湖南工业大学

课  程  设  计

资  料  袋

    机械工程学院   学院（系、部）       20##   学年第     1      学期

课程名称          机械原理课程设计       指导教师  银金光       职称          

学生姓名   覃英权    专业班级   机械1006      学号 10405700604                    

题    目                         蜂窝煤成型机                                      

成    绩                  起止日期 20## 年 6月 4日～ 20## 年 6 月 8日

目   录   清   单

 

机械原理

设计说明书

起止日期：    2012年 6 月 4 日 至  2012  年  6月  8日

机械工程学院

 2012 年  6 月  7 日

目录

第一章 设计任务................................... 1

1、设计题目.................................... 1

2、设计要求.................................... 1

第二章 工艺动作分解和工作原理...................... 2

第三章机械运动方案的设计及分析决策................. 3

1、执行机构的选型............................... 3

2、主传动运动方案分析及选择..................... 3

3、扫屑机构运动方案分析......................... 6

第四章 机构尺度综合............................... 8

1、主体机构的运动尺寸设计....................... 8

2、扫煤机构的运动尺寸设计....................... 8

3、齿轮传动计算................................ 9

4、槽轮机构计算................................ 9

5、凸轮基本尺寸的确定.......................... 10

6、作凸轮轮廓曲线.............................. 10

第五章 机构运动线图设计与分析..................... 12

第六章 机器运动简图.............................. 13

设计小结.......................................... 14

参考书目.......................................... 15

第一章 设计任务

1、设计题目

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，它将煤粉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以下几个动作：

·         煤粉加料；

·         冲头将蜂窝煤压制成型；

·         清除冲头和出煤盘的积屑的扫屑运动；　

·         将在模筒内的冲压后的蜂窝煤脱模；

·         将冲压成型的蜂窝煤输送装箱。

2、设计要求

1、基本参数

表1-1  基本参数

2、驱动动机： Y180L—8、功率N=111kW、转速n=710r/min；

3、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；

4、由于冲头要产生较大压力，希望冲压机构具有增大有效力作用，减小原动机的功率。

   5、机械运动方案应力求简单

第二章  工艺动作分解和工作原理

根据上述分析，冲压式蜂窝煤成型机要求完成的工艺动作有以下六个动作：

1）加料：这一动作可利用煤粉的重力打开料斗自动加料；

2）冲压成型：要求冲头上下往复运动，在冲头行程的二分之一进行冲压成型；

3）脱模：要求脱模盘上下往复移动，将已冲压成型的煤饼压下去而脱离模筒。一般可以将它与冲头固结在上下往复移动的滑梁上；

4）扫屑：要求在冲头、脱模盘向上移动过程中用扫屑刷将煤粉扫除；

5）模筒转模间歇运动：以完成冲压、脱模和加料三个工位的转换；

6）输送：将成型的煤饼脱模后落在输送带上送出成品，以便装箱待用。

以上六个动作，加料和输送的动作比较简单，暂时不予考虑，脱模和冲压可以用一个机构完成。因此，冲压式蜂窝煤成型机运动方案设计重点考虑冲压和脱模机构、扫屑机构和模筒转盘间歇转动机构这三个机构的选型和设计问题。

    如图1所示位冲头3、脱模盘5、扫屑刷4、模筒转盘1的相互位置情况。实际上冲头与脱模盘都与上下移动的滑梁2连成一体，当滑梁下冲时冲头将煤粉压成蜂窝煤，脱模盘将已压成的蜂窝煤脱模。在滑梁上升过程中扫屑刷将刷除冲头和脱模盘上粘附的煤粉。模筒转盘上均布了模筒，转盘的间歇运动使加料后的模筒进入加压位置、成型后的模筒进入脱模位置、空的模筒进入加料位置；

