機械原理課程設計

2023-01-02 09:15:04 字數 4724 閱讀 7353

題目1 健身球檢驗分類機

1.1設計題目

設計健身球自動檢驗分類機,將不同直徑尺寸的健身球(石料)按直徑分類。檢測後送入各自指定位置,整個工作過程(包括進料、送料、檢測、接料)自動完成。

健身球直徑範圍為ф40~ф46mm,要求分類機將健身球按直徑的大小分為三類。

1. ф40≤第一類≤ф42

2. ф42《第二類≤ф44

3. ф44《第三類≤ф46

其他技術要求見表1:

表1 健身球分類機設計資料

1.2設計任務

1.健身球檢驗分類機一般至少包括凸輪機構,齒輪機構在內的三種機構。

2.設計傳動系統並確定其傳動比分配。

3.圖紙上畫出健身球檢驗分類機的機構運動方案簡圖和運動迴圈圖。

4.圖紙上畫凸輪機構設計圖(包括位移曲線、凸輪廓線和從動件的初始位置);要求確定運動規律,選擇基圓半徑,校核最大壓力角與最小曲率半徑,確定凸輪廓線。盤狀凸輪用電演算法設計,圓柱凸輪用**法設計。

5.設計計算其中一對齒輪機構。

6.編寫設計計算說明書。

7.學生可進一步完成:凸輪的數控加工,健身球檢驗分類機的計算機演示驗證等。

表2為設計任務分配表。

表2 設計任務分配表

1.3設計提示

健身球自動檢驗分類機是創造性較強的乙個題目,可以有多種運動方案實現。一般的思路在於:

1.球的尺寸控制可以靠三個不同直徑的接料口實現。例如:

第乙個接料口直徑為42mm,中間接料口直徑為44mm,而第三個接料口直徑稍大於46mm。使直徑小於(等於)42mm的球直接落入第乙個接料口,直徑大於42mm的球先卡在第乙個接料口,然後由送料機構將其推出滾向中間接料口。以此類推。

2.球的尺寸控制還可由凸輪機構實現。

3.此外,需要設計送料機構、接料機構、間歇機構等。可由曲柄滑塊機構、槽輪機構等實現。

題目2 半自動鑽床

2.1設計題目

設計加工圖1所示工件ф12mm孔的半自動鑽床。進刀機構負責動力頭的公升降,送料機構將被加工工件推入加工位置,並由定位機構使被加工工件可靠固定。

圖1 加工工件

半自動鑽床設計資料參看表3。

表3 半自動鑽床凸輪設計資料

2.2設計任務

1.半自動鑽床至少包括凸輪機構、齒輪機構在內的三種機構。

2.設計傳動系統並確定其傳動比分配。

3. 圖紙上畫出半自動鑽床的機構運動方案簡圖和運動迴圈圖。

4.凸輪機構的設計計算。按各凸輪機構的工作要求,自選從動件的運動規律,確定基圓半徑,校核最大壓力角與最小曲率半徑。

對盤狀凸輪要用電演算法計算出理論廓線、實際廓線值。畫出從動件運動規律線圖及凸輪廓線圖。

5.設計計算其他機構。

6.編寫設計計算說明書。

7.學生可進一步完成:凸輪的數控加工,半自動鑽床的計算機演示驗證等。

2.3設計提示

1.鑽頭由動力頭驅動,設計者只需考慮動力頭的進刀(公升降)運動。

2. 除動力頭公升降機構外,還需要設計送料機構、定位機構。各機構運動迴圈要求見表4。

3. 可採用凸輪軸的方法分配協調各機構運動。

表4 機構運動迴圈要求

題目3 壓片成形機

3.1設計題目

設計自動壓片成形機,將具有一定濕度的粉狀原料(如陶瓷乾粉、藥粉)定量送入壓形位置,經壓制成形後脫離該位置。機器的整個工作過程(送料、壓形、脫離)均自動完成。該機器可以壓制陶瓷圓形片坯、藥劑(片)等。

設計資料見表5。

表5 壓片成形機設計資料

圖2 壓片成形機工藝動作

如圖2所示,壓片成形機的工藝動作是:

1. 1. 幹粉料均勻篩入圓筒形型腔(圖2a)。

2. 2. 下衝頭下沉3mm,預防上衝頭進入型腔時粉料撲出(圖2b)。

3. 3. 上、下衝頭同時加壓(圖2c),並保持一段時間。

4. 4. 上衝頭退出,下衝頭隨後頂出壓好的片坯(圖2d)。

5. 5. 料篩推出片坯(圖2e)。

上衝頭、下衝頭、送料篩的設計要求是:

1. 1. 上衝頭完成往復直移運動(鉛錘上下),下移至終點後有短時間的停歇,起保壓作用,保壓時間為0.

