2022年机械原理课程设计指导书 .pdf

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1、机械原理课程设计指导书机械设计制造及自动化等专业适用北京林业大学工学院机械设计教研室司慧北京市高等学校教育教学改革立项项目专项资助2007-342010年 3 月精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 32 页2 目 录目 录 . 2第 1 章概述. . 41.1 机械原理课程设计的目的和任务. . 41.1.1 课程设计目的. . 41.1.2 课程设计任务. . 41.2 课程设计所采用方法. . 4课程设计具体要求. . 5任务书 . . 5目录 . . 6实习 . 6要求 . . 7实习地点 . . 7第 2 章 设计示

2、范 . . 8概述 . 8方案设计实例. . 8牛头刨床传动方案设计。. . 8方案评价准则. . 102.2.3 蛙式打夯机和2K-V 型行星传动机构方案设计简介. 102.3 用解析法进行机构的运动综合和分析复数矢量法. 12牛头刨床主体机构的设计. . 122.3.2 导杆机构的运动分析. . 132.3.3 计算流程图 . . 142.4 应用图解法进行平面机构的运动综合和分析. 14设计题目 . . 142.3.2 设计要求 . . 142.4.2 机构简图和已知数据. . 142.4.3 设计步骤 . . 15第 3 章 课程设计题目、原始数据及要求. . 173.1 课程设计题目

3、. . 17要求 . 17牛头刨床主体机构的设计. . 17自动包装机传动系统的研究和设计. . 18精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 32 页3 自行车制动系统及传动系统的研究和综合. . 18机械手传动机构的研究与设计4 个不同机械手. 18缝纫机送布机构等的研究与设计. . 19多功能清洁车的研究与设计. . 19摆式运输机的设计. . 19插床主体机构的设计. . 203.2.9 齿轮机构的设计. . 21关于自选题目. . 22第 4 章 课程设计成绩评价体系. . 224.1 方案、图纸和设计报告评价. . 2

4、24.1.1 方案分析与评价. . 224.1.2 图纸评价 . . 22设计报告评价. . 224.2 成绩评定 . . 22第 5 章 往届同学的设计感想. . 23机械设计感想. . 23机械原理课程设计感想. . 27机械原理课程设计感想. . 28机械原理课程设计感想. . 29机械设计课程设计感想. . 30精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 32 页4 第1章 概述机械原理课程设计是机械类各专业学生第一次课程设计，是重要的实践性教学环节，对于培养学生机械系统运动方案设计和创新设计能力、解决工程实际中机构分析和设

5、计能力等有着十分重要意义。1.1 机械原理课程设计的目的和任务课程设计目的1综合运用机械原理课程的理论和实践知识，分析和解决与本课程有关的实际问题，促进所学理论知识的稳固、深入和归纳；2培养学生的创新设计能力、综合设计能力与团队协作精神；3加强学生动手能力的培养和工程实践的训练，提高学生针对实际需求进行创新思维、综合和工艺制作等实际工作能力；4提高学生运算、绘图、表达、运用电脑、搜集和整理资料能力；5为将来从事技术工作打基础。1.1.2 课程设计任务结合一个简单或中等复杂程度的机械系统，让学生根据使用要求和功能分析，开拓思路，敢于创新， 巧妙地构思其工作原理和选择工艺动作过程；由所选择的工作原

6、理和工艺动作过程综合应用所学过的各类常用机构的结构组成、运动原理、 工作特点及应用场合等知识，进行机构的选型、创新与组合，构思出各种可能的运动方案，并通过方案评价、优化筛选，选择最正确方案； 就所选择的最正确运动方案，应用电脑辅助分析和设计方法也可以使用图解法进行机构尺度综合和运动分析；由运动方案和尺度综合结果绘制机构系统运动简图。课程设计所采用方法机械原理课程设计的方法原则上可以分为两类。1） 图解法运用某些几何关系式或已知条件等，通过几何作图求得结果，所需尺寸可直接从图上量取。其显著优点是可以将分析和综合结果清晰地表示在图纸上，直观、形象、 便于检查正确与否。缺点是作图繁琐，精度不高。2）

7、 解析法以机构参数来表达各构件间的函数关系，建立机构的位置方程或机构的封闭环路方程，解方程求得未知量。利用电脑可以计算大量重复工作，快速获得计算结果，且精度较高，能解决较复杂问题。以上两种方法各有特点，可以互为补充。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 32 页5 课程设计具体要求机械原理课程设计最终上交的材料为图样，设计或研究报告以及编写的程序等。图样主要包括的内容为运动方案中的机构系统运动简图及其运动循环图，图解及解析法分析和设计的某些机构位置图。要求图样比例合适、布置合理、线条分明、清晰准确、曲线光滑，运动副等符号符合国

