机械原理课程设计任务布置

1、指导教师：薄瑞峰指导教师：薄瑞峰 老师老师中北大学中北大学一一. 设计题目介绍：设计题目介绍：二二. 设计题目布置：设计题目布置：三三. 进度安排：进度安排：四四. 课程设计要求：课程设计要求：五五. 参考资料：参考资料：一一. 设计题目介绍：设计题目介绍：2. 冷霜自动灌装机方案设计冷霜自动灌装机方案设计 3.四工位专用机床方案设计四工位专用机床方案设计 4. 蜂窝煤成型机方案设计蜂窝煤成型机方案设计 5.1.火柴盒包装机方案设计火柴盒包装机方案设计专用精压机方案设计专用精压机方案设计 6. 洗瓶机方案设计洗瓶机方案设计 7.电机转子嵌绝缘纸机电机转子嵌绝缘纸机方案设计方案设计 8.钱币的分

2、类、清点、整理装置方案设计钱币的分类、清点、整理装置方案设计设计题目设计题目1: 火柴盒包装机方案设计火柴盒包装机方案设计 1.1.机构简介机构简介 设计火柴盒包装中的设计火柴盒包装中的装盒机构装盒机构（如图）。实现包装动作要求执行构（如图）。实现包装动作要求执行构件件GCGC上的上的 H H点实现如图点实现如图b b所示的运动轨迹所示的运动轨迹H HA AH HB BH HC CH HD D，其中其中H HB BH HC C、H HA AH HD D为为直线段，直线段，H HA AH HB B，H HC CH HD D为简谐运动曲线，图示位置为简谐运动曲线，图示位置H点位于点位于HA。拟采。

3、拟采用凸轮用凸轮-连杆组合机构来完成连杆组合机构来完成H H点的运动轨迹。点的运动轨迹。d2 l4l5l6l3l7l8l2l1d12.2.原始数据：原始数据： 各构件尺寸为: （如图） d2 l4l5l6l3l7l8l2l1 ()32,530,0, ()360, ()340,500, 700, ()100,()60 ,120,20:0A / minADDTl H Cmm e OAmm xmmyd OEmm l PEmmlmm lmml CGmmDOErmmrmmOABDnr （）凸轮基圆半径滚子半径曲柄摇杆机构极位夹角点在凸轮上凸轮转速：电机为普通交流异步电机，功率1

4、./ min.r5KW,电机转速 3.3.设计任务设计任务(1)(1)画出画出H H点运动轨迹图，建立点运动轨迹图，建立H H点各段轨迹方程式，确定点各段轨迹方程式，确定CDCD杆的长度及摆角。杆的长度及摆角。(2)(2)确定曲柄摇杆机构确定曲柄摇杆机构OABDOABD的尺寸（的尺寸（A点为凸轮上固定点）。点为凸轮上固定点）。(3)(3)确定从动件确定从动件PEFPEF的摆角变化规律。的摆角变化规律。(表示成凸轮转角与摆角的对应关系表示成凸轮转角与摆角的对应关系)(4)(4)图解法图解法确定凸轮的理论廓线和实际廓线。确定凸轮的理论廓线和实际廓线。( (5 5) )分析曲柄摇杆机构分析曲柄摇杆机

5、构OABDOABD上的上的C C点的速度和加速度（任选点的速度和加速度（任选2个位置，利用相对个位置，利用相对运动图解法或运动图解法或利用利用ADAMS软件求解软件求解）( (6 6) ) 计算计算总传动比及分配传动比总传动比及分配传动比 根据执行机构主动件的转速，电机及其转速，计算电机到执行机构的总传根据执行机构主动件的转速，电机及其转速，计算电机到执行机构的总传动比及各级传动比，并选择相应各级传动机构的类型及参数。动比及各级传动比，并选择相应各级传动机构的类型及参数。 d2l4l5l6l3l7l8l2l1d14.4.工作量要求工作量要求 1）确定各构件尺寸，按比例画出装盒机构的机构运动方案

6、简图（）确定各构件尺寸，按比例画出装盒机构的机构运动方案简图（1#1#），）， 要求保留所有作图轨迹。要求保留所有作图轨迹。2) 2) 完成完成2 2张张3#3#图，一张图解法设计凸轮，一张画出机械运动简图图，一张图解法设计凸轮，一张画出机械运动简图（包括电机、传动机构和执行机构，轴侧立体图）。（包括电机、传动机构和执行机构，轴侧立体图）。3) 3) 编写设计说明书（不少于编写设计说明书（不少于1010页）。页）。 设计题目设计题目2:冷霜自动灌装机方案设计冷霜自动灌装机方案设计 1.1.功能功能: : 通过出料活塞杆上下往复运动将冷霜自动灌装入冷霜盒内。通过出料活塞杆上下往复运动将冷霜自动灌

