2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p><b>  機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>  設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>  設(shè)計(jì)題目: 糕點(diǎn)切片機(jī) </p><p>  機(jī)電與車輛工程 學(xué)院 車輛工程101 班</p><p><b>  設(shè)計(jì)者: </b&g

2、t;</p><p>  指導(dǎo)老師: </p><p>  2012年5月20日</p><p><b>  目錄</b></p><p>  設(shè)計(jì)題目……………………………………………1</p><p>  1.1設(shè)計(jì)目的………………………………………………1</p>&l

3、t;p>  1.2設(shè)計(jì)題目簡(jiǎn)介…………………………………………1</p><p>  1.3設(shè)計(jì)條件及設(shè)計(jì)要求…………………………………1</p><p>  2.運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)……………………………………2</p><p>  2.1機(jī)械預(yù)期的功能要求………………………………2 </p><p>  2.2運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的構(gòu)思…………

4、……………………2</p><p>  2.3運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)…………………………………………5</p><p>  2.3.1工藝動(dòng)作的分解……………………………………………6</p><p>  2.3.2運(yùn)動(dòng)方案選擇……………………………………………7</p><p>  2.3.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)形式設(shè)計(jì)………………………………………8</

5、p><p>  2.3.4運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析…………………………………………10</p><p>  2.3.5執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖………………………………………14</p><p>  3、設(shè)計(jì)總結(jié)……………………………………………14</p><p>  4、參考資料……………………………………………15</p><p> 

6、 一、設(shè)計(jì)題目:糕點(diǎn)切片機(jī)</p><p>  1.1、工作原理及工藝動(dòng)作過程</p><p>  糕點(diǎn)先成型(如長(zhǎng)方體、圓柱體等)經(jīng)切片后再烘干。糕點(diǎn)切片機(jī)要求實(shí)現(xiàn)兩個(gè)動(dòng)作:</p><p>  (a)糕點(diǎn)的直線間歇移動(dòng),(b)切刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。</p><p>  通過兩者的動(dòng)作配合進(jìn)行切片。改變直線間歇移動(dòng)速度或每次間歇的輸送距離,以滿足

7、糕點(diǎn)的不同切片厚度的需要。</p><p><b>  1.2、原始數(shù)據(jù)</b></p><p>  糕點(diǎn)厚度:10~20mm。</p><p>  糕點(diǎn)切片長(zhǎng)度(亦即切片高)范圍:5~8mm。</p><p>  切刀切片時(shí)最大作用距離(亦即切片寬度方向):300mm。</p><p>  切刀

8、工作節(jié)拍:40次/min。</p><p>  工作阻力很小。要求選用的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便、運(yùn)動(dòng)靈活可靠。</p><p>  電機(jī)可選用:960r/min</p><p>  1.2、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求</p><p>  要求的設(shè)計(jì)該切片機(jī)糕點(diǎn)直線間歇移動(dòng)機(jī)構(gòu)和切刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。一般應(yīng)包括凸輪機(jī)構(gòu)、平面連桿機(jī)構(gòu)以及齒輪機(jī)構(gòu)等常用機(jī)構(gòu)。至少設(shè)計(jì)出三

9、種能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式要求的機(jī)構(gòu),繪制所選機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)示意圖,比較其優(yōu)缺點(diǎn),并最終選出一個(gè)自己認(rèn)為最合適的機(jī)構(gòu)進(jìn)行機(jī)構(gòu)綜合設(shè)計(jì),繪制出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。</p><p>  2)設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配(皮帶傳動(dòng)傳動(dòng)比i~2,每組齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比i<7.5)。3)在圖紙上畫出糕點(diǎn)切片機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)方案圖和工作循環(huán)圖。</p><p>  4)在圖紙上畫出凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖(包括位移曲線、凸輪輪廓

10、和從動(dòng)件的初始位置,要求確定運(yùn)動(dòng)規(guī)律,選擇基圓半徑,校核最大壓力角與最小曲率半徑,確定圖輪廓線)。</p><p>  5)設(shè)計(jì)計(jì)算其中一對(duì)齒輪機(jī)構(gòu)。</p><p>  6)同一小組內(nèi),每人至少有一種與別人不一樣的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。</p><p>  以上所要求繪制的圖形均繪制在一張一號(hào)圖紙上。</p><p>  編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份。&

11、lt;/p><p><b>  運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)</b></p><p>  2.1機(jī)械預(yù)期的功能要求</p><p>  傳送帶在水平方向上要求能夠進(jìn)行間歇式直線運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)把未切的糕點(diǎn)輸送到指定位置進(jìn)行切片,同時(shí)把已經(jīng)切好的糕點(diǎn)輸送到指定位置進(jìn)行包裝。</p><p>  切刀能夠?qū)崿F(xiàn)上下往復(fù)式運(yùn)動(dòng),同時(shí)還要能夠?qū)崿F(xiàn)急回特性

