机械系统设计大作业.doc

1 健身球检验分类机（学号尾号1-3）
设计要求
设计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≤ф42
2. ф42<第二类≤ф44
3. ф44<第三类≤ф46
其他技术要求见表1：
表1 健身球分类机设计数据
方案号
电动机转速
r/min
生产率（检球速度）
个/min
A
1440
20
B
960
10
C
720
15

2 半自动钻床（学号尾号4-5）
设计要求
设计加工下图所示工件ф12mm孔的半自动钻床。进刀机构负责动力头的升降，送料机构将被加工工件推入加工位置，并由定位机构使被加工工件可靠固定。

图1 工件简图
半自动钻床设计数据参看表2.
表2 半自动钻床设计参数
方案号
进料构
工作程
mm
定位构
工作行程
mm
动力头
工作行程
mm
电动机转速
r/mm
工作节拍（生产率）
件/min
A
40
30
15
1450
1
B
35
25
20
1400
2

3 旋转型罐装机（学号尾号6-8）
设计要求
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2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。

图2 旋转型灌装机
该机采用电动机驱动，传动方式为机械传动。技术参数见表3。
表3 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
A
600
1440
10
B
550
1440
12
C
500
960
10

4 巧克力糖包装机（学号尾号9-16）
设计要求
设计巧克力糖自动包装机。如下图3所示：包装对象为圆台状巧克力糖(图6)，包装材料为厚0.008mm的金色铝箔纸。包装后外形应美观挺拔，铝箔纸无明显损伤、撕裂和褶皱（图7）。包装工艺方案为：纸坯型式采用卷筒纸，纸片水平放置，间歇剪切式供纸（图8）。包装工艺动作为：1.将64mm×64mm铝箔纸覆盖在巧克力糖ф17mm小端正上方；2.使铝箔纸沿糖块锥面强迫成形；3.将余下的铝箔纸分半，先后向ф24mm大端面上褶去，迫使包装纸紧贴巧克力糖。

图3 巧克力包装简图
表4 设计数据表
方案号
A
B
C
D
E
F
G
H
电动机转速
r/min
1440
1440
1440
960
960
820
820
780
每分钟包装糖果数目
个/min
120
90
60
120
90
90
80
60
具体设计要求如下：
1.要求设计糖果包装机的间歇剪切供纸机构、铝箔纸锥面成形机构、褶纸机构以及巧克力糖果的送推料机构。
2.整台机器外形尺寸（宽×高）不超过800mm×1000mm。
3.锥面成形机构不论采用平面连杆机构、凸轮机构或者其他常用机构，要求成形动作尽量等速，起动与停顿时冲击小。

5 热镦挤送料机械手的设计（学号尾号17-19）
设计要求

图4 机械手的外观图
设计二自由度关节式热镦挤送料机械手，由电动机驱动，夹送圆柱形镦料，往40吨镦头机送料。以方案A为例，它的动作顺序是：手指夹料，手臂上摆15º，手臂水平回转120º，手臂下摆15º，手指张开放料。手臂再上摆，水平反转，下摆，同时手指张开，准备夹料。主要要求完成手臂上下摆动以及水平回转的机械运动设计。图4为机械手的外观图。技术参数见表5。
表5 热镦挤送料机械手技术参数
方案号
最大抓重
kg
手指夹持工件
最大直径
mm
手臂回
转角度
（º）
手臂回
转半径
mm
手臂上下
摆动角度
（º）
送料
频率
次/min
电动机转速
r/min
A
2
25
120
684
15
15
1450
B
3
30
100
700
20
10
960
C
1
15
110
500
15
20
1440

6 洗瓶机的设计（学号尾号20-22）
设计要求

图5 洗瓶机工作示意图
设计洗瓶机，主要由推瓶机构、导辊机构、转刷机构组成。如图5所示，待洗的瓶子放在两个同向转动的导辊上，导辊带动瓶子旋转。当推头M把瓶子推向前进时，转动着的刷子就把瓶子外面洗净。当前一个瓶子将洗刷完毕时，后一个待洗的瓶子已送入导辊待推。
洗瓶机的技术要求见表6。
表6 洗瓶机的技术要求
方案号
瓶子尺寸
（长×直径）
mm，mm
工作行程
mm
生产率
个/s
急回系数k
电动机转速
r/min
A
φ100×200
600
15
3
1440
B
φ80×180
500
16
3.2
1440
C
φ60×150
420
18
3.5
960

7 垫圈内径检测装置的设计（学号尾号23-27）
设计要求
设计垫圈内径检测装置，检测钢制垫圈内径是否在公差容许范围内。被检测的工件由推料机构送入后沿一条倾斜的进给滑道连续进给，直到最前面的工件被止动机构控制的止动销挡住而停止。然后，升降机构使装有微动开关的的压杆探头下落，检测探头进入工件的内孔。此时，止动销离开进给滑道，以便让工件浮动。
检测的工作过程如图4.1 所示。当所测工件的内径尺寸符合公差要求时（图6a），微动开关的触头进入压杆的环形槽，微动开关断开，发出信号给控制系统（图中未给出），在压杆离开工件后，把工件送入合格品槽。如工件内径尺寸小于合格的最小直径时（图6b），压杆的探头进入内孔深度不够，微动开关闭合，发出信号给控制系统，使工件进入废品槽。如工件内径尺寸大于允许的最大直径时（图6c），微动开关仍闭合，控制系统将工件送入另一废品槽。

1—工件 2—带探头的压杆 3—微动开关
a)内径尺寸合格 b)内径尺寸太小 c)内径尺寸太大
图6 垫圈内径检测过程

设计数据见表7
方案号
被测钢制平垫圈尺寸
电动机转速/（r/min）
每次检测时间/s
公称直径
/mm
内径
/mm
外径
/mm
厚度
/mm
A
10
10.5
20
2
1440
5
B
12
13
24
2.5
1440
6
C
20
21
37
3
1440
8
D
30
31
56
4
960
8
E
36
37
66
5
960
10

8 台式电风扇摇头装置的设计（学号尾号28-33）
设计要求
设计台式电风扇的摇头机构，使电风扇作摇头动作（即风扇的摇摆转动和仰俯转动的复合运动）。
风扇的直径为Ф300mm，电扇电动机转速n=1450r/min，电扇摇头周期T=10s。电扇摆动角度Φ、仰俯角度ψ与急回系数k的设计要求及任务分配见表8。
表8 台式电风扇摆头机构设计数据
方案号
电扇摇摆转动
电扇仰俯转动
摆角Φ（）
急回系数k
仰角ψ（）
A
80
1.01
10
B
85
1.015
12
C
90
1.02
15
D
95
1.025
20
E
100
1.03
22
F
105
1.05
25

9 压片成形机（学号尾号34-36）
设计要求
设计自动压片成形机，将具有一定湿度的粉状原料(如陶瓷干粉、药粉)定量送入压形位置，经压制成形后脱离该位置。机器的整个工作过程（送料、压形、脱离）均自动完成。该机器可以压制陶瓷圆形片坯、药剂（片）等。设计数据见表9。
表9 压片成形机设计数据
方案号
电动机
转速
/(r/min)
生产率
/(片/min)
成品尺寸
(φ×d)
/(mm,mm)
冲头
压力
/N
机器运转不
均匀系数
/δ
m冲
/kg
m杆
/kg
A
1450
10
100×60
150 000
0.10
12
5
B
970
15
60×35
100 000
0.08
10
4
C
970
20
40×20
100 000
0.05
9
3