槽轮设计计算
健身球分类机课程设计
江西农业大学工学院《机械原理课程设计》课程题目：健身球检测分类机专业：机械制造及自动化姓名：学号：班级：指导老师：康丽春目录1.设计要求................................................... 错误!未定义书签。
2:各机构方案比较、选择....................................... 错误!未定义书签。
进料机构................................................... 错误!未定义书签。
:送料机构.................................................. 错误!未定义书签。
方案1：曲柄滑块机构................................... 错误!未定义书签。
方案2：凸轮滑块机构................................... 错误!未定义书签。
方案3：四杆机构....................................... 错误!未定义书签。
:送料机构方案分析、比较.................................. 错误!未定义书签。
：送料机构方案确定....................................... 错误!未定义书签。
检测机构：................................................. 错误!未定义书签。
方案1：凸轮+滑道机构.................................. 错误!未定义书签。
方案2：槽轮+转盘机构+半圆形环状管道................... 错误!未定义书签。
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杨可桢《机械设计基础》课后习题及详解(间歇运动机构)【圣才出品】
用于转速不高的轻 工机械中
不完全齿 轮机构
从动轮的运动时间和静止时 间的比例可在较大范围内变
化
需专用设备加工，有 较大冲击
用于具有特殊要求 的专用机械中
凸轮式间 只要适当设计出凸轮的轮廓， 运转平稳、定位精度 可用于载荷较大的
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5 解：根据题意可得，槽轮转一周所需的时间： t ts tm 2 s 槽轮特性系数： tm 10 2 2
t 653
又
，即
，则该槽轮机构所需的圆销数 K＝2。
6-4 设计一槽轮机构，要求槽轮的运动时间等于停歇时间，试选择槽轮的槽数和拨盘
的圆销数。
解：由题意可知
，且
。
则槽轮特性系数：
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歇运动机 就能获得预期的运动规律 高，动荷小，但结构
场合
构
较复杂
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当拨盘转过的角度 1
3
时，槽轮转过的角度为 2
2 3
。
拨盘转速 n1＝60 r／min，故拨盘转 1 转所用的时间为 1 s，则槽轮转一周需要的时间
t 0.5s 。
槽轮的运动时间： tm
t
1 0.5 3
1 6
s
5 槽轮的静止时间： ts t tm 6 s 。
6-3 在转塔车床上六角刀架转位用的槽轮机构中，已知槽数 z＝6，槽轮静止时间 ts ＝5／6 s，运动时间 tm＝2ts，求槽轮机构的运动特性系数 τ 及所需的圆销数 K。
图 6-1 6-2 已知槽轮的槽数 z＝6，拨盘的圆销数 K＝1，转速 n1＝60 r／min，求槽轮的运 动时间 tm 和静止时间 ts。
