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1、 課 程 設(shè) 計 目 的 綜 合 運(yùn) 用 機(jī) 械 原 理 課 程 知 識 ， 培 養(yǎng) 機(jī) 械運(yùn) 動 方 案 設(shè) 計 能 力 。 課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 1張 2號 圖 ， 2張 3號 圖 ， 1份 說 明 書 。 時 間 安 排 周 一 、 二 方 案 設(shè) 計 完 成 2號 圖 ； 周 二 、 三 、四 2張 3號 圖 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計 ； 周 四 寫 設(shè) 計 說明 書 ； 周 五 答 辨 。機(jī) 械 原 理 課 程 設(shè) 計 第 十 一 章 機(jī) 械 系 統(tǒng) 的 方 案 設(shè) 計 11-1 概 述機(jī) 械 系 統(tǒng) 原 動 機(jī) 傳 動 系 統(tǒng) 執(zhí) 行 系 統(tǒng) 操 縱 控 制 系 統(tǒng) 傳動裝置 傳動路線

2、 分配傳動比 功能分析 協(xié)調(diào)配合 方案評價運(yùn)動分析類型 轉(zhuǎn)速 容量 機(jī) 電 、 機(jī) 液 、 電 液 、 液 壓 、氣 動 、 電 氣 、 微 機(jī) 等 11-2 執(zhí) 行 系 統(tǒng) 方 案 設(shè) 計一 、 選 擇 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 根 據(jù) 題 目 要 求 進(jìn) 行 功 能 分 析 ， 需 要 完成 那 些 動 作 ？ 確 定 需 要 的 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 的 形 式， 需 要 幾 個 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) ， 以 及 各 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 的原 動 件 、 從 動 件 的 形 式 。 各 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 的 功 能 要 求 ， 運(yùn) 動 要 求 ，工 藝 要 求 ， 利 用 方 框 圖 描 述 。 子 功 能 1總

3、功 能 相 應(yīng) 工 藝 動 作 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 執(zhí) 行 動 作子 功 能 2子 功 能 3子 功 能 n 相 應(yīng) 工 藝 動 作相 應(yīng) 工 藝 動 作相 應(yīng) 工 藝 動 作 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu)執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu)執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 執(zhí) 行 動 作執(zhí) 行 動 作執(zhí) 行 動 作功 能 方 框 圖（ 機(jī) 器 的 功 能 、 工 藝 動 作 及 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 框 圖 ）具 體 實 例 見 書 199頁 附 圖 1.3。 二 、 畫 運(yùn) 動 循 環(huán) 圖a、 直 線 式 ：b、 圓 周 式 ：c、 直 角 坐 標(biāo) 式 ： 描 述 各 機(jī) 構(gòu) 間 有 序 、 相 互 配 合 的 運(yùn)動 關(guān) 系 的 簡 單 圖 形 稱 為

4、 運(yùn) 動 循 環(huán) 圖 。 將 機(jī) 械 在 一 個 運(yùn) 動 循 環(huán) 中 各 執(zhí) 行 構(gòu) 件 各行 程 區(qū) 段 的 起 止 時 間 和 先 后 順 序 ， 按 比 例 繪制 在 直 角 坐 標(biāo) 上 。 如 圖 11-1（ 書 188頁 ）如 圖 11-2如 圖 11-3 各 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 之 間 的 運(yùn) 動 協(xié) 調(diào) 關(guān) 系 ， 利用 運(yùn) 動 循 環(huán) 圖 確 定 。 轉(zhuǎn) 角 （ 度 ）或 時 間 （ 秒 ） 半 自 動 鉆 床 機(jī) 械 運(yùn) 動 循 環(huán) 圖0O 360O90O 240O150O 270O180O30O 60O1 126 9320送 料 夾 緊定 位 鉆 孔 停 止進(jìn) 刀停 止 （ 1

5、） （ 2鉆 孔 ） 退刀 回 程近休 遠(yuǎn) 休 近 休升程 回程近休 遠(yuǎn)休 近 休回程遠(yuǎn)休升程 近 休升程1、 直 線 式 運(yùn) 動 循 環(huán) 圖 2、 圓 周 式 運(yùn) 動 循 環(huán) 圖 排氣 閥 門 開 啟 脹進(jìn)氣閥門開啟 進(jìn) 氣 閥門關(guān)閉 排 氣 閥 門關(guān)閉進(jìn)氣排 氣 縮壓 膨0 180 360540720 o曲 軸 0o 180o 360o 540o 720o 排 氣 門 開 閉 點(diǎn)火進(jìn) 氣 門火 花 塞 曲 柄 轉(zhuǎn) 角活 塞 開開 閉 開下移 上移 下移 上移 圖 11.3 單 缸 四 沖 程 內(nèi) 燃 機(jī) 直 角 坐 標(biāo) 式 運(yùn) 動 循 環(huán) 圖 3、 直 角 坐 標(biāo) 式 運(yùn) 動 循 環(huán) 圖

