123机械设计(2)

附：常见机械原理创新设计题目

附表1 机械原理创新设计常见主题性题目实例

主题内容 厨卫机械 助残机械 健身机械 康复机械 环卫机械 玩具机械 一般日用机械 安全与自救 实例说明 如自动烤饼机、煎蛋器、折叠式包馅机、多功能切片机、制春卷机、面条机、多功能清洁器、洗碗机、洗菜机、自动去皮机等。 如多功能自助轮椅、助残机械手、自动翻身病床、多功能助食装置等。 如多功能跑步机、多功能划船训练健身器、腰腹肌肉训练器、双人运动脚踏车、智能游泳帽等。 如偏瘫病人全关节运动促动康复器、肌肉按摩器人体脊椎矫正仪、视力康复仪、助听器、助声器等。 如多功能黑板擦、除雪器、便携式清扫器、自闭水龙头、污水处理器、“牛皮癣”清除机、智能吸尘器等。 翻筋斗小人、电动车、电动斗士、小恐龙、小狗等。 多功能小车、多功能雨伞、袖珍打气筒、自动晒衣架、塑料粉碎机等。 高空逃生机、多功能面具等。

附表2 机械原理创新设计题目(1)

名称 功能要求 酱类食品灌装机 酱类食品因风味独特，深受广大消费者的喜爱，是餐饮酒店、居家旅行之佳品。酱类食品灌装机的主要作用是将芝麻酱、花生酱、草莓酱、甜面酱、辣椒酱或蕃茄酱等食品装入酱料瓶中。其主要工艺动作有： 1）将灌装物料输送至料斗（料腔）； 2）将空瓶或空罐送至多工位转盘，并能自动转位； 3）定量灌装； 4）压盖密封； 5）粘贴商标； 6）送出成品。 1）灌装物料：芝麻酱、花生酱、草莓酱、甜面酱、辣椒酱或蕃茄酱等； 2）灌装能力：（12~21）瓶/min； 3）每瓶酱净重：（200~400）克/min； 4）定量灌装的工作行程50 mm、加盖密封的工作行程60 mm、粘贴商标工艺的工作行程60mm； 5)所需电机功率：1.5、1.7、1.9、2.1 kW； 电机同步转速：1500 r/min。 1）按工艺动作要求拟定机构的运动循环图； 2）进行转盘间歇运动机构（自动转位机构）、定量罐装机构、压盖密封机构、粘贴商标机构的选型； 3）结合设计要求，比较各方案的优缺点，选定合理的机械运动方案； 4）按给定的电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尺度设计； 7）完成设计计算说明书。 1）为防止酱类食品变质，产品密封性要好，最好在密封后有一定的保压时间； 2）机构由同一电机驱动，转盘的转位应准确平稳，整体结构紧凑、性能可靠、操作简单、外形美观、制造方便。 原始数据及设计要求 设计任务 提示

附表3 机械原理创新设计题目(2)

名称 功能要求 原始数据及设计要求 剥豆机 将蚕豆浸泡后放在料斗内，通过振动下料后将蚕豆平放，并排列成头尾相接，然后将蚕豆送到切皮位置，将豆压住并切开头部的皮，最后拥挤压方法将豆挤出。 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： 80 粒/min； 5）要求所设计的机器体积小、重量轻、压紧力可调、工作可靠、外形美观。 1）根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图； 2）构思能实现上述动作要求的送料机构，压紧与切皮机构，挤压脱皮机构； 3）结合设计要求，比较各方案的优缺点，选定合理的机械运动方案； 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； 6）对传动机构和执行机构进行尺度设计； 7）完成设计计算说明书。 1）剥豆机的主要工艺动作是送料、压豆切皮、挤压脱皮； 2）为了使蚕豆成横卧头尾排列，可以采用振动料斗上料，送料机构一般可采用间歇运动机构； 3）压紧切皮机构最好用联动组合机构，为了保证压力不过大，可在压头处加一个刚度合适的弹簧，利用两轧辊加压进行挤压脱皮，两轧辊之间的间隙一般比蚕豆的最小厚度略小。