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机械原理习题(参考)(1)
机械原理复习题绪论复习思考题1、试述构件和零件的区别与联系？2、何谓机架、原动件和从动件？第一章机械的结构分析复习思考题1、两构件构成运动副的特征是什么？2、如何区别平面及空间运动副？3、何谓自由度和约束？4、转动副与移动副的运动特点有何区别与联系？5、何谓复合铰链？计算机构自由度时应如何处理？6、机构具有确定运动的条件是什么？7、什么是虚约束？习题1、画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
（a）(b) (c)2、一简易冲床的初拟设计方案如图。
设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。
3、计算图示平面机构的自由度；机构中的原动件用圆弧箭头表示。
(a) (b) (c)(d) (e) (f)第二章 平面机构的运动分析复习思考题1、已知作平面相对运动两构件上两个重合点的相对速度12A A V 及12B B V 的方向，它们的相对瞬心P 12在何处？2、当两构件组成滑动兼滚动的高副时，其速度瞬心在何处？3、如何考虑机构中不组成运动副的两构件的速度瞬心？4、利用速度瞬心，在机构运动分析中可以求哪些运动参数？5、在平面机构运动分析中，哥氏加速度大小及方向如何确定？习题1、试求出下列机构中的所有速度瞬心。
(a) (b)(c) (d)2、图示的凸轮机构中，凸轮的角速度ω1=10s-1，R=50mm，l A0=20mm，试求当φ=0°、45°及90°时，构件2的速度v。
题2图凸轮机构题3图组合机构3、图示机构，由曲柄1、连杆2、摇杆3及机架6组成铰链四杆机构，轮1′与曲柄1固接，其轴心为B，轮4分别与轮1′和轮5相切，轮5活套于轴D上。
各相切轮之间作纯滚动。
试用速度瞬心法确定曲柄1与轮5的角速比ω1/ω5。
4、在图示的颚式破碎机中，已知：x D=260mm，y D=480mm，x G=400mm，y G=200mm，l AB=l CE=100mm，l BC=l BE=500mm，l CD=300mm，l EF=400mm，l GF=685mm，ϕ1=45°,ω1=30rad/s 逆时针。
机械原理第9章 螺旋机构、万向联轴器、间歇运动机构
1.棘轮机构的类型及其应用
(1)齿式棘轮机构 齿式棘轮的轮齿一般采用三角形齿、梯形齿 或矩形齿，分为外齿棘轮和内齿棘轮。图9-6a为外齿棘轮机构， 图9-6b为棘条机构，图9-6c为内齿棘轮机构。根据驱动爪的数 目，棘轮机构还可分为单动式棘轮机构和双动式棘轮机构。
Fig.9-6 Tooth ratchet mechanisms(齿式棘轮机构)
Fig.9-12 Geneva wheel mechanisms 1(槽轮机构1)
1.槽轮机构的类型
空间槽轮机构用来传递相交轴的间歇运动。图9-13a为垂直 相交轴间的球面槽轮机构，槽轮呈半球形，主动销轮1、球面槽 轮3以及圆销2的轴线都通过球心，当主动销轮1连续转动时，球 面槽轮3作单向间歇转动。图9-13b为移动型槽轮机构，可实现 圆弧齿条的间歇移动。
Fig.9-4 Double universal joints(双万向联 轴器)
9.3 棘轮机构
图9-5所示的棘轮机构由主动摇杆1、 棘爪2、棘轮3、止回棘爪4和机架等部 分组成。弹簧5用来使止回棘爪4和棘 轮3保持接触。主动摇杆1空套在与棘 轮3固连的从动轴O上，并与棘爪2用 转动副相连。当主动摇杆作逆时针方 向摆动时，棘爪2便插入棘轮3的齿槽 内，推动棘轮转动一定的角度，此时 止回棘爪4在棘轮的齿背上滑过。当主 动摇杆顺时针摆动时，止回棘爪阻止 棘轮顺时针方向转动，棘爪2在棘轮的 齿背上滑过，棘轮3保持静止不动。这 Fig.9-5 Ratchet mechanism(棘轮机构) 1—driving rocker(主动摇杆) 样，当主动件作连续的往复摆动时， 2—driving pawl(棘爪)3—ratchet(棘轮) 棘轮作单向的间歇转动。 4—holding pawl(止回棘爪)5—spring(弹簧)