8、家标准。设计或研究报告内容主要包括，设计任务书与给定条件、题目及设计研究背景分析、资料搜集与整理、机构系统运动方案的论证与比较、某些机构分析与设计的原理与方法、分析思路、计算程序及其说明、计算结果分析、收获与体会、参考文献等，具体内容与格式如下。1.3. 如自拟题目自拟题目的设计参数需要根据背景调查，结合设计自行拟定。1.3. 1绘制整机工作的运动循环图2设计减速系统3设计执行机构1.3. 1设计报告正文中包含：必要的图示说明、解析式推导过程编制程序的流程框图解析式与程序中的符号对照表源程序清单打印结果含量纲的数表、图形2设计报告格式要求 word打印设计报告标点符号正确，无错别字，用语标准

9、C语言或其它进行运动分析与受力分析 excel或其它打印数表与曲线 cad绘制机构运动简图 Flash、 PPT或 Inventor 或其它表现运动情形。3课程设计报告装订顺序统一格式的封皮统一格式的任务书统一格式的目录正文精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 32 页6 设计总结心得体会、建议等言简意赅统一格式的参考文献机器简介1机器功能简介2设计参数3设计任务绘制整机工作的运动循环图设计减速系统1计算减速比2传动方案：构思2-3 种方案，绘制传动简图3分配各级减速比，说明过载保护装置4设计齿轮传动对其中的齿轮机构进行变位传

10、动设计，编程计算主要几何尺寸，校核啮合性能设计执行机构如刨床主传动机构1运动方案论证至少构思 3 个运动方案，绘制机构示意图选定运动方案，设计机构运动尺寸，绘制机构运动简图2机构运动分析如凸轮机构设计：设计从动件运动规律，初选基圆半径等，设计凸轮廓线，校核压力角、曲率半径，输出最终结果绘制输出构件的位移、速度、加速度图运动分析后对运动方案的修正与说明3机构受力分析主传动机构有此项内容计算等效驱动力矩、等效阻力矩绘制等效驱动力矩、等效阻力矩图设计飞轮转动惯量，确定电动机功率受力分析后对运动方案修正与说明设计总结参考文献1.4 实习实习环节是学完机械原理课程后对机器的再行认识，使学生对机器设备有较

11、完整的认识。但设计时不能依赖这些设备，即不能完全抄袭现有设备。要有自己的构思和创新点。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 32 页7 1.4.1 要求1机器动力源、工作原理、主要技术参数如生产率、电机型号、电机转速、电机功率、适应参数范围等；2包含哪些执行机构，执行机构自由度是多少；3从电机到执行构件的传动比是多少，传动方案等；4分析存在的不足，不拘泥于“机械、机构”的研究范畴，尝试从功能角度提出改良创意。1.4.2 实习地点主要实习地点为金工厂及实验室工402 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总

12、结 - - - - - - -第 7 页，共 32 页8 第 2 章 设计示范2.1 概述提高产品的科技含量和技术创新水平，就需要提高对产品设计和开发的能力，加强对产品设计技术的研究。英国从 20世纪 60年代开始， 就以国家政策和财力来支持发展与推广设计新技术；德国提出“设计就是科学”，且其设计学的发展已初具规模；美国设有“设计委员会”；日本同样也非常重视设计技术的发展，将设计看作是技术、经济、美学和人机学的一体化整体，并极力推广和采用新技术，从而大大提高了机械产品在国际市场的竞争力。研究掌握产品创新设计的理论与方法，并应用于产品设计中，提高产品综合设计技术，通过制造，使设计的产品能够在产品

13、质量、价格、交货期及功能、款式( 造型、色彩 )等方面满足用户不断发展的需求，提供优质高效、 价廉物美的产品，才能在激烈的市场竞争中取得优势，赢得用户，取得较好的经济效益。机械产品的设计开发，首先是机械系统方案的创新构思和设计。机械系统方案设计的好坏，对产品设计的成败起决定性作用，对保证机械能否完成预定的功能，能否正常、稳定、可靠地工作及工作质量的优劣都是十分关键的。成功的设计往往是基于系统方案的突破和创新，系统方案设计是富有创造性的工作。机械系统方案设计是一项综合的、复杂的、涉及知识面和经验等因素的任务，它有规可循，但无定律可守。 它需要宽广的知识积累，需要丰富的实践经验支持，更需要思维扩展

