机械原理课程设计产品设计及计算说明书

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1、××大学机械原理课程设计产品设计及计算说明书学院:*****************班级：*****************姓名：********************************************************************时间：*****************2目录一、设计任务31、设计题目32、工作原理及工艺动作过程33、原始参数及设计要求3二、运动方案设计的构想31、系统运动方案设计的构想其一31）开关门机构的设计32）开关门锁机构的设计43）凸轮驱动42、系统运动方案设计的构想其二43、

2、方案比较54、协调性设计5三、传动系统设计51、总体说明52、原动机的选择63、总传动比的计算6四、执行系统机构的设计计算71、四连杆机构基本参数计算72、四连杆机构极位夹角校核83、四连杆机构压力角及死点位置校核84、开锁机构尺寸的设计95、开锁机构的改进10五、课程设计的收获与体会10六、参考文献11附：机构系统运动简图122一、设计任务1、设计题目宿舍远远距离开关门锁机械系统方案设计2、工作原理及工艺动作过程利用平面铰链四杆机构及及其组合机构实现具有正常开门关门及开关门锁的功能机械系统，在开门之前实现门锁打开，在关门之前实现门锁关闭

3、，整个系统由一个原动件只有一个，由电机或者手动提供动力，循环往复完成一套工艺动作。3、原始参数及设计要求以宿舍门及周围环境结构为基本参照，具体数值在表1中附出，要求机构参数符合实际布置的环境条件约束，要求开关门实现较为精确的门与门框配合，并且开门最大角度大于90º，对门锁的开关只要求可以实现其基本功能，锁销在开锁过程中移动距离大于1.5cm。表1项目门宽门锁高度门框右边距墙壁距离门框平面距床边距离参数90cm140cm140cm120cm二、运动方案设计的构想1、系统运动方案设计的构想其一1）开关门机构的设计如图1示，利用平面铰链四杆机构

4、实现，具体参数计算在后面附出图1122）开关门锁机构的设计如图2示，利用凸轮高副实现门锁的开关图23）凸轮驱动如图3，杆2转动带动滑块移动，滑块推动齿条，齿条将运动传递给凸轮，带动凸轮转动，从而实现门锁的开关。图32、系统运动方案设计的构想其二如图4所示，门锁的开关直接通过滑块实现。12图43、方案比较如上所述，方案一的优点在于利用凸轮机构可以更精确地实现门锁的开关，但是实现起来较为复杂，而且显得过于繁琐。两个方案大同小异，比较之下方案二显然更加简洁方便，于是综合优缺点选择方案二作为本次课程设计的最终方案。（以上只是初步的原理设计，系统还

5、有一个需要解决的问题，当门初开时，要求先将门锁打开，需要重新设计机构，这将在后续详细设计中给出，这里旨在说明机构系统的基本原理）4、协调性设计表2主轴转角0º30º90º180º270º360º门关关开开关锁关开开关由于开门过程中，先开锁，然后再打开门所以要求在主轴先转动30度时，在此期间门依然保持关闭状态，而锁打开；在关门过程中，由于锁是弹簧设计无须考虑是否锁需要后锁上。三、传动系统设计1、总体说明12系统需要给执行机构一定的力矩实现开关门锁，系统的最终动力源自电动机或者手动力量，而要实现远距离开关门锁，故构想通过涡轮蜗杆传动，这样可以

6、达到较高的传动比，一则可以手动时省力，二则便于实际中应用电机实现开关门锁。1、原动机的选择实现开门机构的是平面铰链四杆机构，在运动方案中设计其应为曲柄摇杆机构，因此原动件选择为图4中的杆1，但是由于环境因素的考虑，并不是直接在原动件上加动力源，而是通过另外的机构将动力传递过来。2、总传动比的计算传动机构设计如图5所示，取系统传动比20，蜗杆头数取在=1，则涡轮齿数为=20.对蜗杆，取模数m=2，分度圆直径=22.4mm。则齿顶高=m=2mm，齿根高，齿顶圆直径，齿根圆直径，蜗杆轴向齿距，对涡轮，分度圆直径，齿顶高，齿根高，齿顶圆直径，齿根

7、圆直径，径向间隙，中心距。12图5四、执行系统机构的设计计算1、四连杆机构基本参数计算由于设计需要保证杆2与杆3的一定相对角度变动（图3），实现滑块的一定位移，即需要保证该平面四杆机构一定的极位夹角θ，这里取θ>=30º。如下图所示，机架长度为50cm与墙面夹角取45度，取代表门的杆3长度为60cm，此处设计要求门开合最大角度为120º，下面给出杆1与杆2长度的计算过程：图612记杆三长度a=60cm，机架长度b=50cm；则=17.6543cm；=101.6854cm；；得x=42.01555cm，y=59.66985cm并且由几何关系

8、得到极位夹角θ=88º。2、四连杆机构极位夹角校核如图6所示，门处于关闭位置时杆2与门的夹角为20º，在门开到极限位置时杆2与门的夹角为48度，杆1由第一个极限位置顺时针旋转30º后杆2与门的