机械原理课程设计
设计计算说明书
设计题目：步进输送机
学 院 ：理 学 院
专 业 ：机械电子工程
班 级 ： 12
学 号： 020841206
设 计 者：程满
指导教师：范奎
2011年5月26日
湖北民族学院
目录
一、设计题目 ………………………………………………………… 2
二 设计简介…………………………………………………………… 3
2.1工作原理……………………………………………………… 3
2.2原始数据及设计要求………………………………………… 4
2.3 设计任务………………………………………………………5
三、运动方案的拟定……………………………………………………5
3.1 步进输送机构…………………………………………………5
3.2 下料机构（插断机构）………………………………………7
3.3运动方案的选定……………………………………………… 8
四、机构运动简图………………………………………………………8
五、运动分析……………………………………………………………11
5.1输送机构的运动分析……………………………………… 11
5.2插断机构（下料机构）的运动分析…………………………20
5.3飞轮的转动惯量的计算…………………………………… 23
六、机构运动循环图………………………………………………… 24
七、减速机构的设计……………………………………………………24
八、设计总结……………………………………………………………25
九、参考文献……………………………………………………………25
一、 设计题目：步进输送机
二、 设计简介
2.1工作原理
步进输送机是一种能间歇地输送工件，并使其间距始终保持稳定
步长的传送机械。图1为运动示意图，工件经过隔断板从料轮滑落到
辊道上，隔断板作间歇往复直线运动，工件按一定的时间间隔向下滑
落。输送滑架作往复直线运动，工作行程时，滑架上位于最左侧的推
爪推动始点位置工件向前移动一个步长，当滑架返回时，始点位置又
从料轮接受了一个新工件。由于推爪下装有压力弹簧，推爪返回时得
以从工件底面滑过，工件保持不动。当滑架再次向前推进时，该推爪
早已复位并推动新工件前移，与此同时，该推爪前方的推爪也推动前
工位的工件一齐向前再移动一个步长。如此周而复始，实现工件的步
进式传输。显而易见，隔断板的插断运动必须与工件的移动协调，在
时间和空间上相匹配。
图1 步进输送机示意图
2.2 原始数据及设计要求
（1） 输送工件形状和尺寸如图1，工件质量60kg，输送步长H＝
840mm，允许误差±0.2mm。
（2） 辊道上允许输送工件最多8件。工件底面与辊道间的摩擦系数
0.15（当量值），输送滑架质量为240kg，当量摩擦系数也为
0.15。
（3） 滑架工作行程平均速度为0.42m/s，要求保证输送速度尽可能
均匀,行程速比系数K≥1.7。
（4） 最大摆动件线质量为20 kg/m，质心在杆长中点，绕质心线转
动惯量为2 kgּm2/m，其余构件质量与转动惯量忽略不计。发动
机到曲柄轴的传动系统的等效转动惯量（视曲柄为等效转动构
件）近似取为2 kgּm2。。
（5） 允许速度不均匀速度为[δ]＝0.1。
（6） 滑架导路水平线与安装平面高度允许在1100mm以下。
（7） 电动机规格自选。
2.3 设计任务
（1） 根据工艺动作要求拟定运动循环图；
（2） 进行插断机构、步进输送机构的选型；
（3） 机械运动方案的评定和选择；
（4） 根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案，
分配传动比，并在报告上画出传动方案图；
（5） 进行工件停止在工位上的惯性前冲量计算；
（6） 对机械传动系统和执行机构进行运动尺寸计算；
（7） 画出机械运动方案简图；
（8） 编写设计计算说明书。
三、运动方案的拟定
3.1 步进输送机构
步进输送机的主传动机构的原动
