机械原理课程设计题目2017

机械原理课程设计题目

机械原理课程设计题目1

四工位加工机床的刀具进给系统和工作台转位系统设计

1、功能要求及工艺动作分解提示

1) 总功能要求

实现对工件的装卸、钻孔、扩孔、铰孔。

2) 工作原理及工艺动作分解提示

四工位加工系统的工作原理及工艺动作分解如图I-1所示。该系统由安装工件的回转工作台和装有刀具的主轴箱反传动部分组成。工作台有四个工位，能绕自身回转轴线作间歇转动。主轴箱上装有三把刀具，对应工作台II位置装钻头，III位置装扩孔钻头，Ⅳ位置装饺刀。刀具的旋转运动由主轴箱系统提供，主轴箱能实现静止、快进、进给、快退的工艺动作。主轴箱完成一次静止、快进进给、快退的循环运动，在四个工位上分别完成相应的装卸、钻孔、扩孔、铰孔工作，在刀具退出工件期间，工作台完成一次回转90o的转动。依次循环四次，一个工件就完成了装、钻、扩、饺、卸等工序。

图I-1 图I-2

2、原始数据和设计要求

①刀具顶端离开工件表面65mm开始动作(图I-2)，快速移动6mm距工件5mm时，匀速送进60mm，然后快速返回，回程和工作行程的平均速比(行程速度变化系数)K＝2。

②刀具匀速进给速度为2mm/s．工件装卸时间不超过10s。

②生产率为每小时约60件。

3、运动方案构思提示

①工作台的间歇转动可采用槽轮机构、不完全齿轮机构、曲柄摇杆棘轮机构、蜗杆凸轮间歇机构、圆柱凸轮间歇机构等。

②主轴稍的移动可采用移动推杆圆柱凸轮机构、移动推杆盘形凸轮机构、摆动推杆盘形凸轮与摇杆滑块机构、曲柄滑块机构、带滑块的六杆机构等。

③传动部分的二级减速可采用带、链、蜗轮、齿轮、行星和摆线针轮传动等。

④四工位加工系统外形(长x宽x高)为：1500mmx 1200mmx1000mm。

4、建议完成的设计工作量

①本题设计时间为2周。

②根据功能要求，确定工作原理和绘制系统功能图。

③按工艺动作过程拟定运动循环图。

④构思系统运动方案(至少二个以上)，进行方案评价。

⑤对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计。

⑥绘制系统机械运动方案简图。

⑦编写设计说明书。

机械原理课程设计题目2

铁板输送机设计（2个方案）

1、功能要求及工艺动作分解提示

1)总功能要求

间断输送成卷的板料，每次输送铁板到达规定的长度后，铁板稍停，以待剪板机将其剪断。

2)工作原理及工艺动作分解提示

要满足上述的总功能要求，必须从下述两个方面考虑机器的工作原理和分功能要求，从而选择合适的机构。

①如何夹持和输送铁板，并在停歇时保持铁板的待剪位置。

②如何实现间歇送进，并能使铁板停歇时，运送铁板的构件的速度和加速度曲线仍然连续，使整个机构的运转比较平稳。

2、原始数据和设计要求

①每次输送铁板长度为1900mm、2000mm或2200mm(设计时任选一种)。

②剪断工艺所需时间约为铁板输送周期的1/15，要求铁板停歇时间不超过剪断工艺时间的1.5倍，以保证有较高的生产率。

③输送机构运转应平稳，振动和冲击应尽量小(即要求输送机构从动件的加速度曲线连续无突受)。

3、运动方案构思提示

执行构件的间歇送进运动可以考虑采用两个辊轮将铁板压紧，依靠辊轮和铁板间的摩擦力将铁板从卷料上拉出并推向前进的输送方式。棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构等都有可能改造成使辊轮做短暂停歇的机构，它们具有结构简单、制造方便、运动可靠等优点，但在动力性能和动停比等方面不能满足设计要求，所以应该采用组合机构。图I-3、图I-4、图I-5、图I-6等都可改造成满足本设计要求的机构，而图I-6所示机构的综合性能更好一些。