附表4 机械原理创新设计题目(3)

名称 功能要求 原始数据及设计要求 巧克力糖包装机 巧克力糖包装机是通过一系列机构的同步协调工作，对长方形、圆柱形、球形等各类巧克力糖进行包装。 1）产量：100粒/min； 2）前冲头行程：100 mm；后冲头行程：80 mm；前、后冲头夹紧糖粒间距5 mm； 3）电动机功率：0.4 kW；电动机转速：1370 r/min； 4）设计中要保证冲头接触和脱离糖粒时无冲击，运动平稳； 5）装进糖粒过程中前、后冲头接糖送糖的间歇动作要协调一致； 6）设计的机构性能要良好、结构简单、制造方便。 1）按工艺动作要求拟定机构的运动循环图； 2）进行转盘间歇运动机构（自动转位机构）、定量罐装机构、压盖密封机构、粘贴商标机构的选型； 3）结合设计要求，比较各方案的优缺点，选定合理的机械运动方案； 4）按给定的电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尺度设计； 7）完成设计计算说明书。 1）巧克力糖包装机构包括盛糖斗输送糖粒机构、包装纸供应和下纸机构、装进机构、夹盘运动机构、扭结糖纸机构； 2）装进机构由前后两个冲头配合动作，将糖粒和糖纸夹紧送到夹盘的夹子中，夹盘将糖粒送到扭结糖纸机构进行糖果包装； 3）前冲头在固定的滑道上前后往复移动，可采用能扩大行程的六杆机构； 4）后冲头作前后有规则的摆动，实现接糖、送糖间歇装进糖果到夹盘的协调动作，可采用摆动凸轮机构； 5）前后冲头夹糖粒的松紧程度由前后冲头夹槽的间距确定，其松紧程度一般要求可调整。 设计任务 提示 设计任务 提示

附表5 机械原理创新设计题目(4)

名称 功能要求 书本打包机 书本打包机将若干本一摞的书用牛皮纸包成一包，并在两端贴好封签。基本功能要求有： 1）送书、推书； 2）送纸，裁纸； 3）折边包装； 4）粘合，贴签。 1）书摞宽度a＝130～140 mm；高度 b=180 mm～220 mm； 2）推书行程：Ｈ＝400 mm； 3）打包次数（主轴转速）：n=10 r/min； 4）为了保证工作安全，台面整洁，推书机构最好放在台面以下。 1）根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图； 2）进行执行机构选型，实现执行构件运动要求； 3）对系统运动方案进行评价和选择； 4）确定原动机和执行机构运动参数，拟定系统运动方案； 5）绘制机械运动方案示意图； 6）对执行机构进行尺度设计； 7）编写设计说明书。 1）要求推书执行构件的运动最好采用为间歇往复直线运动； 2）送纸机构建议采用橡胶摩擦轮传动，将纸自上而下的传送，传送定量距离后将纸裁断； 3）折边机构的执行构件可采用曲柄摇杆机构或摆动凸轮机构； 4）各执行构件交替动作，不能互相干涉和延迟，在设计中应考虑给与一定的余量。

附表6 机械原理创新设计题目(5)

