1、目 錄一、 設(shè)計(jì)題目1二、 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與要求和任務(wù)11、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與要求12、設(shè)計(jì)任務(wù)2三、 運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)2 1、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2（1）、方案一2（2）、方案二3（3）、方案三32、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4（1）、方案一4（2）、方案二4四、 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)71、機(jī)械工作原理圖72、設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配73、尺寸設(shè)計(jì)71）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)72）執(zhí)行機(jī)構(gòu)84、作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖9五、 運(yùn)動(dòng)分析和設(shè)計(jì)10六、 設(shè)計(jì)心得11七、 參考書目12一、設(shè)計(jì)題目：游戲機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖與傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 某游樂(lè)場(chǎng)所欲添加一新的游樂(lè)項(xiàng)目，該項(xiàng)目是在一暗室中，讓一畫有景物的屏幕（觀眾可以看見屏幕上的景物），由靜止逐漸開始左右晃動(dòng)，晃

2、動(dòng)的角度由小變大，并越來(lái)越大最終旋轉(zhuǎn)起來(lái)，轉(zhuǎn)幾周后，屏幕又漸趨靜止。 由于觀眾在暗室中僅能看見屏幕上的景物，根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，觀眾產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)覺，他不認(rèn)為屏幕在晃動(dòng)，反而認(rèn)為自己在晃動(dòng)，并且晃動(dòng)的越來(lái)越厲害，最后竟旋轉(zhuǎn)起來(lái)，這是一個(gè)有驚無(wú)險(xiǎn)的游樂(lè)項(xiàng)目。 現(xiàn)要求設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)械傳動(dòng)裝置，使屏幕能實(shí)現(xiàn)上述運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2、 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與要求和任務(wù)11、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與要求 屏幕由靜止開始晃動(dòng)時(shí)的擺角約60。 每分鐘晃動(dòng)次數(shù)約為1012次。 屏幕由開始晃動(dòng)到出現(xiàn)整周轉(zhuǎn)動(dòng)，歷時(shí)約23分鐘。 屏幕約轉(zhuǎn)10多轉(zhuǎn)后，漸漸趨于靜止。 用三相交流異步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，其同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min，功率約1KW.

3、屏幕擺動(dòng)幅度應(yīng)均勻增大或稍呈加速的趨勢(shì)。 2、設(shè)計(jì)任務(wù)1）、根據(jù)功能要求和工作原理，繪制機(jī)械工作原理圖。2）、構(gòu)思系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案(至少兩個(gè)以上)，然后進(jìn)行方案分析評(píng)價(jià)，選出較優(yōu)方案。3）、確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)，設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配。4）、按工藝動(dòng)作過(guò)程擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 5）、設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)，對(duì)所用到的齒輪進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，確定其尺寸。對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)，然后繪制出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并作必要的運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析。6）、編寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書。三、運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 由上所述，游戲機(jī)系統(tǒng)只有一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和一個(gè)執(zhí)行構(gòu)件，在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，這個(gè)執(zhí)行構(gòu)件要實(shí)現(xiàn)從靜止開始逐漸晃動(dòng)，晃動(dòng)的角度由小變大，最

4、終旋轉(zhuǎn)起來(lái)，轉(zhuǎn)幾周后，屏幕又漸趨靜止。這個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程較復(fù)雜。 游戲機(jī)系統(tǒng)需完成減速、運(yùn)動(dòng)交替和轉(zhuǎn)換、停歇的功能。1、 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是把原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置。以傳遞動(dòng)力為主的傳動(dòng)又稱為動(dòng)力傳動(dòng)。以傳遞運(yùn)動(dòng)為主的運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)。機(jī)械傳動(dòng)是最常見的一種傳動(dòng)形式。方案一：摩擦輪+圓錐直齒輪由電動(dòng)機(jī)通過(guò)一級(jí)摩擦輪傳動(dòng)、一級(jí)圓錐直齒輪傳動(dòng)方案二：V帶+蝸輪蝸桿傳動(dòng)（機(jī)構(gòu)示意圖如圖1所示）由電動(dòng)機(jī)通過(guò)一級(jí)V帶傳動(dòng)、一級(jí)蝸輪蝸桿傳動(dòng)帶動(dòng)方案三：V帶+螺旋齒輪傳動(dòng)由電動(dòng)機(jī)通過(guò)一級(jí)V帶傳動(dòng)、螺旋齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)選擇運(yùn)動(dòng)方案：1） 摩擦輪機(jī)構(gòu)與V帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)摩擦輪機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn) ：傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)噪聲，有過(guò)載保