6、11-3 傳 動 系 統(tǒng) 方 案 設(shè) 計一 、 選 擇 傳 動 類 型 機(jī) 械 傳 動 、 液 壓 傳 動 、 氣 動 、 電 動 等 。二 、 擬 定 傳 動 路 線 及 機(jī) 構(gòu) 順 序路 線 ： 串 聯(lián) 、 并 聯(lián) 、 串 并 混 聯(lián)機(jī) 構(gòu) 順 序 分 配 原 則 ：2、 有 利 于 執(zhí) 行 運(yùn) 動 平 穩(wěn) 確 定 ， 皮 帶 傳 動 放 在 第 1級 減 速 。1、 有 利 于 減 小 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 ， 功 率 “ 前 大 后 小 ” 。 三 、 分 配 各 級 傳 動 比4、 若 傳 動 比 過 大 ， 應(yīng) 用 混 合 輪 系 來 傳 動 。1、 單 級 ： i帶 =2， 2.5，

7、3， i錐 齒 3 ， i直 ， 斜 5 i蝸 2080。2、 當(dāng) i 810時 ， 應(yīng) 用 兩 級 傳 動 ， 一 級為 帶 傳 動 ， 另 一 級 為 齒 輪 傳 動 ； 當(dāng) i 30時 ， 一 般 應(yīng) 用 兩 級 以 上 的 機(jī) 械 傳 動 。3、 傳 動 比 的 分 配 原 則 ： “ 前 大 后 小 ” 。5、 要 求 i 一 對 =無 理 數(shù) ， 總 傳 動 比 誤 差 2% 設(shè) 計 任 務(wù) ： 對 已 加 工 好 的 帶 有 凸 臺 的 盤 形 零 件進(jìn) 行 鉆 孔 。 其 總 功 能 應(yīng) 分 解 成 如 下 幾 個 工 藝 動 作 ： 送 料 ； 定 位 ； 夾 緊 ； 進(jìn) 刀

8、 （ 鉆 孔 ） 。 設(shè) 計 參 數(shù) ： 零 件 圖 如 左 圖 所 示 ， 要 求 每 分 鐘 加 工 五 個 零 件 ， 電 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 速 n電 =1440r/min。 現(xiàn) 以 設(shè) 計 半 自 動 鉆 床 為 例 說 明 運(yùn) 動 方 案設(shè) 計 的 步 驟 和 過 程 。18 F40F20F3010 零 件 圖 11-3 機(jī) 械 運(yùn) 動 簡 圖 設(shè) 計 舉 例 送 料進(jìn) 刀夾 緊定 位 工 作 臺1） 確 定 運(yùn) 動 方 案 及 機(jī) 械 運(yùn) 動 循 環(huán) 圖功 能 原 理 構(gòu) 思 在工件上鉆孔 子 功 能 1子 功 能 2子 功 能 3子 功 能 4送 料定 位夾 緊進(jìn) 刀 從 料 斗 推

9、出 工 件及 把 鉆 好 孔 的 工件 向 前 推 進(jìn)定 位 擋 塊 伸 縮 ，擋 住 工 件 或 讓出 通 道夾 具 夾 緊 或 松 開鉆 頭 的 進(jìn) 給 與 退 出 移 動 從 動 件圓 柱 凸 輪 機(jī)構(gòu)移 動 從 動 件盤 形 凸 輪 機(jī)構(gòu)擺 動 從 動 件盤 形 凸 輪 機(jī)構(gòu) 齒 輪 齒 條 機(jī) 構(gòu)從 動 件 通 過高 副 與 移 動滑 塊 相 連 從 動 件往 復(fù) 移 動 從 動 件往 復(fù) 移 動 滑 塊往 復(fù) 移 動齒 條 上 下往 復(fù) 移 動總功能 半 自 動 鉆 床 的 功 能 、 工 藝 動 作 及 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 框 圖相 應(yīng) 的 工 藝 動 作 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 執(zhí) 行 動

