机械原理课设说明书范例1

目录第一章绪论.................................................................................................... - 2 - 第二章传动机构和工作机构的选择............................................................ - 3 -2.1 功能分解............................................................................................ - 3 -2.2 各个机构运动方案分析及确定........................................................ - 3 -2.3 原动机的选择原理............................................................................ - 7 - 第三章机构的参数设计几计算.................................................................... - 8 -3.1 送料机构机构计算分析.................................................................... - 8 -3.2 凸轮摆杆机构的计算分析................................................................ - 8 -3.3 凸轮推杆机构的计算分析................................................................ - 9 -3.4 行星轮系的计算分析........................................................................ - 9 -3.5 凸轮设计分段图轮廓图和设计结果.............................................. - 10 - 第四章机构运动总体方案图及循环图...................................................... - 12 - 第五章机构总体分析.................................................................................. - 13 - 设计总结 ........................................................................................................ - 15 - 参考资料 ........................................................................................................ - 16 -第一章绪论进入21世纪以来，随着科学技术、工业生产水平的不断发展和人们生活条件的不断改善市场愈加需要各种各样性能优良、质量可靠、价格低廉、效率高、能耗低的机械产品，而决定产品性能、质量、水平、市场竞争能力和经济效益的重要环节是产品设计。

机械产品设计中，首要任务是进行机械运动方案的设计和构思、各种传动机构和执行机构的选用和创新设计。

这要求设计者综合应用各类典型机构的结构组成、运动原理、工作特点、设计方法及其在系统中的作用等知识，根据使用要求和功能分析，选择合理的工艺动作过程，选用或创新机构型式并巧妙地组合成新的机械运动方案，从而设计出结构简单、制造方便、性能优良、工作可靠、实用性强的机械产品。

企业为了赢得市场，必须不断开发符合市场需求的产品。

新产品的设计与制造，其中设计是产品开发的第一步，是决定产品的性能、质量、水平、市场竞争力和经济效益的最主要因素.机械原理课程设计结合一种简单机器进行机器功能分析、工艺动作过程确定、执行机构选择、机械运动方案评定、机构尺度综合、机构运动方案设计等，使学生进一步巩固、掌握并初步运用机械原理的知识和理论，对分析、运算、绘图、文字表达及技术资料查询等诸方面的独立工作能力进行初步的训练，培养理论与实际结合的能力，更为重要的是培养开发和创新能力。

因此，机械原理课程设计在机械类专业学生的知识体系训练中，具有不可替代的重要作用。

本次我设计的是半自动钻床，以小见大，设计并不是门简单的课程，它需要我们理性的思维和丰富的空间想象能力。

我们可以通过对步进送料机的设计进一步了解机械原理课程设计的流程，为我们今后的设计课程奠定了基础。

第二章 传动机构和工作机构的选择2.1 功能分解功能分解图，如图2-1。

图2-1绘制机械系统运动转换功能，如图2-2。

图2-22.2 各个机构运动方案分析及确定（一）减速机构由于电动机的转速是1400r/min ，而设计要求的主轴转速为输送圆盘工件至指定的位置夹紧钻孔后将其推走滑块送料功能 工件的定位夹紧功能 工件的钻孔功能工件定位2r/min，利用复合轮系大比例的降速，可以克服周转轮系传动比高，效率低的特点。

如图2-3。

图2-3 对比机构对比机构：定轴轮系传动；传动比=n输入/n输出=70 0 传动比很大，要用多级传动。

如图2-4。

图2-4 （二）进刀机构采用一个摆动滚子从动件盘行凸轮机构来传递齿轮齿条机构.因为我们用一个摆动滚子从动件盘行凸轮机构来传递齿轮机构，当进刀的时候，凸轮在推程阶段运行，很容易通过机构传递带动齿轮齿条啮合.带动动刀头来完成钻孔，摆杆转动的幅度也是等于齿廓转动的幅度，两个齿轮来传动也具有稳性。

如图2-5。

图2-5 对比机构在摆杆上加一个平行四边行四杆机构，这样也可以来实现传动，但是当加了四杆机构以后并没有达到改善传动的效果，只是多增加了四杆机构，为了使机构结构紧凑，又能完成需要的传动，所以选择了一个摆动滚子从动件盘行凸轮。

如图2-6。

图2-6 （三）送料机构采用一个六杆机构来代替曲柄滑块机构，由于设计的钻床在空间上传动轴之间的距离有点大，故一般四杆机构很难实现这种远距离的运动。

再加上用四杆机构在本设计中在尺寸上很小。

所以考虑到所设计的机构能否稳定的运行因此优先选用了如右图的六杆机构来实现。

由于本设计送料时不要求在传动过程中有间歇，所以不需要使用凸轮机构。

如图2-7。

图2-7对比机构所选用的对比四杆机构如下图，由于在空间上轴与轴之间的距离较大，但选用下来此四杆的尺寸太小。

故优先选用六杆机构。

如图2-8。

图2-8（四）定位机构定位系统采用的是一个偏置直动滚子从动件盘型凸轮，因为定位系统要有间歇，所以就要使用凸轮机构，但如果是平底推杆从动件，则凸轮就会失真，若增加凸轮的基圆半径，那么凸轮机构的结构就会很大，也不求实际，所以就采用一个偏置直动滚子从动件盘型凸轮，它就可以满足我们的实际要求了。