4秒左右。因衝頭上公升後要留有料篩進入的空間,故衝頭行程為90~100mm。因衝頭壓力較大,因而加壓機構應有增力功能(圖3a)。

2. 2. 下衝頭先下沉3mm,然後上公升8mm,加壓後停歇保壓,繼而上公升16mm,將成型片坯頂到與檯面平齊後停歇,待料篩將片坯推離衝頭後,再下移21mm,到待料位置(圖3b)。

3. 3. 料篩在模具型腔上方往復振動篩料,然後向左退回。待批料成型並被推出型腔後,料篩在臺面上右移約45~50mm,推卸片坯(圖3c)。

圖3 設計要求

上衝頭、下衝頭與送料篩的動作關係見表6。

表6 動作關係

3.2設計要求

1.壓片成形機一般至少包括連桿機構、凸輪機構、齒輪機構在內的三種機構。

2.畫出機器的運動方案簡圖與運動迴圈圖。擬定運動迴圈圖時,可執行構件的動作起止位置可根據具體情況重疊安排,但必須滿足工藝上各個動作的配合,在時間和空間上不能出現「干涉」。

3.設計凸輪機構,自行確定運動規律,選擇基圓半徑,校核最大壓力角與最小曲率半徑。計算凸輪廓線。

4.設計計算齒輪機構。

5.對連桿機構進行運動設計。並進行連桿機構的運動分析,繪出運動線圖。如果是採用連桿機構作為下沖壓機構,還應進行連桿機構的動態靜力分析,計算飛輪轉動慣量。

6.編寫設計計算說明書。

7.學生可進一步完成:機器的計算機演示驗證、凸輪的數控加工等。

3.3設計提示

1.各執行機構應包括:實現上衝頭運動的主加壓機構、實現下衝頭運動的輔助加壓機構、實現料篩運動的上下料機構。

各執行機構必須能滿足工藝上的運動要求,可以有多種不同型式的機構供選用。如連桿機構、凸輪機構等。

2.由於壓片成形機的工作壓力較大,行程較短,一般採用肘桿式增力沖壓機構作為主體機構,它是由曲柄搖桿機構和搖桿滑塊機構串接而成。先設計搖桿滑塊機構,為了保證,要求搖桿在鉛垂位置的±2範圍內滑塊的位移量≤0.

4mm。據此可得搖桿長度

r≤式中——搖桿滑塊機構中連桿與搖桿長度之比,一般取1~2。

根據上衝頭的行程長度,即可得搖桿的另一極限位置,搖桿的擺角以小於60為宜。設計曲柄搖桿機構時,為了「增力」,曲柄的迴轉中心可在過搖桿活動鉸鏈、垂直於搖桿鉛垂位置的直線上適當選取,以改善機構在衝頭下極限位置附近的傳力效能。根據搖桿的三個極限位置(±2位置和另一極限位置),設定與之對應的曲柄三個位置,其中對應於搖桿的兩個位置,曲柄應在與連桿共線的位置,曲柄另乙個位置可根據保壓時間來設定,則可根據兩連架桿的三組對應位置來設計此機構。

設計完成後,應檢查曲柄存在條件,若不滿足要求,則重新選擇曲柄迴轉中心。也可以在選擇曲柄迴轉中心以後,根據搖桿兩極限位置時曲柄和連桿共線的條件,確定連桿和曲柄長度,在檢查搖桿在鉛垂位置±2時,曲柄對應轉角是否滿足保壓時間要求。曲柄迴轉中心距搖桿鉛垂位置愈遠,機構行程速比係數愈小,衝頭在下極限位置附近的位移變化愈小,但機構尺寸愈大。

3.輔助加壓機構可採用凸輪機構,推桿運動線圖可根據運動迴圈圖確定,要正確確定凸輪基圓半徑。為了便於傳動,可將篩料機構置於主體機構曲柄同側。

整個機構系統採用乙個電動機集中驅動。要注意主體機構曲柄和凸輪機構起始位置間的相位關係,否則機器將不能正常工作。

4.可通過對主體機構進行的運動分析以及衝頭相對於曲柄轉角的運動線圖,檢查保壓時間是否近似滿足要求。進行機構動態靜力分析時,要考慮各桿(曲柄除外)的慣性力和慣性力偶,以及衝頭的慣性力。

