機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

1、教學(xué)參考書 只限校內(nèi)使用 機(jī) 械 原 理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 內(nèi)蒙古科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 二0一一 年 四 月一、 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)目的、任務(wù)與要求機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是為了培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械原理課的理論知識，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際分析和解決工程問題的能力。通過制定設(shè)計(jì)方案、合理選擇機(jī)構(gòu)的類型、正確地對機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析，使學(xué)生初步掌握機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及運(yùn)動分析的基本技能，為后續(xù)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及以后從事機(jī)械技術(shù)研究和開發(fā)工作打下基礎(chǔ)。 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是：選擇一般用途的機(jī)構(gòu)為題目，根據(jù)已知的工作要求，對機(jī)構(gòu)進(jìn)行選型與組合，設(shè)計(jì)出幾種機(jī)構(gòu)方案，并對其加以比較和確定，然后對所選定方案中

2、的機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析，確定出最優(yōu)的機(jī)構(gòu)參數(shù)，繪制從動件運(yùn)動線圖。 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是在機(jī)械原理課程完成后集中進(jìn)行的教學(xué)環(huán)節(jié)，它是在教師指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立完成的。每個學(xué)生應(yīng)明確課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求，擬定設(shè)計(jì)計(jì)劃，保證設(shè)計(jì)進(jìn)度及設(shè)計(jì)質(zhì)量，按時完成課程設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，提倡獨(dú)立思考，深入鉆研，集思廣義，主動地、創(chuàng)造性地進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。要求設(shè)計(jì)態(tài)度嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍，反對不求甚解，確保課程設(shè)計(jì)達(dá)到教學(xué)基本要求，即在設(shè)計(jì)思想、方法和技能等方面得到一定的訓(xùn)練和提高。二、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的方法分為圖解法和解析法兩大類1 圖解法 運(yùn)用所學(xué)基本理論列出機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析的矢量關(guān)系式，通過圖解的方法求其結(jié)果，并繪制出運(yùn)動線

3、圖。圖解法具有直觀、簡單、便于檢查解析結(jié)果是否正確的特點(diǎn)，尤其在解決簡單機(jī)構(gòu)的分析與綜合時較為方便。利用圖解法進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，能培養(yǎng)學(xué)生工程圖算能力，要求計(jì)算準(zhǔn)確、作圖精確，有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。 2 解析法 列出機(jī)構(gòu)運(yùn)動方程式后，借助計(jì)算機(jī)編程求解未知量，計(jì)算精度高，并可避免大量重復(fù)人工勞動，可以迅速得到結(jié)果，能夠方便地計(jì)算機(jī)構(gòu)在一個運(yùn)動循環(huán)中的運(yùn)動線圖。用解析法進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，能培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決工程實(shí)際問題的能力。圖解法和解析法各有優(yōu)點(diǎn)，互為補(bǔ)充。 三、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)步驟 l 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 認(rèn)真研究設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)要求、條件、內(nèi)容和步驟，收集和閱讀有關(guān)資料、圖紙，復(fù)習(xí)有關(guān)課程知

4、識；準(zhǔn)備設(shè)計(jì)所需的用具，擬定設(shè)計(jì)計(jì)劃。 2 機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，繪制各種方案的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，進(jìn)行機(jī)構(gòu)的選型和組合，研究運(yùn)動形式的變換，并對機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和性能比較，繪制出傳動系統(tǒng)示意圖。 3 機(jī)構(gòu)運(yùn)動設(shè)計(jì) 對所選定的機(jī)構(gòu)方案進(jìn)行運(yùn)動綜合，要求既滿足機(jī)械的用途、功能和工藝要求，又滿足機(jī)構(gòu)運(yùn)動規(guī)律及機(jī)構(gòu)位移、速度和加速度等運(yùn)動參數(shù)的要求，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖、位移、速度和加速度圖等運(yùn)動線圖。 4 機(jī)構(gòu)力分析 對機(jī)構(gòu)進(jìn)行動態(tài)靜力分析，確定機(jī)構(gòu)在某位置時各運(yùn)動副反力及平衡力（力矩）。 5 整理說明書 將與課程設(shè)計(jì)有關(guān)的內(nèi)容編寫成說明書。課程設(shè)計(jì)說明書是學(xué)生證明自己設(shè)計(jì)正確合理并供有關(guān)人員

