機械原理課程設計指導書

1、機械原理課程設計指導書（機械設計制造及自動化等專業(yè)適用）北京林業(yè)大學工學院機械設計教研室 司慧北京市高等學校教育教學改革立項項目專項資助（2007-34）2010年3月目 錄目 錄2第1章概述41.1 機械原理課程設計的目的和任務41.1.1 課程設計目的41.1.2 課程設計任務41.2 課程設計所采用方法41.3課程設計具體要求51.3.1任務書51.3.2目錄61.4實習61.4.1要求71.4.2實習地點7第2章 設計示范82.1概述82.2方案設計實例82.2.1牛頭刨床傳動方案設計。82.2.2方案評價準則102.2.3 蛙式打夯機和2K-V型行星傳動機構(gòu)方案設計簡介102.3 用

2、解析法進行機構(gòu)的運動綜合和分析（復數(shù)矢量法）122.3.1牛頭刨床主體機構(gòu)的設計122.3.2 導桿機構(gòu)的運動分析132.3.3 計算流程圖142.4 應用圖解法進行平面機構(gòu)的運動綜合和分析142.4.1設計題目142.3.2 設計要求142.4.2 機構(gòu)簡圖和已知數(shù)據(jù)142.4.3 設計步驟15第3章 課程設計題目、原始數(shù)據(jù)及要求173.1 課程設計題目173.2要求173.2.1牛頭刨床主體機構(gòu)的設計173.2.2自動包裝機傳動系統(tǒng)的研究和設計183.2.3自行車制動系統(tǒng)及傳動系統(tǒng)的研究和綜合183.2.4機械手傳動機構(gòu)的研究與設計（4個不同機械手）183.2.5縫紉機送布機構(gòu)等的研究與設

3、計193.2.6多功能清潔車的研究與設計193.2.7擺式運輸機的設計193.2.8插床主體機構(gòu)的設計203.2.9 齒輪機構(gòu)的設計213.2.10關(guān)于自選題目21第4章 課程設計成績評價體系224.1 方案、圖紙和設計報告評價224.1.1 方案分析與評價224.1.2 圖紙評價224.1.3設計報告評價224.2 成績評定22第5章 往屆同學的設計感想235.1機械設計感想235.2機械原理課程設計感想255.3機械原理課程設計感想265.4機械原理課程設計感想275.5機械設計課程設計感想27第1章 概述機械原理課程設計是機械類各專業(yè)學生第一次課程設計，是重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，對于培養(yǎng)學

4、生機械系統(tǒng)運動方案設計和創(chuàng)新設計能力、解決工程實際中機構(gòu)分析和設計能力等有著十分重要意義。1.1 機械原理課程設計的目的和任務1.1.1 課程設計目的1）綜合運用機械原理課程的理論和實踐知識，分析和解決與本課程有關(guān)的實際問題，促進所學理論知識的鞏固、深入和歸納；2）培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計能力、綜合設計能力與團隊協(xié)作精神；3） 加強學生動手能力的培養(yǎng)和工程實踐的訓練，提高學生針對實際需求進行創(chuàng)新思維、綜合和工藝制作等實際工作能力； 4）提高學生運算、繪圖、表達、運用計算機、搜集和整理資料能力；5）為將來從事技術(shù)工作打基礎(chǔ)。1.1.2 課程設計任務結(jié)合一個簡單或中等復雜程度的機械系統(tǒng)，讓學生根據(jù)使用要

5、求和功能分析，開拓思路，敢于創(chuàng)新，巧妙地構(gòu)思其工作原理和選擇工藝動作過程；由所選擇的工作原理和工藝動作過程綜合應用所學過的各類常用機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成、運動原理、工作特點及應用場合等知識，進行機構(gòu)的選型、創(chuàng)新與組合，構(gòu)思出各種可能的運動方案，并通過方案評價、優(yōu)化篩選，選擇最佳方案；就所選擇的最佳運動方案，應用計算機輔助分析和設計方法（也可以使用圖解法）進行機構(gòu)尺度綜合和運動分析；由運動方案和尺度綜合結(jié)果繪制機構(gòu)系統(tǒng)運動簡圖。1.2 課程設計所采用方法機械原理課程設計的方法原則上可以分為兩類。1） 圖解法運用某些幾何關(guān)系式或已知條件等，通過幾何作圖求得結(jié)果，所需尺寸可直接從圖上量取。其顯著優(yōu)點是可以將

6、分析和綜合結(jié)果清晰地表示在圖紙上，直觀、形象、便于檢查正確與否。缺點是作圖繁瑣，精度不高。2） 解析法以機構(gòu)參數(shù)來表達各構(gòu)件間的函數(shù)關(guān)系，建立機構(gòu)的位置方程或機構(gòu)的封閉環(huán)路方程，解方程求得未知量。利用計算機可以計算大量重復工作，快速獲得計算結(jié)果，且精度較高，能解決較復雜問題。以上兩種方法各有特點，可以互為補充。1.3課程設計具體要求機械原理課程設計最終上交的材料為圖樣，設計（或研究）報告以及編寫的程序等。圖樣主要包括的內(nèi)容為運動方案中的機構(gòu)系統(tǒng)運動簡圖及其運動循環(huán)圖，圖解及解析法分析和設計的某些機構(gòu)位置圖。要求圖樣比例合適、布置合理、線條分明、清晰準確、曲線光滑，運動副等符號符合國家標準。設計

7、（或研究）報告內(nèi)容主要包括，設計任務書與給定條件、題目及設計（研究）背景分析、資料搜集與整理、機構(gòu)系統(tǒng)運動方案的論證與比較、某些機構(gòu)分析與設計的原理與方法、分析思路、計算程序及其說明、計算結(jié)果分析、收獲與體會、參考文獻等，具體內(nèi)容與格式如下。1.3.1任務書1.3.1.1設計參數(shù)如自擬題目 自擬題目的設計參數(shù)需要根據(jù)背景調(diào)查，結(jié)合設計自行擬定。1.3.1.2設計任務1）繪制整機工作的運動循環(huán)圖2）設計減速系統(tǒng)3）設計執(zhí)行機構(gòu)1.3.1.3要求1）設計報告正文中包含： 必要的圖示說明、解析式推導過程 編制程序的流程框圖 解析式與程序中的符號對照表 源程序清單 打印結(jié)果（含量綱的數(shù)表、圖形）2）設

