機械原理課程設(shè)計

機械原理課程設(shè)計

目錄TOC\o"1-5"\h\z.設(shè)計題目 1\o"CurrentDocument"課程設(shè)計目的和任務(wù) 1\o"CurrentDocument"課程設(shè)計內(nèi)容與基本要求 1\o"CurrentDocument"機構(gòu)簡介 4\o"CurrentDocument"參考數(shù)據(jù) 5\o"CurrentDocument"設(shè)計要求 5\o"CurrentDocument".設(shè)計方案比較 6\o"CurrentDocument"設(shè)計方案一 6\o"CurrentDocument"設(shè)計方案二 7\o"CurrentDocument"設(shè)計方案三 8最終設(shè)計方案 9\o"CurrentDocument".速度，加速度多邊形計算與分析 10\o"CurrentDocument"速度、加速度多邊形計算與分析 10\o"CurrentDocument".虛擬樣機實體建模與仿真 13ADAMS的樣機建模 13\o"CurrentDocument".虛擬樣機仿真結(jié)果分析 14\o"CurrentDocument"滑塊水平位移仿真曲線 14\o"CurrentDocument"滑塊水平運動速度仿真曲線 14滑塊水平運動加速度仿真曲線 15帶刮片擺桿角速度仿真曲線（一） 15帶刮片擺桿角速度仿真曲線（二） 15\o"CurrentDocument".課程設(shè)計總結(jié) 16\o"CurrentDocument"機械原理課程設(shè)計總結(jié) 16設(shè)計過程 17設(shè)計展望 17參考文獻 18心 得 體 會 18.題目：汽車風(fēng)窗刮水器課程設(shè)計目的和任務(wù)下雨的時候，大車小車前檔風(fēng)玻璃上的雨刮器就會齊齊動作，兩只雨刮片以固定的轉(zhuǎn)軸柱為中心作擺動，將前檔風(fēng)玻璃的雨水刮去，還司機一個有效的視野。雨刮器看似簡單，實際上構(gòu)造并不簡單。雨刮器總成含有電動機、減速器、四連桿機構(gòu)、刮水臂心軸、刮水片總成等。當司機按下雨刮器的開關(guān)時，電動機啟動，電動機的轉(zhuǎn)速經(jīng)過蝸輪蝸桿的減速增扭作用驅(qū)動擺臂，擺臂帶動四連桿機構(gòu)，四連桿機構(gòu)帶動安裝在前圍板上的轉(zhuǎn)軸左右擺動，最后由轉(zhuǎn)軸帶動雨刮片刮掃擋風(fēng)玻璃。生活中我們發(fā)現(xiàn)，雨下得很大時使用雨刷感覺不錯，可是當下小雨啟動雨刷時，就會發(fā)現(xiàn)雨刷會在玻璃面上留下擦拭不均的痕跡；還有，有的時候會卡在玻璃上造成視線不良。這種情況表明雨刷已硬化。若排除此故障，應(yīng)先了解一下雨刷的工作原理。原來，雨刷是借馬達的轉(zhuǎn)動作用，靠連接棒轉(zhuǎn)變成一來一往的運動，并將此作用力傳達至雨刷臂及雨刷本身。當雨刷的橡膠部分硬化時，雨刷便無法與玻璃面緊密貼合，或者雨刷一有了傷痕便會造成擦拭上的不均勻，形成殘留污垢。有些人認為雨刷片的長度越長、刷的面積越大、視野越好。其實，雨刮器片并非越長越好。加長雨刷片長度雖然可以增加視野可見的范圍，但相對地也會增加雨刮器馬達、雨刮桿的負擔。當然，要加長當然可以，但要保證絕不能妨礙雨刮器的正常工作。課程設(shè)計內(nèi)容和基本要求機械原理課程設(shè)計是在機械原理課程完成后集中進行的教學(xué)環(huán)節(jié)，它是在教師指導(dǎo)下由學(xué)生獨立完成的。每個學(xué)生都應(yīng)明確課程設(shè)計的任務(wù)和要求，擬定設(shè)計計劃，保證設(shè)計進度、設(shè)計質(zhì)量，按時完成課程。