第三章 机械运动方案的设计及分析决策

1、执行机构的选型

根据冲头和脱模盘、模筒转盘、扫屑刷这三个执行构件动作要求和结构特点，可以选择表1的常用机构，这一表格又称为执行机构的形态学矩阵。

表3-1      执行机构的形态学矩阵

2、主传动运动方案分析及选择

    执行构件作往复直线运动，所以主传动链中，需要两级减速，运动分支和将连续回转运动变换为往复直线运动的功能，即可画出主运动链的功能框图1-3。

    然后再根据其他执行构件的运动形式和运动参数的大小。确定所需的功能元，画出辅助传动链的功能框图3-1

图3-1传动链的功能框

这样取出功能框图中几种主要功能元，然后选择功能载体，即可得到表2所示：

表3-2  型煤及形态学矩阵

综合以上分析，结合主要的运动类型，我们制定了两种方案，下面就让我们对两种方案作一详细的分析：

 方案I：主传动采用带传动和链传动，主题机构采用曲柄滑块机构，辅助转位机构采用槽轮机构，传送装置采用传送带。装配简图如图3-2所示，列出了机构主要构件。

                                       图3-2   方案Ⅰ

方案Ⅱ：主传动采用两级齿轮机构减速，主体机构虽然可以采用其它机构，但在动力传动中曲柄滑块机构较其他机构简单、合理，所以本方案主体机构仍采用曲柄滑块机构，辅助转位机构采用不完全齿轮机构，其他同方案I，各机构的装配简图如图3-3。

方案Ⅰ、方案Ⅱ的分析比较

这两种方案区别在于主传动机构和辅助转位机构不同。由《机械原理课程设计指导》（张永安主编、高等教育出版社出版）的第二章的表1、表2可知，方案I带传动结构简单，传动平稳，具有过载保护作用.链传动传递功率较大，但是它们的外廓尺寸大，在振动冲击载荷作用下，链传动寿命较短。槽轮机构结构比较简单，工作可靠，啮入啮出比较平稳，有柔性冲击，但槽轮在工作盘上不大好布置，所以空间较大。

方案Ⅱ采用齿轮传动，结构紧凑，寿命长，效率高，可采用标准减速器、大齿轮即为曲柄，便于平衡，且可起飞轮作用，但制造成本较高。不完全齿轮机构啮入啮出时冲击较大，设计计算较复杂，但动停比不受结构限制，尺寸较紧凑，便于布置。根据以上简单分析，初步决定采用方案Ⅱ作为机器的运动方案。

3、扫屑机构运动方案分析

方案Ⅰ：冲压机构为偏置曲柄滑块机构、模筒转盘为不完全齿轮机构、扫屑机构为附加滑块摇杆机构。

方案Ⅱ：冲压机构为对心曲柄滑块机构、模筒转盘为槽轮机构、扫屑机构为固定凸轮移动从动件机构。

      图3（a）表示附加滑块摇杆机构。利用滑梁的上下移动使摇杆AB上的扫屑刷扫除冲头和脱模盘底上的粉煤屑。图3（b）表示固定移动凸轮利用滑梁上下移动使带有扫屑刷的移动从动件顶出而扫除冲头和脱模盘底上的粉煤屑。

两个方案我们可以用模糊综合评价方法来进行评估优选，最后定方案Ⅱ为冲压式蜂窝煤成型机的扫屑机构的运动方案。

第四章 机构尺度综合

为了实现具体的移动要求，必须对带传动、齿轮传动、曲柄滑块机构（冲压机构）、槽轮机构（模筒转盘间歇运动机构）和扫屑凸轮机构进行运动学计算，必要时还要进行动力学计算。

1、主体机构的运动尺寸设计

 由于滑块没有行程速比系数要求，为使机构受力较好，采用对心的曲柄滑块机构作为主体机构，则曲柄长度：

                      

为了使机构力学性能较好，使滑块运动速度波动

较小，又考虑到机器的整体高度，一般

取：

                       

则两杆长度：

                    

考虑到机器的整体高度，取，

如图1-9所示为传动角最小时的机构位置简

图，由此校核最小传动角，所以：

   

满足传力性能要求。

2、扫煤机构的运动尺寸设计

为了清扫压头和推杆下面的煤屑，在此设计一扫煤机构，使压头离开工作台时，扫煤杆在压头下面往复扫过，又不能与其它构件相碰撞。扫煤杆的长度要保证能在压头下面扫过，由总体高度来考虑，固定凸轮采用斜面形状，其上下方向的长度应大于滑梁的行程s，其左右方向的高度应能使扫屑刷满足扫除粉煤的活动范围。

用作图法对此机构进行设计，如图1-10：应该满足关系式：

                 

凸轮的转速应该与主体机构的运动周期相配合，由主体机构的转动比，原动机的转速为1440r/min，可计算出：

                 

3、齿轮传动计算

取Z₁=22，Z₂＝i×22＝5×22＝110。按钢制齿轮计算，取模数m=5mm.。则

                        d₁＝Z₁m＝110 mm.

