2012-機械原理課程設(shè)計指導書

1、 合肥工業(yè)大學機汽學院機械設(shè)計系，2012，3一、課程設(shè)計的目的 培養(yǎng)綜合掌握和運用各方面的學科知識和實踐技能，獨立分析和解決工程問題的能力，樹立理論聯(lián)系實際的正確設(shè)計思想。 激勵打破常規(guī)，拓寬設(shè)計思路，善于分析問題，提高創(chuàng)新能力。 掌握各種典型機構(gòu)的工作原理、運動特性及設(shè)計方法，系統(tǒng)了解機械設(shè)計運動方案設(shè)計的內(nèi)容和過程，鍛煉機構(gòu)組合應用的能力，正確進行機械的運動分析和動力分析。 訓練科學研究和工程技術(shù)開發(fā)的基本技能，提高計算、繪圖、搜集和使用技術(shù)資料、查閱設(shè)計手冊、熟悉各類規(guī)范標準、進行數(shù)據(jù)分析和處理、編寫技術(shù)文件等方面的能力。針對給定的課程設(shè)計題目，設(shè)計滿足一定工藝動作過程和動作的機器運動

2、方案，主要內(nèi)容為： 機械運動簡圖 1 張，A3 圖紙（機械系統(tǒng)運動簡圖）； 設(shè)計計算說明書 1 份（約 20 頁 16k 稿紙）。三、機械運動方案設(shè)計機械運動方案是根據(jù)機械產(chǎn)品的工藝動作過程選用合適的執(zhí)行機構(gòu)，用一定的組合方式構(gòu)成機械系統(tǒng)來完成機械產(chǎn)品的功能。將機械運動方案中各個機構(gòu)運動尺寸計算并確定得到機構(gòu)運動簡圖。機器實現(xiàn)其功能所依據(jù)的功能可以是相同的，也可能是不相同的。不同的工作原理肯定運動方案是不同的，但依據(jù)相同的工作原理也可以設(shè)計不同的運動方案。機械運動方案的設(shè)計分為以下幾個步驟：機械的功能是多種多樣的，但每一種機構(gòu)都要完成某一工藝動作過程，設(shè)計時把復雜的動作過程分解若干簡單的獨立運

3、動，由若干個執(zhí)行機構(gòu)來完成。2. 機構(gòu)選型機構(gòu)選型指選擇或創(chuàng)新合適的機構(gòu)，來實現(xiàn)機器所要求的各種執(zhí)行動作和運動形式。1）按運動形式選擇 機器工藝動作所要求的運動形式有：單向轉(zhuǎn)動、擺動、移動；往復擺動、移動；間歇轉(zhuǎn)動、擺動、移動；實現(xiàn)給定規(guī)跡。教材表 82 列出了部分由轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成其他運動的相應機構(gòu)。2）按執(zhí)行機構(gòu)功能選擇 機器執(zhí)行動作的功能常為鎖緊、分度、制動、導向等。設(shè)計時，依據(jù)其功能，查閱手冊，熟悉相應的內(nèi)容、工作原理，進行分析、比較、選擇或借鑒。3）機構(gòu)選型應滿足的主要條件 運動規(guī)律 執(zhí)行構(gòu)件的運動規(guī)律及調(diào)節(jié)范圍是機構(gòu)選型及機構(gòu)組合基本依據(jù)。 運動精度 運動精度的高低對機構(gòu)選型影響很大。對

4、運動精度要求不高，可采用 承載能力和工作速度 各種機構(gòu)的承載能力和所能達到的最大工作速度是不同的，因而需根據(jù)速度的高低、載荷的大小及特性來選擇合適的機構(gòu)。 總體布局 要求總體布局合理、緊湊，使機械的輸出斷盡可能靠近輸入端，這樣可省去不必要的傳動機構(gòu)。 使用條件和工作要求 使用單位所提出的生產(chǎn)工藝要求、生產(chǎn)車間的條件、使用和維修要求等，均對選型和組合有很大的影響。機器所要完成各種工藝動作之間是有序的、相互配合的。各種執(zhí)行機構(gòu)必須按工藝動作過程的時間順序和相互配合關(guān)系來完成各自的運動。描述各執(zhí)行機構(gòu)間運動協(xié)調(diào)關(guān)系的圖形稱為機器運動循環(huán)圖。繪制運動循環(huán)圖首先從機構(gòu)中選擇某一構(gòu)件為定標件，以該構(gòu)件的運