5、護(hù)作用；缺點(diǎn)：軸與軸承受力較大，工作表面有滑動(dòng)，而且磨損較快，高速傳動(dòng)時(shí)壽命較低V帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：V帶傳動(dòng)是具有中間撓性件的一種傳動(dòng)，能緩和載荷沖擊，運(yùn)行平穩(wěn)，無(wú)噪聲；制造和安裝精度不像嚙合傳動(dòng)那樣嚴(yán)格；過(guò)載時(shí)引起帶在帶輪上打滑。缺點(diǎn)：有彈性滑動(dòng)和打滑，使效率低下和不能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比（同步帶傳動(dòng)是靠嚙合傳動(dòng)的，所以可以保持傳動(dòng)同步）；傳遞同樣大的圓周力時(shí)，輪廓尺寸和軸上的壓力都比嚙合傳動(dòng)大；帶的壽命較短。綜合比較，可以確定應(yīng)選用一級(jí)V帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)。 2）圓錐直齒輪、蝸輪蝸桿傳動(dòng)與螺旋齒輪傳動(dòng)圓錐直齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)：用來(lái)傳遞兩相交軸的運(yùn)動(dòng)；圓錐直齒輪傳遞的圓周速度較低，曲齒用于圓周速度較高的場(chǎng)合

6、。蝸輪蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)噪音，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大，可做成自鎖蝸桿。螺旋齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)：常用于傳遞既不平行又不相交的兩軸之間的運(yùn)動(dòng)，但其齒面間為點(diǎn)嚙合，且沿齒高和齒長(zhǎng)方向均有滑動(dòng)，容易磨損，只宜用于輕載傳動(dòng)。綜合比較，可以確定應(yīng)選用一級(jí)蝸輪傳動(dòng)。最終選定的方案是方案二。2、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)由電動(dòng)機(jī)通過(guò)一級(jí)帶傳動(dòng)、一級(jí)蝸輪傳動(dòng)帶動(dòng)一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD，再通過(guò)一級(jí)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)屏幕左右晃動(dòng)。 為了改變屏幕晃動(dòng)幅度的大小，使之逐漸增大，并最終使屏幕作連續(xù)回轉(zhuǎn)，可采用如下三種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)： 1）、搖桿長(zhǎng)度不變，逐漸增大曲柄AB的長(zhǎng)度。 2）、曲柄長(zhǎng)度不變，逐漸縮短搖桿CD的長(zhǎng)度。 3）、同時(shí)改變曲柄和搖

7、桿的長(zhǎng)度，但這樣將使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不足取。可以通過(guò)下面兩種情況在不停車的狀態(tài)下改變曲柄或搖桿的長(zhǎng)度。如圖（2）和圖（3）所示。方案一：通過(guò)一個(gè)行星輪系和一個(gè)螺旋機(jī)構(gòu)來(lái)改變曲柄AB的長(zhǎng)度。如圖（2）所示。優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)噪音，減速比大；可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)與直線移動(dòng)互換；滑動(dòng)螺旋可做成自鎖螺旋機(jī)構(gòu)；缺點(diǎn)：工作速度一般很低，只適應(yīng)于小功率傳動(dòng)。方案二：通過(guò)一個(gè)行星輪系和一個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)改變曲柄AB的長(zhǎng)度。如圖（3）所示。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，調(diào)整方便，可獲得任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律；缺點(diǎn)：但動(dòng)載荷較大，傳動(dòng)效率較低。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和優(yōu)缺點(diǎn)，該機(jī)構(gòu)選定方案一。行星齒輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，制造和安裝精度要求

