360° 12
(2)圆周式运动循环图
180°
排 气 阀 门 进 开 压 气 缩 膨 胀 门 门 开 关 闭 启 关 阀 门 阀 进 进 气
0° 720°
排 启 气 阀
气 排
O
曲轴 气
360°
闭
540°
单缸四冲程内燃机圆周式运动循环图
(3)直角坐标式运动循环图
排气门 开 开
点 火 下 移 上 移 下 移 上 移
1.凸轮机构设计 • 在说明书中进行基本参数设计； • 在图纸上进行凸轮廓线设计。 2.齿轮机构设计 • 写在说明书上。 3.其他机构设计
三、撰写设计说明书
编写课程设计说明书，内容见机械原理
课程设计指导（教材附录1）。
可加上机构改进意见和课程设计体会。
18 10
f20 f40
零件图
确定运动方案及机械运动循环图。
功能原理构思
进刀
工作台
定位
送料 夹紧
半自动钻床的功能、工艺动作及执行机构框图
从料斗推出工件 子功能1 及把钻好孔的工 送料 件向前推进 子功能2 定位挡块伸缩， 挡住工件或让 定位 出通道
总在 工 功件 上 能钻 孔
移动从动件 圆柱凸轮机 从动件 往复移动 构 移动从动件 盘形凸轮机 从动件 往复移动 构
根据题目要求进行功能分析，确定需 要完成的动作，确定需要的执行机构的形 式、数量，以及各执行机构的主动件、从 动件的形式。
各执行机构的功能要求、运动要求、 工艺要求利用方框图描述。
功能方框图
（机器的功能、工艺动作及执行机构框图）
……
子功能1 相应工艺动作 执行机构
执行动作 执行动作
总 功 能
子功能2 相应工艺动作 执行机构 子功能3 相应工艺动作 执行机构
(1)直线式运动循环图
转角/° 0°30°60°90° 或时间/s 0 1 2 3 150° 180° 6 240° 270° 9
回 推 远 近 休 止 送 料 程 休 止 程 近推远 回 休 休 近 休 止 定 位 止程止 程 近 夹 紧 休 推 远 休 止 回 程 近 休 止 止 程 刀 退 停 进 停 止 钻 孔 （ 1 ） （2钻孔） 刀 止 半自动钻床机械运动循环图
实际总传动比 理论总传动比 100% 传动比误差: 理论总传动比
2)画机构运动简图 取大多数构件运动平面为主视图。
3)确定运动循环图 首先在草稿纸上进行简图设计，先定 执行机构位置，再连传动机构与电动机。 然后在图纸上画机构简图，包括机构 图、运动循环图、机构明细栏、标题栏。
二、典型机构设计
2)有利于执行运动平稳确定， 带传动放在第1 级减速。
11.3.3 分配各级传动比 1)单级：i带=2，2.5，3； i锥齿≤3 ； i直，斜=2 ~5；i蜗=10~80。
2)当i >8~10时，应用两级传动，一级为 带传动，另一级为齿轮传动；当i >30 时，一般应用两级以上的机械传动。 3)传动比的分配原则是“前大后小”。
…… …… ……
执行动作
…… 执行动作
子功能n 相应工艺动作 执行机构
……
11.2.2 结构选型设计
1)按执行构件的运动形式进行选择； 2)按执行构件的功用进行选择； 3)简化运动链，按先易后难选择机构形式； 4)按不同的动力源选择机构形式。
11.2.3 执行系统的协调设计
1. 协调设计
(1)速度协调：各执行构件应保证一定的速比。 (2)动作协调：各执行构件在时间顺序、空间位 置上应协调配合。 (3)操作协调：多个执行机构对同一构件加工操 件通过 高副与移动 滑块相连 齿轮齿条 机构
子功能3
夹紧
夹具夹紧或松开
相应的工艺动作 执行机构
执行动作
子功能4
进刀
钻头的进给 与退出
齿条上下 往复移动
半自动钻床机械运动循环图
转角/° 0°30°60°90° 或时间/s 0 1 2 3
150° 180° 6 240° 270° 9
第11章 机械系统的方案设计 11.1 概述
机械系统
原动机
类 转 容 机电、机液、电液、液压、 气动、电气、微机等
操纵控制系统 传动系统
传 动 装 置 传 动 路 线 分 配 传 动 比
执行系统
功 能 分 析 运 动 分 析 协 调 配 合 方 案 评 价
型 速 量
11.2 机械执行系统方案设计
11.2.1 功能原理及运动分析
回 推 远 休 近 休 止 送 料 程 止 程 近推远 回 休 休 近 休 止 定 位 程 止 止 程 近 夹 紧 休 推 远 休 止 回 程 近 休 止 止 程 刀 退 钻 孔 停 进 停 止 （ 1 ） （2钻孔） 刀 止
360° 12
半自动钻床的运动方案图
齿扇 C 8 D E 7 B A 齿轮 齿条 动 力 头 料斗 1
4)若传动比过大，应用混合轮系来传动。
5)要求i一对除不尽 ，总传动比误差≤2%。
11.4 机械运动简图设计举例
现以设计半自动钻床为例说明运动方案 设计的步骤和过程。
设计任务：对已加工好的带有凸台的盘形零 件进行钻孔。其总功能应分解成如下几个工艺动 作：①送料；②定位；③夹紧；④进刀（钻孔）。 设计参数：零件图如左图所示， f30 要求每分钟加工五个零件，电 动机的转速n电=1440r/min。
闭 闭
开 开
进气门
火花塞 活 塞
曲柄转角 0°
180°
360°
540°
720°
单缸四冲程内燃机直角坐标式运动循环图
11.3 机械传动系统方案设计
11.3.1 选择传动类型 机械传动、液压传动、气动、电动等。 11.3.2 拟定传动路线及机构顺序 路线： 串联、并联、串并混联。
机构顺序分配原则：
1)有利于减小结构尺寸，功率“前大后小”。
J
2
5
6 F G
4 3
H I
工作主轴
一、机构简图设计 1)计算总传动比，进行传动比分配
根据所给的设计参数，可算出执行构件主 轴转速n主=5r/min，所以机械的总传动比为
n电 1440 i总 288 n主 5
传动比分配：i总=i皮×i12×i34，各级分配情况应 遵循“前大后小”的原则,以减小结构尺寸。
2. 运动循环图
各执行机构之间的运动协调关系利用 运动循环图确定。
描述各机构间有序、相互配合的运 动关系的简单图形称为运动循环图。 (1)直线式
将机械在一个运动循环中各执行构件各 行程区段的起止时间和先后顺序，按比例绘 制在直角坐标上，如教材图11.1所示。
(2)圆周式 如教材图11.2所示。 (3)直角坐标式 如教材图11.3所示。