在設(shè)計過程中，提倡獨立思考、深入鉆研，主動地、創(chuàng)造性地進行設(shè)計工作。要求設(shè)計態(tài)度嚴肅認真、一絲不茍，反對不求甚解這樣才能確保課程設(shè)計達到教學(xué)基本要求，并在設(shè)計思想、方法和技能等方面得到良好的訓(xùn)練和提高。1）機械原理課程設(shè)計步驟（1）機構(gòu)運動方案設(shè)計。即根據(jù)給定的原始數(shù)據(jù)和工藝要求，構(gòu)思并選定機構(gòu)方案；（2）設(shè)計上述各機構(gòu)。根據(jù)選定的方案采用各機構(gòu)，如凸輪機構(gòu)、連桿機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、間歇運動機構(gòu)及其組合機構(gòu)等，即具體機構(gòu)的尺度綜合，求出機構(gòu)的主要尺寸；（3）根據(jù)上面求得的尺寸，按比例畫出全部機構(gòu)的運動簡圖及運動循環(huán)圖；（4）據(jù)此對上述機構(gòu)進行運動分析，并進行基于ADAMS軟件的機構(gòu)建模與運動仿真。即繪制機構(gòu)的運動線圖，或進一步進行運動和動力分析；（5）編寫設(shè)計說明書。2）設(shè)計說明書編寫要求課程設(shè)計說明書是學(xué)生證明自己設(shè)計正確合理并供有關(guān)人員參考的文件它是課程設(shè)計的重要組成部分。收集整理課程設(shè)計報告工作關(guān)系到課程設(shè)計的成敗，通過這項工作，能提高學(xué)生的技術(shù)概括能力和表達能力。編寫說明書也是科技工作者必須掌握的基本技能之一。因此，學(xué)生在校期間就應(yīng)加強這方面的訓(xùn)練。課程設(shè)計說明書應(yīng)在課程設(shè)計過程中逐步形成，課程設(shè)計結(jié)束時，再作必要的補充和整理。而設(shè)計說明書的內(nèi)容視設(shè)計任務(wù)而定，大致包括：（1）設(shè)計題目（包括設(shè)計條件和要求）。（2）機構(gòu)運動簡圖或設(shè)計方案的確定。（3）全部原始數(shù)據(jù)。（4）完成設(shè)計所用方法及其原理的簡要說明。（5）建立設(shè)計所需的數(shù)學(xué)模型并列出必要的計算公式、計算過程及說明，寫出設(shè)計計算結(jié)果。（6）繪出計算機程序框圖，寫出自編的程序?；?qū)⒒贏DAMS軟件的機構(gòu)建模與仿真方法過程描述出來。（7）用表格列出計算結(jié)果并畫出主要曲線圖。（8）對設(shè)計結(jié)果進行分析討論，寫出課程設(shè)計的收獲和體會。（9）列出主要參考文獻資料。3）設(shè)計說明書的格式要求：（1）說明書一般用A4紙打印，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)有大小標題，使其醒目突出，建議加上目錄。（3）通過課程設(shè)計說明書的編寫，學(xué)生應(yīng)該學(xué)會整理設(shè)計數(shù)據(jù)、繪制圖表和簡圖，用工程術(shù)語表達設(shè)計成果的方法。（4）對所用公式和數(shù)據(jù)，應(yīng)標明來源一一參考資料的編號和頁次。（5）說明書應(yīng)加上封面，并與圖紙一起裝訂成冊。機構(gòu)簡介汽車風(fēng)窗刮水器是用于汽車刮水刷的驅(qū)動裝置。如圖1-(a)所示，風(fēng)窗刮水器工作時，由電動機帶動齒輪裝置1-2,傳至曲柄搖桿裝置2'-3-4。電動機單向連續(xù)轉(zhuǎn)動，刮水桿4作左右往復(fù)擺動，要求左右擺動的平均速度相同。其中，刮水刷的工作阻力矩如圖1-(b)所示。圖1汽車風(fēng)窗刮水器機構(gòu)簡圖及阻力線圖