衝頭質量m、各桿質量m(各桿質心位於桿長中點)以及機器運轉不均勻係數δ均見表8.5,則各桿對質心軸的轉動慣量可求。認為上下衝頭同時加壓和保壓時生產阻力為常數。

飛輪的安裝位置由設計者自行確定,計算飛輪轉動慣量時可不考慮其他構件的轉動慣量。確定電動機所需功率時還應考慮下衝頭運動和料篩運動所需功率。

題目4 旋轉型灌裝機

4.1設計題目

設計旋轉型灌裝機。在轉動工作台上對包裝容器(如玻璃瓶)連續灌裝流體(如飲料、酒、冷霜等),轉台有多工位停歇,以實現灌裝、封口等工序。為保證在這些工位上能夠準確地灌裝、封口,應有定位裝置。

如圖8.4中,工位1:輸入空瓶;工位2:

灌裝;工位3:封口;工位4:輸出包裝好的容器。

圖4 旋轉型灌裝機

該機採用電動機驅動,傳動方式為機械傳動。技術引數見表7。

表7 旋轉型灌裝機技術引數

4.2 設計任務

1.旋轉型灌裝機應包括連桿機構、凸輪機構、齒輪機構等三種常用機構。

2.設計傳動系統並確定其傳動比分配。

3.圖紙上畫出旋轉型灌裝機的運動方案簡圖,並用運動迴圈圖分配各機構運動節拍。

4.電演算法對連桿機構進行速度、加速度分析,繪出運動線圖。**法或解析法設計平面連桿機構。

5.凸輪機構的設計計算。按凸輪機構的工作要求選擇從動件的運動規律,確定基圓半徑,校核最大壓力角與最小曲率半徑。

對盤狀凸輪要用電演算法計算出理論廓線、實際廓線值。畫出從動件運動規律線圖及凸輪廓線圖。

6.齒輪機構的設計計算。

7.編寫設計計算說明書。

8.學生可進一步完成:平面連桿機構(或灌裝機)的計算機動態演示等。

4.3設計提示

1.採用灌瓶幫浦灌裝流體,幫浦固定在某工位的上方。

2.採用軟木塞或金屬冠蓋封口,它們可由氣幫浦吸附在壓蓋機構上,由壓蓋機構壓入(或通過壓蓋模將瓶蓋緊固在)瓶口。設計者只需設計作直線往復運動的壓蓋機構。

壓蓋機構可採用移動導桿機構等平面連桿機構或凸輪機構。

3.此外,需要設計間歇傳動機構,以實現工作轉台間歇傳動。為保證停歇可靠,還應有定位(鎖緊)機構。

間歇機構可採用槽輪機構、不完全齒輪機構等。定位(鎖緊)機構可採用凸輪機構等。

題目5 熱鐓擠送料機械手

機械原理課程設計小結

機械原理課程設計的方法原則上可分為 法和解析法兩大類,本次課程設計主要用 法,法運用所學基本理論中的基本關係式,用 的方法將其結果確定出來,並清晰地以線圖的形式表現在圖紙上,具有直觀 定性簡單 檢查解析的正確性方便的特點,尤其在解決簡單機構的分析與綜合時更為方便。機械原理課程設計一般分為下面幾個階段...

機械原理課程設計小結

這次課程設計,由於理論知識的不足,再加上平時沒有什麼設計經驗,一開始的時候有些手忙腳亂,不知從何入手。在老師的諄諄教導,和同學們的熱情幫助下,使我找到了信心。現在想想其實課程設計當中的每一天都是很累的,其實正向老師說得一樣,機械設計的課程設計沒有那麼簡單,你想copy或者你想自己胡亂蒙兩個資料上去來...

機械原理課程設計報告A

目錄一設計要求 二設計題目 三設計原理 四設計資料 五圖樣展示 六設計體會 七參考文獻 一 設計要求 1 設計說明書 份。包括 1 目錄 2 設計題目 3 各部分分析設計過程 必要的推導及圖形 4 分析設計的電子 ecxel 及尤其得從動件位移曲線 速度曲線和加速度曲線,以及凸輪形狀曲線。5 wok...