8、計報告格式要求 word打印設計報告（標點符號正確，無錯別字，用語規(guī)范） C語言（或其它）進行運動分析與受力分析 excel（或其它）打印數(shù)表與曲線 cad繪制機構(gòu)運動簡圖 Flash、PPT或Inventor （或其它）表現(xiàn)運動情形。3）課程設計報告裝訂順序 統(tǒng)一格式的封皮 統(tǒng)一格式的任務書 統(tǒng)一格式的目錄 正文 設計總結(jié)（心得體會、建議等言簡意賅） 統(tǒng)一格式的參考文獻1.3.2目錄1.3.2.1機器簡介1）機器功能簡介2）設計參數(shù)3）設計任務1.3.2.2繪制整機工作的運動循環(huán)圖1.3.2.3設計減速系統(tǒng)1）計算減速比2）傳動方案：構(gòu)思2-3種方案，繪制傳動簡圖3）分配各級減速比，說明過載

9、保護裝置4）設計齒輪傳動 對其中的齒輪機構(gòu)進行變位傳動設計，編程計算主要幾何尺寸，校核嚙合性能1.3.2.4設計執(zhí)行機構(gòu)如刨床主傳動機構(gòu)1）運動方案論證 至少構(gòu)思3個運動方案，繪制機構(gòu)示意圖 選定運動方案，設計機構(gòu)運動尺寸，繪制機構(gòu)運動簡圖2）機構(gòu)運動分析如凸輪機構(gòu)設計：設計從動件運動規(guī)律，初選基圓半徑等，設計凸輪廓線，校核壓力角、曲率半徑，輸出最終結(jié)果繪制輸出構(gòu)件的位移、速度、加速度圖運動分析后對運動方案的修正與說明3）機構(gòu)受力分析主傳動機構(gòu)有此項內(nèi)容計算等效驅(qū)動力矩、等效阻力矩繪制等效驅(qū)動力矩、等效阻力矩圖設計飛輪轉(zhuǎn)動慣量，確定電動機功率受力分析后對運動方案修正與說明設計總結(jié)參考文獻1.4

10、實習實習環(huán)節(jié)是學完機械原理課程后對機器的再行認識，使學生對機器設備有較完整的認識。但設計時不能依賴這些設備，即不能完全抄襲現(xiàn)有設備。要有自己的構(gòu)思和創(chuàng)新點。1.4.1要求1）機器動力源、工作原理、主要技術(shù)參數(shù)（如生產(chǎn)率、電機型號、電機轉(zhuǎn)速、電機功率、適應參數(shù)范圍等）；2）包含哪些執(zhí)行機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)自由度是多少；3）從電機到執(zhí)行構(gòu)件的傳動比是多少，傳動方案等；4）分析存在的不足，不拘泥于“機械、機構(gòu)”的研究范疇，嘗試從功能角度提出改進創(chuàng)意。1.4.2實習地點 主要實習地點為金工廠及實驗室（工402）。第2章 設計示范2.1概述提高產(chǎn)品的科技含量和技術(shù)創(chuàng)新水平，就需要提高對產(chǎn)品設計和開發(fā)的能力，加

11、強對產(chǎn)品設計技術(shù)的研究。英國從20世紀60年代開始，就以國家政策和財力來支持發(fā)展與推廣設計新技術(shù)；德國提出“設計就是科學”，且其設計學的發(fā)展已初具規(guī)模；美國設有“設計委員會”；日本同樣也非常重視設計技術(shù)的發(fā)展，將設計看作是技術(shù)、經(jīng)濟、美學和人機學的一體化整體，并極力推廣和采用新技術(shù)，從而大大提高了機械產(chǎn)品在國際市場的競爭力。研究掌握產(chǎn)品創(chuàng)新設計的理論與方法，并應用于產(chǎn)品設計中，提高產(chǎn)品綜合設計技術(shù)，通過制造，使設計的產(chǎn)品能夠在產(chǎn)品質(zhì)量、價格、交貨期及功能、款式(造型、色彩)等方面滿足用戶不斷發(fā)展的需求，提供優(yōu)質(zhì)高效、價廉物美的產(chǎn)品，才能在激烈的市場競爭中取得優(yōu)勢，贏得用戶，取得較好的經(jīng)濟效益。

12、機械產(chǎn)品的設計開發(fā)，首先是機械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新構(gòu)思和設計。機械系統(tǒng)方案設計的好壞，對產(chǎn)品設計的成敗起決定性作用，對保證機械能否完成預定的功能，能否正常、穩(wěn)定、可靠地工作及工作質(zhì)量的優(yōu)劣都是十分關(guān)鍵的。成功的設計往往是基于系統(tǒng)方案的突破和創(chuàng)新，系統(tǒng)方案設計是富有創(chuàng)造性的工作。機械系統(tǒng)方案設計是一項綜合的、復雜的、涉及知識面和經(jīng)驗等因素的任務，它有規(guī)可循，但無定律可守。它需要寬廣的知識積累，需要豐富的實踐經(jīng)驗支持，更需要思維擴展、發(fā)散和創(chuàng)新意識。機械原理作為機械工程專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，幫助學生了解、認識機械的基本工作原理，理解和掌握機械的共性的基本結(jié)構(gòu)組成、功能特點等理論知識，掌握機構(gòu)運動學和機器

13、動力學的基本理論知識和分析方法，成對機構(gòu)的選型、組合、變異和演化的設計能力，進而建立對機械系統(tǒng)運動方案的構(gòu)思和設計能力。機械原理課程與其它機類的專業(yè)基礎(chǔ)課相比，特別強調(diào)創(chuàng)新教育，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，把創(chuàng)新教育滲透到各個教學環(huán)節(jié)，貫穿整個培養(yǎng)過程。特別是通過生動的案例分析，激發(fā)學生的興趣和創(chuàng)新欲望，從而加強培養(yǎng)創(chuàng)新意識，激發(fā)創(chuàng)新精神。2.2方案設計實例2.2.1牛頭刨床傳動方案設計。已知數(shù)據(jù)：曲柄轉(zhuǎn)速nAB90r/min，刀架行程H0.32m，行程速比系數(shù)K1.2。如圖所示，可以歸納出下面八種傳動方案。方案2方案1 方案3方案4 方案5方案6方案8方案7圖2-1 牛頭刨床傳動方案設計分析表2