图I-3 图I-4

图I-5 图I-6

4、建议完成的设计工作量

①本题设计时间为2周。

②根据功能要求，确定工作原理和绘制系统功能图。

③按工艺动作过程拟定运动循环图。

④构思系统运动方案(至少二个以上)，进行方案评价，选出较优方案。

⑤对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计。

⑥绘制系统机械运动方案简图。

⑦编写设计说明书。

机械原理课程设计题目3

平板模切机设计（2个方案）

1、功能要求及工艺动作分解提示

1)总功能要求

实现对各种规格的白纸板，厚度在4mm 以下的瓦楞纸板，以及各种高级精细的印刷品进行压痕、切线、压凹凸，沿着压出的压痕可折叠成各种纸盒、纸箱或制造凹凸的商标。

2)工作原理及工艺动作分解提示

平压模切机的工作原理及工艺动作分解如图I-7所示，压制纸板的工艺过程分“走纸”和“模切”两部分。“走纸”部分由图中所示的1、2、3组成，“模切”部分由5、6组成，4为工作台面。工作时，工作台向下方的控制机构操纵7向上运动，推动与双列链1固联的走纸横块上的夹紧装置，使夹紧片张开，操作者可将纸板8喂入。夹紧后1、2开始运动，将纸板送到具有上模5(装调后固定不动)和下模6的位置后1、2停歇，此时，在工作台面下部的主传动系统中的执行构件——滑块6和下模为一体向上移动，实现纸板的压痕和切线，完成模切。此后链条再次运行，当夹有纸板的横块走到某一位置，受另一机构(图中未表示)作用，使夹紧片张开，纸板落到收纸台上，此时，后一个走纸模块进入第二个运动循环，连续不断地完成上述的动作。

图I-7 图I-8

2、原始数据和设计要求

①每小时压制纸板3000张。

②传动机构所用电机转速n=1450r/min ，滑块推动下模向上运动时所受生产阻力如图I-8所示，图中6210c p N =?，回程时不受力，回程的平均速度为工作行程速度的1.3倍，下模移动的行程长度500.5H mm =±。下模与滑块的质量约120kg 。

③工作台面离地面的距离约1200mm 。

④所设计机构的性能要良好，结构简单紧凑，节省动力，寿命长，便于制造。

图I-9 图I-10

3、运动方案构思提示

①设计实现下模往复移动的机构时，要同时考虑满足运动条件和动力条件，凸轮机构、曲柄滑块机构、螺旋机构等简单机构都能实现往复直线移动。但因压制纸板时受力较大，宜选用如图I-9所示有增力作用的六杆机构，或采用图I-10或图I-11所示的机构。

②设计推动夹紧续置使夹紧片张开的控制机构时，考虑到夹紧片张开后要停留片刻，让纸板送人后才能夹紧，因此可选用具有一端停歇的往复直移运动机构，如凸轮机构、具有圆弧槽的导杆机构等。