參考數(shù)據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)見表1所示設(shè)計要求.對曲柄搖桿機構(gòu)進行運動分析作機構(gòu)1-3個位置的速度多邊形和加速度多邊形，以上內(nèi)容與后面的動態(tài)靜力分析一起畫在2號圖紙上，整理計算說明書。.在Solidworks/Adams中進行運動仿真和動力學(xué)仿真，作出位移、速度、加速度線圖。

二.設(shè)計方案比較設(shè)計方案一分析：搖桿2轉(zhuǎn)動帶動搖桿3,搖桿3帶動雨刷4上下移動，從而達到刮水效果。該方案優(yōu)點：雨刷刮水面積較大;結(jié)構(gòu)相對較簡。該方案缺點:中間固定部位過長，影響視線；雨刷向上移動的時，又將雨水向上刮，從而影響效率。設(shè)計方案二分析：此刮雨器由凸輪機構(gòu)組成，凸輪的轉(zhuǎn)動帶動雨刷向上運動，達到最高度時，雨刷因重力隨凸輪向下運動，但此方案有以下缺陷:.由凸輪帶動極其不穩(wěn)定，.凸輪與擋板間有動摩擦產(chǎn)生了磨損.僅靠雨刷重力來克服摩擦力，很可能經(jīng)常導(dǎo)致雨刷靜止在最高端.電機不僅要克服雨刷與玻璃的摩擦還要克服雨刷的重力，浪費資源。.3設(shè)計方案三方案3簡圖1、7、8支座4連桿2、3搖桿5、6擺桿分析：搖桿2轉(zhuǎn)動帶動搖桿3,搖桿3帶動連桿移動，從而使擺桿5、6左右以一定頻率擺動，達到刮水的效果。

該方案優(yōu)點：.整體構(gòu)建布局可以在汽車上較為容易實現(xiàn)；.機構(gòu)簡單實用，在滿足運動要求前提下大大節(jié)省了材料；.設(shè)置了急回特性（推桿快，收桿慢），因為在刮片起刮前，擋風(fēng)玻璃上附著的雨水量相對較多，對司機觀察前方路線不利，這時刮片需快速刮清雨水，而在回程時玻璃上雨量較少，這時慢刮可進一步刮凈雨水，是玻璃保持相對較長的清晰度。同時急回特性的運用也提高了雨刮器的工作效率；.在雨刮器收桿的時候，刮片貼緊擋風(fēng)玻璃下沿時間較長，這就可以讓雨刷器間隔工作，剩去了需脈沖控制讓雨刷器間隔工作這一步。2.41:終設(shè)計方案:方案三三、加速度，速度多邊形的計算與分析3.1加速度，速度多邊形的計算與分析1)由已知條件可得：Vb=WabXLabW=30n/60m/sL=60mm.^=0.188 m/s???a=W2XL=0.592m2/s選比例尺：uv=VB/pb=9.42(m/s)/m□a=a/p、b、=29.5(m2/s)/mB理論力學(xué)公式：Vc=Vb+VbcaC=aB+a屋+a2)（一）

由圖一的速度多邊形及加速度多邊形，根據(jù)比例尺得到:V=0V=0.188m/sC BCaCn=0aBCn=0.197m/s2aC=p、c、*ua=1.6225m/s?3)由圖二的速度多邊形及加速度多邊形，根據(jù)比例尺得到:VC=0.149m/s VBC=0.031m/sacn=0.319m/s2aBCn=0.005m/s2=p'c'*口=p'c'*口a=0.59m/s?4)（三）由圖三的速度多邊形及加速度多邊形，根據(jù)比例尺得到:VC=0.119m/s VBc=0.188m/saCn=0.118m/s2aBCn=0.197m/s2二p二p、c、*口a=0.24m/s四.虛擬樣機實體建模與仿真4.1ADAMS/View的樣機建模五.虛擬樣機仿真結(jié)果分析利用ADAMS仿真軟件對已建立模型的搖桿的位移、速度、加速度進行數(shù)據(jù)分析，并輸出所需要的數(shù)據(jù)及曲線，如下：滑塊水平位移仿真曲線滑塊水平運動速度仿真曲線

5.3滑塊水平運動加速度仿真曲線5.4帶刮片擺桿角速度仿真曲線（一）六.課程設(shè)計總結(jié)6.1機械原理課程設(shè)計總結(jié)：首先我們確定搖桿的長度，并用CAXA畫出了它的運動簡圖，之后用ADMAS進行運動仿真。通過這次課程設(shè)計我學(xué)會了ADMAS軟件的基本操作掌握了更多的使用工具。并且在此設(shè)計過程中也培養(yǎng)了團隊之間的協(xié)作精神。在學(xué)完機械原理這門課程的同時，作為一名合格的機械學(xué)生，需