14、1 牛頭刨床運動方案評價方案項目構(gòu)件數(shù)目運動副數(shù)目高副數(shù)目最大壓力角12345678666466357774773500000011較小較小中等較大較大中等中等中等2.2.2方案評價準則1）從實現(xiàn)功能的質(zhì)量考慮，機構(gòu)應盡可能工作構(gòu)件在工作行程有較平穩(wěn)的速度，且速度應可調(diào)。同時還要保證機構(gòu)具有較小的壓力角。2）從結(jié)構(gòu)的合理性、經(jīng)濟性考慮，機構(gòu)應簡潔，構(gòu)件數(shù)目和運動副數(shù)目越少造價越低。對于運動副型式來說，低副能傳遞較大的力，且制造簡單，而高副可以精確實現(xiàn)給定運動規(guī)律，但加工困難，易磨損，不能傳遞較大的力。表2-1為從構(gòu)件數(shù)目、運動副數(shù)目、高副數(shù)目、最大壓力角四個方面對八種牛頭刨床運動方案進行評價的

15、情況。由于機械壓力角的大小不但由傳動方案決定，還與機構(gòu)尺寸有關(guān)，在僅給出機構(gòu)外形尺寸、刨頭行程和行程速比系數(shù)的情況下，只能定性地對各個方案中的壓力角大小進行比較，所以以較小、中等、較大來表示各方案中最大壓力角的大小程度。方案7、8采用了凸輪機構(gòu)，凸輪機構(gòu)能得到理想的運動規(guī)律，但凸輪制造困難且不宜用在切削阻力較大的場合。方案5、6中的機構(gòu)是由兩個四桿機構(gòu)串聯(lián)得到的，兩級機構(gòu)都有壓力角存在，其傳力性能不理想。方案4 最簡潔，但最大壓力角較大。方案1、2、3采用導桿機構(gòu)串聯(lián)滑塊機構(gòu)的形式，由于導桿機構(gòu)壓力角為零，所以機構(gòu)壓力角僅由后一級基本機構(gòu)的壓力角決定。這其中，方案1、2的最大壓力角可以取得較小

16、值，是較理想的方案。進一步考慮，由于移動副與轉(zhuǎn)動副相比，其摩擦阻力較大、配合精度低、易產(chǎn)生楔緊及自所現(xiàn)象，因此，具有較少移動副的方案1更理想。除了以上從傳力性能和結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性方面進行評價外，還要評價方案實現(xiàn)刨頭具有平穩(wěn)工作速度的質(zhì)量。因此，選擇方案1、3、4、5，利用計算機輔助分析（繪出運動線圖），通過四種運動線圖的比較，方案1、3可以實現(xiàn)較平穩(wěn)的運動速度，而方案4的速度最不平穩(wěn)。2.2.3 蛙式打夯機和2K-V型行星傳動機構(gòu)方案設計簡介1）蛙式打夯機蛙式打夯機是回轉(zhuǎn)件不平衡狀態(tài)的有效利用(如圖2-2所示)。借助在旋轉(zhuǎn)的大帶輪上加一偏心重錘形成的不平衡質(zhì)量，產(chǎn)生一個較大的離心慣性力，當其向上時

17、，帶動夯靴提升離開地面，向前時拉動打夯機向前移動，向下時以其離心慣性力與夯機的重力形成合力借助夯靴沖擊打?qū)嵉孛妗H僅簡單的在回轉(zhuǎn)件上加這個偏心重錘，既實現(xiàn)了打夯功能，又起到移動夯機的作用，這一機械系統(tǒng)的運動方案構(gòu)思可謂巧妙之作。 圖2-2 蛙式打夯機2）2K-V型行星傳動機構(gòu)如圖2-3所示，是2K-H型行星傳動與KHV型行星傳動復合組合而成的一種新型行星傳動機構(gòu)。首先從總體結(jié)構(gòu)上看，由124一H形成2KH型結(jié)構(gòu)，即以2個中心輪(1和4)和一個行星架H為基本構(gòu)件，所以具有2KH型的架體結(jié)構(gòu)。仔細分析其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，主要傳動結(jié)構(gòu)H 一34一V仍屬于KH 一V型，只是將原始單一轉(zhuǎn)臂中心輸入變?yōu)槎鄠€分布的

18、轉(zhuǎn)臂H 旁路輸入，行星輪的自轉(zhuǎn)直接由多個分布的轉(zhuǎn)臂H 同步傳遞到輸出構(gòu)件V上。這里2KH 中的行星架H不再是普通的行星架，而是KH 一V中的輸出構(gòu)件V。因此從機構(gòu)的具體組合來分析，這不是2KH型與KHV型的一般串聯(lián)，也不是這兩者的簡單的并聯(lián)組合，而是兩者的一種巧妙的結(jié)合。這種組合方式與串聯(lián)和并聯(lián)既有相同處又有不同處，所以是一種復合。這樣的復合機構(gòu)不能再用現(xiàn)有的行星機構(gòu)類型來表示，所以按庫氏的分類方法來表示，稱之為2KV型較為合適。按嚙合特征來分類，2KV型傳動機構(gòu)仍屬于NW 型。在機構(gòu)組合上，由于是NW 的嚙合方式(負號機構(gòu))，具有高效率的特點，內(nèi)嚙合又采用了少齒差的減速方式，可獲得大的傳動比