12、,使切刀在向下切片的時(shí)候速度較快,向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)候要慢速,這樣可以使糕點(diǎn)切片過后不會(huì)粘到刀片上。</p><p>  2.2運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的構(gòu)思</p><p>  我們所要設(shè)計(jì)的糕點(diǎn)切片機(jī)需要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能:一是切刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng),一是傳送帶的間歇式直線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)這一點(diǎn)我們組提出三種設(shè)計(jì)方案。主要機(jī)構(gòu)是:連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)。</p><p&g

13、t;<b>  方案一:</b></p><p>  如上圖所示,電動(dòng)機(jī)先通過降速機(jī)構(gòu)進(jìn)行降速,將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降到一定的轉(zhuǎn)速后和不完全齒輪嚙合,再由不完全齒輪上的同軸齒輪與皮帶輪嚙合,是皮帶輪每分鐘轉(zhuǎn)1.04轉(zhuǎn)。對(duì)于切刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)也是先通過輪系先進(jìn)行降速,使其轉(zhuǎn)速達(dá)到每分鐘40轉(zhuǎn),再通過皮帶輪帶動(dòng)凸輪運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)切刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。(見附圖)</p><p><b&

14、gt;  方案二:</b></p><p>  方案二與方案一基本相同,都是先通過輪系將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降到一定的速度后帶動(dòng)不完全齒輪,再使不完全齒輪帶動(dòng)皮帶輪,從而實(shí)現(xiàn)間歇式直線運(yùn)動(dòng)。刀片的往復(fù)運(yùn)動(dòng)于是如此,唯一不同的是降速過后由齒輪帶動(dòng)連桿,再由連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)來帶動(dòng)刀片的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)(見附圖)</p><p><b>  方案三:</b></p>

15、<p>  如上圖所示:方案三的間歇式直線運(yùn)動(dòng)是由槽輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的,當(dāng)圓銷未進(jìn)入徑向槽時(shí)內(nèi)凹鎖住弧被外凸圓弧卡住,導(dǎo)致其靜止不動(dòng),圓銷進(jìn)入徑向槽時(shí)將帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)直至其分開。從而實(shí)現(xiàn)單向愛間歇式直線運(yùn)動(dòng)。切刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)首先將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由變速箱進(jìn)行變速,使其變速后達(dá)到40轉(zhuǎn)每分鐘,再由連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>  2.3運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)</b></p>

16、<p>  2.3.1工藝動(dòng)作分解</p><p>  實(shí)現(xiàn)切刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)</p><p><b>  方案一:凸輪機(jī)構(gòu)</b></p><p>  由上圖可知,是由凸輪與刀架直接接觸,通過凸輪的輪廓曲線來實(shí)現(xiàn)刀片的往復(fù)運(yùn)動(dòng),同時(shí)體現(xiàn)出急回特性。這對(duì)凸輪的選用非常嚴(yán)格。</p><p><b>

17、;  方案二:四桿機(jī)構(gòu)</b></p><p>  由上圖可知,連桿的主動(dòng)件是變速后的齒輪,將連桿與齒輪用低副連接,齒輪的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng),再利用杠桿定理轉(zhuǎn)變連桿的擺動(dòng)方向,將刀片與另一頭的連桿用低副連接由連桿的擺動(dòng)來帶動(dòng)刀片的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。</p><p>  方案三:與方案二基本相同。</p><p>  2、直線間歇式移動(dòng) </p>

18、<p>  方案一:不完全齒輪機(jī)構(gòu)</p><p>  當(dāng)滑塊向上運(yùn)動(dòng)即刀向上運(yùn)動(dòng)時(shí),不完全齒輪進(jìn)入嚙合區(qū),不完全齒輪帶動(dòng)皮帶輪運(yùn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)糕點(diǎn)的移動(dòng),當(dāng)滑塊向下運(yùn)動(dòng)即刀向下運(yùn)動(dòng)時(shí),不完全齒輪進(jìn)入非嚙合區(qū)即糕點(diǎn)靜止,進(jìn)行切割。</p><p>  方案二:方案一相同,唯一不同的是不完全齒輪嚙合的位置不同。</p><p>  方案三:當(dāng)滑塊帶著刀片向上運(yùn)動(dòng)

19、時(shí),槽輪的圓銷進(jìn)入徑向槽帶動(dòng)其運(yùn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)與之嚙合的皮帶輪,使其上的糕點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)?shù)镀蛳逻\(yùn)動(dòng)時(shí)圓銷與徑向槽分離同時(shí)被外凸圓弧卡死使其停止運(yùn)動(dòng)。</p><p>  2.3.2運(yùn)動(dòng)方案選擇</p><p><b>  方案一:</b></p><p>  凸輪機(jī)構(gòu)的與刀架是以高副連接,這對(duì)凸輪的輪廓曲線要求非常嚴(yán)格。同時(shí)這也極易磨損,而且凸輪的輪

