件的形式。,各执行机构的功能要求，运动要求，工艺要求，利用方框图描述。,功能方框图（机器的功能、工艺动作及执行机构框图）,具体实例见书199页附图1.3。,二、画运动循环图,a、直线式：,b、圆周式：,c、直角坐标式：,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。,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（书188页）,如图11-2,如图11-3,各执行机构之间的运动协调关系，利用运动循环图确定。,转角（度）或时间（秒）,半自动钻床机械运动循环图,0O,360O,90O,240O,150O,270O,180O,30O,60O,1,12,6,9,3,2,0,送料,夹紧,定位,钻孔,停止,进刀,停止,（1）,（2钻孔）,退刀,回程,近休,远休,近休,升程,回程,近休,远休,近休,回程,远休,升程,近休,升程,1、直线式运动循环图,2、圆周式运动循环图,3、直角坐标式运动循环图,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：,2、有利于执行运动平稳确定，皮带传动放在第1级减速。,1、有利于减小结构尺寸，功率“前大后小”。,三、分配各级传动比,4、若传动比过大，应用混合轮系来传动。,1、单级：i带=2，2.5，3，i锥齿3，i直，斜5i蜗2080。,2、当i810时，应用两级传动，一级为带传动，另一级为齿轮传动；当i30时，一般应用两级以上的机械传动。,3、传动比的分配原则：“前大后小”。,5、要求i一对=无理数，总传动比误差2%,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：送料；定位；夹紧；进刀（钻孔）。设计参数：零件图如左图所示，要求每分钟加工五个零件，电机的转速n电=1440r/min。,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。,11-3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,半自动钻床的功能、工艺动作及执行机构框图,相应的工艺动作,执行机构,执行动作,转角（度）或时间（秒）,半自动钻床机械运动循环图,0O,360O,90O,240O,150O,270O,180O,30O,60O,1,12,6,9,3,2,0,送料,夹紧,定位,钻孔,停止,进刀,停止,（1）,（2钻孔）,退刀,回程,近休,远休,近休,升程,回程,近休,远休,近休,回程,远休,升程,近休,升程,A,C,B,D,G,H,I,E,F,动力头,齿轮,齿条,齿扇,料斗,2,1,4,3,8,5,7,6,J,半自动钻床的运动方案图如下,工作主轴（带动各机构运动的主轴）,一、机构简图设计,计算总传动比，进行传动比分配,根据所给的设计参数，可算出执行构件主轴转速n主=5转/分，所以机械的总传动比为：,传动比分配：i总=i皮i12i34，各级分配情况应遵循“前大后小”的原则,以减小结构尺寸。,画机构运动简图取大多数构件运动平面相互平行的投影面为主视图。,确定运动循环图,首先在草纸上进行简图设计，先定执行机构位置，再联传动机构与电机。用2号图纸画机构简图包括机构图、运动循环图、机构明细栏、标题栏。,1、凸轮机构设计在说明书中进行基本参数设计在3号图上进行凸轮廓线设计2、齿轮机构设计写在说明书上3、其它机构设计画1张3号图冷镦机设计必须是曲柄滑块机构健身球分类机可以是凸轮机构或其它机构,二、典型机构设计,对各主要执行机构进行运动分析,三、撰写机械原理课程设计说明书,编写课程设计说明书，内容见课程设计指导（见教材P201）。可再加上机构改进意见和课程设计体会。,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：,二、原始数据及设计要求:,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,三、设计任务:,制钉转速：n制钉=4060rpm。铝棒材直径为：f=6mm，长度：L=20mm，冷镦机冲头的行程为：H=60mm，要求冷镦机构具有急回特性，K=1.21.4，电机转速：n电=1440rpm。第一级减速用皮带，第二、三级减速用齿轮等。,二、原始数据及设计要求:,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。要求图解法设计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,并绘出运动线图。2）凸轮机构运动规律自定，按。要求画出从动件位移、速度、加速度曲线和凸轮廓线。3）齿轮机构要求计算一对变位齿轮，参数、尺寸自定。（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、方案分析:,1.镦料机构:,要求执行构件移动,并具有急回特性.,2.校直进料机构:,要求进料过程有间歇,可用槽轮.棘轮机构,校直用两摩擦轮压挤成形.,3.切断送料:,要求送料过程也有间歇,也可将料切断由一个机构控制.,4.脱模机构:,直动从动件盘形凸轮机构,接触形式自定.,5.联接机构:,用皮带.齿轮将上述所有机构都联接上,使之能够协调配合.,题目2:健身球自动分类机设计,设计直径为f40f46的健身球自动检验分类机的运动方案简图.要求：,分类机应将健身球按直径分为三类,分类机中应有的工艺动作为三部分,一、工作原理及工艺动作:,工艺动作为：,检球转速:n制钉=60rpm.电机转速:n电=1440rpm。分检健身球的三种尺寸:小球4042mm;中球4244mm;大球4446mm.要求送料滑块的行程H50mm，此分检机应为纯机械式的。第一级减速用皮带。第二、三级减速用齿轮等,二、原始数据及设计要求:,三、设计任务:,1、按工艺要求拟定分检机运动方案简图和直线式运动循环图,画在2号图纸上。2、按工艺要求排出分检机的功能、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，进行传动比分配，校核误差，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）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。画1张3号图。2）齿轮机构要求计算一对变位齿轮，参数、尺寸自定。校核sa和ea。3）其他机构要求画1张3号图，在说明书中。5、完成上述图纸计算后写一份说明书（15页左右）。要求见指导书。,四、可行性方案提示:,运动方案设计图,凸轮机构,1、自行设计升程和转角的关系2、求r0。按max对移动从动件=30o对摆动从动件=40o45o对于max，等速：s=0；=0；余，正，等加：Vmax/max3、r050mm凸轮轴半径4、必须校核max5、起始点为升程起始点。,曲柄滑块机构,注意：画一个一般位置代表各杆长。画S时，30度一个间隔，两个极限位置必须标出，a图不画。,变位齿轮设计,1、内容全部写在说明书上2、采用角度变位传动（取主减速器中的一对齿轮）即3、z1、z2自选，m=24mm为标准模数。(z1=1722)4、计算