19、，形成緊湊的小體積結(jié)構(gòu)。所以在機構(gòu)組合上，兼顧了2KH負號機構(gòu)的高效率和少齒差的大速比特征。這種機構(gòu)組合可謂是機械系統(tǒng)運動方案設計中一個成功的創(chuàng)新。圖2-3 2K-V型行星傳動機構(gòu)簡圖2.3 用解析法進行機構(gòu)的運動綜合和分析（復數(shù)矢量法）2.3.1牛頭刨床主體機構(gòu)的設計1）原始數(shù)據(jù)如下：曲柄轉(zhuǎn)速nAB90r/min刀架行程H0.32m行程速比系數(shù)K1.2機架長度AC0.65m連桿 DE與導桿CD的長度比DE/CD0.252）導桿機構(gòu)（主體機構(gòu)）的綜合根據(jù)方案設計，選擇方案1。由行程速比系數(shù)K計算極位夾角 由刀架的行程H計算導桿長度，導桿的擺角=曲柄長度AB連桿長度DE 為了使連桿DE和滑枕之間

20、傳力良好，保證傳動角盡量最大，可取滑枕的運動軸線位于GF的中點，如圖2-4所示，即 EABCDBFHxELxEREGBDDEYE圖2-4牛頭刨床主體機構(gòu)的綜合 2.3.2 導桿機構(gòu)的運動分析A1CBxEEYE134圖2-5 牛頭刨床運動分析1) 位置分析由封閉矢量圖可寫出位置方程.和2) 速度分析：將位置方程對時間求導。3) 加速度分析：分別將速度方程對時間求導。2.3.3 計算流程圖位置分析：式(1)2 ,rBC , (2)4 ,xE速度分析：加速度分析：start輸入:AC,AB,CD,DE,yE,1,1 1= 5I/1801= 5I/180輸出運動分析結(jié)果End2.2.4 電算程序（略）

21、2.4 應用圖解法進行平面機構(gòu)的運動綜合和分析2.4.1設計題目以插床主體機構(gòu)為例，如圖2-6所示，說明運動綜合和分析的步驟、方法。2.3.2 設計要求2.3.2.1 按照給定的行程速比系數(shù)，綜合插床的主體機構(gòu)；2.3.2.2 對插床主體機構(gòu)進行運動分析：寫出運動分析的數(shù)學模型，計算流程和計算程序，并上機計算，打印計算結(jié)果，并利用計算結(jié)果繪出滑枕的運動線圖（可用坐標紙）S（），V（），a（）。利用圖解法對機構(gòu)的兩個位置進行運動分析，將解析法和圖解法的結(jié)果進行比較。2.4.2 機構(gòu)簡圖和已知數(shù)據(jù)該機構(gòu)是由曲柄1，滑塊2，導桿3，連桿4和裝刀具的滑塊5以及機架6所組成。當曲柄2以等角速度1回轉(zhuǎn)時，

22、滑枕5往復移動，從而帶動刀具進行工作。已知數(shù)據(jù)見表22。表22 插床主題機構(gòu)設計原始數(shù)據(jù)符號LODHBD/BCK1單位mmmmrad/s數(shù)據(jù)1501501212.4.3 設計步驟2.4.3.1 根據(jù)已知條件，進行綜合（見圖2-6）1）求曲柄OA長度計算極位夾角： 選取比例尺l：取OD50mm，代表LOD，當導桿在兩個極限位置時，OAAD,OAD為直角三角形，由圖1可知，那么 OA25mm 或由圖中直接取OA25mm。 比例尺物理量/代表物理量的線段長。 于是，lLOD/OD，l0.15 m / 50mm，l0.003m/ mm。 曲柄實際長度 LOAOAl0.75m。 2）按給定的沖程H，確定

23、BD桿的長度LBD。 當導桿在兩個極限位置時，C1C2之間的距離即為沖程H，對應B1B2之間距離也是H（由圖解得H50mm）。由圖中幾何關(guān)系可得 于是，LBDBDl ，LBD0.15m。HOA1A2DB1B2C1C2FG/2 /2 6112345圖2-6插床主機構(gòu)構(gòu)3）確定導路的位置為使滑枕5在整個行程中有較小壓力角，滑枕的導路應通過FG的中心，如圖26所示。4）選取適當比例尺，繪制機構(gòu)運動簡圖例如取曲柄LOA的圖長為25mm，則曲柄長為25mm0.0030.075m。繪制機構(gòu)運動簡圖如圖27所示。（注：曲柄回轉(zhuǎn)一周共取12個位置，每個學生繪制四個位置，如果A2圖紙，曲柄圖長OA可以取50mm

24、。）2.3.4.2 用相對運動圖解法進行運動分析 1） 求機構(gòu)上各點的速度 的方向垂直于OA，指向與1相同。 可解。VB利用影像法求得。 可解。選適當比例尺做速度都多邊形（四個位置），如圖28所示。2.3.4.3 求機構(gòu)上各點的加速度（略）9OA2B2DC26113450214567810113B4B8B10C10C4C8P圖27機構(gòu)位置圖（l0.003mmm）pba1 (a2 )a3cpba3ca1 (a2 )pba3ca1 (a2 )pba3ca1 (a2 )圖28 機構(gòu)在2、4、8、10四個位置的速度圖（V0.003ms-1/mm）第3章 課程設計題目、原始數(shù)據(jù)及要求3.1 課程設計題目

25、 課程設計題目如下表。每個組自選題目，班內(nèi)不要選重復。表31 課程設計題目序號題目名稱實習地點備注1234567*89101112牛頭刨床主體機構(gòu)的分析與設計自動包裝機傳動系統(tǒng)的研究與設計自行車控制系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)的研究與設計機械手傳動機構(gòu)的研究與設計（4個題目）縫紉機送布機構(gòu)等的研究與設計縫紉機縫紉機構(gòu)等的研究與設計多功能清潔車的研究與設計自選題目參賽題目擺式運輸機的設計插床主體機構(gòu)的設計*齒輪機構(gòu)設計金工廠工402金工廠工402工402工402工402注：全部題目以班級進行劃分，每班3人一組，每組二個題目，其中齒輪機構(gòu)設計為必做題目。3.2要求3.2.1牛頭刨床主體機構(gòu)的設計題目：牛頭刨床主