5、參考的文件，它是課程設(shè)計(jì)的重要組成部分。課程設(shè)計(jì)說明書應(yīng)在課程設(shè)計(jì)過程中逐步形成，課程設(shè)計(jì)結(jié)束時，再作必要的補(bǔ)充和整理。1）設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容 （ 1 ）設(shè)計(jì)題目（包括設(shè)計(jì)條件和要求）及原始數(shù)據(jù)。 （ 2 ）擬定機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。 （ 3 ）建立設(shè)計(jì)所需的數(shù)學(xué)模型并列出必要的計(jì)算公式、計(jì)算過程及說明，寫出設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果。（ 4 ）解析法需自編的程序，繪出計(jì)算機(jī)程序框圖，打印全部程序，并對程序中的符號、變量作出說明。（ 5 ）用表格列出計(jì)算結(jié)果并畫出運(yùn)動線圖。（ 6 ）對設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析討論，寫出課程設(shè)計(jì)的體會。（ 7 ）列出主要參考文獻(xiàn)資料。2 ）設(shè)計(jì)說明書的編寫要求： （ 1 ）說

6、明書要求步驟清楚、敘述簡明、文句通順、書寫端正。 （ 2 ）對每一自成單元的內(nèi)容，都應(yīng)有大小標(biāo)題，使其醒目突出。 （ 3 ）對所用公式和數(shù)據(jù)，應(yīng)標(biāo)明來源參考資料的編號和頁次。 （ 4 ）說明書應(yīng)加上封面裝訂成冊，封面的格式見圖1。 圖1四、課程設(shè)計(jì)考核 課程設(shè)計(jì)答辯要求如下： 經(jīng)過一段時間的設(shè)計(jì)后，要進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的答辯，其目的是檢查學(xué)生在課程設(shè)計(jì)過程中對所涉及的有關(guān)理論、概念和方法的理解及應(yīng)用情況，進(jìn)一步掌握學(xué)生獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)的程度。答辯過程也可以融入課程設(shè)計(jì)過程中，隨時對設(shè)計(jì)的某些內(nèi)容提出相關(guān)問題，以準(zhǔn)確地了解學(xué)生的設(shè)計(jì)態(tài)度、創(chuàng)新意識及獨(dú)立完成工作的能力。 課程設(shè)計(jì)成績分優(yōu)秀、良好、中等、

7、及格和不及格五級，根據(jù)學(xué)生的設(shè)計(jì)態(tài)度、設(shè)計(jì)質(zhì)量、創(chuàng)新性及答辯情況綜合評定學(xué)生課程設(shè)計(jì)的成績等級。 五、課程設(shè)計(jì)參考資料1. 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 裘建新 高等教育出版社 2005年4月2.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 鄒慧君 高等教育出版社 1998年6月3.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 羅洪田 高等教育出版社 2004年4月六、課程設(shè)計(jì)題目1 試設(shè)計(jì)由電機(jī)驅(qū)動的冷床運(yùn)輸機(jī)，用于將熱軋的鋼料在運(yùn)輸過程中逐漸冷卻。如圖，撥桿上裝有可單向擺動的撥塊，撥塊前移時推動在軌道上的鋼料向前移動H=760mm，然后返回原處，往復(fù)循環(huán)運(yùn)動。給定的參數(shù)：電機(jī)轉(zhuǎn)速n=680r/min，撥桿往復(fù)次數(shù)30次/min，行程速比系數(shù)K=

8、1.5。設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：1）擬定機(jī)械傳動系統(tǒng)方案； 2）繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動示意圖； 3）確定運(yùn)動尺寸； 4）繪制一個運(yùn)動循環(huán)內(nèi)撥桿的位移、速度、加速度線圖。 第1題圖2 試設(shè)計(jì)圓鋼剪切機(jī)，用于將冷卻的鋼材在靜止?fàn)顟B(tài)下剪斷。給定的參數(shù)：電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1450r/min，剪切次數(shù)為15次/min，行程速比系數(shù)K=1.3，刀的擺角=30°，剪刀桿長度LCD=420mm。設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：1）擬定機(jī)械傳動系統(tǒng)方案； 2）繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動示意圖； 3）確定運(yùn)動尺寸； 4）繪制切刀一個運(yùn)動循環(huán)的角速度、角加速度線圖。 第2題圖 3 試設(shè)計(jì)由電機(jī)驅(qū)動的推焦機(jī)上爐門移動機(jī)構(gòu)，爐門要求水平往復(fù)直線運(yùn)動給定的參數(shù)：電