14、、发散和创新意识。机械原理作为机械工程专业的一门技术基础课，帮助学生了解、 认识机械的基本工作原理，理解和掌握机械的共性的基本结构组成、功能特点等理论知识，掌握机构运动学和机器动力学的基本理论知识和分析方法，成对机构的选型、组合、变异和演化的设计能力，进而建立对机械系统运动方案的构思和设计能力。机械原理课程与其它机类的专业基础课相比，特别强调创新教育，培养创新意识和创新能力，把创新教育渗透到各个教学环节，贯穿整个培养过程。 特别是通过生动的案例分析，激发学生的兴趣和创新欲望，从而加强培养创新意识，激发创新精神。2.2 方案设计实例2.2.1 牛头刨床传动方案设计。已知数据：曲柄转速nAB90r

15、/min ，刀架行程H，行程速比系数K1.2 。如下图，可以归纳出下面八种传动方案。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 32 页9 图 2-1 牛头刨床传动方案设计分析方案 1 方案 2 方案 3 方案 4 方案 5 方案 6 方案 7 方案 8 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 32 页10 表 21 牛头刨床运动方案评价方案项目构件数目运动副数目高副数目最大压力角1 2 3 4 5 6 7 8 6 6 6 4 6 6 3 5 7 7 7 4 7 7

16、3 5 0 0 0 0 0 0 1 1 较小较小中等较大较大中等中等中等2.2.2 方案评价准则1从实现功能的质量考虑，机构应尽可能工作构件在工作行程有较平稳的速度，且速度应可调。同时还要保证机构具有较小的压力角。2从结构的合理性、经济性考虑，机构应简洁，构件数目和运动副数目越少造价越低。对于运动副型式来说，低副能传递较大的力，且制造简单， 而高副可以精确实现给定运动规律，但加工困难，易磨损，不能传递较大的力。表 2-1 为从构件数目、 运动副数目、 高副数目、 最大压力角四个方面对八种牛头刨床运动方案进行评价的情况。由于机械压力角的大小不但由传动方案决定，还与机构尺寸有关，在仅给出机构外形尺

17、寸、刨头行程和行程速比系数的情况下，只能定性地对各个方案中的压力角大小进行比较，所以以较小、中等、较大来表示各方案中最大压力角的大小程度。方案7、8 采用了凸轮机构，凸轮机构能得到理想的运动规律，但凸轮制造困难且不宜用在切削阻力较大的场合。方案5、6 中的机构是由两个四杆机构串联得到的，两级机构都有压力角存在，其传力性能不理想。方案4 最简洁，但最大压力角较大。方案1、2、3 采用导杆机构串联滑块机构的形式，由于导杆机构压力角为零，所以机构压力角仅由后一级基本机构的压力角决定。这其中，方案1、2 的最大压力角可以取得较小值，是较理想的方案。进一步考虑，由于移动副与转动副相比，其摩擦阻力较大、配

18、合精度低、易产生楔紧及自所现象，因此，具有较少移动副的方案1更理想。除了以上从传力性能和结构的经济性方面进行评价外，还要评价方案实现刨头具有平稳工作速度的质量。因此，选择方案1、3、4、5，利用电脑辅助分析绘出运动线图，通过四种运动线图的比较，方案1、3可以实现较平稳的运动速度，而方案4的速度最不平稳。2.2.3 蛙式打夯机和2K-V 型行星传动机构方案设计简介1蛙式打夯机蛙式打夯机是回转件不平衡状态的有效利用( 如图 2-2 所示 ) 。借助在旋转的大带轮上加精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 32 页11 一偏心重锤形

19、成的不平衡质量，产生一个较大的离心惯性力，当其向上时， 带动夯靴提升离开地面， 向前时拉动打夯机向前移动，向下时以其离心惯性力与夯机的重力形成合力借助夯靴冲击打实地面。仅仅简单的在回转件上加这个偏心重锤，既实现了打夯功能，又起到移动夯机的作用，这一机械系统的运动方案构思可谓巧妙之作。图 2-2蛙式打夯机22K-V型行星传动机构如图 2-3 所示，是2K-H型行星传动与 K HV型行星传动复合组合而成的一种新型行星传动机构。 首先从总体结构上看，由12 4一H形成 2KH型结构， 即以 2个中心轮 (1 和4) 和一个行星架 H 为基本构件， 所以具有 2KH型的架体结构。 仔细分析其内部结构，