26、體機構(gòu)的設計,見設計示范.要求:1) 牛頭刨床機構(gòu)運動簡圖(1#圖紙)；2) 導桿機構(gòu)的設計(1#圖紙)；3) 導桿機構(gòu)的運動分析(分析方法不限)；4) 計算流程圖；5) 電算程序。3.2.2自動包裝機傳動系統(tǒng)的研究和設計自動包裝機在工402。要求：1） 明確包裝機的功能及傳動線路。2） 測繪包裝機傳動系統(tǒng)主要尺寸，選擇適當比例繪制機器運動簡圖。3） 繪制該機器的工作循環(huán)圖。 4） 測定傳動系統(tǒng)主要運動參數(shù)，包括各軸轉(zhuǎn)速，傳動比等。5） 測定傳動系統(tǒng)各部分的基本參數(shù)，包括齒輪機構(gòu)的模數(shù)，齒數(shù)，壓力角，凸輪機構(gòu)從動件的運動規(guī)律等。6） 繪制執(zhí)行部分的運動線圖，即S（），v（），a（）圖。7） 提

27、出至少一種實現(xiàn)該執(zhí)行部分運動規(guī)律的不同傳動方案，繪制機構(gòu)運動簡圖。8） 分析該包裝機在其行業(yè)處于什么樣的技術(shù)水平，如國內(nèi)先進、一般等。9） 編寫包括上述內(nèi)容的分析研究報告。3.2.3自行車制動系統(tǒng)及傳動系統(tǒng)的研究和綜合在金工廠拆裝自行車。要求：1） 明確自行車的控制系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)的工作原理。2） 分析自行車前后輪的制動有什么不同。3） 分析自行車車把轉(zhuǎn)向的工作原理。4） 測繪自行車制動系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)的主要尺寸，選擇適當比例繪制兩個系統(tǒng)運動簡圖。5） 測定傳動系統(tǒng)主要運動參數(shù)，包括鏈輪直徑，中心距，計算傳動比。6） 繪制說明飛輪部分的結(jié)構(gòu)。7） 提出至少一種與所研究的自行車不同的制動方案，繪制機

28、構(gòu)運動簡圖。8） 分析所研究的自行車在其行業(yè)處于什么樣的技術(shù)水平。9） 編寫包括上述內(nèi)容的分析研究報告。3.2.4機械手傳動機構(gòu)的研究與設計（4個不同機械手） 機械手在工402。 要求：1） 明確機械手的動作過程。2） 測繪傳動系統(tǒng)主要尺寸，選擇1：1比例繪制機器運動簡圖。3） 明確電動機型號和所表示的內(nèi)容。4） 測定傳動系統(tǒng)各部分的基本參數(shù)，比如齒輪機構(gòu)的模數(shù)，齒數(shù)，壓力角。5） 計算各級傳動比。6） 找出并明確該機械手裝置損壞的原因。7） 修復全部損壞之處，制定方案，將需要購買件列出清單。8） 進行修復，完成預定動作。9） 用計算機完成機械手動態(tài)模擬（軟件不限）。10） 撰寫包括上述內(nèi)容的

29、研究報告。3.2.5縫紉機送布和縫紉機構(gòu)的研究與設計縫紉機在工402。要求：1） 明確傳動線路。2） 測繪送布和縫紉機構(gòu)主要尺寸，繪制工作循環(huán)圖。3） 選擇適當比例繪制機構(gòu)運動簡圖。4） 分析各凸輪形狀，得出從動件的運動規(guī)律。5） 繪制線梭部分的結(jié)構(gòu)圖。6） 計算各部分自由度。7） 分析電動縫紉機與機械式縫紉機的主要區(qū)別。8） 用計算機模擬縫紉機頭部的主要運動，并進行運動規(guī)律分析。3.2.6多功能清潔車的研究與設計清潔車在工402。要求： 1）明確行走系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、工作系統(tǒng)、離合系統(tǒng)組成和工作原理。 2）繪制整機機構(gòu)運動簡圖。 3）明確掃盤轉(zhuǎn)速，計算各部分傳動比，工作能力計算和分析。4）分析

30、相關(guān)影響工作因素，比如防滑等。 5）提出與所研究機器不同的運動方案。 6）分析該清潔車還可以實現(xiàn)哪些功能？3.2.7擺式運輸機的設計60102ABBBCCCDEEEFFH11234512F機構(gòu)運動簡圖如圖2-9所示。圖2-9 擺式運輸機示意圖3.2.7.1 原始數(shù)據(jù)表3-2 原始數(shù)據(jù) 符號單位方案nAB12KHr CD/DEEF/DEr/mindegdegmdeg80110701.280.2400.75285115651.20.25400.82.280120601.150.27400.75275120601.150.3400.721.870125551.120.32400.701.83.2.7

31、.2 設計步驟和要求1）嘗試提出實現(xiàn)此運動的不同運動方案（繪出機構(gòu)運動簡圖）。2）根據(jù)已知條件，進行機構(gòu)綜合。3）選取適當比例尺，繪制機構(gòu)運動簡圖。4）用解析法進行機構(gòu)的運動分析。寫出數(shù)學模型，編制運動分析主程序，上機計算，打印輸出結(jié)果。5）用相對運動圖解法，進行機構(gòu)的運動分析，在A2圖紙上作出四個位置速度圖解和加速度圖解。6）繪出F點的運動線圖，即S（），v（），a（）圖。7）編寫說明書，內(nèi)容包括：設計任務書，機構(gòu)的運動學綜合，機構(gòu)的運動分析，包括解析法的數(shù)學模型，計算流程和計算程序，說明書要附上打印結(jié)果，圖解法的矢量方程等。3.2.8插床主體機構(gòu)的設計機構(gòu)示意圖如圖2-6所示。3.2.8.

