机械原理课程设计任务书.doc

机械原理课程设计题目
一、蜂窝煤成型机
l. 工作原理及工艺动作过程
冲压式蜂窝煤成型机是我国城镇蜂窝煤（通常又称煤饼，在圆柱形饼状煤中冲出若干通孔）生产厂的主要生产设备。它将粉煤加入转盘上的模筒内，经冲头冲压成蜂窝煤。
为了实现蜂窝煤冲压成型，冲压式蜂窝煤成型机必须完成五个动作：
1）粉煤加料：
2）冲头将蜂窝煤压制成型；
3）清除冲头和出煤盘的积屑的扫屑运动；
4）将在模筒内的冲压后的蜂窝煤脱模；
5）将冲压成型的蜂窝煤输送装箱。
2. 原始数据及设计要求
1）蜂窝煤形状为圆柱体，成品尺寸：￠100 mm×60 mm；
2）蜂窝煤成型机的生产能力：30次／min。

3）驱动电机：Y180L-8、功率N=11kw、转速n=710r/min。
4）冲压成型时的生产阻力达到100000N；
5）为了改善蜂窝煤冲压成型的质量，希望在冲压后有一短暂的保压时间。
6）由于冲头要产生较大压力，希望冲压机构具有增力功能，以增大有效力作用，减小原动机的功率。
3. 设计方案提示
冲压式蜂窝煤成型机应考虑三个机构的选型和设计：冲压和脱模机构、扫屑机构和模筒转盘的间歇运动机构。
为了减小机器的速度波动和选择较小功率的驱动电机，可以附加飞轮。
4. 设计任务
1）按工艺动作要求拟定运动循环图。
2）进行冲压脱模机构、扫屑刷机构、模筒转盘间歇运动机构的选型。

3）机械运动方案的评定和选择。
4）进行飞轮设计。
5）按选定的电动机和执行机构运动参数拟定机械传动方案。
6）图出机械运动方案简图。
7）对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。
二、四工位专用机床
1. 工作原理及工艺动作过程
如图所示，左侧的工作台有I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个工作位置，工位I装卸工件，工位Ⅱ钻孔，工位Ⅲ扩孔，工位Ⅳ铰孔。右侧的主轴箱装有三把刀具，在对应于工位Ⅱ的位置装钻头，在对应于工位Ⅲ的位置装扩孔钻，在对应于工位Ⅳ的位置装铰刀。刀具由专用电动机带动，绕其自身的轴线转动。主轴箱每向左移动（送进）一次，在四个工位上分别完成相应的装卸工件、钻孔、扩孔和铰孔工作。当主轴箱右移（退回），刀具离开工件后，工作台回转90°，然后主轴箱再次左移。这时，对其中每一个工件来说．便进入了下一个工位的加工。依次循环四次．一个工件就完成装、钻、扩、铰、卸工序。由于主轴箱在四个工位上同时作业，每次就有一个工件完成上述全部工序。
四工位专用机床外形
2. 原始数据及设计要求
1）刀具顶端离开工作表面65mm，快速移动送进了60mm后，再匀速送进60mm（包括5mm刀具切入量、45mm工件孔深、10mm刀具切出量），然后快速返回。回程和工作行程的平均速度之比K=2。
2）刀具匀速进给速度为2mm/s，工件装、卸时间不超过l0s。
3）生产率为每小时约75件；
4）执行机构能装入机体内。
3. 设计方案提示
1）回转台的间歇转动，可采用槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间隙运动机构。
2）主轴箱的刀具移动，可采用圆柱凸轮机构、移动从动件盘形凸轮机构、凸轮-连杆机构、平面连杆机构等。
3）由生产率可求出一个运动循环所需时间T=60*60/75=48s，刀具匀速送进60mm所需时间t匀=60/2=30 s，刀具其余移动（包括快速送进60mm，快速返回120mm）共需18s。回转工作台静止时间为36 s，因此足够工件装卸所需时间。
4. 设计任务
1）按工艺动作过程拟定运动循环图。
2）进行回转台间歇转动机构、主轴箱刀具移动机构的选型，并进行机械运动方案评价和选择。
3）按选定的电动机和执行机构的运动参数进行机械传动方案的拟定。
4）画出机械运动方案简图。
5）对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。

三、螺钉头冷镦钉
1. 工作原理及工艺动作过程
采用冷镦的方法将螺钉头镦出，可以大大减少加工时间和节省材料。冷镦螺钉头主要完成以下动作：
1）把成卷的线材通过校直，并自动间歇送料；
2）截料并运料；
3）预镦和终镦；
4）顶料。
2. 原始数据及设计要求
1）每分钟冷镦螺钉头120只。
2）螺钉杆的直径D=2～4mm，长度L=6～32mm。
3）毛坯料最大长度48mm，最小长度12mm。
4）冷镦行程56mm。
3. 设计方案提示
1）自动间歇送料采用槽轮机构、凸轮式间隙运动机构等。
2）将坯料转动切割可采用凸轮机构推动进刀。
3）将坯料用冲压机构在冲模内进行预镦和终镦，冲压机构可采用平面四杆机构或六杆机构。
4）顶料，采用平面连杆机构等。
4. 设计任务
1）按工艺动作要求拟定运动循环图。
2）进行自动间歇送料机构、截料送料机构、预镦终镦机构、顶料机构的选型。
3）机械运动方案评价和选择。
4）按选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案。
5）画出机械运动方案简图。
6）对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。