20、主要传动结构H 一 34一V仍属于 KH 一V型，只是将原始单一转臂中心输入变为多个分布的转臂H 旁路输入，行星轮的自转直接由多个分布的转臂H 同步传递到输出构件V上。这里 2KH 中的行星架 H不再是普通的行星架，而是KH 一V中的输出构件 V。因此从机构的具体组合来分析，这不是 2KH型与 KHV型的一般串联， 也不是这两者的简单的并联组合，而是两者的一种巧妙的结合。 这种组合方式与串联和并联既有相同处又有不同处，所以是一种复合。这样的复合机构不能再用现有的行星机构类型来表示，所以按库氏的分类方法来表示，称之为2KV型较为合适。按啮合特征来分类，2K V型传动机构仍属于NW 型。在机构组合

21、上， 由于是 NW 的啮合方式 ( 负号机构 ) ，具有高效率的特点，内啮合又采用了少齿差的减速方式，可获得大的传动比，形成紧凑的小体积结构。所以在机构组合上，兼顾了2KH负号机构的高效率和少齿差的大速比特征。这种机构组合可谓是机械系统运动方案设计中一个成功的创新。图 2-3 2K-V型行星传动机构简图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 32 页12 2.3 用解析法进行机构的运动综合和分析复数矢量法2.3.1 牛头刨床主体机构的设计1原始数据如下：曲柄转速 nAB90r/min刀架行程 H机架长度 AC2导杆机构主体机构

22、的综合根据方案设计，选择方案1。由行程速比系数K计算极位夹角0003636.1618012 .112 .118011KK由刀架的行程H计算导杆长度，导杆的摆角=mHCD124.1)2/3636.16sin(232.02sin210曲柄长度 AB mABmABACAB092. 00925.023636.16sin65. 02sin0连杆长度 DE mDEmCDDE28. 0281.0124.125. 025. 0为了使连杆DE和滑枕之间传力良好，保证传动角尽量最大，可取滑枕的运动轴线位于GF的中点，如图2-4 所示，即myCDCDyEE118.122cos精选学习资料 - - - - - - -

23、 - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 32 页13 2.3.2 导杆机构的运动分析1) 位置分析由封闭矢量图可写出位置方程. 13?jABACjBCerjrer和4?3?jDEjCDEEererjyX2) 速度分析：将位置方程对时间求导。3) 加速度分析：分别将速度方程对时间求导。A 1C B xE E YE 1 3 4 图 2-5 牛头刨床运动分析EA BC D B F H xEL xER E G BDDEYE 图 2-4 牛头刨床主体机构的综合精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 32 页1

24、4 2.3.3 计算流程图2.2.4 电算程序略2.4 应用图解法进行平面机构的运动综合和分析2.4.1 设计题目以插床主体机构为例，如图2-6 所示，说明运动综合和分析的步骤、方法。2.3.2 设计要求2.3.2.1 按照给定的行程速比系数，综合插床的主体机构；2.3.2.2 对插床主体机构进行运动分析：写出运动分析的数学模型，计算流程和计算程序，并上机计算，打印计算结果，并利用计算结果绘出滑枕的运动线图可用坐标纸S ，V ，a。利用图解法对机构的两个位置进行运动分析，将解析法和图解法的结果进行比较。2.4.2 机构简图和已知数据该机构是由曲柄1，滑块 2，导杆 3，连杆 4 和装刀具的滑块

25、5 以及机架6 所组成。当曲柄 2 以等角速度1回转时，滑枕5 往复移动，从而带动刀具进行工作。已知数据见表22。表 22 插床主题机构设计原始数据符号LODH BD/BC K 1单位mm mm rad/s 数据150 150 1 2 1 位置分析：式 (1) 2 ,rBC, (2)4 ,xE速度分析：加速度分析：start 输入 :AC,AB,CD,DE,yE, 1, 11= 5I /180 1= 5I /180 输出运动分析结果End 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 32 页15 2.4.3 设计步骤2.4. 根据

26、已知条件，进行综合见图2-6 1求曲柄OA长度计算极位夹角：选取比例尺l：取 OD 50mm ，代表LOD，当导杆在两个极限位置时，OA AD,OAD 为直角三角形，由图1 可知，那么OA 25mm 或由图中直接取OA 25mm 。比例尺物理量/ 代表物理量的线段长。于是，lLOD/OD，l 0.15 m / 50mm ，l/ mm。曲柄实际长度 LOAOA l。 2按给定的冲程H，确定 BD杆的长度LBD。当导杆在两个极限位置时，C1C2之间的距离即为冲程H， 对应 B1B2之间距离也是H 由图解得 H50mm 。由图中几何关系可得于是， LBDBD l， LBD。006011180kK2s