9、機(jī)轉(zhuǎn)速n=870r/min，移門拉桿的行程H=2000 mm ，其平均速度V=15.2m/min ，行程速比系數(shù)K=1。設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：1）擬定機(jī)械傳動系統(tǒng)方案； 2）繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動示意圖； 3）確定運(yùn)動尺寸； 4）繪制一個運(yùn)動循環(huán)內(nèi)移門拉桿的位移、速度、加速度線圖。第3題圖4 試設(shè)計(jì)由電機(jī)驅(qū)動的軋機(jī)升降臺。給定的參數(shù)：電機(jī)轉(zhuǎn)速n=256r/min，升降臺臺面長度L=7.2m，升降臺最高位置時的斜度為1：10，擺動次數(shù)為20次/min，行程速比系數(shù)K=1。設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：1）擬定機(jī)械傳動系統(tǒng)方案； 2）繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動示意圖； 3）確定運(yùn)動尺寸； 4）繪制一個運(yùn)動循環(huán)內(nèi)升降臺面的角速度和角加速度線圖

10、。 第4題圖5試設(shè)計(jì)汽車風(fēng)窗刮水器如圖（a）。由電機(jī)帶動曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，電機(jī)單向連續(xù)轉(zhuǎn)動驅(qū)動曲柄2運(yùn)動，刮水器4（搖桿）作左右往復(fù)擺動，要求往復(fù)擺動的平均速度相等。刮水刷的平均阻力矩如圖（b）所示。給定的參數(shù)：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動分析曲柄搖桿機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力分析曲柄轉(zhuǎn)速n2（r/min）行程速比系數(shù)K刮水器擺角(°)曲柄長度LAB(mm)刮水器擺動中心到曲柄轉(zhuǎn)動中心距離x（mm）刮水器擺動中心到質(zhì)心的距離LDS4(mm)刮水器重量G4(N)刮水器對質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動慣量JS4(kg.m2)刮水刷的平均阻力M4(N.mm)30112060180100150.01500設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：1）對曲柄搖

11、桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析。作機(jī)構(gòu)1-2個位置的速度和加速度多邊形，起始位置為曲柄AB的左水平位置，每隔45°為一個設(shè)計(jì)位置。2）對曲柄搖桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力分析，確定機(jī)構(gòu)一個位置的各運(yùn)動副反力及應(yīng)加于曲柄上的平衡力矩M1。 (a) (b) 第5題圖 6 試設(shè)計(jì)由電機(jī)驅(qū)動的慣性篩。給定的參數(shù)：電機(jī)轉(zhuǎn)速n=960r/min，篩網(wǎng)往復(fù)次數(shù)為320次/min，篩網(wǎng)的行程H=1050mm。設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：1）擬定機(jī)械傳動系統(tǒng)方案； 2）繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動示意圖； 3）確定運(yùn)動尺寸； 4）繪制一個運(yùn)動循環(huán)內(nèi)篩網(wǎng)的位移、速度、加速度線圖。 第6題圖7 試設(shè)計(jì)由電機(jī)驅(qū)動的往復(fù)式給煤機(jī)。給定的參數(shù)：電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440r/min，托板往復(fù)次數(shù)30次/min，行程H=550mm，行程速比系數(shù)K=2。設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：1）擬定機(jī)械傳動系統(tǒng)方案； 2）繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動示意圖； 3）確定運(yùn)動尺寸； 4）繪制一個運(yùn)動循環(huán)內(nèi)托板的位移、速度、加速度線圖。 第7題圖8試設(shè)計(jì)由電機(jī)驅(qū)動的上切式鋼坯剪切機(jī)。給定的參數(shù)：電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1220r/min，剪刀的最大開口度H=360mm，剪切次數(shù)12次/min，行程速比系數(shù)K=1.5。設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：1）擬定機(jī)械傳動系統(tǒng)方案； 2）繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動示意圖； 3）確定運(yùn)