機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

1、西安科技大學(xué)高新學(xué)院機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書學(xué) 院 專業(yè)班級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 日 期 目 錄第一章 概述1第二章 機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)3第三章 插床設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)內(nèi)容4第四章 牛頭刨床設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)內(nèi)容5第五章 壓床設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)內(nèi)容6第一章 概 述一、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)機(jī)械原理課程是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)初步能力的技術(shù)基礎(chǔ)課。通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生得到擬定運(yùn)動(dòng)方案的訓(xùn)練，具有初步機(jī)械選型與確定傳動(dòng)方案的能力，培養(yǎng)學(xué)生開發(fā)和創(chuàng)新機(jī)械產(chǎn)品的能力，提高學(xué)生運(yùn)算、繪圖、表達(dá)、運(yùn)用計(jì)算機(jī)和查閱有關(guān)資料的技能。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的任務(wù)一般包括；根據(jù)工作要求，進(jìn)行機(jī)構(gòu)的選型與組合；對(duì)各運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行對(duì)比和

2、選擇；對(duì)選定方案中的機(jī)構(gòu)(凸輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、其他常用機(jī)構(gòu))進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析；擬定、繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖；進(jìn)行機(jī)械動(dòng)力分析與設(shè)計(jì)。二、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括機(jī)械方案的設(shè)計(jì)與選擇、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的分析與設(shè)汁、機(jī)械動(dòng)力的分析與設(shè)計(jì)。選題應(yīng)包括運(yùn)動(dòng)循環(huán)團(tuán)的設(shè)計(jì)以及運(yùn)動(dòng)方案的選擇=比較，注意包括凸輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)和齒輪機(jī)構(gòu)的分析與綜合；應(yīng)具有多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)配合關(guān)系。三、課程設(shè)計(jì)的方法機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的圖解法是用作圖求解的方法求出基本理論、基本關(guān)系式的結(jié)果，幾何概念清晰、直觀、定性簡單，可以檢查解析計(jì)算的正確性。解析法是通過建立數(shù)學(xué)模型，借助于計(jì)算機(jī)運(yùn)算求出其結(jié)果，計(jì)算精度高，便于確定機(jī)構(gòu)

3、在整個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)各位置的未知量，計(jì)算機(jī)繪制的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)線圖，為機(jī)構(gòu)的選型和尺寸綜合提供了重要的依據(jù)。四、課程設(shè)計(jì)的教學(xué)進(jìn)度階段 內(nèi)容 時(shí)間安排 面向?qū)I(yè) 周數(shù)1 查閱資料、熟悉題目 1天 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 第一周2 方案分析、比較 2天 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 第一周3 平面機(jī)構(gòu)尺度綜合、運(yùn)動(dòng)分析 2天 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 第一周4 平面動(dòng)態(tài)靜力分析 2天 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 第二周5 繪制方案圖、整理設(shè)計(jì)說明書 2天 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 第二周6 答辯 1天 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 第二周 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)安排一覽表五、編寫課程設(shè)計(jì)說明書課程設(shè)計(jì)說明書是技術(shù)說明書中的一種，內(nèi)

4、容應(yīng)包括1)目錄(標(biāo)題、頁次)；2)設(shè)計(jì)題目包括設(shè)計(jì)條件、要求等)；3)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖或設(shè)計(jì)方案的擬定和比較；4)制定機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖；5)對(duì)選定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)；6)完成設(shè)計(jì)所用方法及原理的簡要說明7)列出必要的計(jì)算公式及所調(diào)用的子程序；8)寫出自編的主程序、子程序及編程框圖；9)對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析討論；10)參考文獻(xiàn)。設(shè)計(jì)說明書一般應(yīng)該打印，要求書寫工整、文宇簡練、步驟清楚；計(jì)算內(nèi)容要列出公式、代入數(shù)值、寫出結(jié)果、標(biāo)明單位中間運(yùn)算應(yīng)省略；中應(yīng)編寫必要的大、小標(biāo)題，注明所用公式和數(shù)據(jù)的來源，封面格式和書寫格式應(yīng)符合相關(guān)要求。作圖應(yīng)該準(zhǔn)確、布圖勻稱、圖面整潔、標(biāo)注齊全。圖樣上的中文

5、用仿宋體、數(shù)字和外文字母用斜體字母書寫，圖紙規(guī)格、線條、尺寸標(biāo)注、標(biāo)題欄的格式等均應(yīng)符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)。五、答辯答辯是考核課程設(shè)計(jì)是否達(dá)到基本要求和相應(yīng)水平的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是老師對(duì)學(xué)生論文的一次會(huì)診和指導(dǎo)。考核內(nèi)容包括學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)手冊(cè)，資料的運(yùn)用。老師提問的內(nèi)容包括選題、選形、制圖、理力、材力、計(jì)算及設(shè)計(jì)要求等。重點(diǎn)考察學(xué)生設(shè)計(jì)圖紙及說明書的質(zhì)量，設(shè)計(jì)過程中的態(tài)度。同時(shí)檢查設(shè)計(jì)創(chuàng)新性、工作量、有無違反學(xué)術(shù)規(guī)范現(xiàn)象等，提出改進(jìn)意見。第二章 機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)一、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄勻角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可得到一定擺角的搖桿擺動(dòng)，且具有急回特性。1、選定長度比例尺，作出機(jī)構(gòu)在給定位置的運(yùn)動(dòng)簡圖。2、選定比例尺，求原動(dòng)件上

