第一篇：機械原理課程設計目的和任務

第一節(jié)

機械原理課程設計目的和任務

一、機械原理課程設計的目的

機械原理課程設計是使學生較全面、系統(tǒng)掌握機械原理課程的基本原理和方法的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生“初步具有確定機械運動方案，分析和設計機械的能力”及“開發(fā)創(chuàng)新能力”的一種手段。其目的是：

1)以機械系統(tǒng)運動方案設計與擬定為結合點，把機械原理課程中分散于各章的理論和方法融會貫通起來，進一步鞏固和加深學生所學的理論知識；

2)通過擬定機械運動方案的訓練，使學生初步具有機構選型與組合和確定運動方案的能力；

3)使學生在了解機械運動的變換與傳遞及力傳遞的過程中，對機械的運動、動力分析與設計有一個較完整的概念；

4)進一步提高學生運算、繪圖、運用計算機和技術資料的能力；

5)通過編寫說明書，培養(yǎng)學生表達、歸納、總結和獨立思考與分析的能力。

二、機械原理課程設計的任務

對給定的設計要求進行分析，將總功能分解；制定機構運動循環(huán)圖；設計實現(xiàn)各個分功能的機構運動原理，構成幾種運動方案，對各運動方案進行對比和選擇；對選定方案中的機構進行分析與設計，畫出機構運動簡圖；設計飛輪；對機構進行必要的運動和動力分析。

三、機械原理課程設計進行的方式

根據(jù)具體情況有下列幾種方式可供選擇。

1)集中式：在機械原理課程課堂教學完成后，集中一段時間進行；

2)分散式：將課程設計與課程教學平行安排；

3)集中與分散：在機械原理課程教學的中后期先進行課程設計的調(diào)研及部分工作方案設計工作，課程結束后集中一段時間進行繪圖、分析、編寫說明書等工作。

上述三種方式中，第一種與第三種對進行機械系統(tǒng)運動方案設計有利，第二種對密切聯(lián)系每章中的理論教學較好，適宜于解析法為主要手段的機構分析與綜合類的課程設計題，而對機械運動方案設計類的題目較難進行。

四、課程設計的一般步驟和方法

機器主要是由原動部分、傳動部分和執(zhí)行部分三大部分組成，傳動部分和執(zhí)行部分又主要由各種機構組成，機械原理課程設計要求針對某種簡單機器進行機械運動設計，最終獲得機械運動簡圖。機械運動設計的一般步驟是：

1、確定執(zhí)行構件的運動及運動參數(shù)

所謂執(zhí)行構件的運動，是指完成機器預定功能所需的所有執(zhí)行構件的運動形式、運動參數(shù)和變化規(guī)律，以及它們之間的相互配合關系。當機器的工作要求確定之后，根據(jù)對所需的功能要求進行分析，可確定出實現(xiàn)功能的原理，進一步便可確定執(zhí)行構件的運動。

這一步包括將兩個工作：

1)通過對設計功能的分析,確定完成功能所需的工藝動作的數(shù)量和類型，并將設計要求由功能要求細化為對各個執(zhí)行構件的運動形式和運動參數(shù)的要求。

2)按照功能要求，設計出所有各個執(zhí)行構件之間在運動上的協(xié)調(diào)關系，繪制出機械運動循環(huán)圖。

2、確定原動機的類型和運動參數(shù)

原動機的類型和運動參數(shù)影響機械傳動的形式、機構類型的選擇和機械系統(tǒng)的復雜程度，因此應首先選好原動機。

常用原動機有三相異步電動機、調(diào)速電動機和往復式油缸（或氣缸）等。機器中一般多采用三相異步電動機為原動機，同時對電動機的運動參數(shù)的選擇應綜合考慮電動機和傳動部分的重量、尺寸、價格、機構系統(tǒng)的復雜程度以及機械效率等各方面的因素。