27、in2sinODOAODOAmmBDHBD50,2sin2H O A1A2D B1 B2 C1 C2 F G /2 /2 61 1 2 3 4 5 图 2-6插床主机构精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 32 页16 3确定导路的位置为使滑枕5 在整个行程中有较小压力角，滑枕的导路应通过FG的中心，如图2 6 所示。4选取适当比例尺，绘制机构运动简图例如取曲柄LOA的图长为25mm ，则曲柄长为25mm 0.003 。绘制机构运动简图如图27 所示。 注：曲柄回转一周共取12 个位置，每个学生绘制四个位置，如果A2图纸，曲

28、柄图长 OA可以取 50mm 。 2.3. 用相对运动图解法进行运动分析1 求机构上各点的速度的方向垂直于OA ，指向与1相同。可解。VB利用影像法求得。可解。选适当比例尺做速度都多边形四个位置，如图 28 所示。2.3.4.3 求机构上各点的加速度略?/?/075.0,3323232121121DAVVVDAVVVsmVVVVLVVDADAAAAAAAAAOAAACBVVVCBBC?9 O A2B2D C26 1 13 4 5 0 2 1 4 5 6 7 8 10 11 3 B4B8B10C10C4C8P 图 27 机构位置图l0.003mmm精选学习资料 - - - - - - - - -

29、 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 32 页17 第 3 章 课程设计题目、原始数据及要求课程设计题目课程设计题目如下表。每个组自选题目，班内不要选重复。表 31 课程设计题目序号题目名称实习地点备注1 2 3 4 5 6 7* 8 9 10 11 12 牛头刨床主体机构的分析与设计自动包装机传动系统的研究与设计自行车控制系统和传动系统的研究与设计机械手传动机构的研究与设计4 个题目缝纫机送布机构等的研究与设计缝纫机缝纫机构等的研究与设计多功能清洁车的研究与设计自选题目参赛题目摆式运输机的设计插床主体机构的设计*齿轮机构设计金工厂工 402 金工厂工 402 工 402

30、 工 402 工 402 注：全部题目以班级进行划分，每班3 人一组，每组二个题目，其中齿轮机构设计为必做题目。要求3.2.1 牛头刨床主体机构的设计题目：牛头刨床主体机构的设计, 见设计示范 . 要求 : 1) 牛头刨床机构运动简图(1#图纸 ) ；2) 导杆机构的设计(1#图纸 ) ；3) 导杆机构的运动分析( 分析方法不限) ；4) 计算流程图；5) 电算程序。p b a1 (a2 ) a3c p b a3c a1 (a2 ) p b a3c a1 (a2 ) p b a3c a1 (a2 ) 图 28 机构在 2、4、8、10 四个位置的速度图V-1/mm精选学习资料 - - - -

31、- - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 32 页18 3.2.2 自动包装机传动系统的研究和设计自动包装机在工402。要求：1） 明确包装机的功能及传动线路。2） 测绘包装机传动系统主要尺寸，选择适当比例绘制机器运动简图。3） 绘制该机器的工作循环图。4） 测定传动系统主要运动参数，包括各轴转速，传动比等。5） 测定传动系统各部分的基本参数，包括齿轮机构的模数，齿数，压力角，凸轮机构从动件的运动规律等。6） 绘制执行部分的运动线图，即S ，v ，a图。7） 提出至少一种实现该执行部分运动规律的不同传动方案，绘制机构运动简图。8） 分析该包装机在其行业处于什

32、么样的技术水平，如国内先进、一般等。9） 编写包括上述内容的分析研究报告。3.自行车制动系统及传动系统的研究和综合在金工厂拆装自行车。要求：1） 明确自行车的控制系统和传动系统的工作原理。2） 分析自行车前后轮的制动有什么不同。3） 分析自行车车把转向的工作原理。4） 测绘自行车制动系统和传动系统的主要尺寸，选择适当比例绘制两个系统运动简图。5） 测定传动系统主要运动参数，包括链轮直径，中心距，计算传动比。6） 绘制说明飞轮部分的结构。7） 提出至少一种与所研究的自行车不同的制动方案，绘制机构运动简图。8） 分析所研究的自行车在其行业处于什么样的技术水平。9） 编写包括上述内容的分析研究报告。