20、廓加工比較困難,如若從動(dòng)件的行程過大則會(huì)使凸輪變得笨重。切沒有急回特性,不能夠?qū)崿F(xiàn)切刀下切速度慢而收回速度快的特性,也不能夠很好的縮短空程的時(shí)間,影響效率。</p><p><b>  方案二:</b></p><p>  動(dòng)副均為低副,兩運(yùn)動(dòng)副元素為面連接,壓強(qiáng)較小,可承受較大的載荷,且?guī)缀涡螤詈?jiǎn)單,便于加工。而且連桿上各點(diǎn)的軌跡是各種不同形狀的曲線,氣形狀隨著各構(gòu)

21、件相對(duì)長(zhǎng)度的改變而改變,從而可以得到形式眾多的連桿曲線,可以這些曲線來滿足不同曲線的設(shè)計(jì)要求。此機(jī)構(gòu)不僅具有連桿機(jī)構(gòu)的有點(diǎn)以及切刀的急回運(yùn)動(dòng)要求,且可使切刀在工作行程中得到近似等速的運(yùn)動(dòng),以滿足切削質(zhì)量。</p><p>  不完全齒輪機(jī)構(gòu)與其從動(dòng)件嚙合從動(dòng)輪每轉(zhuǎn)一周的停歇時(shí)間、運(yùn)動(dòng)時(shí)間及每次轉(zhuǎn)動(dòng)的角度變化范圍都較大,設(shè)計(jì)較靈活。但其加工工藝較復(fù)雜,而且從動(dòng)輪在運(yùn)動(dòng)的開始與終止時(shí)沖擊較大,但對(duì)于低速輕載的場(chǎng)合這種

22、沖擊的影響較小。</p><p>  方案三:對(duì)于槽輪機(jī)構(gòu)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作可靠,在進(jìn)入和脫離嚙合區(qū)時(shí)運(yùn)動(dòng)較平穩(wěn),能準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。但槽輪的轉(zhuǎn)角大小不能調(diào)節(jié),而且在槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)的始末位置加速度變化較大,所以有沖擊。同時(shí)槽輪在運(yùn)動(dòng)的過程中平穩(wěn)性較差。</p><p>  通過對(duì)比以上三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)我們最終決定選用方案二為我們的最終方案。</p><p>  2.3.3

23、執(zhí)行機(jī)構(gòu)形式設(shè)計(jì)</p><p>  發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為960r/min,由i=w1/w2可得v1*r1=v2*r2。i=24過大,所以要進(jìn)行降速,經(jīng)計(jì)算可得需要進(jìn)行三級(jí)降速。一級(jí)降速:將皮帶輪2與發(fā)動(dòng)機(jī)上的齒輪1用皮帶嚙合,傳動(dòng)比i=2,將轉(zhuǎn)速降480r/min。二級(jí)降速:用齒輪3與皮帶輪同軸的齒輪2'嚙合,傳動(dòng)比i=6,此時(shí)齒輪3的轉(zhuǎn)速被降,80r/min。三級(jí)降速:將齒輪4與錐齒輪3同軸的齒輪3'

24、;嚙合,傳動(dòng)比i=2,將齒輪的轉(zhuǎn)速降到40r/min。此時(shí)的轉(zhuǎn)速即為要求的轉(zhuǎn)速,也就是刀片每分鐘工作的次數(shù)。再將齒輪5與齒輪4嚙合,傳動(dòng)比i=1。</p><p>  刀片要求每分鐘工作40次,即每1.5秒一次,也就是T=1.5s</p><p>  所以傳送帶每1.5s運(yùn)動(dòng)的距離為糕點(diǎn)的寬度,首先用皮帶輪6與齒輪4上的同軸齒輪4'嚙合,皮帶輪的規(guī)格與齒輪4'相同,傳動(dòng)比i

25、=1。</p><p>  完全齒輪選用漸開線齒形,轉(zhuǎn)速為40r/min。分度圓直徑d=120mm齒數(shù)z=30實(shí)際齒數(shù)z=8。再將不完全齒輪與一個(gè)相同規(guī)格的齒輪7嚙合,在齒輪7的軸上固定一個(gè)半徑為30mm的滾筒,傳送帶放在滾筒上由滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)傳送帶運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>  直齒輪參數(shù)表</b></p><p>  2.3.4運(yùn)動(dòng)和動(dòng)

