2015年机械原理课程设计任务书.doc

PAGE  PAGE 26 机械原理课程设计任务书 课程设计的目的 综合应用所学过的机械原理知识，进行机构的选型、组合、分析与综合，并绘制相应的机构运动简图，以培养机械运动方案的设计能力和创新思维。 设计任务及要求 本课程设计提供了A、 B两类题目。A为综合类设计题目，B为创新类题目，要求每个学生选择其中的一个题目，在规定的时间里按题目任务要求完成设计工作，设计应满足一定工艺动作过程和动作的机器运动方案，主要内容为： 功能分解； 机构选型与组合； 机械运动方案的拟定、机构的组合方式、评价； 机构运动循环图； 机械运动简图。 完成课程设计后，需要提交： 机械运动简图1张，A3或A4图纸（机械系统运动简图），订在说明书最后一页； 设计计算说明书1份（格式要求参看“机械原理课程设计说明书模板”）。 三、设计题目 A. 综合类设计题目 题目1：洗瓶机设计 （一）、工作原理及工艺动作过程 为清洗圆形瓶子的外面，把待洗的瓶子放在两个转动着的导辊上，导辊带动瓶子旋转。当推头M把瓶推向前进时，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。它的主要动作：将到位的瓶子沿着导辊推动，瓶子推动过程中利用导辊转动将瓶子旋转以及将刷子转动。图1是洗瓶机有关部件的工作情况示意图。 图1 洗瓶机有关部件的位置示意图 图2 推头M的可走轨迹之一 （二）、原始数据及设计要求 设计推瓶机构时的原始数据和要求为 瓶子尺寸：大端直径d＝80mm，长200mm。 推进距离l＝600mm。推瓶机构应使推头M以接近均匀的速度推瓶，平稳地接触和脱离瓶子，然后，推头快速返回原位，准备第二个工作循环。 按生产率的要求，推程平均速度为v＝45mm/s，返回时的平均速度为工作行程的3倍。 机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便。 （三）、设计方案提示 推瓶机构要求推头作近似直线轨迹，回程时轨迹形状不限，但不能反向拨动下一个瓶子，可以如图2所示。由上述运动要求，常用基本机构是不容易实现，可以采用组合机构来实现。 洗瓶机构由一对同向转动的导辊和三只转动的刷子组成，可以通过机械传动系统来完成。 （四）、设计任务及要求 根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图； 进行推瓶机构的选型，以实现洗瓶动作要求； 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； 机械运动方案的评定和选择； 对执行机构进行运动尺寸计算； 对执行机构进行运动分析，画出运动线图； 画出机械运动方案简图； 编写设计计算说明书。 题目2：轧辊机设计 （一）、工作原理及工艺动作过程 图1 轧辊工作情况 图1 所示轧辊机是由送料辊送进铸坯，由工作辊将铸坯轧制成一定尺寸的方形、矩形或圆形截面坯料的初轧轧机。它在水平面内和铅垂面内各布置一对轧辊（图中只画了铅垂面内的一对轧辊）。两对轧辊交替轧制。轧机中工作辊中心M应沿轨迹mm运动，以适应轧制工作的需要。坯料的截面形状由轧辊的形状来保证。 因此，轧辊机主要由工作辊和送料辊机构组成。 (二)、原始数据及设计要求 根据轧制工艺，并考虑减轻设备的载荷对轧辊中心点M的轨迹可提出如下基本要求： 在金属变形区末段，应是与轧制中心线平行的直线段，在此直线段内轧辊对轧件进行平整，以消除轧件表面因周期间歇轧制引起的波纹。因此，希望该平整段L尽可能长些。 轧制是在铅垂面和水平面内交替进行的，当一个面内的一对轧辊在轧制时，另一面内的轧辊正处于空回行程中。从实际结构上考虑，轧辊的轴向尺寸总大于轧制品截面的宽度，所以，要防止两对轧辊在交错而过时发生碰撞。为此，轧辊中心轨迹曲线mm除要有适当的形状外，还应有足够的开口度h，使轧辊在空行程中能让出足够的空间，保证与轧制行程中的轧辊不发生“拦路”相撞的情况。 在轧制过程中，轧件要受到向后的推力，为使推力尽量小些，以减轻送料辊的载荷，故要求轧辊与轧件开始接触时的啮入角γ尽量小些。γ约取25o左右，坯料的单边最大压下量约50mm，从咬入到平整段结束的长度约270mm。 为调整制造误差引起的轨迹变化或更换轧辊后要求开口度有稍许变化，所选机构应能便于调节轧辊中心的轨迹。 要求在一个轧制周期中，轧辊的轧制时间尽可能长些。 (三)、设计方案提示 能实现给定平面轨迹要求的机构可以有铰链连杆机构、双凸轮机构、凸轮—连杆机构、齿轮—连杆机构等。 采用两自由度的五杆机构，可精确实现要求的任意轨迹，且构件尺寸可在很大范围内任选，但需要给两个主动件，联系两主动件间运动关系的机构常用齿轮机构、凸轮机构、连杆机构等。 由于本机器中机构的受力较大，应考虑到工作寿命要求。 工作辊的方案设计应考虑轨迹和开口度的调节是否可能和方便，能否按要求布置在机器中，结构上是否便于实现。 送料辊的运动方