件是曲柄；从动件为推爪(滑块),行程
中有急回特性；机构应有较好的动力
特性及在工作进程中速度要求较小且
均匀。要满足这些要求，用单一的四
杆机构是难以实现的。下面介绍拟定的几种方案。 图1-1
1.如上图1-1所示，牛头刨床的主传动 机构采用导杆机构、连
杆滑块机构组成的6杆机构。采用导杆机构，滑块3与导杆之间的传
动角始终为90o，且适当确定构件尺寸，可以保证机构工作行程速度
较低并且均匀，而空回行程速度较高，满足急回特性要求。适当确定
推爪的导路位置，可以使压力角尽量小。
2、如图1-2所示，步进输送机的主传动机构采用凸轮机构和摇
杆滑块机构。适当选择凸轮运动规律，设计出凸轮廓线，可以实现刨
头的工作行程速度较低，而返回行程速度较高的急回特性；在推爪往
复运动的过程中，避免加减速度的突变发生(采用正弦加速度运动规
律）。
3、如图1-3所示，步进输送机主传动机构采用曲柄导杆机构机
构。导杆做往复摆动其速度有点波动，并且也具有急回特性。
图1-2 图1-3
4、如图1-4所示，步进输送机的主传动机构采用曲柄摇杆机构
和摇杆滑块机构。曲柄摇杆机构可以满足工作进给时推爪的速度较低，在运动过程中曲柄摇杆机构的从动件摇杆3的压力角是变化的。
3.2 下料机构（插断机构）
一种方案是采用齿轮与齿条的配合（图2-1）。
s=s
ψ
（图2-1）
而另一种方案是采用从动件盘形凸轮与摇杆机构的组合图（2-2），利
用弹簧的弹力使滚子从动件始终紧靠在凸轮上
图2-2
3.3运动方案的选定
经过小组讨论最终确定选输送机构的方案1和插断机构的方案2作为此次课程设计所要求的运动方案。
四、机构运动简图
运动简图
1.初始状态
2.工件输送阶段
3.工件到达工位点
4.输送架回程及下料阶段
五、运动分析
5.1输送机构的运动分析
图5.1.1
1.要求条件：输送滑架输送步长S=840mm+20mm=860mm, 滑架工作行程的平均速度为0.42m/s, 输送速度尽可能均匀， 行程速比系数K≥1.7。
2.制定参数：令K=2，推爪（滑块）的导路X-X在导杆运动弧长的平分线上。
极为夹角θ=180°³(K-1)/(K+1)=60°，即∠O2O4A=30°。 由输送架工作行程平均速度0.42m/s,且输送步长S=860mm可得导杆O4B的长度O4B=860mm。
工作进程的时间t1=0.86m/0.42m/s=2.0476s
回程时间t2= t1/2=1.0238s， 有Wt=θ知W=2.0457 rad/s。 转速n=60W/(2*3.14)=19.5r/min。 由∠O2O4A=30°知O2A=O2O4/2,
又X-X在导路所在弧长的平分线上，取H约为(860+860*cos30°)/2即令H=802mm。
又要求工作过程中传动平稳，速度均匀，即BC杆的传动角γ越大越好。
最大的传动角γ=90°-arcsin[(860-860*cos30°)/BC]。为保证机构的传力效果，应使传动角的最小值γγ
min
min
大于或等于其许用值[γ],即
≥[γ]。一般机械中，推荐[γ]=40°-50°。
取BC=200mm, γ=74.38°。 推爪形状如下图：
尺寸如上图所示，单位：cm
由上述结论，确定输送架运动的6杆机构的长度分别为： BC=200mm O4B=860mm O2O4=500mm O2A=250mm 。
3.用相对运动图解法做平面机构的运动分析
将曲柄端点的运动轨迹的圆周12等份，初始位置为1如上图5.1.1 例如计算滑块处于位置8时机构的速度、加速度。 1、求C点的速度：
⑴确定构件3上A点的速度：
构件2与构件3用转动副A相联，所以υA3=υ而υ
A2
A2
=2lO2A=0.51m/s
⑵求VA4的速度： υ
A4
= υ
A3
+ υ
A4A3
方向： ⊥BO4 ⊥AO2 ∥BO4
大小： ？ 2lO2A ？
用图解法求解如图1：、 式中υ
A3、
图1
υ
A4
