推书动作占时1/3周期，相当于主轴转120°；
快速退回动作占时小于1/3周期，相当于主轴转角100°； 停止不动占时大于1/3周期，相当于主轴转角140°。
每个运动时期纵向推书机构从动件的工艺动作与主轴转角的关系见表7.10。
表10 纵向推书机构运动要求
主轴转角 0°~ 80° 80°~ 120° 推书机构执行滑块的工作 推单摞书前进 推七摞书前进，同时折后角 主轴转角 120°~ 220° 220°~ 360° 推书机构执行滑块的动作 滑块退回 滑块停止不动 图13为推书机构运动循环图。 0°推摞七摞推头退回单推头不动80°书220°120° 图13 纵向推书机构运动循环图 （2）推书前进和退回时，要求采用等加速、等减速运动规律。 4.其他机构的运动关系见表11。
表11 其他机构运动要求
工艺动作 横向送书 折侧边，折两端上下边，折前角 涂浆糊,贴封签,烘干 主轴转角 150°~ 340° 送纸 180°~ 340° 裁纸 180°~ 340° 70°~80° 200°~ 360°~70° 工艺动作 主轴转角 5.工作阻力 （1）每摞书的质量为4.6kg，推书滑块的质量为8kg。
（2）横向推书机构的阻力假设为常数，相当于主轴上有等效阻力矩
Mc4=4 N?m。
Mc5=6 N?m。
（3）送纸、裁纸机构的阻力也假设为常数，相当于主轴上有等效阻力矩（4）折后角机构的阻力相当于四摞书的摩擦阻力。
（5）折边、折前角机构的阻力总和，相当于主轴上受到等效阻力矩
Mc6，其大小可用
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机器在纵向推书行程中（即主轴转角从0°转至120°范围中）主轴所受纵向推书阻力矩的平均值
Mc3表示为 Mc6=6Mc3
?M其中
nciMc3大小可由下式求出 Mc3=
i?1n
式中，
Mci为推程中各分点的阻力矩的值；n为推程中的分点数。
Mc7，其
（6）涂浆糊、贴封签和烘干机构的阻力总和，相当于主轴上受到等效阻力矩大小可用
Mc3表示为 Mc7=8Mc3
7.2 设计任务
1.根据给定的原始数据和工艺要求，构思并选定机构方案。内容包括纵向推书机构和送纸、裁纸机构，以及从电动机到主轴之间的传动机构。确定传动比分配。
2.书本打包机一般应包括凸轮机构、齿轮机构、平面连杆机构等三种以上常用机构。 3.按比例画出机构运动简图，标注出主要尺寸；画出包、封全过程中机构的运动循环图（全部工艺动作与主轴转角的关系图）。
4.设计平面连杆机构。并进行运动分析。绘制运动线图。
5.设计凸轮机构。确定运动规律，选择基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径，计算凸轮廓线。
6.设计计算其中一对齿轮机构。
7.进一步对平面连杆机构进行力分析，求出主轴上的阻力矩在主轴旋转一周中的一系列数值 式中，
Mci=Mc（?i）
?i为主轴的转角；i为主轴回转一周中的各分点序号。
力分析时，只考虑工作阻力和移动构件的重力、惯性力和移动副中的摩擦阻力。为简便起见，计算时可近似地利用等效力矩的计算方法。对于其他运动构件，可借助于各运动副的效率值作近似估算。画出阻力矩曲线
Mci=Mc（?i）M，计算阻力矩的平均值c3。
8.根据力矩曲线和给定的速度不均匀系数δ值，用近似方法（不计各构件的质量和转动惯量）计算出飞轮的等效转动惯量。
9.编写设计计算说明书。
10.学生可进一步完成书本打包机的计算机演示验证、凸轮的数控加工等。
7.3 设计提示
1.此题包含较丰富的机构设计与分析内容，教师可以根据情况确定学生全部或部分完成该题设计任务，也可由一组学生完成全题。
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2.推书机构、送纸机构、裁纸机构之间有严格的时间匹配与顺序关系，应考虑这些机构之间的传动链设计。
题目8 台式电风扇摇头装置
8.1设计题目
