机械原理课程设计设计题目

题目1 巧克力糖包装机

设计题目

设计巧克力糖自动包装机。包装对象为圆台状巧克力糖（图6），包装材料为厚0.008mm 的金色铝箔纸。包装后外形应美观挺拔，铝箔纸无明显损伤、撕裂和褶皱（图7）。包装工艺方案为：纸坯型式采用卷筒纸，纸片水平放置，间歇剪切式供纸（图8）。包装工艺动作为：1.将64mm×64mm铝箔纸覆盖在巧克力糖ф17mm小端正上方；2.使铝箔纸沿糖块锥面强迫成形；

3.将余下的铝箔纸分半，先后向ф24mm大端面上褶去，迫使包装纸紧贴巧克力糖。

表9 设计数据表

1.要求设计糖果包装机的间歇剪切供纸机构、铝箔纸锥面成形机构、褶纸机构以及巧克力

糖果的送推料机构。

2.整台机器外形尺寸（宽×高）不超过800mm×1000mm。

3.锥面成形机构不论采用平面连杆机构、凸轮机构或者其他常用机构，要求成形动作尽

量等速，起动与停顿时冲击小。

设计任务

1）按工艺动作要求拟定运动循环图。

2）进行间歇剪切供纸机构、铝箔纸锥面成形机构、褶纸机构以及巧克力糖果的送推料机构选型，实现上述动作要求，并将各机构按照一定的组合方式组合起来；

3）机械运动方案的评定和选择。

4）按选定的电动机和执行机构运动参数拟定机械传动方案。

5）画出机械运动方案简图。

6）对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。

7）编写设计计算说明书（课程设计专用稿纸）。

8）在三号图纸上完成机械运动简图。

9）准备答辩。

设计提示

1. 剪纸与供纸动作连续完成。

2.铝箔纸锥面成形机构一般可采用凸轮机构、平面连杆机构等。

3.实现褶纸动作的机构有多种选择：包括凸轮机构、摩擦滚轮机构等。

4.巧克力糖果的送推料机构可采用平面连杆机构、凸轮机构。

5.各个动作应有严格的时间顺序关系。

题目02：自动打印机设计方案与分析

1、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。

2、原始数据及设计要求

1）纸盒尺寸，长100～15O mm、宽70～100 mm、高30～5O mm。

2）产品重量，约5～10N。

3）自动打印机的生产率，80次/min。

4）要求机构的结构简单紧凑、运动灵活可靠、易于加工制造。

3、设计方案提示

1）从结构简化考虑将送料- 夹紧机构合为一体，可以采用凸轮机构或有一定停歇运动的连杆机构。

2）打印机构可以采用平面连杆机构或凸轮机构。

3）输出机构可以采用连杆机构或凸轮机构。

4）由于定位夹紧时在送料方向有一挡块，从结构简化考虑，输出运动可与送料运动的方向互相垂直。如何使三个执行机构的原动件在一根主轴上是需要认真考虑的。

4、设计任务

1）按工艺动作要求拟定运动循环图。

2）进行送料夹紧机构、打印机构和输出机构的机构选型，实现上述动作要求，并将各机构按照一定的组合方式组合起来；

3）机械运动方案的评定和选择。

4）按选定的电动机和执行机构运动参数拟定机械传动方案。

5）画出机械运动方案简图。

6）对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。

7）编写设计计算说明书（课程设计专用稿纸）。

8）在三号图纸上完成机械运动简图。

9）准备答辩。

题目03：剥豆机设计方案与分析

1、工作原理及工艺动作过程

将干蚕豆浸胖后放在料斗内，通过振动下料后将蚕豆平放排列成头尾相接，送豆到切皮位置，将豆压住并切开头部的皮，然后用挤压方法将豆挤出。

剥豆机的主要工艺动作是送料、压豆切皮、挤压脱皮。

2、原始数据及设计要求

1）蚕豆长度。20～25 mm。

2）蚕豆宽度。15～20 mm。

3）蚕豆厚度。6～8 mm。

4）生产率。每分钟剥80粒。

5）剥豆机要求体积小、重量轻、压紧力可调、工作可靠、外形美观。

3、设计方案提示

1）为了使蚕豆成横卧头尾排列，可以采用振动料斗上料。

2）送料机构一般采用间歇运动机构。

3）压紧、切皮机构最好用联动组合机构，为保证压力不过大可在压头处加一个刚度合适的弹簧。

4）利用两轧辊加压进行挤压脱皮，两轧辊之间间隙一般比蚕豆最小厚度略小。

4、设计任务

1）根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；

2）进行送料机构、压紧 - 切皮机构、挤压脱皮机构的选型，实现上述动作要求，并将各机构按照一定的组合方式组合起来；

3）机械运动方案的评定和选择；