表示构件3和构件4上 A点的绝对速度，υ
A4A3
表示构件
4上A点相对于构件3上A点的速度，其方向平行于线段BO4，大小未知；构件4上A点的速度方向垂直于线段BO4，大小未知。在图上任取一点P，作υ
A3
的方向线pO3 ，方向垂直于AO2，指向与ω2的方
向一致，长度等于υ垂直于BO4 代表υ
A3
/μv，（其中μv为速度比例尺）。过点p作直线
A4
的方向线，再过O3作直线平行于线段BO4 代表
A4
υ
A4A3
的方向线这两条直线的交点为O4，则矢量pO4和O3O4分别代υ
和υ
A4A3
。
易知PO3、PO4同向，由速度多边形PO3O4得：
υA4=0.51m/s υ
A4A3
=0
⑶ 求BO 4的角速度4：
4=VA4/lAO=0.68rad/s
4
VB=4BO4=0.59m/s ⑷ 求C点的速度υc：
υ
c
= υ
B
+ υ
CB
方向： ∥X-X ⊥BO4 ⊥BC 大小： ？ ω4lO4B ？
图2
速度图见图2： 式中υ
c
、υ
B
表示点的绝对速度。υ
CB
表示点C相对点B的相对速度
其方向垂直于构件CB，大小未知，点C的速度方向平行于X-X，大小
未知，图上任取一点p作代表υB的矢量pb其方向垂直于BO4指向于2转向相反，长度等于VB/v（v为速度比例尺）。过点p作直线平行于X-X，代表υc的方向线，再点b作直线垂直于BC代表υ线，这两方向线的交点为C则矢量pc和bc便代表 υ则C点的速度为：υc=0.58m/s，υCB=0。 加速度也可按相对图解法计算。
4.编制程序计算各点的速度，加速度，位置。 1)主程序源代码如下
#include
#include
#include
const double PI=3.14159; /*圆周率*/
/*全局变量*/
double L[10]; /*存储杆长*/
double X[10],Y[10]; /*存储各点x，y坐标*/
double V[10],U[10]; /*存储各点x，y方向速度分量*/
double A[10],B[10]; /*存储各点x，y方向加速度分量*/
double F[10],W[10],E[10]; /*存储各杆转
角，角速度，角加速度*/
double S[10],C[10]; /*中间计算变量*/
/*计算主程序*/
void main() {
int ii,Index,iFlag；
c、
CB
的方向
υCB
double p1,F9,Res[3],N1;
p1=PI/180;
L[1]=250; [2]=0; L[3]=860; L[4]=0; N1=117.2;
/*初始参数*/ X[1]=0; Y[1]=500; X4]=0; Y[4]=0;
printf(
E(1)=0\n
printf(
A m/S^2\n
for(ii=0;ii
F[1]=ii*30*p1;
F9=0;
Mcrank(1,1,1,2,F9);
iFlag=Mrpr(2,3,4,2,2,4,3,1,Res) ;
if(iFlag==1)
printf(
2f,%10.2f\n
F[1]/p1,F[3]/p1,W[3],E[3],Res[0],Res[1]/10
00,Res[2]/1000);
else printf(
failed!\n
} }
计算结果：
L(1)表示曲柄的长度， L(3)表示导杆的长度， W(1)表示曲柄的转速， F(1)表示曲柄转过的角度， F(4)表示导杆的转角， W(4)表示导杆的角速度，
S表示滑块在导杆上的位移， V 表示滑块沿导杆的滑动， A表示滑块的沿导杆的加速度。
5.用solidworks仿真绘制速度、加速度、位移曲线。
推爪（滑块）的速度曲线
推爪（滑块）的加速度曲线
推爪（滑块）的位移曲线
5.2插断机构（下料机构）的运动分析 1.凸轮的设计
凸轮的远休止角Φ=40°， 近休止角Φ=240°,推程运动角Φ=40°， 回程运动角Φ=40°。