风扇的直径为Ф300mm，电扇电动机转速n=1450r/min，电扇摇头周期T=10s。电扇摆动角度ψ与急回系数k的设计要求及任务分配见表12。
表12 台式电风扇摆头机构设计数据 方案号 A B C D E F 电扇摆角ψ 80 85 90 95 100 105 急回系数k 1.01 1.015 1.02 1.025 1.03 1.05 8.2设计任务
1.按给定主要参数，拟定机械传动系统总体方案。 2.画出机构运动方案简图。
3. 分配蜗轮蜗杆、齿轮传动比，确定它们的基本参数，设计计算几何尺寸。 4. 解析法确定平面连杆机构的运动学尺寸，它应满足摆角ψ及行程速比系数k。并对平面连杆机构进行运动分析，绘制运动线图。验算曲柄存在条件，验算最小传动角（最大压力角）。
5.提出调节摆角的结构方案，并进行分析计算。 6.编写设计计算说明书。
7.学生可进一步完成台式电风扇摇头机构的计算机动态演示验证。
8.3设计提示
常见的摇头机构有杠杆式、滑板式和揿拔式等。本设计可采用平面连杆机构实现。由装在电动机主轴尾部的蜗杆带动蜗轮旋转，蜗轮和小齿轮做成一体，小齿轮带动大齿轮，大齿轮与铰链四杆机构的连杆做成一体，并以铰链四杆机构的连杆作为原动件，则机架、两个连架杆都作摆动，其中一个连架杆相对于机架的摆动即是摇头动作。机架可取80～90mm。
题目9 垫圈内径检测装置
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9.1 设计题目
设计垫圈内径检测装置，检测钢制垫圈内径是否在公差允许范围内。被检测的工件由推料机构送入后沿一条倾斜的进给滑道连续进给，直到最前边的工件被止动机构控制的止动销挡住而停止。然后，升降机构使装有微动开关的压杆探头下落，检测探头进入工件的内孔。此时，止动销离开进给滑道，以便让工件浮动。
检测的工作过程如图15 所示。当所测工件的内径尺寸符合公差要求时（图15a），微动开关的触头进入压杆的环形槽，微动开关断开，发出信号给控制系统（图中未给出），在压杆离开工件后，把工件送入合格品槽。如工件内径尺寸小于合格的最小直径时（图15b），压杆的探头进入内孔深度不够，微动开关闭合，发出信号给控制系统，使工件进入废品槽。如工件内径尺寸大于允许的最大直径时（图15c），微动开关仍闭合，控制系统将工件送入另一废品槽。 321a)b)c) 1—工件 2—带探头的压杆 3—微动开关 a)内径尺寸合格 b)内径尺寸太小 c)内径尺寸太大
图15 垫圈内径检测过程
具体设计要求见表13。
表13 平垫圈内径检测装置设计数据 被测钢制平垫圈尺寸 电动机转速 方案号 公称尺寸mm A B C D E 10 12 20 30 36 内径 mm 10.5 13 21 31 37 外径 mm 20 24 37 56 66 厚度 r/min mm 2 2.5 3 4 5 1440 1440 1440 960 960 s 5 6 8 8 10 时间 每次检测9.2 设计要求
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1.要求设计该检测装置的推料机构、控制止动销的止动机构、压杆升降机构。一般应包括凸轮机构、平面连杆机构以及齿轮机构等常用机构。该装置的微动开关以及控制部分的设计本题不作要求。
2.设计垫圈内径检测装置的传动系统并确定其传动比分配。 3.画出机器的机构运动方案简图和运动循环图。
4.设计平面连杆机构。并对平面连杆机构进行运动分析，绘制运动线图。
5.设计凸轮机构。确定运动规律，选择基圆半径，计算凸轮廓线值，校核最大压力角与最小曲率半径。绘制凸轮机构设计图。
6.设计计算齿轮机构。 7.编写设计计算说明书。
8.学生可进一步完成检测装置的计算机动态演示。
9.3 设计提示
1.由于止动销的动作与压杆升降动作有严格的时间匹配与顺序关系，建议考虑使用凸轮轴解决这个问题。
2.推料动作与上述两个动作的时间匹配不特别严格，可以采用平面连杆机构，也可以采用间歇机构。
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