32、1 原始數(shù)據(jù)表3-3 原始數(shù)據(jù)符號單位方案nABKHBD/BCLODr/minmmmm601.52000.75160651.81500.815070210011503.2.8.2 設計步驟和要求1）嘗試提出實現(xiàn)此運動的不同運動方案（繪出機構(gòu)運動簡圖）。2）根據(jù)已知條件，進行機構(gòu)綜合。3）選取適當比例尺，繪制機構(gòu)運動簡圖。4）用解析法進行機構(gòu)的運動分析。寫出數(shù)學模型，編制運動分析主程序，上機計算，打印輸出結(jié)果。5）用相對運動圖解法，進行機構(gòu)的運動分析，在A2圖紙上作出四個位置速度圖解和加速度圖解。6）繪出C點的運動線圖，即S（），v（），a（）圖。7）編寫說明書，內(nèi)容包括：設計任務書，機構(gòu)的運動

33、學綜合，機構(gòu)的運動分析，包括解析法的數(shù)學模型，計算流程和計算程序，說明書要附上打印結(jié)果，圖解法的矢量方程等。3.2.9 齒輪機構(gòu)的設計已知:一對齒輪傳動，其參數(shù)和有關(guān)數(shù)據(jù)表3-4。要求每個組選一組數(shù)據(jù)。表3-4 齒輪機構(gòu)設計數(shù)據(jù)方案參數(shù)amZ1Z2ah*aC*x1x218511213510515010686616171414202020192028200200200200200111110.250.250.250.250.25設計要求:1) 保證無側(cè)隙嚙合，合理選擇變位系數(shù)x1 ,x2。2) 計算這對齒輪各部分幾何尺寸。3) 檢查是否根切，是否齒頂變尖，計算重合度。4) 繪制齒輪傳動嚙合原理圖

34、(A2圖紙一張)。* 按漸開線形成原理，繪出漸開線齒形。* 繪出三對輪齒，并將中間一對放在嚙合節(jié)點處(將全齒高h放大到30mm左右)。* 在齒廓側(cè)面畫出齒廓工作段。* 標出理論嚙合線，實際嚙合線；標出嚙合角和節(jié)點P。5) 將機構(gòu)簡圖,原始數(shù)據(jù),計算方法和過程寫入說明書。3.2.10關(guān)于自選題目鼓勵和支持學生自選設計題目和創(chuàng)新類設計題目，但需經(jīng)過指導教師對設計難度和工作量等審定，即審定任務書后方可進行。 第4章 課程設計成績評價體系4.1 方案、圖紙和設計報告評價4.1.1 方案分析與評價創(chuàng)新點評價1） 開發(fā)現(xiàn)有機構(gòu)的新用途或?qū)ΜF(xiàn)有機構(gòu)略加改進以滿足新的工作要求；2） 對現(xiàn)有機構(gòu)進行改造；3）

35、發(fā)明新機構(gòu)。方案評價準則1）從實現(xiàn)功能的質(zhì)量考慮，要保證機構(gòu)具有較小的壓力角；2）從結(jié)構(gòu)的合理性、經(jīng)濟性考慮，機構(gòu)應簡潔，構(gòu)件數(shù)目和運動副數(shù)目越少，制造成本就越低，采用列表法對多種方案進行評價。4.1.2 圖樣評價1）圖樣上面線條、運動副等代號要符合國家標準。2）比例要合適，保留相關(guān)作圖線。3）速度圖和加速度圖等各矢量方向準確。4）標題欄采用機械制圖規(guī)定的相關(guān)作業(yè)標題欄。5）圖紙幅面符合國家機械制圖標準要求。4.1.3設計報告評價1）綜述主要闡述選題依據(jù)、意義和必要性。2）方案設計與分析對各種方案進行比較，指出最佳方案的創(chuàng)新點。還要有完整的設計過程，最終結(jié)果、結(jié)論和必要的草圖、結(jié)構(gòu)圖等。3）小

36、結(jié)通過本次課程設計的收獲及對本次課程設計教學法改革的建議。最重要的是要求學生提出他所做的方案尚須完善之所在。4.2 成績評定課程設計成績按5級評分標準進行，即優(yōu)秀、良好、中、及格和不及格。參考了有些學校的做法并結(jié)合具體情況，機械原理課程設計的成績評價采用主要考核方案設計的創(chuàng)新程度，同時考察查閱資料、觀察能力、計算能力、計算機使用能力及答辯表現(xiàn)等。結(jié)合設計題目確定評價標準，最終成績由個人、小組、答辯教師和指導教師確定。首先學生自己對設計工作進行評定；然后小組成員對組內(nèi)同學設計工作進行評定（其它同學自愿評定）。對于自己評定優(yōu)秀（或良好）的同學通過答辯確定成績，教師根據(jù)這些評定結(jié)果和實際情況進行適當

37、的修正。第5章 往屆同學的設計感想5.1機械設計感想多功能手動清潔車，這個設計是從大三上機械設計的課程設計開始的，而思路的出現(xiàn)及方案的提出是在大二下，從思路、方案、設計直到加工制造及裝配調(diào)試，走了大概有一年的時間。在整個過程中，每個階段都有許多想法，在指導老師的建議下，我把這些感想總結(jié)下來，為了進一步提高自己，也為了以后少走彎路。想法提出想法的出現(xiàn)，其實是由大二下的機械原理課程設計中所做的草坪作業(yè)一體機的機構(gòu)運動簡圖得來的。草坪一體機的功能有修剪、打孔、施肥、澆水等，但因為幾種作業(yè)的頻率不同，所以把這幾樣功能做成一體沒有太大的必要；而且各種功能之間的實現(xiàn)有一些相互之間的干擾，比如修剪作業(yè)需要小

38、車平穩(wěn)，采用旋刀式或滾刀式除草，旋刀要設計成一定的曲面，從而旋刀旋轉(zhuǎn)時可以通過空氣動力將草吸起，達到很好的修剪效果；打孔作業(yè)由于對不同的地面進行作業(yè)，其所受到的阻力不同，所以作業(yè)時的振動幅度不定，對修剪作業(yè)的效果產(chǎn)生影響。將幾種功能組合在一起，不僅沒有必要，也不能達到設計的效果。但從旋刀式修剪機的設計中，我得到了靈感。頭腦發(fā)散，由旋刀想到了掃盤，從掃盤擴展開去，可以掃垃圾、掃落葉、掃雪、除冰等等，最后，在綜合了各方面因素，查找了相關(guān)的產(chǎn)品、專利等后，我們決定設計一輛多功能手動清潔車。該清潔車應該具備以下功能:掃雪、清潔地面、擦拭地板、作為推車運輸?shù)鹊?，這是初步的想法。方案設計階段接下來，就是一