5、動（轉(zhuǎn)角或時間）作為其他機構(gòu)的基準。通常運動循環(huán)圖有圓形或直角坐標兩種。機器運動循環(huán)圖的作用是：由原動機和執(zhí)行機構(gòu)的運動要求，通過機構(gòu)選型來確定原動機和執(zhí)行機構(gòu)之間的傳動構(gòu)件。由于完成同一種運動可選用不同的機構(gòu)，所以就可以提供多種方案。設(shè)計時從中選擇一種或幾種較優(yōu)的方案，畫出從原動機、傳動機構(gòu)到執(zhí)行機構(gòu)的運動方案（示意圖）。通過機構(gòu)尺度綜合，設(shè)計出完全符合運動要求的構(gòu)件參數(shù)，并按真實尺寸畫出反映機構(gòu)運動情況的圖形機械運動簡圖。四、設(shè)計說明書的編寫1設(shè)計說明書的內(nèi)容（4） 機械運動方案的擬定（設(shè)計思想的說明，所選用機構(gòu)的工作原理及特性），機構(gòu)的組合方式；（5） 機構(gòu)運動循環(huán)圖；（1） 設(shè)計說明書

6、用鋼筆書寫，采用統(tǒng)一的課程設(shè)計報告紙；（2） 編寫說明書時應做到條理清楚、敘述簡明、重點突出、計算正確、文字通順、書寫整潔；（3） 所用的公式和數(shù)據(jù)應注明來源（參考資料的編碼和頁次）；（4） 全部計算中所用的符號和腳注必須前后一致、不能混淆。（5） 對自成單元的內(nèi)容應有大小標題，做到層次分明，醒目突出。（6） 繪制機構(gòu)運動簡圖時應采用規(guī)定的符號，按比例作圖。（7） 對計算結(jié)果應有簡明的結(jié)論。如果實際所取的數(shù)值與計算結(jié)果有較大差異，應作 必要的解釋，說明原因。說明：本次設(shè)計題目共 6 個，其中最后一題為自選題。請每位班長根據(jù)班級同學數(shù)，按學號均分以下各題。（一）、一種管道外壁清洗和除銹設(shè)備的方案

7、設(shè)計設(shè) 10m10m 的水上平臺由間隔為 2m 的鋼管支撐，鋼管外徑為 600mm，長度為 4m，其中 3m 在水下，1m 在水上。現(xiàn)要求設(shè)計一種該支撐鋼管的管道外壁清洗和除銹設(shè)備，滿足以下要求：1.該設(shè)備需要攜帶 2 個高壓水槍頭進行施工作業(yè)，每個水槍的噴水后坐力約 100N；2.設(shè)備必須經(jīng)常更換使用地點；3.如果用機械臂式，打開尺寸需控制在 6000mm5000mm3000mm，收回尺寸控制在3000mm1500mm1000mm 左右；5.設(shè)備功能：可以攜帶 2 個高壓水槍移動，對直徑 600mm，長 3000mm 以上的管線進行全方位沖洗，移動速度大于 2m/min，動作軌跡：可以繞著管

8、線轉(zhuǎn)動，并且可以同時沿著管線上下移動；6.電源可用三相 380V 電源，也可以采用柴油動力，或壓縮空氣作為動力源；7.操作方式應采用手動操作，可以采用搖把操作也可以采用按鍵操作，要求操作方法簡易、準確；8.設(shè)備移動速度應該有高、中、低 3 檔；高檔速度應取 2m/min 左右，低檔速度應取0.5m/min 左右；9現(xiàn)有一重量為 3T 的立軸式坑道鉆機，工作時需要在狹窄的井下巷道內(nèi)移動，地面松軟潮濕。巷道寬度為 2m，高度為 3m；機器尺寸為 1.8m1m1.5m。設(shè)計一個運輸機構(gòu)，實現(xiàn)對該機器的搬運，并能在機器工作時作為機架，穩(wěn)定地支撐住機器，能承受足夠的傾翻力矩作用。以下方式可供參考：1.

9、帶履帶的行走機構(gòu)；2. 輪式行走機構(gòu)；4. 其他類型的移動方式。請給出完成上述功能的該運輸設(shè)備的方案設(shè)計。（三）、剪板機設(shè)備方案設(shè)計要求設(shè)計一個剪板機，提供剪切力 8T，能剪切鋼板最大厚度 4mm，最大寬度 2500mm。剪切機構(gòu)的驅(qū)動力可用機械、液壓或電動方式。根據(jù)現(xiàn)有機型，給出結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的剪板機整機方案設(shè)計。要求：不能完全與現(xiàn)有剪板機結(jié)構(gòu)方案雷同。完成一種感興趣的、有一定實用價值的或有一定研究基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，給出完整的運動方案設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容參考上述題目。每個班級至少有一組同學做自選設(shè)計題。鼓勵大家自選，題目要完成的內(nèi)容請簡要書面說明，由班長統(tǒng)一交給老師確認。 4. 機械運動方案及機構(gòu)設(shè)計機械原理課程設(shè)計題例及指導.姜琪.高教版，1991.5. 機 械 設(shè) 計 實 用 機 構(gòu) 與 裝 置 圖 冊 （ Mechanisms and Mechanical DevicesSourcebook）.Neil Sclater, Nicholas P. Chironis 編，鄒平譯.機械工業(yè)出版社，2007,46. 圖書館電子資料及網(wǎng)上其他相關(guān)資料。七、課程設(shè)計注意事項1. 繪圖工具采用 AUTOCAD、CAXA 等兩維繪圖軟件及 SolidWork