33、3.2.4 机械手传动机构的研究与设计4 个不同机械手机械手在工402。要求：1） 明确机械手的动作过程。2） 测绘传动系统主要尺寸，选择1：1 比例绘制机器运动简图。3） 明确电动机型号和所表示的内容。4） 测定传动系统各部分的基本参数，比方齿轮机构的模数，齿数，压力角。5） 计算各级传动比。6） 找出并明确该机械手装置损坏的原因。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 32 页19 7） 修复全部损坏之处，制定方案，将需要购买件列出清单。8） 进行修复，完成预定动作。9） 用电脑完成机械手动态模拟软件不限。10） 撰写包括

34、上述内容的研究报告。3.2.5 缝纫机送布和缝纫机构的研究与设计缝纫机在工402。要求：1） 明确传动线路。2） 测绘送布和缝纫机构主要尺寸，绘制工作循环图。3） 选择适当比例绘制机构运动简图。4） 分析各凸轮形状，得出从动件的运动规律。5） 绘制线梭部分的结构图。6） 计算各部分自由度。7） 分析电动缝纫机与机械式缝纫机的主要区别。8） 用电脑模拟缝纫机头部的主要运动，并进行运动规律分析。3.2.6 多功能清洁车的研究与设计清洁车在工402。要求： 1明确行走系统、传动系统、工作系统、离合系统组成和工作原理。 2绘制整机机构运动简图。 3明确扫盘转速，计算各部分传动比，工作能力计算和分析。4

35、分析相关影响工作因素，比方防滑等。 5提出与所研究机器不同的运动方案。 6分析该清洁车还可以实现哪些功能？3.2.7 摆式运输机的设计机构运动简图如图2-9 所示。6 00A B BBCC CD E EEFF H 1 1 2 3 4 5 1 2 F精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 32 页20 图 2-9 摆式运输机示意图3.2.7.1 原始数据表 3-2 原始数据符号单位方案nAB 12K H rCD/DE EF/DE r/min deg deg m deg 80 110 70 40 2 85 115 65 40 80

36、 120 60 40 2 75 120 60 40 70 125 55 40 3.2.7.2 设计步骤和要求1尝试提出实现此运动的不同运动方案绘出机构运动简图。2根据已知条件，进行机构综合。3选取适当比例尺，绘制机构运动简图。4用解析法进行机构的运动分析。写出数学模型，编制运动分析主程序，上机计算，打印输出结果。5用相对运动图解法，进行机构的运动分析，在A2 图纸上作出四个位置速度图解和加速度图解。6绘出 F 点的运动线图，即S ，v ，a图。7编写说明书，内容包括：设计任务书，机构的运动学综合，机构的运动分析，包括解析法的数学模型，计算流程和计算程序，说明书要附上打印结果，图解法的矢量方程等

37、。3.2.8 插床主体机构的设计机构示意图如图2-6 所示。3.2.8.1 原始数据表 3-3 原始数据符号单位方案nAB K H BD/BC r/min mm 60 200 65 150 70 2 100 1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 32 页21 LOD mm 160 150 150 3.2.8.2 设计步骤和要求1尝试提出实现此运动的不同运动方案绘出机构运动简图。2根据已知条件，进行机构综合。3选取适当比例尺，绘制机构运动简图。4用解析法进行机构的运动分析。写出数学模型，编制运动分析主程序，上机计算，打印输

38、出结果。5用相对运动图解法，进行机构的运动分析，在A2 图纸上作出四个位置速度图解和加速度图解。6绘出 C点的运动线图，即S ，v ，a图。7编写说明书，内容包括：设计任务书，机构的运动学综合，机构的运动分析，包括解析法的数学模型，计算流程和计算程序，说明书要附上打印结果，图解法的矢量方程等。3.2.9 齿轮机构的设计已知 : 一对齿轮传动，其参数和有关数据表3-4 。要求每个组选一组数据。表 3-4 齿轮机构设计数据方案参数am Z1 Z2ah*aC*x1x2185 112 135 105 150 10 6 8 6 6 16 17 14 14 20 20 20 19 20 28 200 20