10、 作 轉(zhuǎn) 角 （ 度 ）或 時 間 （ 秒 ） 半 自 動 鉆 床 機(jī) 械 運(yùn) 動 循 環(huán) 圖0O 360O90O 240O150O 270O180O30O 60O1 126 9320送 料 夾 緊定 位 鉆 孔 停 止進(jìn) 刀停 止 （ 1） （ 2鉆 孔 ） 退刀 回 程近休 遠(yuǎn) 休 近 休升程 回程近休 遠(yuǎn)休 近 休回程遠(yuǎn)休升程 近 休升程 ACB D G HIEF 動力頭齒 輪 齒 條齒 扇 料 斗2 14 38 57 6 J半 自 動 鉆 床 的 運(yùn) 動 方 案 圖 如 下 工 作 主 軸 （ 帶 動 各 機(jī) 構(gòu) 運(yùn)動 的 主 軸 ） 一 、 機(jī) 構(gòu) 簡 圖 設(shè) 計 計 算 總 傳 動

11、 比 ， 進(jìn) 行 傳 動 比 分 配 根 據(jù) 所 給 的 設(shè) 計 參 數(shù) ， 可 算 出 執(zhí) 行 構(gòu) 件 主軸 轉(zhuǎn) 速 n主 =5轉(zhuǎn) /分 ， 所 以 機(jī) 械 的 總 傳 動 比 為 ：傳 動 比 分 配 ： i總 =i皮 i12 i34， 各 級 分 配 情 況 應(yīng) 遵循 “ 前 大 后 小 ” 的 原 則 ,以 減 小 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 。傳 動 比 誤 差 =（ 實 際 總 傳 動 比 -理 論 總 傳 動 比 ） 理 論 總 傳 動 比 100% 畫 機(jī) 構(gòu) 運(yùn) 動 簡 圖 取 大 多 數(shù) 構(gòu) 件 運(yùn) 動 平 面 相 互 平 行 的投 影 面 為 主 視 圖 。 確 定 運(yùn) 動 循 環(huán)

12、圖 首 先 在 草 紙 上 進(jìn) 行 簡 圖 設(shè) 計 ， 先 定 執(zhí) 行機(jī) 構(gòu) 位 置 ， 再 聯(lián) 傳 動 機(jī) 構(gòu) 與 電 機(jī) 。 用 2號 圖 紙 畫 機(jī) 構(gòu) 簡 圖 包 括 機(jī) 構(gòu) 圖 、 運(yùn) 動循 環(huán) 圖 、 機(jī) 構(gòu) 明 細(xì) 欄 、 標(biāo) 題 欄 。 1、 凸 輪 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計 在 說 明 書 中 進(jìn) 行 基 本 參 數(shù) 設(shè) 計 在 3號 圖 上 進(jìn) 行 凸 輪 廓 線 設(shè) 計 2、 齒 輪 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計 寫 在 說 明 書 上 3、 其 它 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計 畫 1張 3號 圖 冷 鐓 機(jī) 設(shè) 計 必 須 是 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 健 身 球 分 類 機(jī) 可 以 是 凸 輪 機(jī) 構(gòu) 或

13、 其 它 機(jī) 構(gòu)二 、 典 型 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計 對 各 主 要 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 進(jìn) 行 運(yùn) 動 分 析三 、 撰 寫 機(jī) 械 原 理 課 程 設(shè) 計 說 明 書 編 寫 課 程 設(shè) 計 說 明 書 ， 內(nèi) 容 見 課 程 設(shè) 計 指導(dǎo) （ 見 教 材 P201） 。 可 再 加 上 機(jī) 構(gòu) 改 進(jìn) 意 見 和 課 程 設(shè) 計 體 會 。 機(jī) 械 原 理 課 程 設(shè) 計 題 目題 目 1:鉚 釘 自 動 冷 鐓 機(jī) 設(shè) 計一 、 工 作 原 理 及 工 藝 動 作 : 采 用 冷 鐓 的 方 法 將 直 徑 為 f6,釘 長 為20mm的 鋁 棒 材 制 成 圓 頭 鉚 釘 .工 藝 動 作 為