7、装入冷霜盒内。 2.2.工作原理及工艺动作工作原理及工艺动作: :(1)霜盒送入.(2)灌霜.(3)贴纸.(4)加盖.(5)霜盒送出.(6)转盘间歇转动|工作原理及工艺动作过程：工作原理及工艺动作过程：| 冷霜自动灌装机是通过出料活塞杆上下往复运动实现冷霜自动灌装机是通过出料活塞杆上下往复运动实现冷霜灌装入盒内。其主要工艺动作有：冷霜灌装入盒内。其主要工艺动作有：| 1）将空盒送入五工位转盘，利用转盘间歇运动变换不）将空盒送入五工位转盘，利用转盘间歇运动变换不同工位；同工位；| 2）在灌装工位上灌装机构下降灌入冷霜；）在灌装工位上灌装机构下降灌入冷霜；| 3）在贴锡纸工位上灌装机构下降粘贴锡纸

8、；）在贴锡纸工位上灌装机构下降粘贴锡纸；| 4）在盖盒盖工位上灌装机构下降将盒盖压下；）在盖盒盖工位上灌装机构下降将盒盖压下；| 5）送出成品。）送出成品。 3 3、原始数据及设计要求、原始数据及设计要求 1）冷霜自动灌装机的生产能力： 盒/min。 2）冷霜盒尺寸：直径D=3050 mm，高度h=1015 mm。 3）工作台面离地面的距离约1 1001 200 mm。 4）要求机构的结构简单紧凑，运动灵活可靠，易于制造。 5）传动系统电机为交流异步电动机，功率1.5Kw，转速 r/min。 4、设计方案提示、设计方案提示1）五工位转盘机构可采用槽轮、不完全齿轮、凸轮式间歇运）五工位转盘机构可

9、采用槽轮、不完全齿轮、凸轮式间歇运动机构。动机构。2）灌装机构可采用凸轮机构。（提示：灌霜机构可与锡纸库）灌装机构可采用凸轮机构。（提示：灌霜机构可与锡纸库的下降和压盖机构的可使用同一个凸轮机构，使得设计简单的下降和压盖机构的可使用同一个凸轮机构，使得设计简单而且机构紧凑，工作协调，如图。）而且机构紧凑，工作协调，如图。） 3）锡纸纸库下降采用凸轮机构。）锡纸纸库下降采用凸轮机构。4）压盖机构也可采用凸轮机构。）压盖机构也可采用凸轮机构。5）由生产率）由生产率60r/mim60r/mim（示例示例）可求出一个运动循环所需）可求出一个运动循环所需时间时间T=1s，转盘静止时间为转盘静止时间为0.

10、7s，转动时间为转动时间为0.3，灌装、贴纸和加盖工作时间约为灌装、贴纸和加盖工作时间约为0.2s 。 5、设计任务、设计任务1）功能定义，功能分解，功能求解）功能定义，功能分解，功能求解-进行转盘间歇运动机构、灌装机构、进行转盘间歇运动机构、灌装机构、锡纸库下降机构、锡纸库下降机构、 压盖机构以及送料机构的机构选型。压盖机构以及送料机构的机构选型。2）机械运动方案的评定和选择。）机械运动方案的评定和选择。3）确定执行机构主动件的转速，按选定的电动机和执行机构运动参数）确定执行机构主动件的转速，按选定的电动机和执行机构运动参数分配传动比，拟定机械传动方案。分配传动比，拟定机械传动方案。 4）按

11、工艺动作要求拟定运动循环图。）按工艺动作要求拟定运动循环图。 5）对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计计算）对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计计算6）画出机械运动方案简图。）画出机械运动方案简图。 6、工作量要求：、工作量要求：1) 完成传动系统和执行系统的方案设计，画出机完成传动系统和执行系统的方案设计，画出机械械运动方案简图（运动方案简图（1#）。）。2) 设计一个主要构件（如槽轮或凸轮），完成设计一个主要构件（如槽轮或凸轮），完成1张构件图张构件图(2#)。3) 编写设计说明书（不少于编写设计说明书（不少于1010页）。页）。 设计题目设计题目3:四工位专用机床方案设计四工位专用机床方

