机械原理课程设计说明书设计题目：锁梁自动成型机床切削机构学院：机械工程学院专业：农业机械化及其自动化年级：091 设计者：指导老师：石报荣目录第一部分设计任务书一、机构说明和加工示意图…………………………………………二、机构设计的有关数据……………………………………………三、课程设计项目内容………………………………………………四、课程设计要求……………………………………………………第二部分机构设计一、锁梁自动成型机床切削机构的功能与设计要求…………………二、功能分解……………………………………………………………三、原动机的选择………………………………………………………四、执行机构的比较与选择……………………………………………五、选定各个功能的执行机构…………………………………………六、绘制机构系统运动转换功能图……………………………………七、机械系统运动方案简图……………………………………………八、根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图…………………第三部分机构尺寸计算与设定一、送料机构的尺寸计算………………………………………………二、夹紧机构尺寸计算…………………………………………………三、进给机构尺寸计算…………………………………………………四、传动机构的选择……………………………………………………五、总体安装尺寸………………………………………………………参考文献……………………………………………………………总结…………………………………………………………………第一部分设计任务书机械原理课程设计任务书（题号A--8）班级：农机091 姓名：向冬冬学号：0908030364一、机构说明和加工示意图锁梁自动成型机床加工锁梁（即挂锁上用于插入门扣的钩状零件）的工序为：将盘圆钢条校直、切槽、车圆头、切断和搬弯成型。

本机构为该机床的校直、切槽、车圆头和切断成型工艺部分，由送料机构、夹紧机构和切削进给机构组合而成。

切削加工原理如下图1-1.1：送料夹持器1将工件7送到切削加工工位。

弹簧夹头的锥套6移动，使夹紧爪5将工件7夹紧，送料夹持器1即返回。

圆锥凸轮2移动，使与切槽刀杆和切断刀杆相联的摆杆3摆动，开始进刀，由于刀盘4的旋转运动，使工件被切出圆槽，圆头和最后切断。

圆锥凸轮2返回，摆动刀杆退刀，弹簧夹头松开工件，待送料夹持器1第二次进刀时，将已切削成型的工件推出工位。

图1-1.1一、机构设计的相关数据2．生产率：28件/min3．电机输入转速：n1=970 r/min4．工件尺寸: L=150mm D1=6mm D2=4mm二、课程设计项目内容：a)目标分析：根据设计任务书中规定的设计任务，进行功能分析，作出工艺动作的分解，明确各个工艺动作的工作原理。

b)创新构思：对完成各工艺动作和工作性能的执行机构的运动方案进行全面构思。

对各可行方案进行运动规律设计、机构型式设计和协调设计。

c)方案拟定：拟定总体方案，进行执行系统、传动系统、原动机的选择和基本参数设计。

d)方案评价：对各行方案进行运动分析、力分析及有关计算、以进行功能、性能评价和技术、经济评价。

e)方案决策：在方案评价的基础上进行方案决策，在可行方案。

确认其总体设计方案，绘制系统运动简图、编写总体方案设计计算机说明书。

三、课程设计要求：a)按工艺动作设计多个组合机构的总体方案，根据评标的运动特性、传力特性、工作可靠性、结构紧凑性和制造经济性等进行分析比较，最后确定一、二个较好的方案，拟定出运动方案示意图。

b)分解工艺动作，根据生产率绘制送料机构、定位机构和进刀机构的运动循环图。

（4号图）c)根据生产率和电机转速，设计传动系统。

d)用图解法对送料机构、定位机构和进刀机构进行运动设计，绘制组合机构的运动简图。

（4号图）e)用计算机辅助设计对送料机构进行运动分析：i.编制计算流程框图。

ii.根据计算流程框图编制主程序，上机计算及打印结构f)用计算机辅助设计对凸轮机构进行设计，绘出凸轮轮廓和从动件位移曲线g)编写课程设计说明书。

内容包括：设计题目、工艺要求、设计内容、方案选择与比较、各机构类型和运动参数的选择、机构运动设计步骤、设计结构、设计结构、传动系统设计、机构运动分析计算流程框图、主程序及计算结构、凸轮机构设计、参考资料目录和设计小结等。

（20页以上）四、机械原理课程设计题目分配：1.凡学号末位第二位数（即十位数）为ｌ、３的同学作锁梁自动成型机切削机构（即A1～A10 ）。

2．.学号末位数（即个位数）为题号代号。

例：学号03*****13 的同学作锁梁自动成型机切削机构。

题号代号为A3的数据。

附表：锁梁自动成型机床切削机构设计题目数据第一部分方案的确定方案一：按照下表。

功能元的匹配机构传动选择为：带传动-------齿轮传动-------带传动------凸轮+连杆机构------凸轮机构--------凸轮+连杆机构下图为该方案送料机构的工作原理示意图。

图1方案二：按照下表。

功能元的匹配机构传动选择为：带传动-------齿轮传动-------带传动------蜗轮蜗杆+摆动导杆机构------凸轮机构--------凸轮+连杆机构下图为该方案送料机构的工作原理示意图。