凸轮轮廓的最大圆半径（远休止部分），最小圆半径（近休止部分）即基圆半径r0=120mm。
凸轮的回程、推程轮廓采用五次多项式运动规律的曲线过渡。因为五次运动规律的曲线既不存在刚性冲击也不存在柔性冲击，运动平稳性好。
2.摆动滚子从动件的滚子在凸轮上的位移曲线为：
滚子在凸轮上的速度曲线为：
加速度曲线为：
3.凸轮的压力角计算
摆动滚子从动件凸轮机构压力角的计算公式：
tanα=[a*cos(Ψ+Ψ0)-l(1-dΨ/dθ)]/[a*sin(Ψ+Ψ0)] a表示机架之间的距离
l表示摆杆的长度，Ψ0表示摆杆的初始的摆角。
Ψ=h[(10*θ3/Φ3)-(15*θ4/Φ4)-(6*θ5/Φ5)]是表示摆杆的摆角，其中Φ是推程运动角，θ是凸轮的转角。 用matlab可以算出凸轮机构的最大压力角α从动件许用压力角[α]=30°～50° 先建立m函数 Function f=myfun(x)
f=0.5*cosd(14.28+0.040*(10*x^3/(40^3)-15*x^4/(40^3)+6*x^5/(40^3)))-0.420*(1-0.040*117.2*(30*x^2/(40^3)-60*x^3/(40^3)+30*x^4/(40^5)))/0.500/(sind(14.28+0.040*(10*x^3/(40^3)-15*x^4/(40^3)+6*x^5/(40^3))));
再在matlab程序中输入x=fminbnd(@myfun,0,40) 4.凸轮曲率半径的校核
运动仿真时有滚子的位移曲线知五次曲线的曲率半径满足要求。
5.3 飞轮的转动惯量的计算
等效驱动力矩Md为常数，在一个运转周期内做的功等于该周期内运动机构运动所需要的功。
2π*Md=8*(1/2m1v2)+m1gμ1+2m2gμ2+8*(1/2m2v2) Md=115.4465Nm
安装在曲柄轴上的转动惯量为： Jf=(Emax-Emin)/ (δ*ω22)
max
=28.12°，满足摆动
而Emax-Emin=61.74 J
要求的速度不均匀系数[δ]=0.1, ω2=2.0457rad/s。 Jf=147.5308kgm2
若安装在曲柄上的飞轮转动惯量过大，也可以把飞轮安装在电动机于曲柄轴之间的变速机构的轴上。 5.4 工件停止在工位上的前冲量 冲量F*t=mv=60*0.15=9 N²s
六、机构运动循环图
七、减速机构的设计
1440r/min
减速机构采用三级减速。电动机的转速为1400r/min,减速机机构的一级传动采用皮带传动，二级、三级减速都采用齿轮传动。 设定每级传动的传动效率都为1，即η1=η2=η3=η4=η5=η6=1。 皮带轮的传动比i12=3；
齿轮减速的一级传动比i34=4，二级传动比i34=6.14。 总传动比i= i12 *i34 *i34=73.68
执行机构（曲柄）的转速n=(1/i)*1400r/min=19.54r/min,曲柄的角速度w=2.0457rad/s。
八、设计总结
在这次课程设计中，我看到了我们班同学团结互助的精神，也看到了同学们刻苦钻研的学习精神。课程设计是对我们思维能力的一种锻炼，也是理论与实践结合的一次过渡，同学们兴趣浓厚，并有着创新的意识。同时通过本次课程设计，在完成设计任务的同时能够进一步理解和巩固所学课程内容，并将所学知识综合运用到实际设计中，不仅加强了学习更锻炼了实际操作能力和设计经验。在设计计算过程中，通过组内的讨论和交流，加深了对基础知识的理解；在老师的细心指导下，让我们了解到更多的机械实际设计方面的知识，开阔了视野。通过这次课程设计，我才发现理论知识的重要性，好的设计是建立在塌实的理论知识之上的。
九、参考文献
1、《机械原理》 高等教育出版社 孙桓等 主编 （第七版）2006 2、《机械原理课程设计》 科学出版社，王淑仁主编 2006 3、《机械原理课程设计手册》 高等教育出版社，邹慧君主编 2007 4、其它机械原理课程设计书籍和有关机械方案设计手册