12、案设计 1.1.功能功能: : 在四个工位上分别完成工件的装卸、钻孔、扩孔、铰孔装卸、钻孔、扩孔、铰孔。2.2.工作原理及工艺动作工作原理及工艺动作: :（1）回转工作台（装有工件）的间歇转动间歇转动；（2）主轴箱（装有3把刀具）的往复移动往复移动。 图图2 参考方案参考方案1行星轮系主轴3 3、原始数据及设计要求、原始数据及设计要求(1)刀具顶端离开工作表面刀具顶端离开工作表面65mm，快速移动送进快速移动送进60mm后，再匀速送进后，再匀速送进60mm（包括包括mm刀具切入量、刀具切入量、45mm工件孔深、工件孔深、10mm刀具切出量，如刀具切出量，如右图所示），右图所示）， 然后快速返回

13、。回程和进程的平均速度之比然后快速返回。回程和进程的平均速度之比K=2。(2)刀具匀速进给速度为刀具匀速进给速度为2.5mm/s，工件装卸时间不超过工件装卸时间不超过10s。(3)机床生产率每小时约机床生产率每小时约 件。件。(4) 执行机构及传动机构能装入机体内。执行机构及传动机构能装入机体内。(5)(5)传动系统电机为交流异步电动机，功率传动系统电机为交流异步电动机，功率45Kw，转速转速 r/min。 4 设计方案提示设计方案提示 (1)回转台的间歇转动，可采用槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构。 (2) 主轴箱的往复移动，可采用圆柱凸轮机构、移动从动件盘形凸轮机构、凸轮连杆机

14、构、平面连杆机构等。 (3)由生产率6060件件/h/h（示例）（示例）可求出一个运动循环所需时间T=60s，刀具匀速送进60mm所需时间t匀=24s，刀具其余移动（包括快速送进60mm，快速返回120mm）时间自定，回转工作台静止时间为45s，因此足够工件装卸所需时间。 5. 设计任务设计任务1）方案设计）方案设计要求：进行回转台间歇转动机构、主轴箱刀具移动机构的机构选型，并进行机要求：进行回转台间歇转动机构、主轴箱刀具移动机构的机构选型，并进行机械运动方案的评价和选择。械运动方案的评价和选择。2）确定行程时间）确定行程时间根据生产率要求及刀具匀速进给的要求和根据生产率要求及刀具匀速进给的要

15、求和K值，确定工作行程和回程时间。值，确定工作行程和回程时间。3）拟订机构运动循环图）拟订机构运动循环图按选定的方案，拟定机构的运动循环图。按选定的方案，拟定机构的运动循环图。4）选择电机及总传动比）选择电机及总传动比确定执行机构确定执行机构(工作台回转机构和主轴箱往复运动机构工作台回转机构和主轴箱往复运动机构)主动件的转速；选择电机主动件的转速；选择电机及其转速：电机到执行机构的总传动比及各级传动比，并选择相应各级机构的类型及其转速：电机到执行机构的总传动比及各级传动比，并选择相应各级机构的类型. 5）机构尺度设计。设计工作台转位机构及主轴箱往复运动机构。）机构尺度设计。设计工作台转位机构及

16、主轴箱往复运动机构。6）画出机械运动方案图（轴侧图）画出机械运动方案图（轴侧图） 6、工作量要求：、工作量要求：1) 完成传动系统和执行系统的方案设计，画出机械运动方案简图（1#）。2) 设计一个主要构件（如槽轮或凸轮），完成1张构件图(2#)。3) 编写设计说明书（不少于10页）。 设计题目设计题目4:蜂窝煤成型机方案设计蜂窝煤成型机方案设计 1.1.功能功能: : 主要用来把煤粉加入模筒内，经冲头冲压成蜂窝煤主要用来把煤粉加入模筒内，经冲头冲压成蜂窝煤。2.2.工作原理及工艺动作工作原理及工艺动作: :工艺动作有以下六个：（1） 加料：（2）冲压成型： （3）脱模： （4）扫屑： （5）模

17、筒转盘间歇运动： （6）输送：脱模盘脱模盘冲头冲头模筒模筒3 3、原始数据及设计要求、原始数据及设计要求1）蜂窝煤成型机的生产能力： 个/min； 2）驱动电机：Y180L8、功率N11 kW、转速n r/min；3） 冲压成型时的生产阻力达到50000N；4） 改善蜂窝煤成型机的质量，希望在冲压后有一短暂的保压时间； 5） 由于同时冲两只煤饼时的冲头压力较大，最大可达50000N，其压力变化近似认为在冲程的一半进入冲压，压力呈线性变化，由零值至最大值。因此，希望冲压机构具有增力功能，以减小机器的速度波动和减小原动机的功率。6） 成型煤规格：煤饼直径 120mm；煤饼高度 75mm； 孔 径