健身球分类机课程设计
江西农业大学工学院《机械原理课程设计》课程题目：健身球检测分类机专业：机械制造及自动化姓名：学号：班级：指导老师：康丽春目录1.设计要求健身球自动检验分类机，将不同直径尺寸的健身球（石料）按直径分类。
检测后送入各自指定位置，整个工作过程（包括进料、送料、检测、接料）自动完成。
健身球直径范围为ф40～ф46mm，要求分类机将健身球按直径的大小分为三类。
1. ф40≤第一类≤ф422. ф42<第二类≤ф443. ф44<第三类≤ф46方案选择：电动机转速（r/min）：960 生产率/检球速度（个/min）:20工作情况分析2:各机构方案比较、选择2.1进料机构2.2:送料机构方案1：曲柄滑块机构方案2：凸轮滑块机构方案3：四杆机构2.21:送料机构方案分析、比较方案1: 机构为低副面接触使得接触面单位面积所受压力较小，接触面便于润滑，制造方便且精度高。
能实现小球的逐个进料，滑块在运动的过程中，料斗里的球对滑块有正向的压力，故滑块的速度不宜过快，否则滑块的磨损较严重。
方案2：凸轮机构可使从动件得到精确的预期运动，且结构简单、紧凑、设计方便，能实现小球精确的进料，但凸轮的加工制造困难，成本高，行程不宜过大，而且为高副接触易磨损。
方案3:能满足工作要求，要实现小球的精确进料需要严格的数学计算，杆件的形状复杂，设计难度大。
.2.22：送料机构方案确定综合各方因素考量后，确定为方案12.3检测机构：方案1：凸轮+滑道机构方案2：槽轮+转盘机构+半圆形环状管道2.31：检测机构方案分析、比较方案1：该机构比较简洁，但是并不能满足任务要求，因为健身球的直径相差不大，机器运转过程中会产生震动，容易使直径稍大的球容易卡入小直径的滑道，当凸轮在推程工作的时候需要较大的推力，并且会使得小球和滑道的接触表面严重受损，使得工作不可靠，最终会丧失分球机构的精度。
并且此机构要求凸轮的从动件行程较大，使得凸轮的外形尺寸变大，笨重，不紧凑。
槽轮机构技术要求
槽轮机构技术要求槽轮机构是一种常用于工程机械和输送设备中的传动机构，其主要作用是将输入的旋转运动转换为线性运动。
槽轮机构具有结构简单、传动效率高、精度高等优点，在工程领域得到广泛应用。
在设计和制造槽轮机构时，需要满足一系列的技术要求，以确保其性能和可靠性。
槽轮机构的设计要考虑到传动效率。
传动效率是指输入功率与输出功率之间的比值，通常以百分比表示。
为了提高传动效率，需要减小传动中的摩擦损失和机械损耗。
因此，在槽轮机构的设计中，应选择合适的材料和润滑方式，以减小摩擦损失；同时，要合理布局各个传动部件，减小机械损耗。
槽轮机构的制造要求要考虑到精度和可靠性。
精度是指机构的尺寸和形位公差与设计要求之间的差距。
为了保证机构的精度，需要选择合适的制造工艺和加工设备，并进行严格的工序控制和质量检验。
可靠性是指机构在使用过程中的稳定性和耐久性。
为了提高机构的可靠性，需要选择合适的材料和热处理工艺，以提高材料的强度和硬度；同时，要进行充分的试验和寿命验证，以确保机构的可靠性。
槽轮机构的安全性也是设计和制造过程中需要考虑的重要因素。
安全性是指机构在使用过程中不会发生危险或意外事故。
为了提高机构的安全性，需要进行全面的风险评估和安全分析，识别潜在的安全隐患，并采取相应的措施进行控制和防范。
同时，还需要制定完善的操作规程和维护保养手册，加强对机构的监测和管理。
槽轮机构的性能指标也是设计和制造过程中需要考虑的重要方面。
性能指标包括传动比、输出力矩、速度范围等。
传动比是指输出轴的转速与输入轴的转速之比，决定了机构的放大或减小效果。