③传动部分可考虑采用带与齿轮传动串联，带与行星轮系等串联或单纯行星齿轮系等方案。

图I-11

4、建议完成的设计工作量

①本题设计的时间为2周。

②根据功能要求，确定工作原理并绘制系统功能图。

③按工艺动作过程拟定运动循环图。

④构思系统运动方案(至少两个以上)．进行方案评价。

⑤对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计。

⑥绘制系统机械运动方案简图。

⑦编写设计说明书。

机械原理课程设计题目4

医用棉签卷棉机设计（2个方案）

1、功能要求及工艺动作分解提示

1)总功能要求

用机器完成医用棉签的卷制。

2)工作原理及工艺动作分解提示

用机器卷制棉签，可仿制手工方式进行动作分解及提出分功能要求(见如下图I-12所示的系统功能图)。

图I-12

2、原始数据和设计要求

①棉花条状脱脂棉，宽25—30mm，自然厚4—5mm。

②签杆医院通用签杆，直径约3mm，杆长约70mm，卷棉部分长约20—25mm。

③生产率每分钟卷60支，每支卷取棉块长约20—25mm。

④卷棉签机体积要小，重量轻，工作可靠，外形美观，成本低，卷出的棉签松紧适度。

(3)运动方案构思提示

①选择送棉机构时考虑到棉花很软，要实施持棉和以直线、间隙、定长地将适量条状棉送入压(夹)棉、揪棉机构，可用带刺构件走直线轨迹段时把棉条拉向

前进，走非直线段时从棉条中退出，但此时要将棉条压住。也可用图I.13所示的两滚轮压紧棉条实现滚送进，但需与棘轮、槽轮或不完全齿轮机构联接，以实现间隙送进的功能。

②实现压(夹)棉、揪棉功能的机构可在图I.13—图I.20中选择。图I-14、图I-16、图I-19中的凸轮是主动件，构件3由凸轮带动实现压棉动作，依靠凸轮轮廓的圆弧持续压紧一定时间。图I-14、图I-16中的构件3只实现压棉动作，图I-19不仅实现压紧，还可完成揪棉动作。图I-15所示爪轮1上的爪2转到与支承在弹簧5上的滚轮3压紧条棉4后，爪轮继续转动并压缩弹簧5，使条棉受到的压紧力增大，当转过一定角度时，条棉被揪断。当轮爪与滚轮分离时，被揪下的棉块落入下面的导棉槽中待签杆来卷。图I-18中，嵌入两爪轮1和3的两块橡胶块相遇时，将条棉4夹在其间，靠弹性压紧，继续转动时，将条棉揪断。图I-20中由两条齿形带l和带轮3实现压棉。当齿形带紧边的外凸部分相遇时，夹紧条棉，在继续运动中揪断。

图I-13

图I-14 图I-15 图I-16 图I-17

图I-18 图I-19 图I-20

③实现送签的功能是使一堆签杆分成一根一根送至确定位置，有很多办法，常见的方法如图I-21所示，将一堆签杆放入漏斗状的签箱2中，漏斗口限制签杆2只能一根一根地通过，由漏斗口下的输送构件3将签杆送去。为防止签斗内签杆相互挤卡住，可设法使漏斗振动或用其他方法使斗内签杆获得松动的机会，使签杆顺利漏出斗口。

④实现卷棉功能所需的动作是使签杆一边自转，一边沿导棉槽移动完成卷棉动作，如图I-21、图I-22所示。图I-21为签杆2被卷轮3带离签箱，进至与静止摩擦片4接触后，在摩擦力作用下签杆一面前进，一面自转，此时签杆外露在卷轮外的头部(约长25mm)与导棉槽中的棉花相遇，且有一定购压紧力，使棉块卷在签杆上。图I-22是用有槽的带3取签杆，5为静止摩擦片，由于带是挠性体，需用托板7支承，使签杆能与板5压紧，产生摩擦而自转。

图I-21 图I-22

⑤满足各分功能动作的机构选定后，合理布置各机构位置，并要求各机构主动轴之间用齿轮或链条传动连接，保证送棉一次，揪棉一次，卷签一个。

4、建议完成的设计工作量

①本题设计的时间为2周。

②根据功能要求，确定工作原理和绘制系统功能图。

③按工艺动作过程拟定运动循环图。

④构思系统运动方案(至少两个以上)，进行方案评价。

⑤对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计。

⑥绘制系统机械运动方案简图。

⑦编写设计说明书。

机械原理课程设计题目5

平压印刷机设计（2个方案）

1、功能要求及工艺动作分解提示

1)总功能要求

印制各种资料、名片、表格。

2)工作原理及工艺动作分解提示

平压印刷机的工作原理及工艺动作分解如图I-23所示，将油墨定量输送至墨盘2，令墨盘作间歇转动，使墨辊1蘸墨时能较均匀地得到供墨；墨辊沿墨盘面和钢锌板面11上下运动，完成蘸墨和刷墨动作；放有白纸的压印板3绕一固定点D 来回摆动，其工作行程终点使白纸与涂有油墨的钢锌板压合，完成印刷工艺。当空回行程时便可取出成品。

图I-23

2、原始数据和设计要求

①实现印头、油辊、油盘运动的机构由一个电动机带动，通过传动系统使该机具有1600—1800次／h 的印刷能力。

②电动机功率0.8p kW =，转速930/min n r =，电动机放在机架的左侧或底部，可自行决定。

③根据印刷纸张幅面(280mmx406mm)，最大印刷幅面为260mmx 380mm ，设定250CD l mm =。

④印头摆角为70o，要求印头返回行程与工作行程的平均速度之比(行程速度变化系数) 1.118k =。

⑤油辊摆角为110o，油辊在上极限位置时，恰与油盘的上边缘接触，油盘直径为400mm 。

⑥要求机构传动性能良好，即印头和油辊在两极限位置处的传动角γ大于或

γ=。结构应紧凑，制造方便。

等于许用传动角[]040

3、运动方案构思提示

①由于只有一个动力源，因而实现三个分功能运动的机构必须联动，并且其主要动作必须协调。要首先构思实现动作要求的执行机构，然后勾画描述各机构动作协调配合关系的运动循环图，最后按执行路线连成整机，力求机构简单、紧凑。

