机械原理课程设计任务书(1)

1、机械原理课程设计任务书第一组 牛头刨床设计一、工作原理牛头刨床是一种靠刀具的往复直线运动及工作台的间歇运动来完成工件的平面切削加工的机床。下图为其参考示意图。电动机经过减速传动装置（皮带和齿轮传动）带动执行机构（导杆机构和凸轮机构）完成刨刀的往复运动和间歇移动。刨床工作时，刨头6由曲柄2带动右行，刨刀进行切削，称为工作行程。在切削行程H中，前后各有一段0.05H的空刀距离，工作阻力F为常数；刨刀左行时，即为空回行程，此行程无工作阻力。在刨刀空回行程时，凸轮8通过四杆机构带动棘轮机构，棘轮机构带动螺旋机构使工作台连同工件在垂直纸面方向上做一次进给运动，以便刨刀继续切削。二、设计要求电动机轴与曲柄

2、轴2平行，刨刀刀刃D点与铰链点C的垂直距离为50mm，使用寿命10年，每日一班制工作，载荷有轻微冲击。允许曲柄2转速偏差为5。要求导杆机构的最大压力角应为最小值；凸轮机构的最大压力角应在许用值之内，摆动从动件9的升、回程运动规律均为等加速等减速运动。执行构件的传动效率按0.95计算，系统有过载保护。按小批量生产规模设计。三、设计内容及工作量机械原理部分：1. 根据牛头刨床的工作原理，拟定23个其他形式的执行机构（连杆机构），并对这些机构进行分析对比。2. 根据给定的数据确定机构的运动尺寸。要求用图解法设计，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。3. 导杆机构的运动分析。将导杆机构放在直角坐标系下

3、，建立参数化的数学模型。编程分析出刨头6的位移、速度、加速度及导杆4的角速度和角加速度，画出运动曲线，并打印上述各曲线图。要求将主程序编制过程详细地写在说明书中。4. 导杆机构的动态静力分析。通过建立机构仿真模型，并给系统加力，编制程序，打印外加力的曲线，并求出最大平衡力矩和功率。5. 凸轮机构设计。根据所给定的已知参数，确定凸轮的基本尺寸（基圆半径ro、机架lO2O9和滚子半径rr），并将运算结果写在说明书中。将凸轮机构放在直角坐标系下，编制程序，求出凸轮机构的实际廓线，打印出从动件运动规律和凸轮机构仿真模型。6. 编写设计说明书一份。应包括设计任务、设计参数、设计计算过程等。以上工作完成后

4、准备机械原理部分的答辩。四、设计数据题 号1-11-21-31-41-51-61-71-81-91-10导杆机构运动分析转速n248495052504847556056机架lO2O4380350430360370400390410380370工作行程H310300400330380250390310310320行程速比系数K1.461.401.401.441.531.341.501.371.461.48连杆与导杆之比lBC / lO4B0.250.300.360.330.300.320.330.250.280.26导杆机构动态静力分析工作阻力Fmax(N)4500460038004000410

5、052004200400060005500导杆质量m4 (kg)20202220222426282622滑块6质量m6 (kg)70708080809080708060导杆4质心转动惯量 Js4 (kg m2)1.11.11.21.21.21.31.21.11.21.2凸轮机构设计从动件最大摆角max15151515151515151515从动件杆长 lO9D125135130122123124126128130132许用压力角 40384245434441404245推程运动角 75706560707565607274远休止角 10101010101010101010回程运动角 757065

6、60707565607274第二组 插床机械设计一、工作原理插床机械系统的执行机构主要是由导杆机构和凸轮机构组成。下图为其参考示意图，电动机经过减速传动装置（皮带和齿轮传动）带动曲柄2转动，再通过导杆机构使装有刀具的滑块6沿导路yy作往复运动，以实现刀具的切削运动。刀具向下运动时切削，在切削行程H中，前后各有一段0.05H的空刀距离，工作阻力F为常数；刀具向上运动时为空回行程，无阻力。为了缩短回程时间，提高生产率，要求刀具具有急回运动。刀具与工作台之间的进给运动，是由固结于轴O2上的凸轮驱动摆动从动件lO8D和其它有关机构（图中未画出）来完成的。二、设计要求电动机轴与曲柄轴2平行，使用寿命10