机械原理课程设计
设计计算说明书
设计题目：步进输送机
学 院 ：理 学 院
专 业 ：机械电子工程
班 级 ： 12
学 号： 020841206
设 计 者：程满
指导教师：范奎
2011年5月26日
湖北民族学院
目录
一、设计题目 ………………………………………………………… 2
二 设计简介…………………………………………………………… 3
2.1工作原理……………………………………………………… 3
2.2原始数据及设计要求………………………………………… 4
2.3 设计任务………………………………………………………5
三、运动方案的拟定……………………………………………………5
3.1 步进输送机构…………………………………………………5
3.2 下料机构（插断机构）………………………………………7
3.3运动方案的选定……………………………………………… 8
四、机构运动简图………………………………………………………8
五、运动分析……………………………………………………………11
5.1输送机构的运动分析……………………………………… 11
5.2插断机构（下料机构）的运动分析…………………………20
5.3飞轮的转动惯量的计算…………………………………… 23
六、机构运动循环图………………………………………………… 24
七、减速机构的设计……………………………………………………24
八、设计总结……………………………………………………………25
九、参考文献……………………………………………………………25
一、 设计题目：步进输送机
二、 设计简介
2.1工作原理
步进输送机是一种能间歇地输送工件，并使其间距始终保持稳定
步长的传送机械。图1为运动示意图，工件经过隔断板从料轮滑落到
辊道上，隔断板作间歇往复直线运动，工件按一定的时间间隔向下滑
落。输送滑架作往复直线运动，工作行程时，滑架上位于最左侧的推
爪推动始点位置工件向前移动一个步长，当滑架返回时，始点位置又
从料轮接受了一个新工件。由于推爪下装有压力弹簧，推爪返回时得
以从工件底面滑过，工件保持不动。当滑架再次向前推进时，该推爪
早已复位并推动新工件前移，与此同时，该推爪前方的推爪也推动前
工位的工件一齐向前再移动一个步长。如此周而复始，实现工件的步
进式传输。显而易见，隔断板的插断运动必须与工件的移动协调，在
时间和空间上相匹配。
图1 步进输送机示意图
2.2 原始数据及设计要求
（1） 输送工件形状和尺寸如图1，工件质量60kg，输送步长H＝
840mm，允许误差±0.2mm。
（2） 辊道上允许输送工件最多8件。工件底面与辊道间的摩擦系数
0.15（当量值），输送滑架质量为240kg，当量摩擦系数也为
0.15。
（3） 滑架工作行程平均速度为0.42m/s，要求保证输送速度尽可能
均匀,行程速比系数K≥1.7。
（4） 最大摆动件线质量为20 kg/m，质心在杆长中点，绕质心线转
动惯量为2 kgּm2/m，其余构件质量与转动惯量忽略不计。发动
机到曲柄轴的传动系统的等效转动惯量（视曲柄为等效转动构
件）近似取为2 kgּm2。。
（5） 允许速度不均匀速度为[δ]＝0.1。
（6） 滑架导路水平线与安装平面高度允许在1100mm以下。
（7） 电动机规格自选。
2.3 设计任务
（1） 根据工艺动作要求拟定运动循环图；
（2） 进行插断机构、步进输送机构的选型；
（3） 机械运动方案的评定和选择；
（4） 根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案，
分配传动比，并在报告上画出传动方案图；
（5） 进行工件停止在工位上的惯性前冲量计算；
（6） 对机械传动系统和执行机构进行运动尺寸计算；
（7） 画出机械运动方案简图；
（8） 编写设计计算说明书。
三、运动方案的拟定
3.1 步进输送机构
步进输送机的主传动机构的原动