39、個基本方案的確定。首先，是動力源的確定。應選用以人為動力，不消耗燃料，才符合綠色環(huán)保的要求。既然動力源選用人力，那么應采用怎樣的一種作業(yè)方式，是人騎動，拉動還是推動？在考慮了人的作功方式、清潔車的靈便性、對作業(yè)效果的要求后，確定采取手推的方式，這樣既保證了清潔車的靈活性，又可得到較好的清潔效果。然后是工作機構(gòu)的確定。不同的功能有著不同的工作機構(gòu)，掃雪功能中為保證較高的掃雪效率及較好的掃雪效果，采取融合掃雪車與推雪車方式的先推雪、后掃雪的工作方式；清潔功能中，要將道路上的垃圾塵土清掃收集，也是采用圓盤掃盤的旋轉(zhuǎn)將垃圾集中，然后再由圓筒滾子將集中的垃圾收集進入器具中；擦拭功能中，將清潔車的掃盤換為

40、拖布盤，推動小車可以擦拭地面；推車運輸功能中，其實就是設計一輛推車，沒有工作機構(gòu)，所以應該將前幾項功能中的工作機構(gòu)去掉，直接應用清潔車母體進行運輸。最后，在確定了動力源及工作機構(gòu)后，要進行傳動鏈的設計。清潔車的多種功能以及要具有一定寬度的作業(yè)面積，所以傳動機構(gòu)中應有適宜中等距離傳動的鏈傳動或帶傳動；為擴大作業(yè)面積，掃盤有兩個，所以需要有分支機構(gòu)將傳動鏈分為兩條，小距離傳動采用齒輪，而且將積雪掃除需要有一定的切削力，即在掃盤的直徑確定后，掃盤的轉(zhuǎn)速要大于一定的數(shù)值。以人推為動力，就是說小車的動力均要從驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)中得到，采取后輪為驅(qū)動輪的方案，則采取鏈傳動將動力分為兩部分，一部分用于掃盤的旋轉(zhuǎn)，

41、另一部分用于滾圓筒子的旋轉(zhuǎn)。用于掃盤旋轉(zhuǎn)的傳動鏈當中，要有改變傳動方向的錐齒輪，及用于增速的齒輪傳動。在錐齒輪的嚙合中，添加離合器使得兩對錐齒輪分別嚙合傳動，于是可得到兩個相反方向的掃盤轉(zhuǎn)動及一個傳動的斷開，一種用于清除積雪，將積雪掃向兩邊，另一種將垃圾掃向中間，由其后的圓筒滾子將垃圾掃進收集器，斷開時工作機構(gòu)不運動，可作為推車運輸。在進一步的設計中，要注意傳動比的設定。然后，是具體的設計階段。作為手動機械，轉(zhuǎn)速不會很高，對機械強度的校核一般可省略。在具體的設計環(huán)節(jié)中，最主要的是結(jié)構(gòu)的設計以及對加工方面的考慮。最初，我們設計用空心方鋼及軸承焊接成車架（因為有同學見過現(xiàn)實中將軸承焊接固定的情況）

42、，加工的軸及齒輪在車架上裝配好即可。但后來知道只有簡易軸承才能焊接，而符合國標的軸承焊接時需要保溫，埋在石灰中，預操作太多；最主要的原因是焊接而成的零部件尺寸精度及形位精度均不好，根本達不到清潔車設計的要求。在清潔車的設計階段中，工作機構(gòu)及傳動機構(gòu)等設計都較易地完成，只有軸的固定、軸承的安裝方式一直確定不下來。第二種軸承及軸安裝方式的設計方案，是彎制一些夾住軸承的鋼帶，彎制的鋼帶通過螺栓與車架固定，在裝配中通過調(diào)整螺栓調(diào)整裝配。設計階段，我們采取了這種方案，查閱資料，計算推雪板的角度、掃盤的轉(zhuǎn)速等等，繪制零件圖、裝配圖，撰寫設計說明書。加工階段在老師的幫助下，我們在加工中不斷地更改設計，完善作

43、品，解決實際中遇到的問題。第一，在焊接車架時，由于焊接變形及空心方鋼的精度太差，造成車架的精度不好，直接影響到清潔車的基準面不好，在接下去的裝配等可想而知，均會出現(xiàn)大問題。第二，采用鋼帶夾持軸承的固定方案，由于彎制鋼帶的精度不能保證，勢必會造成軸承的同心度、垂直度等無法保證，導致軸的不平行，齒輪的嚙合失敗，最終導致裝配的失敗。第三，彎制鋼帶，為了盡可能的保證精度，耗時太多，不易加工。所以，在與老師商討后，我們確定了第三種設計方案。對軸向放置的軸承，購買現(xiàn)有的軸承座與車架螺栓連接；對縱向放置的軸承，車制軸承座，并通過螺栓與底面板固定，由銑制的底面板提供基準。在加工其它零件時，也遇到了很多問題。比

44、如齒輪學校無法加工，只能去校外購買，而購買到的現(xiàn)有齒輪與原有設計差別很大，為了配合齒輪，軸及底板中心孔距等都需要變化。因為購買的現(xiàn)有齒輪中，圓柱齒輪為機床配件，而斜齒輪為手動鉸磨機的齒輪，之間的配比不太合適，有種小馬拉大車的感覺。但現(xiàn)有條件，沒有辦法，只能創(chuàng)造條件，執(zhí)著地堅持著，才能將作品做出。對鏈輪的制作同樣是購買的自行車配件，也有許多諸如制造太粗糙等問題，同樣需要重加工，達到要求的精度。在加工過程中，我們實際參與了許多。在制作作品的過程中，我們自己下料、畫線、打孔、車制毛坯件、精度要求不高的零件等，在加工過程中，我們學到了很多很多，有具體的加工方法，如套鉆、畫線的技巧，也有加工工藝上的思維