图I-24

②印头和油辊的运动由两个曲柄摇杆机构按时序式联接来实现如图I-24所示。曲柄摇杆机构O1ABO2实现印头的往复摆动；曲柄摇杆机构O3CDO1，实现油辊的往复摆动。电机带动双联齿轮2、4输入运动，通过齿轮1、3分别驱功曲柄O1A和O3C。

图I-25

图I-26

③印头和油辊的运动由曲柄摇杆机构和双摇杆机构的串联来实现，如图I-25所示。电机通过齿轮机构带动曲柄摇杆机构实现印头的往复摆动周时，摇杆(印头)又带动另一摇杆实现油辊的往复摆动。

④印头和油辊的运动由凸轮机构相连杆机构按时序式联接来实现，如图I-26所示。由凸轮驱动双摇杆机构O1ABO2完成印头的住复摆动；由同轴传动的凸轮2通过齿轮驱动摆杆

O E 摆动。调整两凸轮的相位和从动件的角位移以协调印头

1

和油辊的运动。

⑤实现油盘间歇运动的机构方案有很多，仅以图I-27的两个方案供参考；右图为圆锥齿轮与间歇运动机构(如槽轮、棘轮、不完全齿轮机构等)的组合，左图为油盘转轴下端布置三、四个叉枝，由固定在轴O1上的拨杆和凸轮间歇推动叉枝2，使油盘得到间歇转动。

图I-27

4、建议完成的设计工作量

①本题设计的时间为2周。

②根据功能要求，确定工作原理和绘制系统功能图。

③按工艺动作过程拟定运动循环图。

④构思系统运动方案(至少两个以上)，进行方案评价，选出较优方案。

⑤对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计。

⑥绘制系统机械运动方案简图。

⑦编写设计说明书。

机械原理课程设计题目6

精压机冲压及送料系统设计

1、功能要求及工艺动作分解提示

1)总功能要求

将薄铝板送到待加工位置后，一次冲压成深筒形，并将成品推出模腔。

2)工作原理及工艺动作分解提示

精压机的工作原理及工艺动作分解如图I-28所示。要求从侧面将坯料送至待加工位置，上模先以较大速度接近坯料，然后以匀速下冲，进行拉延成形工作，以后上模继续下行将成品推出型腔，最后快速返回，完成一个工作循环。

图I-28

2、原始数据和设计要求

①以转动的电机为动力，从动件（执行构件）为上模，作上下往复直移运动，其运动规律如图I-29所示，具有快速下沉，等速工作进给和快速返回的特性。 ②机构应具有较好的传力性能，工作段的传动角γ应大于或等于许用传动角

0[]40γ=。

③上模到达工作段之前，送料机构已将坯料送至待加工位置（下模上方）。

图I-29

④生产率为70件/min 。

⑤执行机构的工作段长度30~100l mm =，对应曲柄转角(1/3~1/2)?π=；上模行程长度必须大于工作段长度的两倍以上。

⑥行程速度变化系数 1.5K ≥。

⑦送料距离60~250

。

H mm

⑧电机转速为1500r/min。

3、运动方案构思提示

①冲压机构原动件为曲柄，从动件为滑块，行程中有等速运动段，并具有急回特性，还应具有较好的动力特性。要满足这些要求，单一的曲柄滑块机构是难以胜任的，需用组合机构。送料机构仅要求作间歇送进，可结合冲压机构一并考虑。

②如图I-30所示的是冲压机构采用双曲柄七杆机构，用齿轮副将其封闭，使自由度由2降为1由齿轮2固联凸轮，

图I-30

联结连杆机构，按机构运动循环图确定凸轮工作角和从动件运动规律，以确保在规定时间将坯料送至待加工位置。

③如图I-31所示的冲压机构是在导杆机构的基础上串联一个摇杆滑块机构组合而成，由给定的行程速比系数k确定导杆机构的几何尺寸。适当选择导路位置，可使工作段满足匀速要求，工作段的传动角满足设计要求、送料由凸轮机构控制。