件是曲柄；从动件为推爪(滑块),行程
中有急回特性；机构应有较好的动力
特性及在工作进程中速度要求较小且
均匀。要满足这些要求，用单一的四
杆机构是难以实现的。下面介绍拟定的几种方案。 图1-1
1.如上图1-1所示，牛头刨床的主传动 机构采用导杆机构、连
杆滑块机构组成的6杆机构。采用导杆机构，滑块3与导杆之间的传
动角始终为90o，且适当确定构件尺寸，可以保证机构工作行程速度
较低并且均匀，而空回行程速度较高，满足急回特性要求。适当确定
推爪的导路位置，可以使压力角尽量小。
2、如图1-2所示，步进输送机的主传动机构采用凸轮机构和摇
杆滑块机构。适当选择凸轮运动规律，设计出凸轮廓线，可以实现刨
头的工作行程速度较低，而返回行程速度较高的急回特性；在推爪往
复运动的过程中，避免加减速度的突变发生(采用正弦加速度运动规
律）。
3、如图1-3所示，步进输送机主传动机构采用曲柄导杆机构机
构。导杆做往复摆动其速度有点波动，并且也具有急回特性。
图1-2 图1-3
4、如图1-4所示，步进输送机的主传动机构采用曲柄摇杆机构
和摇杆滑块机构。曲柄摇杆机构可以满足工作进给时推爪的速度较低，在运动过程中曲柄摇杆机构的从动件摇杆3的压力角是变化的。
3.2 下料机构（插断机构）
一种方案是采用齿轮与齿条的配合（图2-1）。
s=s
ψ
（图2-1）
而另一种方案是采用从动件盘形凸轮与摇杆机构的组合图（2-2），利
用弹簧的弹力使滚子从动件始终紧靠在凸轮上
图2-2
3.3运动方案的选定
经过小组讨论最终确定选输送机构的方案1和插断机构的方案2作为此次课程设计所要求的运动方案。
四、机构运动简图
运动简图
1.初始状态
2.工件输送阶段
3.工件到达工位点
4.输送架回程及下料阶段
五、运动分析
5.1输送机构的运动分析
图5.1.1
1.要求条件：输送滑架输送步长S=840mm+20mm=860mm, 滑架工作行程的平均速度为0.42m/s, 输送速度尽可能均匀， 行程速比系数K≥1.7。
2.制定参数：令K=2，推爪（滑块）的导路X-X在导杆运动弧长的平分线上。
极为夹角θ=180°³(K-1)/(K+1)=60°，即∠O2O4A=30°。 由输送架工作行程平均速度0.42m/s,且输送步长S=860mm可得导杆O4B的长度O4B=860mm。
工作进程的时间t1=0.86m/0.42m/s=2.0476s
回程时间t2= t1/2=1.0238s， 有Wt=θ知W=2.0457 rad/s。 转速n=60W/(2*3.14)=19.5r/min。 由∠O2O4A=30°知O2A=O2O4/2,
又X-X在导路所在弧长的平分线上，取H约为(860+860*cos30°)/2即令H=802mm。
又要求工作过程中传动平稳，速度均匀，即BC杆的传动角γ越大越好。
最大的传动角γ=90°-arcsin[(860-860*cos30°)/BC]。为保证机构的传力效果，应使传动角的最小值γγ
min
min
大于或等于其许用值[γ],即
≥[γ]。一般机械中，推荐[γ]=40°-50°。
取BC=200mm, γ=74.38°。 推爪形状如下图：
尺寸如上图所示，单位：cm
由上述结论，确定输送架运动的6杆机构的长度分别为： BC=200mm O4B=860mm O2O4=500mm O2A=250mm 。
3.用相对运动图解法做平面机构的运动分析
将曲柄端点的运动轨迹的圆周12等份，初始位置为1如上图5.1.1 例如计算滑块处于位置8时机构的速度、加速度。 1、求C点的速度：
⑴确定构件3上A点的速度：
构件2与构件3用转动副A相联，所以υA3=υ而υ
A2
A2
=2lO2A=0.51m/s
⑵求VA4的速度： υ
A4
= υ
A3
+ υ
A4A3
方向： ⊥BO4 ⊥AO2 ∥BO4
大小： ？ 2lO2A ？
用图解法求解如图1：、 式中υ
A3、
图1
υ
A4