7、年，每日一班制工作，载荷有轻微冲击。允许曲柄2转速偏差为5。要求导杆机构的最小传动角不得小于60；凸轮机构的最大压力角应在许用值之内，摆动从动件9的升、回程运动规律均为等加速等减速运动。执行构件的传动效率按0.95计算，系统有过载保护。按小批量生产规模设计。三、设计内容及工作量机械原理部分1、 根据插床机械的工作原理，拟定23个其他形式的执行机构（连杆机构），并对这些机构进行分析对比。2、 根据给定的数据确定机构的运动尺寸, lBC=(0.50.6)lBO4。要求用图解法设计，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。3、 导杆机构的运动分析。将导杆机构放在直角坐标系下，编制程序分析出滑块6的位移、

8、速度、加速度及导杆4的角速度和角加速度，画出运动曲线，并打印上述各曲线图。要求将建模过程详细地写在说明书中。4、 导杆机构的动态静力分析。通过建立机构仿真模型，并给系统加力，编程求出外加力，并作出曲线，并求出最大平衡力矩和功率。5、 凸轮机构设计。根据所给定的已知参数，确定凸轮的基本尺寸（基圆半径ro、机架lO2O9和滚子半径rr），并将运算结果写在说明书中。将凸轮机构放在直角坐标系下，编制程序画出凸轮机构的实际廓线，打印出从动件运动规律和凸轮机构仿真模型。6、 编写设计说明书一份。应包括设计任务、设计参数、设计计算过程等。以上工作完成后准备机械原理部分的答辩。四、设计数据第三组 压床机械设计

9、一、工作原理压床机械是由六杆机构中的冲头（滑块）向下运动来冲压机械零件的。下图为其参考示意图，其执行机构主要由连杆机构和凸轮机构组成。电动机经过减速传动装置（齿轮传动）带动六杆机构的曲柄转动，曲柄通过连杆、摇杆带动滑块克服阻力F冲压零件。当冲头向下运动时，为工作行程，冲头在0.75H内无阻力；当在工作行程后0.25行程时，冲头受到的阻力为F；当冲头向上运动时，为空回行程，无阻力。在曲柄轴的另一端，装有供润滑连杆机构各运动副的油泵凸轮机构。二、设计要求电动机轴与曲柄轴垂直，使用寿命10年，每日一班制工作，载荷有中等冲击。允许曲柄转速偏差为5。要求凸轮机构的最大压力角应在许用值之内，从动件运动规律

10、见设计数据。执行构件的传动效率按0.95计算。按小批量生产规模设计。三、设计内容及工作量机械原理部分：1、 根据压床机械的工作原理，拟定23个其他形式的执行机构（连杆机构），并对这些机构进行分析对比。2、 根据给定的数据确定机构的运动尺寸, lCB=0.5lBO4，lCD=(0.250.35)lCO4。要求用图解法设计，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。3、 连杆机构的运动分析。将连杆机构放在直角坐标系下，编制程序分析出滑块6的位移、速度、加速度及摇杆4的角速度和角加速度，并画出运动曲线，并打印上述各曲线图。4、 连杆机构的动态静力分析。通过建立机构仿真模型，并给系统加力，编制程序求出外加力

11、，并作出曲线，求出最大平衡力矩和功率。5、 凸轮机构设计。根据所给定的已知参数，确定凸轮的基本尺寸（基圆半径ro、偏距e和滚子半径rr），并将运算结果写在说明书中。将凸轮机构放在直角坐标系下，编程画出凸轮机构的实际廓线，打印出从动件运动规律和凸轮机构仿真模型。6、 编写设计说明书一份。应包括设计任务、设计参数、设计计算过程等。以上工作完成后准备机械原理部分的答辩。四、设计数据第四组 摇摆式输送机设计一、工作原理摇摆式输送机是一种水平传送材料用的机械。由齿轮机构和六连杆机构等组成，如下图所示。电动机1通过传动装置2使曲柄4回转，再经过六连杆机构使输料槽9作往复移动，放置在槽上的物料10借助摩擦力

12、随输料槽一起运动。物料的输送是利用机构在某些位置输料槽有相当大加速度，使物料在惯性力的作用下克服摩擦力而发生滑动，滑动的方向恒自左往右，从而达到输送物料的目的。二、设计要求该布置要求电机轴与曲柄轴垂直，使用寿命为5年，每日二班制工作。输送机在工作过程中，载荷变化较大。允许曲柄转速偏差为5%。六连杆执行机构的最小传动角不得小于40o。执行机构的传动效率按0.95计算。按小批量生产规模设计。三、设计内容及工作量机械原理部分：1、 根据摇摆式输送机的工作原理，拟订23个其他形式的机构，画出机械系统传动简图，并对这些机构进行对比分析。2、 根据设计数据确定六杆机构的运动尺寸，取lDB=0.6lDC。要求用图解法设计，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。3、 连杆机构的运动分析。将连杆机构放在直角坐标系下，编制程序分析出滑