6、運(yùn)動(dòng)副中心的速度和加速度，解待求點(diǎn)的速度及相關(guān)構(gòu)件的角速度，待求點(diǎn)的加速度及相關(guān)構(gòu)件的加角速度。3、求各構(gòu)件的慣性力及其作用位置。二、凸輪機(jī)構(gòu)1、確定推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 主要根據(jù)推桿在機(jī)器中所要求完成的運(yùn)動(dòng)、凸輪轉(zhuǎn)速以及加工凸輪輪廓線的技術(shù)水平等來確定。2、確定凸輪機(jī)構(gòu)的類型和結(jié)構(gòu)尺寸 根據(jù)凸輪軸與椎桿的相對(duì)位置及其所占空間大小，凸輪的轉(zhuǎn)速，推桿的行程、重量及運(yùn)動(dòng)方式(移動(dòng)或擺動(dòng))，負(fù)荷大小等條件來確定機(jī)構(gòu)類型，然后再確定偏距，或擺動(dòng)凸輪的凸輪中心到擺桿回轉(zhuǎn)中心的距離和擺桿長度。3、設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線 主要應(yīng)用“反轉(zhuǎn)法”進(jìn)行設(shè)計(jì)。4、其他方面的設(shè)計(jì) 若有要求，例如對(duì)于高速凸輪機(jī)構(gòu)，還要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析、

7、動(dòng)態(tài)靜力分析、動(dòng)力學(xué)分析以及試驗(yàn)分析等，然后進(jìn)行修正設(shè)汁。三、齒輪機(jī)構(gòu)巳知參數(shù)，傳動(dòng)比，模數(shù)，壓力角，齒頂高系數(shù)，傳動(dòng)中心距及螺旋角。1、選擇傳動(dòng)類型 正傳動(dòng)具有強(qiáng)度高、磨損小且機(jī)構(gòu)尺寸緊湊等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)該優(yōu)先選用。為防止齒輪發(fā)生根切、則必須選用正傳動(dòng)。對(duì)于希望采用標(biāo)準(zhǔn)中心距的直齒圓柱齒輪傳動(dòng)常采用等移距變位傳動(dòng)。若希望有互換性，則優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)。負(fù)傳動(dòng)具有強(qiáng)度低、磨損嚴(yán)重、尺寸大等缺點(diǎn)，除中心距有特殊要求外，一班避免采用。2、確定齒輪的變位系數(shù)。3、按無側(cè)隙嚙合方程式計(jì)算端面嚙合角，并計(jì)算兩輪的幾伺尺寸。4、驗(yàn)算齒輪傳動(dòng)的重合度。四、飛輪機(jī)構(gòu)1、近似計(jì)算飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 當(dāng)機(jī)械出現(xiàn)盈功時(shí)，飛輪

8、將此盈功以動(dòng)能形式儲(chǔ)存起來，由于慣量很大而使主軸速度升高的幅度減??；反之，當(dāng)機(jī)械出現(xiàn)虧功時(shí)，飛輪釋放出動(dòng)能以彌補(bǔ)功的不足，且由于大慣量而使主軸速度下降的幅度也減小，達(dá)到調(diào)速的目的。2、飛輪尺寸的確定 飛輪常做成如圖所示形狀。它由輪綠1、輪鼓2和輪輻3組成。當(dāng)選定飛輪輪緣的均直徑D后，即可求出飛輪輪緣的重力。平均直徑的選擇，一方面需考慮飛輪在機(jī)械中的安裝空間，另一方面還需使其圓周速度不過大，以免輪綠因離心力過大而破裂。當(dāng)飛輪的材料選定后，即可求得輪緣的橫剖面尺寸。第三章 插床設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)內(nèi)容插床是一種用于工件內(nèi)表面切削加工的機(jī)床。插床主要由齒輪機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)等組成，如圖所示。電動(dòng)機(jī)經(jīng)

9、過減速裝置(圖中只畫出齒輪2、1)使曲柄1轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)123456，使裝有刀具的滑塊沿導(dǎo)路yy作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)刀具的切削運(yùn)動(dòng)。刀具與工作臺(tái)之間的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，是由固結(jié)于軸O2上的凸輪驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)從動(dòng)件O4D和其他有關(guān)機(jī)構(gòu)(圖中未畫出)來完成的。為了縮短空回行程時(shí)間，提高生產(chǎn)牢，要求刀具有急回運(yùn)動(dòng)。圖b為阻力線圖。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)見表。1導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析設(shè)計(jì)導(dǎo)扦機(jī)構(gòu)，作機(jī)構(gòu)12個(gè)位置的速度多邊形和加速度多邊形，以上內(nèi)容與后面動(dòng)態(tài)靜力分析一起畫在1號(hào)圖紙上。整理說明書。2導(dǎo)扦機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析確定機(jī)構(gòu)一個(gè)位置的各運(yùn)動(dòng)副反力及應(yīng)加于曲柄上的平衡力矩的圖樣上。整理說明書。3凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)繪制從動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)線團(tuán)，畫出凸輪實(shí)際廓線。以上內(nèi)容作在2號(hào)圖紙上。整理說明書。4齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)選擇變位系數(shù)，計(jì)算該對(duì)齒輪傳動(dòng)的各部分尺寸，以2號(hào)圖紙繪制齒輪傳動(dòng)的嚙合圖。整理說明書。第四章 牛頭刨床設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)內(nèi)容牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機(jī)床，主要由齒輪機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)等組成，如圖 (a)所示。電動(dòng)機(jī)經(jīng)過皮帶和齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)曲柄2，再通過導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)23456帶動(dòng)刨頭6和刨刀作往復(fù)切削運(yùn)動(dòng)。工作行程時(shí)，刨刀速度要平穩(wěn)；空回行程時(shí)，刨刀要快速退回，即要有急回作用。切削階段刨刀應(yīng)近似勻速運(yùn)動(dòng)，以提高刨刀的使用壽