14、 ：二 、 原 始 數(shù) 據(jù) 及 設(shè) 計 要 求 :冷 鐓 機(jī) 的 工 藝 動 作 包 括 1)校 直 進(jìn) 料2)切 料 送 料3)鐓 料4)脫 模 三 、 設(shè) 計 任 務(wù) : 制 釘 轉(zhuǎn) 速 ： n制 釘 =40 60rpm。 鋁 棒 材 直 徑 為 ： f=6mm， 長 度 ： L= 20mm， 冷 鐓 機(jī) 沖 頭 的 行 程 為 ：H=60mm， 要 求 冷 鐓 機(jī) 構(gòu) 具 有 急 回 特 性 ，K=1.21.4， 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 ： n電 =1440rpm。第 一 級 減 速 用 皮 帶 ， 第 二 、 三 級 減 速 用 齒 輪 等 。二 、 原 始 數(shù) 據(jù) 及 設(shè) 計 要 求 : 1

15、、 按 工 藝 要 求 擬 定 冷 鐓 機(jī) 運(yùn) 動 方 案 簡 圖 和 直線 式 運(yùn) 動 循 環(huán) 圖 ,畫 在 2號 圖 紙 上 。 要 求 圖 解 法 設(shè) 計 2、 按 工 藝 要 求 排 出 冷 鐓 機(jī) 的 功 能 、 工 藝 動 作及 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 框 圖 。 3、 按 給 定 的 原 始 數(shù) 據(jù) 及 參 數(shù) 算 出 總 傳 動 比， 然 后 擬 定 機(jī) 械 傳 動 系 統(tǒng) 方 案 。 4、 對 傳 動 機(jī) 構(gòu) 和 主 要 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 進(jìn) 行 運(yùn) 動 尺寸 計 算 。 1） 連 桿 機(jī) 構(gòu) 根 據(jù) 題 目 要 求 設(shè) 計 定 出 尺 寸 , 并 繪 出 運(yùn) 動 線 圖 。 2） 凸

16、 輪 機(jī) 構(gòu) 運(yùn) 動 規(guī) 律 自 定 ， 按 。要 求 畫 出 從 動 件 位 移 、 速 度 、 加 速 度 曲 線 和 凸 輪廓 線 。 3） 齒 輪 機(jī) 構(gòu) 要 求 計 算 一 對 變 位 齒 輪 ， 參 數(shù) 、尺 寸 自 定 。 （ 校 核 s a和 ea )。 5、 完 成 上 述 圖 紙 計 算 后 寫 一 份 說 明 書 （ 10頁 左 右 ） 。 要 求 見 指 導(dǎo) 書 。 四 、 方 案 分 析 : 1.鐓 料 機(jī) 構(gòu) :要 求 執(zhí) 行 構(gòu) 件 移 動 ,并 具 有 急 回 特 性 .2.校 直 進(jìn) 料 機(jī) 構(gòu) : 要 求 進(jìn) 料 過 程 有 間 歇 ,可 用 槽 輪 .棘

17、輪機(jī) 構(gòu) ,校 直 用 兩 摩 擦 輪 壓 擠 成 形 .3.切 斷 送 料 : 要 求 送 料 過 程 也 有 間 歇 ,也 可 將 料 切 斷由 一 個 機(jī) 構(gòu) 控 制 . 進(jìn) 料鐓料 4.脫 模 機(jī) 構(gòu) :直 動 從 動 件 盤 形 凸 輪 機(jī) 構(gòu) ,接 觸 形 式 自 定 .5.聯(lián) 接 機(jī) 構(gòu) : 用 皮 帶 .齒 輪 將 上 述 所 有 機(jī) 構(gòu) 都 聯(lián) 接上 ,使 之 能 夠 協(xié) 調(diào) 配 合 . 題 目 2:健 身 球 自 動 分 類 機(jī) 設(shè) 計 設(shè) 計 直 徑 為 f40f46的 健 身 球 自 動 檢 驗 分類 機(jī) 的 運(yùn) 動 方 案 簡 圖 .分 類 機(jī) 應(yīng) 將 健 身 球 按

18、 直 徑 分 為 三 類 f40f42f42f44f44f46分 類 機(jī) 中 應(yīng) 有 的 工 藝 動 作 為 三 部 分 1） 送 料2） 檢 測3） 接 料一 、 工 作 原 理 及 工 藝 動 作 : 檢 球 轉(zhuǎn) 速 :n制 釘 =60rpm.電 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 :n電 =1440rpm。 分 檢 健 身 球 的 三 種 尺 寸 :小 球 40 42mm;中 球 42 44mm; 大 球 44 46mm. 要 求 送 料 滑 塊 的 行 程H50mm， 此 分 檢 機(jī) 應(yīng) 為 純 機(jī) 械 式 的 。 第 一 級 減速 用 皮 帶 。 第 二 、 三 級 減 速 用 齒 輪 等 二 、 原 始