④如图I-32所示的冲压机构由铰链四杆机构串联摇杆活动机构组合而成，送料机构内凸轮机构控制。

图I-31 图I-32

4、建议完成的设计工作量

①本题设计的时间为2周。

②根据功能要求，确定工作原理和绘制系统功能图。

③按上艺动作过程拟定运动循环图。

④构思系统运动方案(至少两个以上)，进行方案评价，选出较优方案。

⑤对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计。

⑥绘制系统机械运动方案简图。

⑦编写设计说明书。

机械原理课程设计题目7

平台印刷机主传动系统设计（2个方案）

1、功能要求及工艺动作分解提示

1)总功能要求

实现将往复直线移动的铅板上凸出的痕迹借助于油墨压1

2)工作原理及工艺动作分解提示

平台印刷机的工作原理及工艺动作分解如图I-33所示。机器由一台电动机驱动。运动由电动机经过减速装置i后分成两路，一路经传动机构I带动版台作往复直线移动，另一路经传动机构II带动滚筒作回转运动。当版台与滚筒接触时，在纸张上压印出手迹或图形。

图I-33

2、原始数据和设计要求

①要求构思合适的机构方案实现平台印刷机的主运动：版台作往复直线运动，滚筒作连续或间歇运动。

②为了保证印刷质量，要求在压印过程中，

滚筒与版台之间无相对滑动，即在压印区段，滚筒表面点的线速度与版台移动速度相等。

③为了保证整个印刷幅面上的印痕浓淡一致，要求版台在压印区内的速度变化限制任—定的范围内(应尽可能小)。

④设计参数为：印刷生产率2000张/h，版台行程长度730mm，压印区段长度440mm．滚简直径232mm，电动机功率1.5kW，转速940r／min。

⑤要求机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便。

3、运动方案构思提示

版台传动机构可在图I-34中的四个方案选择。(a)所示六杆机构结构简单，加工制造容易，构件5(即版台)的速度是变化的，有急回特性。(b)所示的齿轮为滑移齿轮，上下齿条均可动、并与版台固联，采用凸轮机构(图中未示)拨动齿轮沿其轴向移动时，可分别与上下齿条啮合，实现版台往复移动，若使齿轮作匀速转动，版台就能作匀通往复移动。(c)所示曲柄滑块机构与齿轮齿条机构组合，下齿条固定，上齿条与版台固联，版台的行程比铰链中心C的行程大一倍，并有急回特性。(d)所示双曲柄机构、曲柄滑块与齿轮齿条的组合，下齿条固定时与(c)所示机构类似，下齿条可动时，则由下齿条输入另一运动，以得到所需的合成运动。

图I-34

滚筒传动机构可在图I-35中的四个方案选择。(a)所示的滚筒是由版台上的齿条带动与滚筒同轴的齿轮而转动的。当版台空回时，滚筒应停止转动，应设置如(c)所示的滚筒与版台运动的脱离装置。(b)所示双曲柄机构与齿轮机构串联而成的滚筒传动机构，滚筒非匀速转动，若设计合适，可使滚筒在压印区段转速变化平缓。(d)所示滚筒内电机通过带传动及齿轮减速后，由齿轮机构直接带动的，以而转速是常量；当与其配合的版台非匀速机构带动时，很难满足速度同步的要求，因而只能与图I-34中(b)配合使用。

图I-35

平台印刷机的主传动机构要考虑版台传动与滚筒传动机构之间的配合。采用图I-34(a)与图I-35(a)和图I-34(a)与图I-35(c)配合时，应加设滚筒与版台的运动脱离机构及滚筒定位机构。采用图I-34(d)与图I-35(d)配合时，为了保证滚筒在版台上作纯滚动，应加设运动补偿机构，如图I-36所示。其他的配合可由设计者自己构思和评价。

图I-36

4、建议完成的设计工作量

①本题设计的时间为2周。

②根据功能要求，确定工作原理和绘制系统功能图。

③按工艺动作过程似定运动循环图。

④构思系统运动方案(至少两个以上)，进行方案评价，选出较优方案。

⑤对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计。

⑥绘制系统机械运动方案简图。

⑦编写设计说明书。

机械原理课程设计题目8

半自动钻床设计

1、功能要求及工艺动作分解提示

1)总功能要求

在工件上钻孔：间断输送待钻孔德圆盘状工件至指定位置，夹紧钻孔后将工件推走。工件至指走位置，夹紧钻儿后将工件推走。

图I-37

2)工作原理及工艺动作分解

半自动钻床的工作原理及工艺动作分解如图I-37所示，该系统由电机驱功，通过带传动将运动传给控制各分功能的传动轴，与传动轴相连的各机构控制送料、定位、夹紧和进刀等工艺动作，最后由动力头控制的钻头完成钻孔。

2、原始数据及设计要求

①被钻工件的外形如图I-38所示，要求加工生产率为300件／h。机床的外形(长x宽x高)尺寸为1000mm×600mm×800mm。