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1、1. 学习机械设计的方法及步骤，体 验设计过程，将所学的知识（各种传 动机构）用于工程实践；锻炼培养查 找资料的能力、运用知识能力、作图 能力、分析解决问题的能力。2.为后续的课程设计、毕业设计和就 业作准备，要有实践创作激情、创新 意识，珍惜实战演练的机会。3. 培养良好的工作作风（认真、细 致、责任感），设计力求合理，能低 成本、高质量地制造出来，不出设计 废品。一、目的机械原理课程设计机械原理课程设计参考书：姜琪主编高等教育出版社1、题目简介 机床构成：主轴箱进给机构、工作台转位与定位、主传动系统。 工作原理：主轴箱往复一次，在四个工位上同时进行装卸、钻孔 、扩孔、铰孔工作，所以每次都有
2、一个工件完成加工。 二、设计题目参 数机床生产率 （件/小时）工件长度 S(mm)空行程 L(mm)行程速比 系数K刀具 匀速进给 速度(mm/s)数 据S2、已知条件：二、设计题目L工作行程：S行程速比系数：K (曲柄或凸轮的推程转角机回程转角) ；刀具匀速进给速度（切削速度）：V生产率：N件/小时；（ t秒/件曲柄或凸轮角速度 /秒）装卡时间：约10秒；（齿轮模数m=2）。主轴箱的进给-要求匀速工进，快速返回，无刚性冲击 凸轮机构与其它机构组合。工作台转位-间歇机构-棘轮机构(转角小)、槽轮机构(可用)、不完全齿轮机构(可用)。工作台定位-圆柱销定位，注意插销的方向、位置、方法。传动链 电
3、动机、带、轮系（周转、定轴） 各执行机构；运动配合：进给凸轮（或其它机构）转1周，槽轮转1/4周, 90。3、设计内容 （运动方案构思与设计）二、设计题目定位销位置与方向方案一：圆柱凸轮制造成本高；行程大时，；力的作用点相对导轨产生有害力矩；锁合好。三、方案构思方案二：凸轮直接驱动升程大， ；锁合力大；凸轮外 露不美观。易更换，易 改装及变换尺寸。三、方案构思方案三：放大行程，力减小， 长摆杆刚度差；摆杆端部 水平分速度不是匀速；摆 动变移动，不易设计。注意凸轮锁合方式方案四：（1）凸轮- 推杆 - 摆杆（放大行程）- 滑块；（2）凸轮-推杆齿条-齿轮+齿轮（放大行程）-齿条（转动移动）；三、
4、方案构思其它方案： （1）液压、气动机构； （2）螺杆机构-步进电机-程序控制 （3）纯轮系（齿轮齿条）传动-双向电机-电器控制注意凸轮锁合方式1、确定（构思）方案-（提前两天） 安排教室，借图板、丁字尺； 确定传动系统方案，确定凸轮行程是否缩小。2、由K 推程运动角(推程时间)，回程运动角（回程时间）；K=推程运动角/回程运动角由生产率确定主凸轮转速凸（度/秒）或 n凸 （转/分）。3、选电机转速n0电机选择Y系列，同步转速3000、1500、1000、750 r/min ； 电机转速低，体积大，价格高。由n0- n凸 总传动比i总 分配各级传动比i总= i1.i2.i3 i带5（带传动的作
5、用：降速、吸振、防过载、远距离传动等作用）；i齿轮5 （可用周转轮系获得大传动比）。四、设计步骤4、运动循环图 工作行程空回行程 （及回程后近休止）主轴箱刀具在工件外刀具在工件内刀具在工件外工作台转位定位转位定位销在外插销销在内拔销销在外凸轮转角：0 ？ 60 240 ？ 360时间： 0 10s 40s 60s四、设计步骤（刀具在工件内及工作台转位时不能插、拔定位销）作用： 1）保证执行构件的动作协调配合；2）合理分配时间，提高生产率；3）利于设计、装配、调试。4、运动循环图 四、设计步骤运动循环图类型 ： 表格型 圆环型 线图型 1）快进段等加速等减速5次曲线2）工进段（匀速）V= C3)
6、工进修正段等加速等减速正弦加速度5次曲线4）快退段正弦加速度5凸轮运动线图四、设计步骤36075+S2406060h(, s,)h0(, s,)其它运动规律：5次曲线；正弦加速度。快进段及修正段用等加等减运动规律0h075+S用正弦加速度运动规律修正工进段Sh=10mm用五次多项式运动规律修正快进段(没有冲击)va工工作台转位90工作台转 位90续插销凸轮转角应30 ，可 以通过近休止增大此角度拔销角度刀具退出工件运动循环图插销定位，刀具在工件内凸轮手工图例1、图纸4张： 方案简图（1#）1张：（机构外观、机构布置）和运动循环图； ( 注意：布局与干涉) 凸轮设计（2#） 1张：进给凸轮；（图