输出力矩是指机构输出端的力矩大小，决定了机构的承载能力。
速度范围是指机构能够适应的转速范围，决定了机构的使用场景和应用范围。
在设计和制造过程中，需要根据实际需求确定这些性能指标，并进行相应的计算和优化。
槽轮机构的设计和制造需要满足一系列的技术要求，以确保其性能和可靠性。
传动效率、精度和可靠性是设计和制造中需要重点考虑的因素，而安全性和性能指标也是不可忽视的。
机械原理作业——旋转型灌装机
机械原理作业——旋转型灌装机机械原理课程设计任务书1.1设计题目及原始数据设计旋转型灌装机。
在转动工作台上对包装容器（如玻璃瓶）连续灌装流体（如饮料、酒、冷霜等），转台有多工位停歇，以实现灌装、封口等工序。
为保证在这些工位上能够准确地灌装、封口，应有定位装置。
如图1中，工位1：输入空瓶；工位2：灌装；工位3：封口；工位4：输出包装好的容器。
该机采用电动机驱动，传动方式为机械传动。
技术参数见下表。
旋转型灌装机技术参数表方案号转台直径 mm 电动机转速r/min 灌装速度r/min A600 1440 10 B550 1440 12 C 500 960 10 表1-11.2 设计方案提示1.采用灌瓶泵灌装流体，泵固定在某工位的上方。
2.采用软木塞或金属冠盖封口，它们可由气泵吸附在压盖机构上，由压盖机构压入（或通过压盖模将瓶盖紧固在）瓶口。
设计者只需设计作直线往复运动的压盖1234传送带固定工作台转台 图1-1 旋转型灌装机机构。
压盖机构可采用移动导杆机构等平面连杆机构或凸轮机构。
3.此外，需要设计间歇传动机构，以实现工作转台间歇传动。
为保证停歇可靠，还应有定位（锁紧）机构。
间歇机构可采用槽轮机构、不完全齿轮机构等。
定位（锁紧）机构可采用凸轮机构等。
1.3设计任务1.旋转型灌装机应包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等三种常用机构；2.设计传动系统并确定其传动比分配，并在图纸上画出传动系统图；3.图纸上画出旋转型灌装机的运动方案简图，并用运动循环图分配各机构运动节拍；4.电算法对连杆机构进行速度、加速度分析，绘出运动线图。
图解法或解析法设计平面连杆机构；5.凸轮机构的设计计算。
按凸轮机构的工作要求选择从动件的运动规律，确定基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径。
对盘状凸轮要用电算法计算出理论廓线、实际廓线值。
画出从动件运动规律线图及凸轮廓线图；6.齿轮机构的设计计算；7.编写设计计算说明书；1234传送带固定工作台转台2．旋转型灌装机的工作功能原理后，固定于工作台上方的灌装设备和封口压盖设备分别对空容器进行灌装和已灌装容器进行封口压盖。
机械设计基础公式汇总
机械设计基础公式汇总机械设计基础公式大家了解吗？以下是XX为大家整理好的机械设计基础公式汇总，一起来学习吧.零件：独立的制造单元构件：独立的运动单元体机构：用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统机器：是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息机械：机器和机构的总称机构运动简图：用简单的线条和符号来代表构件和运动副，并按一定比例确定各运动副的相对位置，这种表示机构中各构件间相对运动关系的简单图形称为机构运动简图运动副：由两个构件直接接触而组成的可动的连接运动副元素：把两构件上能够参加接触而构成的运动副表面运动副的自由度和约束数的关系f=6-s运动链：构件通过运动副的连接而构成的可相对运动系统高副：两构件通过点线接触而构成的运动副低副：两构件通过面接触而构成的运动副平面运动副的最大约束数为2，最小约束数为1；引入一个约束的运动副为高副，引入两个约束的运动副为平面低副平面自由度计算公式：F=3n-2PL-PH机构可动的条件：机构的自由度大于零机构具有确定运动的条件：机构的原动件的数目应等于机构的自由度数目虚约束：对机构不起限制作用的约束局部自由度：与输出机构运动无关的自由度复合铰链：两个以上构件同时在一处用转动副相连接速度瞬心：互作平面相对运动的两构件上瞬时速度相等的重合点。