表示构件3和构件4上 A点的绝对速度，υ
A4A3
表示构件
4上A点相对于构件3上A点的速度，其方向平行于线段BO4，大小未知；构件4上A点的速度方向垂直于线段BO4，大小未知。在图上任取一点P，作υ
A3
的方向线pO3 ，方向垂直于AO2，指向与ω2的方
向一致，长度等于υ垂直于BO4 代表υ
A3
/μv，（其中μv为速度比例尺）。过点p作直线
A4
的方向线，再过O3作直线平行于线段BO4 代表
A4
υ
A4A3
的方向线这两条直线的交点为O4，则矢量pO4和O3O4分别代υ
和υ
A4A3
。
易知PO3、PO4同向，由速度多边形PO3O4得：
υA4=0.51m/s υ
A4A3
=0
⑶ 求BO 4的角速度4：
4=VA4/lAO=0.68rad/s
4
VB=4BO4=0.59m/s ⑷ 求C点的速度υc：
υ
c
= υ
B
+ υ
CB
方向： ∥X-X ⊥BO4 ⊥BC 大小： ？ ω4lO4B ？
图2
速度图见图2： 式中υ
c
、υ
B
表示点的绝对速度。υ
CB
表示点C相对点B的相对速度
其方向垂直于构件CB，大小未知，点C的速度方向平行于X-X，大小
未知，图上任取一点p作代表υB的矢量pb其方向垂直于BO4指向于2转向相反，长度等于VB/v（v为速度比例尺）。过点p作直线平行于X-X，代表υc的方向线，再点b作直线垂直于BC代表υ线，这两方向线的交点为C则矢量pc和bc便代表 υ则C点的速度为：υc=0.58m/s，υCB=0。 加速度也可按相对图解法计算。
4.编制程序计算各点的速度，加速度，位置。 1)主程序源代码如下
#include
#include
#include
const double PI=3.14159; /*圆周率*/
/*全局变量*/
double L[10]; /*存储杆长*/
double X[10],Y[10]; /*存储各点x，y坐标*/
double V[10],U[10]; /*存储各点x，y方向速度分量*/
double A[10],B[10]; /*存储各点x，y方向加速度分量*/
double F[10],W[10],E[10]; /*存储各杆转
角，角速度，角加速度*/
double S[10],C[10]; /*中间计算变量*/
/*计算主程序*/
void main() {
int ii,Index,iFlag；
c、
CB
的方向
υCB
double p1,F9,Res[3],N1;
p1=PI/180;
L[1]=250; [2]=0; L[3]=860; L[4]=0; N1=117.2;
/*初始参数*/ X[1]=0; Y[1]=500; X4]=0; Y[4]=0;
printf(
E(1)=0\n
printf(
A m/S^2\n
for(ii=0;ii
F[1]=ii*30*p1;
F9=0;
Mcrank(1,1,1,2,F9);
iFlag=Mrpr(2,3,4,2,2,4,3,1,Res) ;
if(iFlag==1)
printf(
2f,%10.2f\n
F[1]/p1,F[3]/p1,W[3],E[3],Res[0],Res[1]/10
00,Res[2]/1000);
else printf(
failed!\n
} }
计算结果：
L(1)表示曲柄的长度， L(3)表示导杆的长度， W(1)表示曲柄的转速， F(1)表示曲柄转过的角度， F(4)表示导杆的转角， W(4)表示导杆的角速度，
S表示滑块在导杆上的位移， V 表示滑块沿导杆的滑动， A表示滑块的沿导杆的加速度。
5.用solidworks仿真绘制速度、加速度、位移曲线。
推爪（滑块）的速度曲线
推爪（滑块）的加速度曲线
推爪（滑块）的位移曲线
5.2插断机构（下料机构）的运动分析 1.凸轮的设计
凸轮的远休止角Φ=40°， 近休止角Φ=240°,推程运动角Φ=40°， 回程运动角Φ=40°。