26、力分析</p><p><b>  刀具往復(fù)運(yùn)動(dòng)</b></p><p>  切刀每分鐘得完成切割40次的工作節(jié)拍。所以連接曲柄的齒輪的轉(zhuǎn)速為40次/min,切刀做豎直面內(nèi)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)其往下運(yùn)動(dòng)到與最低點(diǎn)相距約10mm至20mm(這是糕點(diǎn)的厚度)時(shí)開始切割糕點(diǎn),此時(shí)糕點(diǎn)靜止不動(dòng),切割完畢切刀往上運(yùn)動(dòng)到距離最低點(diǎn)約20mm時(shí)糕點(diǎn)運(yùn)動(dòng)起來,把切好的糕點(diǎn)片帶走并把糕點(diǎn)

27、送進(jìn)待切,切刀繼續(xù)往上運(yùn)動(dòng),直到最高點(diǎn),之后再往下運(yùn)動(dòng),直到最低點(diǎn)相距約10mm至20mm(這是糕點(diǎn)的厚度)時(shí)又開始切割糕點(diǎn),此時(shí)糕點(diǎn)又靜止。如此往復(fù)循環(huán)。下圖是刀具的位移運(yùn)動(dòng)圖:</p><p><b>  刀具位移</b></p><p><b>  角度</b></p><p>  四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)及分析</p&

28、gt;<p><b>  如上圖所示:</b></p><p>  圖示機(jī)構(gòu)可以近似的看做是曲柄搖桿機(jī)構(gòu),根據(jù)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)各桿件的長(zhǎng)度關(guān)系式: 則</p><p>  連接連桿的運(yùn)動(dòng)副與齒輪的軸心距離為90mm,中間連桿長(zhǎng)度為240mm,搖臂的長(zhǎng)度為180mm,齒輪軸心與搖臂上的固定運(yùn)動(dòng)副距離為300mm。</p><p

29、>  當(dāng)曲柄與連桿拉直共線和重合共線是為搖桿的兩個(gè)極限位置。</p><p>  如上圖所示由余弦定理可得:</p><p>  極位夾角,行程速比系數(shù)K=(180+θ)/(180-θ)=1.06。最大傳動(dòng)角=45,搖桿的擺角=61,通過計(jì)算得到搖桿的最大角速度=0.59rad/s,最大加速度a=0.85㎡/s。</p><p>  從而得到搖桿的角位移圖像如

30、下:</p><p><b>  角速度如下:</b></p><p><b>  角加速度圖如下:</b></p><p>  2.3.5執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</p><p><b>  設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>  經(jīng)過緊張的設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖,

31、為期一周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了。這是我們機(jī)械類學(xué)生第一次比較全面的接觸到設(shè)計(jì),把所學(xué)的機(jī)械原理理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去。設(shè)計(jì)期間,有興奮、有困惑、有急躁、還有完成設(shè)計(jì)的喜悅。</p><p>  剛開始拿到設(shè)計(jì)題目—糕點(diǎn)切片機(jī)時(shí),感覺挺容易的一個(gè)題目,我們組每個(gè)人都發(fā)表自己的想法。等到要?jiǎng)邮秩ギ媹D設(shè)計(jì)時(shí),才發(fā)現(xiàn)存在很多問題,例如怎樣實(shí)現(xiàn)間歇式往復(fù)運(yùn)動(dòng)和切刀上下往復(fù)運(yùn)動(dòng),選擇哪些機(jī)構(gòu)組合來更好的完成設(shè)計(jì),以及機(jī)構(gòu)尺寸的計(jì)算

32、等。在組內(nèi)討論下,每個(gè)人分配了自己的任務(wù),各付其職,通過查找課外資料、請(qǐng)教同學(xué)老師來完成工作。</p><p>  通過這次課程設(shè)計(jì)讓我認(rèn)識(shí)到:</p><p>  1、 作為工科類學(xué)生,平時(shí)要培養(yǎng)自己的動(dòng)手操作能力,多觀察機(jī)械類東西,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際知識(shí),培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問題的能力,并使所學(xué)知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)展。</p><p>  2、一定要學(xué)習(xí)

33、些繪圖工具,如CAD、proe,多結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際知識(shí),培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問題的能力,并使所學(xué)知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)展。</p><p>  3、團(tuán)隊(duì)合作的重要性。組內(nèi)成員要有團(tuán)隊(duì)意識(shí),聽從組長(zhǎng)分配,每個(gè)人都應(yīng)發(fā)揮自己的力量,取長(zhǎng)補(bǔ)短,更好的完成設(shè)計(jì)。</p><p><b>  .參考書目</b></p><p>  1.《機(jī)械原理

34、第七版》 孫恒 陳作模 葛文杰 主編高等教育出版社</p><p>  2.《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 單行本 機(jī)械傳動(dòng)》成大先 主編 化學(xué)工業(yè)出版社</p><p>  3.《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 單行本 機(jī)構(gòu)》成大先 主編 化學(xué)工業(yè)出版社</p><p>  4、《機(jī)械原理》 程友聯(lián)主編, 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社</p><p>  5、《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》

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