                        d₂＝Z₂m＝550 mm.

4、槽轮机构计算

1）槽数    按工位要求选定为6。

2）中心距    按结构情况确定。

3）圆销半径    按结构情况确定。

4）槽轮每次转位时主动件的转角   

5）槽间角   

6）主动件圆销中心半径   

7）与的比值   

8）槽轮外圆半径   

9）槽轮槽深   

               取。

10）运动系数        （）

5、凸轮基本尺寸的确定

                        图4-3  凸轮机构

如图4-3所示，由于扫屑刷要在冲头开始回程之后到行程之前完成扫屑动作，所以取凸轮的远休止角为，安装时确保凸轮开始转动时从动件滚子在它的转动中心最远位置。取=,=,=.由于冲头宽100mm，故取凸轮的行程h=105mm。又因为推程直动件的许用压力[α]=，取α=,查文献得=0.6，得=175mm.滚子半径=（0.1～0.15），取=26 mm

6、作凸轮轮廓曲线

凸轮轮廓曲线如图4-4

              图4-4 凸轮的轮廓曲线

第五章 机构运动线图设计与分析

如图所示为型煤机主体机构的运动简图，由封闭矢量图 可得适量方程为：

                    

写出复数形式为   

                

展开后得  

            

求得：

              

将式子（2.2）对时间求导，求得：

              

将式子（2.4）对时间求导，求得：

由以上式子可求出各个位置的速度、加速度及o的位移的值，根据各个点的速度、加速度、位移的值，通过描点法即可作出滑块的速度、加速度、位移的线图，如图5-1 所示。

 

第六章 机器运动简图

根据以上设计分析及有关的数值计算，得到图6-1所示的机器简图：由于传送装置位于视野之外，在此并未画出其简图，仅仅作出了冲压式蜂窝煤的主体机构简图。

图6-1  主体机构简图

设计小结

 通过近两星期的机械课程设计，我们感触良多，这次课程设计让我看到了自己的不足之处，也让我体会到了课程设计的乐趣和意义。

 理论联系实际这一重要思想，在这里体现得淋漓尽致。我们现在最缺乏的就是实际工作经验，而理论联系实践并不像我们想象的那么简单，他需要坚实的理论基础和实际工作经验。坚实的理论基础决定了我必须坚持学习新的知识新的理论，完善了自己的知识结构，才能在以后的实际中轻松面对，才能设计出更好的更有益于人们生活与工作的机械，才能跟上时代的步伐，不被淘汰。

 严谨和细心是做机械设计的必要态度，要想做好一件事，就必须一丝不苟、态度认真。俗话说：“失之毫厘，谬之千里。”在机械设计上尤其应该注意。在以后的工作中，你的很小的一个疏忽将会造成一个公司很大的损失，甚至给用户带去生命危险，而自己也会为自己的不负责任行为付出代价。

 当然要顺利的完成一项设计，团队合作是必不可少的，大家相互交流意见，分工合作，取长补短，共同努力。

 在这次课程设计中，困难不可避免，但我们团结合作，永不言弃，始终相信办法总比困难多。困难是我们前进的动力，不经历风雨，怎能见彩虹。困难并不可怕，只要我们拥有解决困难的信心，一切困难都会被我们踩在脚下。

学无止境，我们决不能仅仅满足现有的成绩，人生就像爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着我们去攀登、去征服。挫折是一份财富，经历是一份拥有。

本次课程设计已接近尾声，大家半个多月的努力终于见分晓了。回首这十多天，我们设计组成员都十分努力，大家都挤出时间来忙设计。一个又一个忙碌而充实的晚上，我们共同在电脑前讨论，计算，思考……直到深夜。大家都很累，但眼看着摆在我们面前的疑难问题一个一个地被解决，大家累的充实，累的高兴。

想当初刚拿到课题时，我们觉得比较简单，前几天没抓紧设计而只简单地列了个基本方案，直到开始着手设计和计算时，才发现原来设计中有如此多的问题，特别是有很多细节问题亟待解决。

半个月设计下来，我们知道了课程设计的意义：并不只是机械原理的一个作业，而是要在这次课程设计中，初步接触机械设计，在设计能完成简单要求的机械中培养对新的机械运动方案构思和设计的能力，对机构系统种各机构分析和设计能力的培养。并且逐步树立工程设计的观点，培养自己的创新设计能力和实用机构设计能力。

参考书目

[1]  穆塔里夫 .机械原理课程设计指导书[M].新疆大学.