4）根据选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案；

5）画出机械运动方案简图(机械运动简图)；

6）对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。

7）编写设计计算说明书（课程设计专用稿纸）。

8）在三号图纸上完成机械运动简图。

9）准备答辩。

题目04：健身球检验分类机

设计题目

设计健身球自动检验分类机，将不同直径尺寸的健身球（石料）按直径分类。检测后送入各自指定位置，整个工作过程（包括进料、送料、检测、接料）自动完成。

健身球直径范围为ф40～ф46mm，要求分类机将健身球按直径的大小分为三类。

1. ф40≤第一类≤ф42

2. ф42<第二类≤ф44

3. ф44<第三类≤ф46

其他技术要求见表1：

表1 健身球分类机设计数据

设计提示

健身球自动检验分类机是创造性较强的一个题目，可以有多种运动方案实现。一般的思路在于：

1.球的尺寸控制可以靠三个不同直径的接料口实现。例如：第一个接料口直径为42mm，中间接料口直径为44mm，而第三个接料口直径稍大于46mm。使直径小于（等于）42mm的球直接落入第一个接料口，直径大于42mm的球先卡在第一个接料口，然后由送料机构将其推出滚向中间接料口。以此类推。

2.球的尺寸控制还可由凸轮机构实现。

3.此外，需要设计送料机构、接料机构、间歇机构等。可由曲柄滑块机构、槽轮机构等实现。

设计任务

1）根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；

2）进行送料机构、接料机构、间歇机构、分检机构的选型，实现上述动作要求，并将各机构按照一定的组合方式组合起来；

3）机械运动方案的评定和选择；

4）根据选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案；

5）画出机械运动方案简图(机械运动简图)；

6）对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。

7）编写设计计算说明书（课程设计专用稿纸）。

8）在三号图纸上完成机械运动简图。

9）准备答辩。

题目05：旋转型灌装机的设计方案与分析

1、工作原理及工艺动作过程

设计旋转型灌装机。在转动工作台上对容器（如玻璃瓶）连续灌装流体（如饮料、酒、冷霜等），转台有多工位停歇，以实现灌装、封口等工序。为保证在这些工位上能够准确地灌装、封口应有定位装置。如图所示，工位1：输入空瓶；工位2：灌装；工位3：封口；工位4：输出灌装好的容器。

旋转型灌装机

2、原始数据及设计要求

该机采用电动机驱动，传动方式为机械传动，技术参数见下表。

旋转型灌装机技术参数

3、设计方案提示

（l）灌装机构：采用灌瓶来灌装流体，泵固定在某工位的上方。

（2）压盖机构：采用软木塞或金属冠盖封口，它们可由气泵吸附在压盖机构上，由压盖机构压入（或通过压盖模将瓶盖紧固在）瓶口。设计者只需设计作直线往复运动的压盖机构。压盖机构l可采用移动导杆杆机构等平面连杆机构或凸轮机构。

（3）间歇传动机构和定位机构：实现工作转台间歇传动。为保证停歇可靠，还应向定位（锁紧）机构。间歇机构可采用槽轮机构、不完全齿轮机构等，定位（锁紧）机构可采用凸轮机构等

4、设计任务

1）按工艺动作要求拟定运动循环图。

2）进行转盘间歇运动机构、压盖机构、间歇传动机构和定位机构的选型，实现上述动作要求，并将各机构按照一定的组合方式组合起来；

3）机械运动方案的评定和选择。

4）按选定的电动机和执行机构运动参数拟定机械传动方案。

5）画出机械运动方案简图。

6）对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。

7）编写设计计算说明书（课程设计专用稿纸）。

8）在三号图纸上完成机械运动简图。

9）准备答辩。

题6 包装机推包机构运动简图与传动系统设计

设计题目

现需设计某一包装机的推包机构，要求待包装的工件1（见图6—26）先由输送带送到推包机构的推头2的前方，然后由该推头2将工件由a处推至b处（包装工作台），再进行包装。为了提高生产率，希望在推头2结束回程（由b至a）时，下一个工件已送到推头2的前方。这样推头2就可以马上再开始推送工件。这就要求推头2在回程时先退出包装工作台，然后再低头，即从台面的下面回程。因而就要求推头2按图示的abcdea线路运动。即实现“平推—水平退回—下降—降位退回—上升复位”的运动。