18、16mm；孔数 12孔。 7）转盘采用六个模筒，加料、冲压及脱模机构转盘采用六个模筒，加料、冲压及脱模机构采用两个采用两个 冲头冲头1、两个脱模盘、两个脱模盘2、两个下料管、两个下料管3（如右图）（如右图），这样，这样 可可 以同时冲压两只煤球，充分利用了下面转盘的以同时冲压两只煤球，充分利用了下面转盘的六个工位，提高了工作效率。六个工位，提高了工作效率。 1234、设计方案提示、设计方案提示（1）冲压式蜂窝煤成型机应考虑三个机构的选型和设计；冲压和脱模机冲压和脱模机 构、扫屑机构和模筒转盘的间歇运动机构。构、扫屑机构和模筒转盘的间歇运动机构。（2）冲压和脱模机构冲压和脱模机构可采用对心曲柄滑

19、块机构、偏置曲柄滑块机构、六杆冲压机构；扫屑机构扫屑机构可采用固定凸轮移动从动件机构、附加滑块摇杆机构；模筒转盘间歇运动机构模筒转盘间歇运动机构可采用槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构。（3）为了减小机器的速度波动和选择较小功率的电机，可以附加飞轮。 5. 设计任务（略）设计任务（略）6、工作量要求（略）、工作量要求（略）脱模盘脱模盘冲头冲头设计题目设计题目5: 专用精压机方案设计专用精压机方案设计1.1.功能功能: : 用于薄壁铝合金制件的精压深冲工艺,将薄壁铝板一次冲压成为深筒形。 2.2.工作原理及工艺动作工作原理及工艺动作: : 工艺动作工艺动作: :（1 1）上模冲压上模冲

20、压动作；（动作；（2 2）送料杆送料动作。）送料杆送料动作。 l 上模1先以较小的速度接近坯料2，然后以匀速进行拉延成形以匀速进行拉延成形，随后上模继续下行将成品推出模腔，最后快速返回。l 上模退出固定不动的下模后，送料机构从侧面将新坯料送至得加工位置，完成一个工作循环。60100 (1)冲压执行构件上模大致运动规律如图所示。具有低速接近工冲压执行构件上模大致运动规律如图所示。具有低速接近工件、等速下行件、等速下行 拉延和快速返回的运动特性。拉延和快速返回的运动特性。 (2)制成品生产率约每分钟制成品生产率约每分钟 件。件。 (3)上模移动总行程为上模移动总行程为280mm，其拉延行程置于总行

21、程的中部，约其拉延行程置于总行程的中部，约100mm，对应曲柄转角为对应曲柄转角为60100(自定自定)。 (4)行程速比系数行程速比系数K1.3，许用传动角许用传动角=45。 (5)坯料输送最大距离约坯料输送最大距离约200mnm。 (6)工作送料传输平面标高在工作送料传输平面标高在1000mm左右。左右。 (7)驱动电机：驱动电机：Y280MY280M8 8、功率功率N N45 kW45 kW、转速转速n n r/min r/min 。 (8) (8)所有未给定的设计参数应由设计者自行确定。所有未给定的设计参数应由设计者自行确定。3.3.原始数据及设计要求原始数据及设计要求 100mm90

22、mm90mm60100280mm4、设计任务、设计任务(1)按照给定的机械总功能按照给定的机械总功能,进行冲压机构、送料机构的机构选型；进行冲压机构、送料机构的机构选型；(2) 机械运动方案的评定和选择（定性评价）；机械运动方案的评定和选择（定性评价）；(3) 按选定的电动机和执行机构运动参数分配传动比，拟定机械传动按选定的电动机和执行机构运动参数分配传动比，拟定机械传动方案；方案；(4) 按工艺动作要求拟定运动循环图；按工艺动作要求拟定运动循环图；(5) 对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。(6) 画出机械运动方案简图画出机械运动方案简图(轴侧图轴侧图

23、)。1=3100mm90mm90mm5、工作量要求：、工作量要求：(1)在1#图纸上图纸上按比例画出整个系统的机械运动简图（包括电机、传动机构和执行机构，轴侧图)。(2) 在2#图纸图纸上用图解法绘制凸轮的理论廓线和实际廓线，并画出位移线图。(3) 编写设计说明书设计说明书一份(不少于10页)。 说明：说明：*图纸标题栏填写参考机械原理课程设计手册 P254. *设计说明书编写参考机械原理课程设计手册 P253.*设计说明书必须规范，在内容上包括：封面、目录、正文、感想、参考文献封面、目录、正文、感想、参考文献。正文包括正文包括：设计题目，原始数据及设计要求，设计思路、步骤、方法，计 算过程等