[2]  付则绍 . 机械原理[M].2版. 北京：石油工业出版社，1998.

[3]  孙桓,陈作模.机械原理[M].6版. 北京：高等教育出版社，1996.

[4]  汤可桢，程光温.机械设计基础[M].4版. 北京：高等教育出版社，2002.

[5]  郑文纬,吴克坚.机械原理[M] .7版.  北京：高等教育出版社，1997.

[6]  罗恭添. 机械原理课程设计指导书[M]. 北京：高等教育出版社，1986.

[7]  李方伟,孙怀安,李团结.机械原理辅导[M]. 西安：西安电子科技.大学出版社，2001.

[8]  彭国勋,肖正扬.自动机械的凸轮机构设计[M]. 北京：机械工业出版社，1990.

[9]  阮宝湘 . 工业设计机械基础[M] .上海理工大学.

[10] 孔庆华.机械设计基础[M]. 上海同济大学.

[11] 邹慧君.机械系统设计[M].  上海科技大学.

 

第二篇：机械原理课程设计2

机械原理课程设计2

题目7：专用精压机设计（4人）

（一）、工作原理及工艺动作过程

专用精压机是用于薄壁铝合金制件的精压深冲工艺，它是将薄壁铝板一次冲压成为深筒形。如图1（a）所示，上模先以比较小的速度接近坯料，然后以匀速进行拉延成形工作，以后，上模继续下行将成品推出型腔，最后快速返回。上模退出下模以后，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置，完成一个工作循环。它的主要工艺动作有：

（1） 将新坯料送至待加工位置；

（2） 下模固定、上模冲压拉延成形将成品推出膜腔。

(a) （b）

图1 加工工件及上模运动规律

（二）、原始数据和设计要求

（1） 动力源是电动机，作转动；冲压执行构件为上模，作上下往复直移运动，其大致运动规律如图1（b）所示，具有快速接近工件、等速工作进给和快速返回的特性。

（2） 精压成形制品生产率约每分钟70件。

（3） 上模移动总行程为280 mm，其拉延行程置于总行程的中部，约100 mm。

（4） 行程速比系数K≥1.3。

（5） 坯料输送的最大距离200 mm。

（6） 上模滑块总质量40 kg,最大生产阻力为5000 N，且假定在拉延区内生产阻力均衡；

（7） 设最大摆动件的质量为40kg/mm，绕质心转动惯量为2 kg?m2/mm，质心简化到杆长的中点。其它构件的质量及转动惯量均忽略不计；

（8） 传动装置的等效转动惯量（以曲柄为等效构件，其转动惯量设为30 kg?m2，机器运转许用不均匀系数[δ]为0.05）

（9） 机构应具有较好的传力性能，特别是工作段的压力角 应尽可能小，传动角 大于或等于许用传动角 。

（三）、方案设计及讨论

（1） 送料机构实现间歇送料可采用凸轮机构、凸轮—连杆组合送料机构、槽轮机构等。

（2） 冲压机构为保证等速拉延、回程快速的要求，可采用导杆加摇杆滑块的六杆机构、铰链四杆加摇杆滑块的六杆机构、齿轮—连杆冲压机构等。

（3） 工件送料传输平面标高在1000mm左右。

（4） 需考虑飞轮设计。

（四）、设计任务及要求

（1） 根据工艺动作要求拟定运动循环图；

（2） 进行送料机构、冲压机构的选型；

（3） 机械运动方案的评定和选择；

（4） 根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案，分配传动比，并画出传动方案图；

（5） 对机械传动系统和执行机构进行运动尺寸计算；

（6） 画出机械运动方案简图；

（7） 对执行机构进行运动分析，画出运动线图;