图6—26 推包机构执行构件运动要求

设计数据与要求

要求每5~6秒钟包装一个工件，且给定：L=100mm，S=25mm，H=30mm。行程速比系数

K在1.2~1.5范围内选取，推包机由电动机驱动。

在推头回程中，除要求推头低位退回外，还要求其回程速度高于工作行程的速度，以便缩短空回行程的时间，提高工效。至于“cdea”部分的线路形状不作严格要求。

设计方案提示

可利用偏置滑块机构与往复移动凸轮机构的组合方案，偏置滑块机构可实现行程较大的往复直线运动，且具有急回特性，同时利用往复移动凸轮来实现推头的小行程低头运动的要求，这时需要对心曲柄滑块机构将转动变换为移动凸轮的往复直线运动。

也可利用连杆机构实现cdea部分的低头运动。

设计任务

1）按工艺动作要求拟定运动循环图。

2）进行推送机构、传动机构和定位机构的选型，实现上述动作要求，并将各机构按照一定的组合方式组合起来；

3）机械运动方案的评定和选择。

4）按选定的电动机和执行机构运动参数拟定机械传动方案。

5）画出机械运动方案简图。

6）对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。

7）编写设计计算说明书（课程设计专用稿纸）。

8）在三号图纸上完成机械运动简图。

9）准备答辩。

7. 木地板连结榫舌和榫槽切削机的执行机构与传动系统设计

一、设计题目

室内地面铺设的木地板是由许多小块预制板通过周边的榫舌和榫槽连结而成，如图7－1所示。为了保证榫舌和榫槽加工精度，以减小连结处的缝隙，需设计一台榫舌和榫槽成型半自动切削机。该机器执行构件工作过程如图7－2所示。

图7－1 木地板预制板及其上的榫舌

先由构件2压紧工作台上的工件，接着端面铣刀3将工件的右端面切平，然后构件2松开工件，推杆4推动工件向左直线移动，通过固定的榫舌或榫槽成型刀，在工件上的全长上切出榫舌或榫槽。

图7－2 榫舌和榫槽切削机工艺动作

二、设计数据及要求

设计已知数据如表7－3所示。

表7－3 榫舌和榫槽切削机设计数据

榫舌或槽口尺寸d×e(mm)

执行机构主动件1坐标、

执行构件行程、、

推杆4工作载荷(N)

载荷有轻微冲击，原动机为三相交流电动机，使用期限为10年，每年工作300天，每天工作16小时，每半年作一次保养，大修期为3年。

设计任务

1）按工艺动作要求拟定运动循环图。

2）进行送料机构、夹紧机构2和推送机构4的选型，实现上述动作要求，并将各机构按照一定的组合方式组合起来；

3）机械运动方案的评定和选择。

4）按选定的电动机和执行机构运动参数拟定机械传动方案。

5）画出机械运动方案简图。

6）对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。

7）编写设计计算说明书（课程设计专用稿纸）。

8）在三号图纸上完成机械运动简图。

9）准备答辩。

8.高位自缷车设计方案与分析

目前国内生产的自卸汽车其卸货方式为散装货物沿

汽车大梁卸下。卸货高度都是固定的．若需要将货物卸

到较高处或使货物堆积得较高些，目前的自卸汽车就难

以满足要求。为此需设计一种高位自卸汽车，它能将车厢举升到一定高度后再倾斜车厢卸货。（1）设计要求和有关数据：

1、具有一般自卸汽车的功能。

2、能将满载货物的车厢在比较水平的状态下平稳地举升到一定的高度，最大升程S max见下表。

3、为方便卸货，要求车厢在举升过程中逐步后移。车厢处于最大升程位置时，其后移量a见

表1。为保证车厢的稳定性，其最大后移量a max不得超过1.2a。

4、在举升过程中可在任意高度停留卸货。

5、在车厢倾斜卸货时，后厢门随之联动打开；卸货完毕，车厢恢复水平状态，后厢门也随之

可靠关闭。

6、举升和翻转机构的安装空间不超过车厢底部与大梁间的空间，后厢门打开机构的安装面不

超过车厢侧面。

7、结构尽量紧凑、简单、可靠，具有良好的动力传递性能。

图2图3

表1：（尺寸单位为mm）

（2）设计任务：

1）车厢举升机构设计；

2）车厢翻转机构设计；

3）后厢门打开机构及联动机构设计；

4）编写设计计算说明书（课程设计专用稿纸），设计说明书中除了说明设计过程，还要求按比例绘制下列几个部分结构图（1）车厢举升机构最低位置；（2）车厢举升机构最高位置；（3）翻转与开门机构30o位置；（4）翻转与开门机构55o位置。

5）在三号图纸上完成机械运动简图。

6）准备答辩。