7、解法、s,v,a曲线、凸轮廓 线、留过程线、作图质量要高）； 工作台转位、定位机构（2-3#） 2张：槽轮尺寸图、插销凸轮。2、计算机编程与作图：用解析法计算凸轮参数、作凸轮图和凸轮 数据表、源程序、程序流程图；（上机6学时免费,其余自费）。五、设计任务（工作量）凸轮转角051015 从动杆位移 压力角 基圆半径50-100 偏距圆半径15-30 滚子半径15-203设计计算说明书（要求十几页，计算草稿、数据逐渐积累）要求：题目简介、已知条件、方案构思比较（要求有三、四个方 案的比较分析）、所选方案的简要设计过程及说明。注意：不是使用说明书，是技术资料，给制造工程技术人员看。4、程序流程框图
8、：包含函数、宏定义设定变量、赋初值设定图形模式（ initgraph（VGA，VGAHI，”路径”）分段循环计算凸轮 行程S（开始可先假定简单的运动规律）、ds，ds/d、压力角 ，计算理论廓线和实际廓线的直角坐标值并赋值到数组变量 画基圆、偏距圆、凸轮廓线，列参数表。五、设计任务（工作量）六、其它设计方案简介方案1： 六杆机构方案2：六杆机构六、其它设计方案简介方案3：七杆机构六、其它设计方案简介连杆机构设计方法六、其它设计方案简介方案五：七杆机构六、其它设计方案简介连杆机构设计方法#include “stdio.h”/*-凸轮设计程序-*/ #include #include “math.
9、h“ #define H 120/*最大行程*/ #define h1 60.9902 #define h2 12.0711 #define W 6/*角速度(度/秒)*/ #define K 4/*循环步距*/ #define AA 65.9412 #define AB 42.4264 #define A1 60 #define A3 240 #define A4 360 #define X0 400/*凸轮转轴坐标*/ #define Y0 280 #define pi 3.14159 #define t pi/180/*度弧度*/main() /*主程序*/ float e,ro,rr,
10、p,so,dx,dy,st,ct; /*变量说明*/float s200,ds200,dv200,da200,x200,y200,xp200,yp200;int a=DETECT,b,i=0,w=0; /*-*/ initgraph( /*设定图形模式*/ e=30; /*偏心距*/ ro=150;/*基圆半径*/ rr=20;/*滚子半径*/ so=sqrt(ro*ro-e*e); /*-凸轮理论廓线坐标计算-*/ for(p=0;pA1dsi=H*W/(A4-A3)*(cos(2*pi*(p-A3)/(A4-A3)-1);dvi=-2*pi*H*W*W/pow(A4-A3),2)*sin(
11、2*pi*(p-A3)/(A4-A3);/*-凸轮实际廓线坐标计算-*/ dai=(atan(dsi/(W*t)-e)/(so+si)/(t); /*压力角计算*/ xi=X0+(so+si)*sin(p*t)+e*cos(p*t);/*理论廓线坐标*/yi=Y0+(so+si)*cos(p*t)-e*sin(p*t);dx=(dsi-e)*sin(p*t)+(so+si)*cos(p*t); /*x微分 */dy=(dsi-e)*cos(p*t)-(so+si)*sin(p*t); /*y微分 */st=dy/sqrt(dx*dx+dy*dy); /*SIN 值*/ct=dx/sqrt(dx
12、*dx+dy*dy); /*COS 值*/xpi=xi+rr*st;/*外实际廓线坐标*/ypi=yi-rr*ct;i+; /*-画凸轮-*/circle(X0,Y0,ro);/*画基圆*/circle(X0,Y0,e);/*画偏距园*/for(w=0;w #include #include /*-主程序-*/ main() int i; int n=4; static double A44= 0.2368,0.2471,0.2568,1.2671, 0.1968,0.2071,1.2168,0.2271, 0.1581,1.1675,0.1768,0.1871, 1.1161,0.1254,0.1397,0.1490; Static double B4= 2.8471,2.7471,2.6471,2.5471; static double X4;if(is!=k) for(j=k;jd)d=t; jsk=j;is=i;if(d+1.0=1.0) l=0;else if(jsk!=k)for(i=0;i=0;i-) t=0.0;for(j=i+1;j=0;k-)if(jsk!=k) t=Xk;Xk=Xjsk;Xjsk=t; free(js); return(1); 六、其它设计方案简介连杆机构设计方法连杆机构图例