（8） 进行飞轮设计；

（9） 编写设计计算说明书。

1、工作原理及工艺动作过程

半自动平压模切机是印刷、包装行业压制纸盒、纸箱等纸制品的专用设备。它可对各种规格的纸板、厚度在4 mm以下的瓦楞纸板，以及各种高级精细的印刷品进行压痕、切线、压凹凸。经过压痕、切线的纸板，用手工或机械沿切线处去掉边料后，沿压出的压痕可折叠成各种纸盒、纸箱，或制成凹凸的商标。

它的工艺动作主要有两个：一是将纸板走纸到位，二是进行冲压模切。

2、原始数据和设计要求 '

1）每小时压制纸板3000张。 2）上模固定，下模向上移动的行程长度H=50±0.5 mm，回程的平均速度为工作行程的平均速度的1.3倍。

3）工作行程的最后2 mm范围内受到生产阻力Pc=2x1O6 N，回程时不受力。下模和滑块的质量共约120kg。

4）工作台面离地面的距离约120 mm。

5）所设计的机构性能要良好，结构简单紧凑，节省动力，寿命长，便于制造。3、设计方案提示

1）走纸机构可采用双列链传动，走纸横块其两端分别固定在前后两根链条上，横块上装有若干夹紧片以夹紧纸板。主动链轮由间歇运动机构带动以实现定时走纸。

2）模切机构一般可采用六杆冲压机构，在纸板停顿时进行冲压模切。冲压机构要求急回并节省动力。

3）由于冲压模切机构仅在短时内承受很大生产阻力，为了减小周期性速度波动可选用较小容量的电机，一般需安装飞轮。4、设计任务

1）根据工艺动作要求拟定运动循环图。

2）进行送料、模切机构的选型。

3）机械运动方案的评定和选择。

4）根据给定的生产阻力及工作裕量选定合适的电动机。

5）进行飞轮设计。

6）按选定的电动机和执行机构运动参数拟定机械传动方案。

7）画出机械运动方案简图。

8）对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。

题目3：剪板机设计（4人）

（一）、工作原理及工艺动作过程

剪板机是将卷料展开并剪成一定长度铁板的机器，即将板料作定长度的间歇送进，在板料短暂的停歇时间内，剪刀在一定位置上将铁板剪断。因此剪板机主要包括铁板输送机构和剪断机构。

（二）、原始数据及设计要求

(1) 原材料为成卷的板料。每次输送铁板长度为L＝1900或2000或2200 mm(设计时任选一种)。

(2) 每次输送铁板到达规定长度后，铁板稍停，以待剪板机构将其剪断。剪断工艺所需时间约为铁板输送周期的十五分之一。建议铁板停歇时间不超过剪断工艺时间的1.5倍，以保证有较高的生产率。

(3) 输送机构运转应平稳，振动和冲击应尽量小(即要求输送机构从动件的加速度曲线连续无突变)。

（三）、方案设计提示

将铁板作间歇送进的机构方案设计，可从下述两个方面考虑机构的选择：

(1) 如何夹持和输送铁板，并使停歇时保持铁板的待剪位置；

(2) 如何实现间歇送进，并能使铁板停歇时运送铁板的构件的速度和加速度曲线仍然连续，这样，送进机构的运转就比较平稳。

大致有几条途径：

(1) 利用机构中运动构件暂时脱离运动链，使后续构件实现停歇；

(2) 利用构件上一点在圆弧段或直线段上运动，使与之相连的构件实现停歇；

(3) 利用两种运动的叠加使构件实现间歇运动；

(4) 其它。

工业上常用的简单间歇机构，如棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构等，虽具有结构简单、制造方便。运动可靠等优点，但在动力性能、动停比(运动时间和停歇时间之比)方面很难满足设计要求。所以常用组合机构来满足设计要求。