名称 功能要求 原始数据及设计要求 自动制钉机 自动制钉机是将一卷直径与铁钉直径相等的低碳钢丝加工为木工用大小型号不同的铁钉。 1）铁钉直径φ1.6～φ3.4 mm； 2）铁钉长度25～80 mm； 3）生产率360枚/min； 4）最大冷镦力3000 N，最大剪断力2500 N； 5）冷镦滑块质量为8 kg，其他构件质量和转动惯量不计； 6）要求所设计的结构紧凑、传动性能优良、噪声尽量减小。 1）执行机构选型与设计要构思出至少3种运动方案，并在说明书中画出运动方案草图，经对所有运动方案进行分析比较后，选择其中你认为比较好的方案进行详细设计，该机构最好具有急回运动特性； 2）对选择的方案画出机构运动循环图； 3）对传动系统进行设计； 4）对选择的方案进行尺度设计； 5）绘制机械运动方案示意图； 6）完成设计计算说明书。 1）自动制钉机的主要功能有校直钢丝并按节拍要求间歇地输送到装夹工位、冷镦钉帽、冷挤钉尖、剪断钢丝； 2）送丝校直机构，要求使送丝与校直动作合二为一来考虑机构型式，同时应附加夹紧机构，在送丝时放松，其余时间夹紧。送丝校直机构可考虑采用间歇运动机构带动摆动爪，摆动爪压紧钢丝并送丝校直。夹紧机构利用联动关系开合； 3）冷镦钉帽机构，可以采用移动或摆动式冲压机构，一般可用平面六杆机构或四杆机构，其移动、摆动的行程在25 mm左右为宜。为了减小电动机容量和机械速度波动可加装飞轮； 4）冷挤和剪断机构在性能要求上与冷镦机构相同，因此采用机构也十分类似； 5）由于机构较多，相互动作协调十分重要，尽量考虑将各执行机构的原动件固连在一个主轴上。 原始数据及设计要求 设计任务 提示 设计任务 提示

附表7 机械原理创新设计题目(6)

名称 功能要求 原始数据及设计要求 自动三面切书机 自动三面切书机的主要功用是切去书籍的三个余边。 1）被切书摞宽高度260 mm×185 mm×90 mm，质量为5 kg； 2）推书行程370 mm，压头行程为400 mm，侧刀行程为350 mm，横刀行程为380 mm； 3）生产率6摞/min； 4）要求选用的机构简单、轻便，运动灵活可靠。 1）根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图； 2）进行执行机构选型，实现执行构件运动要求； 3）对系统运动方案进行评价和选择； 4）确定原动机和执行机构运动参数，拟定系统运动方案； 5）绘制机械运动方案示意图； 6）对执行机构进行尺度设计； 7）编写设计说明书。 1）自动三面切书机系统由送料机构、压书机构、侧刀机构和横刀机构四部分组成； 2）推书运动建议考虑间歇往复直线运动，压头机构的压头也作间歇往复运动； 3）侧刀为两把，分别切除书籍的上下两边。

附表8 机械原理创新设计题目(7)

平压模切机 平压模切机是实现对各种规格的纸板、厚度在4 mm以下的瓦楞纸板，以及各种高级精细的印刷品进行压痕、切线、压凹凸。经过压痕、切线的纸板，用手工或机械沿切线出去掉边料后，沿压出的压痕可折叠成各种纸盒、纸箱，或制成凹凸的商标。 1）上模固定，下模向上移动的行程长度H＝（50±0.5）mm，回程的平均速度为工作行程的平均速度的1.3倍； 2）工作行程的最后2 mm范围内受到生产阻力Pr＝2×106 N，回程时不受力。下模和滑块的质量共约120 kg； 3）半自动平压模切机的生产率：3000张／小时； 4）工作台面离地面的距离1200 mm； 5）要求设计的机构性能良好、结构简单紧凑、节省动力、寿命长、便于制造。 1）根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图； 2）拟定实现运动要求的运动方案，并进行分析评价和选择； 3）确定原动机和执行机构运动参数，拟定系统运动方案； 4）绘制机械运动方案示意图； 5）对选定的运动方案进行尺寸综合； 6）完成机构的运动分析，绘出喷枪的运动位移及速度曲线； 7）编写设计说明书。 1）主要工艺动作有两个：自动送料和进行冲压模切； 2）走纸机构可采用双列链传动，横切机构可采用六杆冲压机构； 3）冲压机构要求急回并节省动力。 设计任务 提示 名称 功能要求 原始数据及设计要求 设计任务 提示

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