24、等。注注:正文相关内容参看课本正文相关内容参看课本P305:方案设计实例方案设计实例设计题目设计题目6: 洗瓶机洗瓶机方案设计方案设计1.1.功能功能: :按照给定的机械总功能要求，设计一洗瓶机自动清洗瓶子外表面。按照给定的机械总功能要求，设计一洗瓶机自动清洗瓶子外表面。 2、工作原理及工艺动作过程工作原理及工艺动作过程 为了清洗圆形瓶子外面，需将瓶子推入同时转动的导辊上，导辊带动瓶子旋转，推动瓶子沿导辊前进，转动的刷子就将瓶子清洗。 它的主要动作，将到位的瓶子沿着导辊推动，瓶子推动过程利用导辊转动将将到位的瓶子沿着导辊推动，瓶子推动过程利用导辊转动将瓶子旋转以及将刷子转动。瓶子旋转以及将刷子

25、转动。3、设计要求和基本数据、设计要求和基本数据：对瓶子外面进行清洗。为了完成设计任务需要三个阶段：通过组合机构使推头M以接近均匀的速度推瓶，到位后推头快速返回原位，准备第二个工作循环；推瓶机构和送瓶机构推瓶机构和送瓶机构导辊及其上方的转动的刷子不停的转动，完成瓶子外围的清洗。 -传动机构传动机构基本数据（示例）如下：说明：以附录原始数据为标准。说明：以附录原始数据为标准。4、设计任务、设计任务(1)按照给定的机械总功能按照给定的机械总功能, 进行推瓶机构、送料机构的机构选型；进行推瓶机构、送料机构的机构选型；(2) 机械运动方案的评定和选择（定性评价）；机械运动方案的评定和选择（定性评价）；

26、(3) 按选定的电动机和执行机构运动参数分配传动比，拟定机械传动按选定的电动机和执行机构运动参数分配传动比，拟定机械传动方案；方案；(4) 按工艺动作要求拟定运动循环图；按工艺动作要求拟定运动循环图；(5) 对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。(6) 画出机械运动方案简图画出机械运动方案简图(轴侧图轴侧图)。5、工作量要求：、工作量要求：(1)在1#图纸上图纸上按比例画出整个系统的机械运动简图（包括电机、传动机构和执行机构，轴侧图)。(2) 在2#图纸图纸上用图解法绘制主机构图。(3) 编写设计说明书设计说明书一份(不少于10页)。 设计题目设计题目7:

27、电机转子嵌绝缘纸机电机转子嵌绝缘纸机方案设计方案设计1.1.功能功能: :电机转子嵌绝缘纸机的功能是将绝缘纸剪裁后压型镶嵌入电子转子中绝缘纸剪裁后压型镶嵌入电子转子中，使电机的转子和定子之间有了绝缘纸作用而避免工作时造成损坏。2、工作原理及工艺动作过程工作原理及工艺动作过程设计此机械的目的在于实现转子上下料、绝缘纸进料、成型裁切、插纸入槽、转子上下料、绝缘纸进料、成型裁切、插纸入槽、转换槽位转换槽位等工作均由设备自动完成。电机转子嵌绝缘纸机的工艺动作主要有：电机转子嵌绝缘纸机的工艺动作主要有：送纸：将一定宽度，卷成一卷的绝缘纸送一定量到位；切纸：按需要切下一段绝缘纸；插纸：将插刀对折切下的绝缘

28、纸，插入空槽内；推纸：将已有部分绝缘纸插入槽内的绝缘纸推到要求的位置；间歇转动电机转子。间歇转动转子使之进入下一工作循环。3、基本数据、基本数据：原始数据及设计要求1每分钟嵌纸 80 次2电机转子尺寸。直径D=3550mm，长度L=3050mm。3工作台面离地面距离约11001200mm。4. 求机构的结构尽量简单紧凑，工作可靠，噪声较小。（以数据文件中原始数据为标准）（以数据文件中原始数据为标准）4、设计任务、设计任务按工艺动作要求拟定运动循环图。进行送纸，切纸，插纸，推纸，转子分度五个执行机构的选型。机械运动方案的评定和选择。按选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案。画出机械运动方案简图。对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。5、