（四）、设计任务及要求

（1） 根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；

（2） 进行铁板输送机构和剪断机构的选型；

（3） 机械运动方案的评定和选择；

（4） 根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案，分配传动比，并在图纸上画出传动方案图

（5） 对机械传动系统和执行机构进行运动尺寸计算；

（6） 对执行机构进行运动分析，画出运动线图；

（7） 画出机械运动方案简图；

（8） 编写设计计算说明书。

搅 拌 机

一、机构简介与设计数据

1. 机构简介

搅拌机常应用于化学工业和食品工业中对拌料进行搅拌工作。如图4-25a所示，电动机经过齿轮减速，通过联轴节（电动机与联轴节图中未画）带动曲柄2顺时针方向回转，驱使曲柄摇杆机构1-2-3-4运动；同时通过涡轮蜗杆带动容器绕垂直轴缓慢转动。当连杆3运动时，固联在其上的拌勺E即沿图中虚线所示轨迹运动而将容器中的拌料均匀搅动。

工作时，假定拌料对拌勺的压力与深度成正比，即产生的阻力按直线变化，如图4-25，b所示。

2.设计数据

见表4-19

二、设计内容

1.连杆机构的运动分析

已知 各构件尺寸及重心S的位置，中心距x,y，曲柄2每分钟转数n2。

要求 作机构两个位置（见表4-20）的运动简图、速度多边形和加速度多边形，拌勺E的运动轨迹。以上内容与后面动态静力分析一起画在1号图纸上。

曲柄位置图的作法，如图4-26所示：取摇杆在左极限位置时所对应的曲柄作为起始位置1，按转向将曲柄圆周作十二等分，得十二个位置。并找出连杆上拌勺E的各对应点E1、E2、……E12，绘出E点轨迹。按拌勺E点运动轨迹的最低点向下量40毫米定出容器底面的位置，再根据容器高度定出容器顶面位置。并求出拌勺E离开及进入容器所对应两个曲柄位置8和11。

2.连杆机构的动态静力分析

已知 各构件的重量G及对重心轴的转动惯量Js(构件2的重量和转动惯量略去不计)，阻力线图（拌勺E所受阻力的方向与E点的速度方向相反），运动分析中所得结果。

要求 确定机构两个位置（同运动分析）的各运动副反力及加于曲柄上的平衡力矩。以上内容作在运动分析的同一张图纸上。

3.飞轮设计

已知 机器运转的不均匀系数δ，由动态静力分析所得的平衡力矩My；驱动力矩为常数。 要求 用惯性力法确定安装在齿轮2轴上的飞轮转动惯量JF以上内容作在2号图纸上。

该题目每班不超过四人选作，每人位置不能重复。

一、机构简介与设计数据

1．机构简介

颚式破碎机是一种用来破碎矿石的机械，如图所示。机器经带传动(图中未画)使曲柄2顺时针方向回转，然后通过构件3、4、5使动颚板6作往复摆动。当动颚板6向左摆向固定于机架1上的定颚板7时，矿石即被轧碎；当动颚板6向右摆离定颚板7时，被轧碎的矿石即落下。由于机器在工作过程中载荷变化很大，将影响曲柄和电动机的匀速转动。为了减少主轴速度的波动和电动机的容量，在曲柄轴O：的两端各装一个大小和重量完全相同的飞轮，其中一个兼作带轮用。

2．设计数据

设计数据见表9—4。

表9-4设计数据

设计

内容 连杆机构的运动分析

符号 n2

单位 r/min mm

数据 170 100 1000 940 850 1000 1250 1000 1150 1960

连杆机构的动态静力分析 飞轮转动惯量的确定

mm N Kg?m2 N Kg?m2 N Kg?m2 N Kg?m2

600 5000 25.5 2000 9 2000 9 9000 50 0.15

二、设计内容

1．连杆机构的运动分析

已知：各机构尺寸及质心位置(构件2的质心在02，其余构件的质心均位于构件的中心)，曲柄转速为n2

要求：作机构运动简图，机构2个位置的速度和加速度多边形。以上内容与后面的动态静力分析一起画在1号图纸上。（起始位置为曲柄2的左水平位置，每隔50度为一个设计位置）