四、洗瓶机
1．工作原理及工艺动作过程
洗瓶机主要由推瓶机构、导辊机构、转刷机构组成。如图所示，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把瓶子向前推进时，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。

洗瓶机工作示意图

洗瓶机的技术要求见表。
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
￠100×200
600
15
3
1440
B
￠80×180
500
16
3.2
1440
C
￠60×150
420
18
3.5
960

2．设计任务
（1）洗瓶机应包括齿轮、平面连杆机构等常用机构或组合机构。学生应提出两种以上的设计方案并经分析比较后选定一种进行设计。
（2）设计传动系统并确定其传动比分配。
（3）绘制机器的机构运动方案简图和运动循环图。
（4）设计组合机构实现运动要求，并对从动杆进行运动分析。也可以设计平面连杆机构以实现运动轨迹，并对平面连杆机构进行运动分析，绘出运动线图。若采用凸轮机构，要求设计凸轮。
（5）其他机构的设计计算。
（6）编写设计计算说明书。
（7）学生可进一步完成：洗瓶机推瓶机构的计算机动态演示等。

五电阻压帽机
1．设计要求
设计电阻自动压帽机。图a所示电阻由图b所示的电阻坯1和左、右两个电阻帽2压合而成。要求电阻坯从料斗落下后自动夹紧定位，并将从电阻帽料斗落下的两个电阻帽分左右自动压上。生产按固定周期单工位连续进行。
2．功能分解
为完成电阻压帽工艺过程，其运动功能可分解为三种工艺动作：
1）送坯 将电阻坯件送到压帽工位，为此需要设计进坯机构。
2）夹紧 把电阻坯件夹紧定位，为此需要设计夹紧定位机构。
3）压帽 从两端将电阻帽送到压帽工位，并将它们压牢在电阻坯件上（两端同时进行），为此需要设计送帽压帽机构。
3．原始数据
1）电阻坯为圆柱体，成品尺寸：￠8 mm×20 mm；
2）生产能力：60次／min。
3）驱动电机：转速n=1440r/min。
4. 设计任务
1）按工艺动作要求拟定运动循环图。
2）进行进坯机构、夹紧定位机构、送帽压帽机构的选型。
3）机械运动方案评价和选择。
4）按选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案。
5）画出机械运动方案简图。
6）对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。

六、冷霜自动灌装机
l. 工作原理及工艺动作过程
冷霜自动灌装机是通过出料活塞杆上下往复运动实现冷霜灌装入盒内。其主要工艺动作有：
1）将空盒送进六工位转盘，利用转盘间歇运动变换不同工位；
2）在灌装工位上空盒上升灌入冷霜；
3）在贴锡纸工位上粘贴锡纸（利用锡纸下降）；
4）在盖盒盖工位上将盒盖压下；
5）进出成品。
2. 原始数据及设计要求
1）冷霜自动灌装机的生产能力：60盒／min。
2）冷箱盒尺寸：直径D=30～50mm，高度h=10～15mm。
3）工作台面离地面的距离约1100～1200mm。
4）要求机构的结构简单紧凑，运动灵活可靠，易于制造。
3. 设计方案提示
1）六工位转盘机构可采用槽轮、不完全齿轮、凸轮式间歇运动机构。
2）空盘上升可采用凸轮机构。
3）锡纸纸库下降可采用凸轮机构。
4）压盖机构也可采用凸轮机构。

为了使上述各机构实现同步、协调工艺动作，三个凸轮可装在一根轴上。
4. 设计任务
1）按工艺动作要求拟定运动循环图。
2）进行转盘问歇运动机构、空盒上升机构、锡纸库下降机构、压盖机构的选型。
3）机械运动方案的评定和选择。
4）按选定的电动机和执行机构运动参数拟定机械传动方案。
5）画出机械运动方案简图。
6）对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。

七、半自动钻床
1．设计题目
设计加工图示工件的半自动钻床。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。
半自动钻床设计数据参看表。
半自动钻床凸轮设计数据
方案号
进料机构工作行程/mm
定位机构工作行程/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
C
30
20
10
960
1

2．设计任务
（1）半自动钻床至少包括凸轮机构、齿轮机构在内的三种机构。
（2）设计传动系统并确定其传动比分配。
（3）图纸上画出半自动钻床的机构运动方案简图和运动循环图。
（4）凸轮机构的设计计算。按各凸轮机构的工作要求，自选从动件的运动规律，确定基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径。对盘状凸轮要画出从动件运动规律线图及凸轮廓线图。
（5）设计计算其他机构。
（6）编写设计计算说明书。
（7）学生可进一步完成：半自动钻床的计算机演示验证等。