19、數(shù) 據(jù) 及 設(shè) 計 要 求 :三 、 設(shè) 計 任 務(wù) : 1、 按 工 藝 要 求 擬 定 分 檢 機(jī) 運(yùn) 動 方 案 簡 圖 和 直線 式 運(yùn) 動 循 環(huán) 圖 ,畫 在 2號 圖 紙 上 。 2、 按 工 藝 要 求 排 出 分 檢 機(jī) 的 功 能 、 工 藝 動 作及 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 框 圖 。 3、 按 給 定 的 原 始 數(shù) 據(jù) 及 參 數(shù) 算 出 總 傳 動 比 ，進(jìn) 行 傳 動 比 分 配 ， 校 核 誤 差 ， 機(jī) 械 傳 動 系 統(tǒng) 方 案 。 4、 對 傳 動 機(jī) 構(gòu) 和 主 要 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 進(jìn) 行 運(yùn) 動 尺寸 計 算 。 1） 凸 輪 機(jī) 構(gòu) 要 求 上 機(jī) 計 算

20、， 運(yùn) 動 規(guī) 律 自 定 。要 求 畫 出 從 動 件 位 移 、 速 度 、 加 速 度 曲 線 和 凸 輪 廓線 。 畫 1張 3號 圖 。 2） 齒 輪 機(jī) 構(gòu) 要 求 計 算 一 對 變 位 齒 輪 ， 參 數(shù) 、尺 寸 自 定 。 校 核 sa和 ea。 3） 其 他 機(jī) 構(gòu) 要 求 畫 1張 3號 圖 ， 在 說 明 書 中 。 5、 完 成 上 述 圖 紙 計 算 后 寫 一 份 說 明 書 （ 15頁左 右 ） 。 要 求 見 指 導(dǎo) 書 。 四 、 可 行 性 方 案 提 示 :f40f42f42f44f44f46 送 料 機(jī) 構(gòu)檢 測 機(jī) 構(gòu) 接 料 機(jī) 構(gòu)1 可 變 動

21、 送 料 機(jī) 構(gòu) ， 將 此 機(jī) 構(gòu) 做 成 轉(zhuǎn) 盤 可 變 動 檢 測 機(jī) 構(gòu) 送 料 機(jī) 構(gòu) 運(yùn) 動 方 案 設(shè) 計 圖 凸 輪 機(jī) 構(gòu) 1、 自 行 設(shè) 計 升 程 和 轉(zhuǎn) 角 的 關(guān) 系2、 求 r0。 按 max對 移 動 從 動 件 =30o對 擺 動 從 動 件 =40o 45o對 于 max， 等 速 ： s=0； =0；余 ， 正 ， 等 加 ： Vmax/ max3、 r050mm凸 輪 軸 半 徑4、 必 須 校 核 max5、 起 始 點(diǎn) 為 升 程 起 始 點(diǎn) 。 ser ev 220tan a 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu)注 意 ： 畫 一 個 一 般 位 置 代 表 各

22、 桿 長 。 畫 S時 ， 30度一 個 間 隔 ， 兩 個 極 限 位 置 必 須 標(biāo) 出 ， a圖 不 畫 。 變 位 齒 輪 設(shè) 計1、 內(nèi) 容 全 部 寫 在 說 明 書 上2、 采 用 角 度 變 位 傳 動 （ 取 主 減 速 器 中 的 一 對 齒 輪 ） 即3、 z1、 z2自 選 ， m=24mm為 標(biāo) 準(zhǔn) 模 數(shù) 。 (z1=1722)4、 計 算 3高 （ ha、 hf、 h） ， 4圓 （ d、 da、 df、 db） ， 3弧 長 （ s、 e、 p） ， 節(jié) 圓 直 徑 （ d1、 d2 ） 。5、 對 于 一 對 齒 輪 要 計 算 a,保 證 1.2,小 齒 輪 齒 頂 厚Sa(0.250.4)m6、 必 須 計 算 最 小 變 位 系 數(shù) ， 選 擇 的 變 位 系 數(shù) xx min；7、 保 證 中 心 距 為 2或 5的 倍 數(shù) ；8、 一 對 齒 輪 變 位 系 數(shù) 和 要 計 算 得 出 ， 由 書 213頁 圖 找 出 x1。 021 xx 0 5010. 05. 150100 20010.20.30. 根 切 限 制 線選 擇 變 位 系 數(shù) 界 限 圖12345 5432 1i1 12 .1 i12 16. .2 i16 22. .3 i22 30. .4 i30.5 m 65.m 10m 7m 89,