39、0 200 200 2001 1 1 1 1 设计要求 : 1) 保证无侧隙啮合，合理选择变位系数x1 ,x2。2) 计算这对齿轮各部分几何尺寸。3) 检查是否根切，是否齿顶变尖，计算重合度。4) 绘制齿轮传动啮合原理图(A2 图纸一张 ) 。* 按渐开线形成原理，绘出渐开线齿形。* 绘出三对轮齿，并将中间一对放在啮合节点处(将全齿高h 放大到 30mm 左右 ) 。* 在齿廓侧面画出齿廓工作段。* 标出理论啮合线，实际啮合线；标出啮合角和节点 P。5) 将机构简图 , 原始数据 , 计算方法和过程写入说明书。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -

40、- -第 21 页，共 32 页22 0 关于自选题目鼓励和支持学生自选设计题目和创新类设计题目，但需经过指导教师对设计难度和工作量等审定，即审定任务书后方可进行。第 4 章 课程设计成绩评价体系方案、图纸和设计报告评价4.1.1 方案分析与评价创新点评价1） 开发现有机构的新用途或对现有机构略加改良以满足新的工作要求；2） 对现有机构进行改造；3） 发明新机构。方案评价准则1从实现功能的质量考虑，要保证机构具有较小的压力角；2从结构的合理性、经济性考虑，机构应简洁，构件数目和运动副数目越少，制造成本就越低，采用列表法对多种方案进行评价。4.1.2 图样评价1图样上面线条、运动副等代号要符合国

41、家标准。2比例要合适，保留相关作图线。3速度图和加速度图等各矢量方向准确。4标题栏采用机械制图规定的相关作业标题栏。5图纸幅面符合国家机械制图标准要求。4.1.3 设计报告评价1综述主要阐述选题依据、意义和必要性。2方案设计与分析对各种方案进行比较，指出最正确方案的创新点。还要有完整的设计过程，最终结果、结论和必要的草图、结构图等。3小结通过本次课程设计的收获及对本次课程设计教学法改革的建议。最重要的是要求学生提出他所做的方案尚须完善之所在。成绩评定课程设计成绩按5 级评分标准进行，即优秀、良好、中、及格和不及格。参考了有些学校的做法并结合具体情况，机械原理课程设计的成绩评价采用主要考核方案设

42、计的创新程度，同时考察查阅资料、观察能力、计算能力、电脑使用能力及答辩表现等。结合设计题目确定评价标准，最终成绩由个人、小组、答辩教师和指导教师确定。首先学生自己对设计工作进行评定；然后小组成员对组内同学设计工作进行评定其它同学自愿精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 32 页23 评定 。对于自己评定优秀或良好的同学通过答辩确定成绩，教师根据这些评定结果和实际情况进行适当的修正。第 5 章 往届同学的设计感想机械设计感想多功能手动清洁车，这个设计是从大三上机械设计的课程设计开始的，而思路的出现及方案的提出是在大二下，从思路

43、、方案、 设计直到加工制造及装配调试，走了大概有一年的时间。在整个过程中，每个阶段都有许多想法，在指导老师的建议下，我把这些感想总结下来，为了进一步提高自己，也为了以后少走弯路。想法提出想法的出现，其实是由大二下的机械原理课程设计中所做的草坪作业一体机的机构运动简图得来的。草坪一体机的功能有修剪、打孔、施肥、浇水等，但因为几种作业的频率不同，所以把这几样功能做成一体没有太大的必要；而且各种功能之间的实现有一些相互之间的干扰， 比方修剪作业需要小车平稳，采用旋刀式或滚刀式除草，旋刀要设计成一定的曲面，从而旋刀旋转时可以通过空气动力将草吸起，到达很好的修剪效果；打孔作业由于对不同的地面进行作业，

44、其所受到的阻力不同，所以作业时的振动幅度不定，对修剪作业的效果产生影响。 将几种功能组合在一起，不仅没有必要，也不能到达设计的效果。但从旋刀式修剪机的设计中，我得到了灵感。头脑发散，由旋刀想到了扫盘，从扫盘扩展开去，可以扫垃圾、扫落叶、扫雪、除冰等等，最后，在综合了各方面因素，查找了相关的产品、专利等后，我们决定设计一辆多功能手动清洁车。该清洁车应该具备以下功能:扫雪、清洁地面、擦拭地板、作为推车运输等等，这是初步的想法。方案设计阶段接下来，就是一个基本方案确实定。首先，是动力源确实定。应选用以人为动力，不消耗燃料，才符合绿色环保的要求。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归