凸轮轮廓的最大圆半径（远休止部分），最小圆半径（近休止部分）即基圆半径r0=120mm。
凸轮的回程、推程轮廓采用五次多项式运动规律的曲线过渡。因为五次运动规律的曲线既不存在刚性冲击也不存在柔性冲击，运动平稳性好。
2.摆动滚子从动件的滚子在凸轮上的位移曲线为：
滚子在凸轮上的速度曲线为：
加速度曲线为：
3.凸轮的压力角计算
摆动滚子从动件凸轮机构压力角的计算公式：
tanα=[a*cos(Ψ+Ψ0)-l(1-dΨ/dθ)]/[a*sin(Ψ+Ψ0)] a表示机架之间的距离
l表示摆杆的长度，Ψ0表示摆杆的初始的摆角。
Ψ=h[(10*θ3/Φ3)-(15*θ4/Φ4)-(6*θ5/Φ5)]是表示摆杆的摆角，其中Φ是推程运动角，θ是凸轮的转角。 用matlab可以算出凸轮机构的最大压力角α从动件许用压力角[α]=30°～50° 先建立m函数 Function f=myfun(x)
f=0.5*cosd(14.28+0.040*(10*x^3/(40^3)-15*x^4/(40^3)+6*x^5/(40^3)))-0.420*(1-0.040*117.2*(30*x^2/(40^3)-60*x^3/(40^3)+30*x^4/(40^5)))/0.500/(sind(14.28+0.040*(10*x^3/(40^3)-15*x^4/(40^3)+6*x^5/(40^3))));
再在matlab程序中输入x=fminbnd(@myfun,0,40) 4.凸轮曲率半径的校核
运动仿真时有滚子的位移曲线知五次曲线的曲率半径满足要求。
5.3 飞轮的转动惯量的计算
等效驱动力矩Md为常数，在一个运转周期内做的功等于该周期内运动机构运动所需要的功。
2π*Md=8*(1/2m1v2)+m1gμ1+2m2gμ2+8*(1/2m2v2) Md=115.4465Nm
安装在曲柄轴上的转动惯量为： Jf=(Emax-Emin)/ (δ*ω22)
max
=28.12°，满足摆动
而Emax-Emin=61.74 J
要求的速度不均匀系数[δ]=0.1, ω2=2.0457rad/s。 Jf=147.5308kgm2
若安装在曲柄上的飞轮转动惯量过大，也可以把飞轮安装在电动机于曲柄轴之间的变速机构的轴上。 5.4 工件停止在工位上的前冲量 冲量F*t=mv=60*0.15=9 N²s
六、机构运动循环图
七、减速机构的设计
1440r/min
减速机构采用三级减速。电动机的转速为1400r/min,减速机机构的一级传动采用皮带传动，二级、三级减速都采用齿轮传动。 设定每级传动的传动效率都为1，即η1=η2=η3=η4=η5=η6=1。 皮带轮的传动比i12=3；
齿轮减速的一级传动比i34=4，二级传动比i34=6.14。 总传动比i= i12 *i34 *i34=73.68
执行机构（曲柄）的转速n=(1/i)*1400r/min=19.54r/min,曲柄的角速度w=2.0457rad/s。
八、设计总结
在这次课程设计中，我看到了我们班同学团结互助的精神，也看到了同学们刻苦钻研的学习精神。课程设计是对我们思维能力的一种锻炼，也是理论与实践结合的一次过渡，同学们兴趣浓厚，并有着创新的意识。同时通过本次课程设计，在完成设计任务的同时能够进一步理解和巩固所学课程内容，并将所学知识综合运用到实际设计中，不仅加强了学习更锻炼了实际操作能力和设计经验。在设计计算过程中，通过组内的讨论和交流，加深了对基础知识的理解；在老师的细心指导下，让我们了解到更多的机械实际设计方面的知识，开阔了视野。通过这次课程设计，我才发现理论知识的重要性，好的设计是建立在塌实的理论知识之上的。
九、参考文献
1、《机械原理》 高等教育出版社 孙桓等 主编 （第七版）2006 2、《机械原理课程设计》 科学出版社，王淑仁主编 2006 3、《机械原理课程设计手册》 高等教育出版社，邹慧君主编 2007 4、其它机械原理课程设计书籍和有关机械方案设计手册