45、，如基準的確定、工程圖上尺寸標注的實際含義、公差精度粗糙度的概念等等。裝配調(diào)試階段由于采用了現(xiàn)有能夠加工的較好方案，在裝配調(diào)試過程中，并沒有遇到太大的問題。印象較深的是軸與軸承的過渡配合的裝配，在公差標注合理的情況下，一般是用木槌便可裝配。設計制作感想在走完整個過程后，我們有許多特別的感觸與體會。首先，一個作品的設計制作一定要完整的走完整個想法方案設計制作裝配調(diào)試總結(jié)改進的過程。在最初的設計制作當中，要完成設計的基本功能，達到基本的功用，然后總結(jié)經(jīng)驗、發(fā)現(xiàn)問題與解決問題，作出改進，在第二代設計產(chǎn)品中完善，能夠較好地達到設計的要求。欲速而不達，一個設計的工業(yè)化生產(chǎn)，絕對是數(shù)次設計加工改進的結(jié)果。

46、第二，在設計中，要充分地考慮到加工工藝的問題。不僅是能不能加工的問題，還要有容易不容易加工的問題。設計人員在保證設計要求的前提下，要盡可能地簡化工藝，簡化制作。比如在尺寸標注中，不同基準的選取，會造成不同的畫線方法及加工方法，會增加加工的時間及成本。不同的精度要求，會指數(shù)式的增減加工成本，在非配合面及非重要的尺寸，要選擇低精度等級。機械設計中一定要有基準面，參考基準進行畫線、加工，而有的型鋼等現(xiàn)有鋼材不能夠提供基準，要對現(xiàn)有的材料及工藝有所了解。等等。第三，在加工過程中，可以學到許多知識，不僅對所學理論知識的提高，更是對動手能力、實際操作能力的鍛煉。如果不實際操作，只是站在旁邊觀看，即使有時問

47、一些問題，也不會有深的體會與感觸，更不會出現(xiàn)茅塞頓開的感悟，機械專業(yè)的知識鏈是斷開的，知識體系是不完備的，是不能夠成為一名合格的機械專業(yè)畢業(yè)生的。第四，在整個過程中，設計與工藝應該是平分秋色，不能夠重設計而輕工藝，因為工藝是一門大學問，是設計理論與現(xiàn)實實踐溝通的橋梁，再好的設計、再高深的設計理論，如果不能夠轉(zhuǎn)化為工業(yè)生產(chǎn)，不能夠為人類提供幫助，就沒有達到機械最初的目的；也不能夠重工藝而輕設計，沒有設計理論的支持，工藝只能是人類加工經(jīng)驗的盲目總結(jié)，現(xiàn)在的社會已經(jīng)不能只靠經(jīng)驗來完成機械產(chǎn)品了。建議與意見機械專業(yè)學生的自我培養(yǎng)。院校的培養(yǎng)計劃與方案。 機械05-3班 5.2機械原理課程設計感想為期一

48、周的機械原理課程設計已經(jīng)結(jié)束,在這一周里我學到了很多課本里學不到的知識,讓我對課本里知識有了更深的認識，并能靈活的應用到機械的設計上，所以覺得這一周比上課更充實在對包裝機傳動機構(gòu)的認識中，見識到了通過齒輪，凸輪等機械構(gòu)件構(gòu)成的一系列復雜的運動，更加深刻的體會到了機械這個學科所蘊涵的東西實在太多了，而不是我們一開始想到的那么簡單，而在這個過程中體現(xiàn)的團隊協(xié)作力也讓我明白了為什么不論是學校還是社會都這么重視它，我們有具體的分工，而在每個人完成的基礎(chǔ)上組成的整體其完整性更是不可能被一個人的勞動所代替的這個過程中我們充分利用了每個人的不同能力，倪向榮編程比較好，徐辰編程和計算機能力也比較突出，所以他們

49、主要負責的編輯工作，我和劉仕波負責的是尺寸的測量和數(shù)據(jù)的記錄檢驗等，我們充分發(fā)揮了每個人的能力，所以做的比較快，并因為計算機的輔助做的比較準確在這個過程中我覺得還是有突出的地方的，因為比較細心和耐心，所以數(shù)據(jù)方面的東西都交給我和劉仕波做，并且我自認為做的還是不錯的，不過也體會到了自己的不足，在編程方面我感到力不從心，也幫不上他們什么忙，以后會對自己薄弱的方面進行補充的，在以后的類似活動中我回起到更重要的作用課程設計中程迅老師和司慧老師給了不少意見和幫助，程迅老師更是不厭其煩的幫助我們和給予意見，在此向程迅老師和司慧老師致謝！機械班 07.7.75.3機械原理課程設計感想在課程設計過程中我始終帶

50、著極大的熱情、在盡自己最大的力量完成每一個環(huán)節(jié)，每天早上6:00就起來，一直忙到晚上熄燈，有時還在樓道里加夜班，可以說這幾天是我一學期最充實的時光。 自從上次兩個大四學長說了課程設計的重要性后，我就下定決心一定要做好，我擔起了組長的重任，積極地到圖書館和網(wǎng)上查相關(guān)的資料，使自己的方案更符合行業(yè)規(guī)定和工程需要，在研究包裝機的工作原理時認真向程迅老師請教。為了彌補實際的凸輪機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)位移、速度、加速度圖線不好繪制的不足，我們小組通過研究決定自己設計一套凸輪傳動方案，這就要求我們用解析法通過matlab編程實現(xiàn)。由于平時太忙了，沒有時間系統(tǒng)地學習matlab的理論知識，這幾天我利用空閑時間把matlab從頭到尾看了一遍，并到中關(guān)村圖書大廈買了一本matlab與機械原理相結(jié)合的書，把相關(guān)的源程序都搞懂了，然后應用到了我們的設計方案中去，我深深地體會到只有把學的東西用到實踐中去，知識才會真正轉(zhuǎn)化為自己的東西。 由于這次設計是我們四個人合作完成的，這是對我團隊協(xié)作分工能力的一個極大的鍛煉，大家一起討論才能發(fā)揮我們最大的創(chuàng)造力，我們互相鼓勵