2．连杆机构的动态静力分析

已知：各构件重力G及对质心轴的转动惯量Js；工作阻力F，曲线如图9-5所示，F，的作用点为D，

方向垂直于06C；运动分析中所得结果。

图9-5

要求：确定机构一个位置的各运动副反作用力及需加在曲柄上的平衡力矩M 。以上内容和运动分析作在同一张1号图纸上。

3．飞轮设计

已知：机器运转的速度不均匀系数δ，由动态静力分析所得的平衡力矩M 以及驱动力矩

Mb为常数。

要求：确定安装在轴02上的飞轮的转动惯量J 。以上内容作在2号图纸上。

B.创新性设计题目

请结合下列实际设计问题，选择自己感兴趣的题目，并通过需求背景调查进一步明确设计目标和功能要求，综合运用所学知识完成如下工作：

1. 针对自己确定的创新性设计题目，拟定设计方案，并详细说明工作原理和工艺动作过程；

2. 机构结构分析与综合，计算机构自由度，进行机构运动分析和设计计算，确定机构运动参数和构件尺寸；

3. 绘制机构运动简图和运动循环图，绘制主要机构的运动线图（s,v,a）；

4. 编写设计计算说明书。

题目一

结合自己身边学习和生活的需要，设计一折叠式床头小桌或窗外伸缩式晾衣架，或一收藏式床头书架或脸盆架或电脑架等；

题目二

设计一能帮助截瘫病人独自从轮椅转入床上或四肢瘫痪已失去活动能力的病人能自理用餐或自动翻书进行阅读的机械；

题目三

设计适合老、中、青不同年龄段使用并针对不同职业活动性质（如坐办公室人员运动少的特点）的健身机械；

题目四

设计帮助运动员网球或乒乓球训练的标准发球机或步兵步行耐力训练，或空军飞行员体验混战演习训练（即给可能的飞行员各方位加一个重力），或宇航员失重训练（即能运载一人并提供一个重力加速度）的模拟训练机械；

题目五

设计放置在超市外投币式的具有安全、有趣或难以想象的运动的小孩“坐椅”或能使两位、四位游客产生毛骨悚然的颤动感觉的轻便“急动”坐车。

题目六

汽车夏天露天停车，设计一伞状机械装置，为汽车遮挡阳光。

题目七 手动剪扩钳

设计一个手动剪扩钳机构，要求该两用钳启动方便，剪切能力大，可在任何姿势下使用，钳臂及钳刃强度高，坚固耐用，使用快捷便利。最大剪切力：190000 N，最大扩张力：16000 N。

题目八 救援切割器

设计一款救援用切割器，该切割器主要由电机、减速转向机构、偏心往复机构、导向滑动机构和刀锯组成。切割器功率为60W-2kW。切割工作部分为了能使用某些特定工作场合，要求能转动一定角度，最大转动角度可达90°。

题目九 高楼逃生自救装置

当突发火灾或地震时，居住在高楼的人因事前无准备往往难以逃生，因此请依题设计一种高层建筑窗用逃生装置，要求结构简单、可靠性高、承载能力强。

题目十 多功能担架

设计一种可用于崎岖路上手抬、平路上手推、静止时可作休息的小床或座椅的多功能担架。

1. 题目：自动打印机

2. 工作原理及工艺动作过程

对于包装好的纸盒上，为了商品某种需要而打印一种记号。它的动作主要有三个：送料到达打印工位；然后打印记号；最后将产品输出。

3. 原始数据及设计要求

1）纸盒尺寸: 长100～150mm、宽70～100mm、高30～50mm；

2）自动打印机的生产率: 80次／min；

3）驱动电机：Y90S-4，功率N=1.1Kw ，转速n=1400r/min。

4. 设计任务

a) 执行机构选型与设计：构思出至少3种运动方案，并在说明书中画出运动方案草图，经对所有运动方案进行分析比较后，选择其中你认为比较好的方案进行详细设计，该机构最好具有急回运动特性。

b) 对选择的方案画出机构运动循环图

c) 传动系统的设计 d)

对选择的方案进行尺寸设计

e) 用ADAMS或SOLIDWORKS软件对机构进行运动仿真

f) 用ADAMS或SOLIDWORKS软件对机构进行运动学分析，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。

g)

在2号图纸上画出最终方案的机构运动简图。

题目三：压力机

已知在压力机中，设1杆曲柄长度为20，2杆长度为150，3杆长度为150，两齿轮中心距为250，最后完成：

a．完成机构中的结构设计

b．对选择的方案画出机构运动简图

c．用ADAMS机构进行运动仿真

d．用ADAMS对机构进行运动学分析，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。 e．编制设计计算说明书