若绝对速度为零，则该瞬心称为绝对瞬心相对速度瞬心与绝对速度瞬心的相同点：互作平面相对运动的两构件上瞬时相对速度为零的点；不同点：后者绝对速度为零，前者不是三心定理：三个彼此作平面运动的构件的三个瞬心必位于同一直线上机构的瞬心数：N=K(K-1)/2机械自锁：有些机械中，有些机械按其结构情况分析是可以运动的，但由于摩擦的存在却会出现无论如何增大驱动力也无法使其运动曲柄：作整周定轴回转的构件；连杆：作平面运动的构件；摇杆：作定轴摆动的构件；连架杆：与机架相联的构件；周转副：能作360?相对回转的运动副摆转副：只能作有限角度摆动的运动副。
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（1）槽轮机构的典型结构如图所示，它由主动拨盘、从动槽轮和机架组成。
拨盘以等角速度作连续回转，当上的圆销未进入槽轮的径向槽时，由于槽轮的内凹锁止弧nn被拨盘的外凹槽锁止弧mm卡住，故槽轮不懂。
图示为圆销钢进入槽轮径向槽时的位置，此时锁止弧nn又也刚被松开。
此后，槽轮受圆销的驱使而转动。
当圆销在另一边离开径向槽时，锁止弧nn又被卡住，槽轮又静止不懂。
直至圆销再次进入槽轮的另一个径向槽时，又重复上述运动。
所以槽轮作时动时停的间歇运动。
槽轮机构的结构简单，外形尺寸小，机械效率高，并能较平稳的、间歇的进行转位。
但因传动时尚存在柔性冲击，故常用于速度不太高的场合
普通槽轮机构的运动系数
在图中所示，当主动拨盘B回转一周时，槽轮A的运动时间与主动拨盘转一周的总时间之比，称为槽轮机构的运动系数，并以к表示
因为拨盘B一般为等速回转，所以时间之比可以用拨盘转角之比来表示。
对于单圆销外槽轮机构，时t1与t2所对应的拨盘转角分别为2和2又为了避免圆销B和径向槽发生刚性冲击，圆销开始进入或脱出径向槽的瞬时，其线速度方向应沿着径向槽的中心线。
由图可知2α=π-2β此设计槽轮又4个均布槽，则外槽轮机构的运动系数为
к=α/π=1/4
因为运动系数大于零，所以外槽轮的槽数应大于或等于3，由式可知，其运动系数总小于0.5，故此单销外槽轮机构槽轮的运动时间总小于其静止时间。
此外，当圆销开始进入和退出径向槽时，由于角加速度有突变，故在此两瞬时有柔性冲击。
而且槽轮的槽数愈少，柔性冲击愈大。
（2）槽轮的强度设计
四槽槽轮机构圆梢所受最大作用力max F 的计算公式如下： 2
max ()Z z
M Jnw F c d a M =+ 式中a 为中心距，参数c 、d 的取值查文献［1］为2.000、2.337，代入式得max F =1.2039kN ，由以上较小结果得选择接触疲劳强度为设计准则，选择槽轮材料为45钢，感应淬火热处理，热处理等级MQ ，表面硬度45HRC ，圆销采用ZCuSn10P1锡青铜。
由文献得，45钢的弹性模量1203E GPa =，泊松比10.24u =，ZCuSn10P1锡青铜的弹性模量2110E GPa =，泊松比10.33u =，根据H.Hertz 公式，槽轮与圆销的最短接触长度为：
222
1212111n
A HP F r L u u E E πσ=•--+
由于圆销较易更换，且为耐磨材料，因此接触强度以槽轮为准，查文献，设1100HP Mpa σ=，代入式得 2.8422L mm =，由此得选用10mm 厚的槽轮是非常安全的。
2、槽轮的尺寸计算
槽数 z=4
槽轮每次转位时，主动件的转角 2α=π（1-2/z ）
α=0.5π
槽间角 2β=2π/z
β=0.25π
主动件圆销中心直径 R1=asin β。