如图2-9。

图2-9 对比机构采用弹力急回间歇机构来代替偏置直动滚子从动件盘型凸轮，它是将旋转运动转换成单侧停歇的往复运动。

这样也可以完成实际要求，但是为了使设计的机构结构紧凑，又能节省材料，所以还是选偏置直动滚子从动件盘型凸轮来完成定位。

如图2-10。

图2-101.减速传动功能选用经济成本相对较低，而且具有传动效率高,结构简单,传动比大的特点,可满足具有较大传动比的工作要求，故这里就采用复合轮系来实现我设计的传动，可以克服周转轮系传动比高，效率低的特点。

2.进刀功能采用凸轮的循环运动,推动滚子使滚子摆动一个角度,通过杠杆的摆动弧度放大原理将滚子摆动角度进行放大.可增大刀具的进给量,在杠杆的另一端焊接一个圆弧齿轮,圆弧齿轮的摆动实现齿轮的转动,齿轮的转动再带动动力头的升降运动实现进刀.3.进料功能进料也要要求有一定的间歇运动，可以用圆锥齿轮来实现换向，然后通过和齿轮的啮合来传递，再在齿轮上安装一个直动滚子从动件盘型凸轮机构,用从动件滚子推杆的直线往复运动实现进料。

4.定位功能由于设计的机构要有间歇往复的运动，有当凸轮由近休到远休运动过程中,定位杆就阻止了工件滑动，当凸轮由远休到近休运动过程中可通过两侧的弹簧实现定位机构的回位,等待送料,凸轮的循环运动完成了此功能。

2.3原动机的选择原理1.原动机的分类原动机的种类按其输入能量的不同可以分为两类：A一次原动机此类原动机是把自然界的能源直接转变为机械能，因此称为一次原动机。

属于此类原动机的有柴油机，汽油机，汽轮机和燃汽机等。

B二次原动机此类原动机是将发电机等能机所产生的各种形态的能量转变为机械能，因此称为二次原动机。

属于此类原动机的有电动机，液压马达，气压马达，汽缸和液压缸等。

2.选择原动机时需考虑的因素考虑现场能源的供应情况、原动机的机械特性和工作制度与工作相匹配、工作机对原动机提出的启动，过载，运转平稳，调速和控制等方面的要求、工作环境的影响、工作可靠，操作简易，维修方便、为了提高机械系统的经济效益，须考虑经济成本：包括初始成本和运转维护成本。

综上所述，在半自动钻床中最益选择二次原动机中的电动机作为原动件。

第三章机构的参数设计及计算3.1送料机构机构计算分析送料连杆机构：采用如下机构（如图3-1）来送料，根据要求，进料机构工作行程为40mm，可取ABCD四杆机构的极位夹角为12度，则由1)1( 180+-⨯=K Kθ,得K=1.14，急回特性不是很明显，但对送料机构来说并无影响。

各杆尺寸：AB=8.53，BC=84.42，CD=60，DA=60， CE=40，EF=8，该尺寸可以满足设计要求，即滑块的左右运动为40，ABCD的极位夹角为12度。

图3-13.2凸轮摆杆机构的计算分析1．由进刀规律，我们设计了凸轮摆杆机构，又以齿轮齿条的啮合来实现刀头的上下运动；2．用凸轮摆杆机构和圆弧形齿条所构成的同一构件，凸轮摆杆从动件的摆动就可以实现弧形齿条的来回摆动，从而实现要求；采用滚子盘行凸轮，且为力封闭凸轮机构，利用弹簧力来使滚子与凸轮保持接触.刀具的运动规律就与凸轮摆杆的运动规律一致；3．弧形齿条所转过的弧长即为刀头所运动的的距离。

具体设计步骤如下：1)根据进刀机构的工作循环规律,设计凸轮基圆半径r=40mm，中心距A=80mm，摆杆长度d=65mm，最大摆角β为18°,凸轮转角λ=0-60°,β=0°;凸轮转角λ=60°-270°，刀具快进，β=5°，凸轮转角λ=270°-300°；凸轮转角λ=300°-360°，β=0°2)设计圆形齿条,根据刀头的行程和凸轮的摆角,设计出圆形齿轮的半径r=l/β,3)由β=18°, l=20mm，得到r=63.69mm，如图3-2。