文档介绍：××大学
机械原理课程设计产品设计及计算说明书
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目录
一、设计任务 3
1、设计题目 3
2、工作原理及工艺动作过程 3
3、原始参数及设计要求 3
二、运动方案设计的构想 3
1、系统运动方案设计的构想其一 3
1）开关门机构的设计 3
2）开关门锁机构的设计 4
3）凸轮驱动 4
2、系统运动方案设计的构想其二 4
3、方案比较 5
4、协调性设计 5
三、传动系统设计 5
1、总体说明 5
2、原动机的选择 6
3、总传动比的计算 6
四、执行系统机构的设计计算 7
1、四连杆机构基本参数计算 7
2、四连杆机构极位夹角校核 8
3、四连杆机构压力角及死点位置校核 8
4、开锁机构尺寸的设计 9
5、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 12
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
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，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。
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，。
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
90cm
140cm
140cm
120cm
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实现，具体参数计算在后面附出

图1

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2
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3
2、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。
图4
3、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）
协调性设计
表2
主轴转角
0º
30º
90º
180º
270º
360º
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。
传动系统设计
总体说明
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。
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。
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=。
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，