45、纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 32 页24 既然动力源选用人力，那么应采用怎样的一种作业方式，是人骑动， 拉动还是推动？在考虑了人的作功方式、清洁车的灵便性、对作业效果的要求后，确定采取手推的方式，这样既保证了清洁车的灵活性，又可得到较好的清洁效果。然后是工作机构确实定。不同的功能有着不同的工作机构，扫雪功能中为保证较高的扫雪效率及较好的扫雪效果，采取融合扫雪车与推雪车方式的先推雪、后扫雪的工作方式；清洁功能中， 要将道路上的垃圾尘土清扫收集，也是采用圆盘扫盘的旋转将垃圾集中，然后再由圆筒滚子将集中的垃圾收集进入器具中；擦拭功能中， 将清洁车的扫盘换为拖布盘，推动小车可以

46、擦拭地面；推车运输功能中，其实就是设计一辆推车，没有工作机构，所以应该将前几项功能中的工作机构去掉，直接应用清洁车母体进行运输。最后，在确定了动力源及工作机构后，要进行传动链的设计。清洁车的多种功能以及要具有一定宽度的作业面积，所以传动机构中应有适宜中等距离传动的链传动或带传动；为扩大作业面积， 扫盘有两个， 所以需要有分支机构将传动链分为两条，小距离传动采用齿轮，而且将积雪扫除需要有一定的切削力，即在扫盘的直径确定后，扫盘的转速要大于一定的数值。以人推为动力， 就是说小车的动力均要从驱动轮的旋转中得到，采取后轮为驱动轮的方案，则采取链传动将动力分为两部分，一部分用于扫盘的旋转，另一部分用于滚

47、圆筒子的旋转。用于扫盘旋转的传动链当中，要有改变传动方向的锥齿轮，及用于增速的齿轮传动。在锥齿轮的啮合中， 添加离合器使得两对锥齿轮分别啮合传动，于是可得到两个相反方向的扫盘转动及一个传动的断开，一种用于清除积雪，将积雪扫向两边，另一种将垃圾扫向中间，由其后的圆筒滚子将垃圾扫进收集器，断开时工作机构不运动，可作为推车运输。在进一步的设计中，要注意传动比的设定。然后，是具体的设计阶段。作为手动机械，转速不会很高，对机械强度的校核一般可省略。在具体的设计环节中，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页，共 32 页25 最主要的是结构的

48、设计以及对加工方面的考虑。最初，我们设计用空心方钢及轴承焊接成车架因为有同学见过现实中将轴承焊接固定的情况，加工的轴及齿轮在车架上装配好即可。但后来知道只有简易轴承才能焊接，而符合国标的轴承焊接时需要保温，埋在石灰中， 预操作太多； 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，根本达不到清洁车设计的要求。 在清洁车的设计阶段中，工作机构及传动机构等设计都较易地完成，只有轴的固定、 轴承的安装方式一直确定不下来。第二种轴承及轴安装方式的设计方案，是弯制一些夹住轴承的钢带，弯制的钢带通过螺栓与车架固定，在装配中通过调整螺栓调整装配。设计阶段， 我们采取了这种方案，查阅资料， 计算推雪板

49、的角度、扫盘的转速等等，绘制零件图、装配图，撰写设计说明书。加工阶段在老师的帮助下，我们在加工中不断地更改设计，完善作品，解决实际中遇到的问题。第一， 在焊接车架时，由于焊接变形及空心方钢的精度太差，造成车架的精度不好，直接影响到清洁车的基准面不好，在接下去的装配等可想而知，均会出现大问题。第二， 采用钢带夹持轴承的固定方案，由于弯制钢带的精度不能保证，势必会造成轴承的同心度、垂直度等无法保证，导致轴的不平行，齿轮的啮合失败，最终导致装配的失败。第三，弯制钢带，为了尽可能的保证精度，耗时太多，不易加工。所以，在与老师商讨后，我们确定了第三种设计方案。对轴向放置的轴承，购买现有的轴承座与车架螺栓

50、连接；对纵向放置的轴承，车制轴承座，并通过螺栓与底面板固定，由铣制的底面板提供基准。在加工其它零件时，也遇到了很多问题。比方齿轮学校无法加工，只能去校外购买，而购买到的现有齿轮与原有设计差异很大，为了配合齿轮， 轴及底板中心孔距等都需要变化。因为购买的现有齿轮中，圆柱齿轮为机床配件，而斜齿轮为手动铰磨机的齿轮，之间的配比不太合适， 有种小马拉大车的感觉。但现有条件， 没有方法， 只能创造条件， 执著地坚持着，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页，共 32 页26 才能将作品做出。 对链轮的制作同样是购买的自行车配件，也有许多诸如