图2方案比较：方案一与方案二的不同之处在于送料机构的不同，方案一采用的是：圆柱形凸轮加摆动导杆机构进行送料。

而方案二采用的是：蜗轮蜗杆传动加摆动导杆机构。

从工作原理和结构上：方案二：首先把生产轴的一段做成蜗杆，再与图2中O点安装的蜗轮啮合实现蜗轮蜗杆传动。

再带动导杆通过连杆使得送料夹持器实现送料。

使得传动没有方案一准确，并且结构复杂。

方案一：直接由生产轴带动圆柱形凸轮旋转推动摆杆，使得摆杆摆动推动送料夹持器移动从而实现送料功能。

结构图如图1，结构简单，优于方案二。

传动比方案二准确。

从原理和结构上比方案二好。

通过上述比较，方案一较好，则进一步选择方案一进行机构尺寸计算。

第二部分机构设计一、锁梁自动成型机床切削机构的功能与设计要求图1-1.1图1-1.1所示为挂锁的一个零件，称为“锁梁”。

锁梁自动成型机床切削机构的功能是将材料切削加工成扳弯前“锁梁”。

设计要求和参数为：①“锁梁”的形状如图1-1.1所示；②连续自动生产；③生产能力为28件/min；④工件长度150mm,工件D1=6mm，工件D2=4mm。

⑤加工质量要达到规定的技术要求；⑥机械系统运动方案应力求简单，可靠；⑦根据设计任务书选择第A8题。

工作原理简图如图所示：其传动路线为：转速为970r/min的电动机经皮带传动传至与电机皮带相连的轴，该轴带动齿轮，然后通过齿轮将运动传递到工作轴，即带动工作轴上的夹紧凸轮，进给凸轮，送料凸轮同步转动。

进而实现送料，夹紧，进给的功能。

同时也通过皮带传动给搅直器5实现搅直功能。

由于生产率为28件/分，而电动机的转速为970r/min，则i = n/ n电= 28/970。

一级减速（皮带减速） i1= 79/790。

二级减速（涡轮蜗杆） i2= 28/79 。

i = i1×i2= 79/790×28/79。

其中电动机皮带轮直径为30mm,与蜗杆同轴的皮带轮直径为300mm六、绘制机构系统运动转换功能图根据执行构件的运动形式，绘制机械系统运动转换功能图如图1-4.7所示。

1.功能分解为了实现将工件切削加工成图1-1.1的形状，可将总功能分解为如下分功能：①送料功能；②材料定位功能。

③材料夹紧功能；④材料切削功能。

通过功能分解以后，按照其各个功能的先后顺序工作顺序。

通过具体的设计得出圆柱形凸轮的角度参数分布。

其总体的送料、定位、夹紧、定位圆柱形凸轮的升程角、回程角、远休止角、近休止角的分布如图1-1.2所示。

图1-1.2各圆柱形凸轮在送料阶段、夹紧阶段、切削阶段的时间分布通过计算如下表所示。

因为该锁梁生产机购的生产率是28r/min。

则每秒圆柱形凸轮所转过的角度为168°。

通过上图设计的角度可以知道下表的分配转角。

由t = 分配转角/168°求出下列各阶段的运动时间。

最后如图下表。

如图1-1.2所示，送料：推程0°--- 100°回程100°--- 240°远休 240°--- 360°夹紧：近休340°--- 110°推程 110°--- 160°远休 160°--- 310°回程310°--- 340°进给：近休300°--- 170°推程170°--- 290°远休270°---- 290°回程290°--- 300°第二部分机构尺寸计算与设定一、送料机构的尺寸计算（1）功能原理分析：功能：将圆柱形凸轮的旋转运动转化为松料机构的往复运动。

结构和工作原理：如图1-2所示的滑块机导杆机构中，通过圆柱形凸轮的旋转运动使得导杆摆动。

导致滑块移动，从而使得送料机构进行送料和返回。

则实现送料机构的送料功能。

图1-2（2）送料机构个杆件的尺寸计算及设计。

如图1-2所示。

所送的工件长度为C C1 = D D1=150mm。

设计AB：AD = 1 : 4；其中AD=200mm，AB=50mm,CD=50mm。

从而计算出凸轮的推程B B1=25mm。

从而，圆柱形凸轮推动导杆B端25mm，使得工件送如150，则完成其所要求的运动规律。

实现送料的目的。

二、夹紧机构尺寸计算夹紧机构的工作原理图如下图所示。

设计弹簧夹头与工件间的距离为2mm。

弹簧夹的锥度1:5；则当工件夹紧时，弹簧夹头向下移动2mm，需要靠近夹紧管的导杆端点向左移动10mm。

设计摆杆长度比为1:2；则凸轮的推程为20mm。

所用的凸轮为圆柱形凸轮。

圆柱形凸轮的展开图为下面的手工绘图。

四、进给机构尺寸计算（1）进给机构的功能原理图和刀具切削工件的原理图如下，叙述的标号如下图所示。

功能原理：圆柱形凸轮旋转推动导杆的B端向右移动，通过导杆使得导杆A端向左移动。

从而使得滑套向左移动，导致刀杆的D端向滑套中心移动，刀具则摆动，实现进给，切削工件。

实现进给机构的功能。

（2）机构尺寸计算。

首先，工件直径D1=6mm，D2=4mm。

设计切断刀的起始位置与工件的表面之间相差2mm。

而切断刀的起始位置与切槽刀的起始位置之间的距离为2mm，如图所示。

而刀具的长度与D端刀具支架的长度相等，则D端刀具支架向下移动多少，刀具就摆动多少。

按切断切槽要求可知，切断切槽刀从起始位置开始到刀具切断切槽过程中。

切断切槽刀需要摆动8mm，才能满足同时切断切槽。

则刀架D端需向下移动8mm。