8、高，其他特點(diǎn)同普通齒輪傳動(dòng)。圖2 改變曲柄長(zhǎng)度方案之一 圖3 改變曲柄長(zhǎng)度方案之二四、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)1、機(jī)械工作原理圖（見附圖1，A3紙上）2、確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)，設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的順序：電動(dòng)機(jī)V帶傳動(dòng)蝸輪傳動(dòng)四桿機(jī)構(gòu)屏幕（1）根據(jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和設(shè)計(jì)要求，選取電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n=1000r/min, 功率1kw。屏幕的晃動(dòng)是10次/min,則曲柄的轉(zhuǎn)速n=10r/min,所以蝸輪的轉(zhuǎn)速n=10r/min，確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比為i=1000/10=100（2）傳動(dòng)比的分配，選用二級(jí)減速，第一級(jí)采用V帶傳動(dòng)選取帶傳動(dòng)比為5，蝸輪蝸桿為第二級(jí)減速，傳動(dòng)比為20。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序：蝸

9、輪行星輪系螺旋機(jī)構(gòu)曲柄銷B行星輪系：事實(shí)上，因角速度2是一個(gè)向量，它與牽連角速度H和相對(duì)角速度H2之間的關(guān)系為： 2 =H +H2 P為絕對(duì)瞬心，故輪2中心速度為：V2o=r2H2 又 V2o=r1H H2H r1/ r2 傳動(dòng)比為i=z1/z2=1/23、 尺寸設(shè)計(jì)1） 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)A、 V帶傳動(dòng) d1=100mm,d2=500mm,垂直距離L=800mm；B、 蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)齒數(shù)模數(shù)（mm）壓力角（0）直徑（mm）蝸輪202520500蝸桿12520100C、圓柱齒輪設(shè)計(jì)模數(shù)（mm）壓力角（0）齒數(shù)直徑（mm）齒輪1102020200齒輪2102050500D、 行星輪系中的圓錐齒輪設(shè)計(jì)模數(shù)（m

10、m）壓力角（0）齒數(shù)直徑（mm）齒輪1102015150齒輪21020303002） 執(zhí)行機(jī)構(gòu)A、 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)，已知：=36；=15；K=1， 桿CD長(zhǎng)c=110mm任取一點(diǎn)D，作等腰三角形腰長(zhǎng)為CD，夾角為; 作C2PC1C2，作C1P使 C2C1P=90,交于P;作P C1C2的外接圓，則A點(diǎn)必在此圓上。選定A，設(shè)曲柄為a，連桿為b，則A C1=a+b, A C2=b-a，故有： a=( A C1A C2)/ 2以A為圓心，A C2為半徑作弧交于E,得：a=EC1/ 2 b= A C1EC1/ 2、曲柄改變機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)a=200m

11、m,b=1500mm,c=1100mm,d=1000mm根據(jù)不同機(jī)構(gòu)的特性分析a的范圍對(duì)于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)d為機(jī)架，a為曲柄所以a+b=c+d可得a=500mm,即200=a=500mm對(duì)于雙曲柄機(jī)構(gòu)，d為機(jī)架 b為最長(zhǎng)桿，d+b=700mm a為最長(zhǎng)桿，a+d=b+c,可得a=900mm,即700 =ab+c可得a900mmC、根據(jù)以上的分析可以確定螺旋機(jī)構(gòu)的長(zhǎng)度，初定為800mm。其中分為三段300+200+300mm，中間200mm為無(wú)螺紋段。根據(jù)s=l/(2),s=200mm, H2H r1/ r2傳動(dòng)比為i=z1/z2=1/2所以螺旋機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速n=5r/min,取屏幕轉(zhuǎn)動(dòng)10周后，漸漸趨于靜止，導(dǎo)程l=30mm。4、作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（見附圖2，A3紙上）五、運(yùn)動(dòng)分析和設(shè)計(jì) 首先，來(lái)看該機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，我們可以看到，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)皮帶輪的飛輪1，再通過(guò)飛輪2減速傳遞，由電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n1=1000r/min到飛輪2轉(zhuǎn)速n2=200r/min,再帶動(dòng)一級(jí)蝸輪蝸桿傳動(dòng)，蝸輪的速度降低到n3=10r/min,又通過(guò)四桿機(jī)構(gòu)ABCD傳動(dòng)到齒輪上，齒輪1，2又起到傳動(dòng)和減速的功能最終由齒輪2帶動(dòng)屏幕按預(yù)定的速度運(yùn)動(dòng)。以上都是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中起減速作用的機(jī)