3、確定機器的運動方案 此部分包括兩個內(nèi)容：

1)機器運動方案的設計。當執(zhí)行構件的工藝動作和原動機的運動確定后，就可以選擇適當?shù)臋C構及其合理組合，形成完成各個工藝動作的機器工作原理以及原動機與執(zhí)行機構之間的傳動方案。設計機器運動的工作原理，其基礎是對機械原理課程中所講述的各種常用機構的結構組成、運動特點、工作原理的掌握。同時，在擬定機器工作方案時還應遵循以下原則：

①采用盡可能簡短的運動鏈這有利于降低機械的重量和制造成本，也有利于提高機械效率和見小累積誤差。②優(yōu)先選用基本機構基本機構結構簡單、設計方便、技術成熟，故在滿足功能要求的條件下，應優(yōu)先選用。

③應使機械有較高的機械效率。

④合理安排不同類型傳動機構的順序一般來說，通常將轉(zhuǎn)變運動形式的機構安排在運動鏈的末端，與執(zhí)行構件靠近；其次，帶傳動等摩擦傳動，一般都安排在轉(zhuǎn)速較高的運動鏈起始端，以減少其傳動的轉(zhuǎn)矩，從而見小其外廓尺寸。

⑤合理分配傳動比運動鏈的總傳動比合理的分配給各級傳動機構。具體分配時應注意：一是每一級傳動的傳動比應在通常的范圍內(nèi)選取；二是當運動鏈為減速傳動時，一般情況下，按照“前小后大”的原則分配傳動比。

⑥保證機械的安全運轉(zhuǎn)。2)選擇最優(yōu)機器運動方案

同一個運動可以由多種實現(xiàn)方法，因此可以設計出多種運動方案，這就設計方案的選擇問題。最為機械原理課程設計，僅要求完成方案的初步訓練，大致可從以下幾個方面進行分析、比較：

①機械功能的實現(xiàn)質(zhì)量這里主要包括工作的精確性、穩(wěn)定性、適應性和擴展性等。②機械的工作性能機械在滿足功能要求的條件下，還應具有良好的工作性能。如運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性、傳力性能及承載能力等。

③機械的動力性能如沖擊、振動、噪聲及磨損性等。

④機械結構的合理性結構的合理性包括結構的復雜程度、尺寸及重量大小等。

⑤機械的經(jīng)濟性經(jīng)濟性包含設計工作量的大小、制造成本、維修難易及能耗大小等。

4、機械系統(tǒng)的運動尺寸設計

機械系統(tǒng)的運動尺寸設計包括傳動機構和執(zhí)行機構的運動尺寸設計。

傳動機構的運動設計在運動設計節(jié)段，主要是確定總傳動比，以及相應的齒輪齒數(shù)、鏈輪齒數(shù)、蝸輪蝸桿齒數(shù)、帶輪直徑等，以使執(zhí)行機構得到所需的速度。

執(zhí)行機構的運動尺寸設計，則要對各構件的長度，機架的位置、高副運動副元素的幾何形狀、螺旋機構的導程、棘輪棘抓機構的齒數(shù)、槽輪機構的尺寸和輪槽數(shù)等進行確定，其決定方法在機械原理的相應章節(jié)中已經(jīng)詳細說明。

5、繪制機構運動簡圖

在機器運動方案的設計和機構運動尺寸設計的基礎之上，選擇適當?shù)谋壤呃L制機器運動簡圖。對于執(zhí)行機構應適當標注與運動有關的尺寸參數(shù)，對于傳動機構則應標注相應的齒輪和鏈輪齒數(shù)及帶輪直徑等。原動機和執(zhí)行構件的運動及其參數(shù)也應使用相應的符號和數(shù)字予以表示。圖中還可以用簡要的文字注明一些技術要求，如運動的不均勻性要求，為了達到運動協(xié)調(diào)配合，分配軸上元件的相角調(diào)整要求，對某些元件的平衡精度要求等。機構運動簡圖的繪制方法參考機械原理教材。

6、機構運動分析

為了檢查所設計的機構是否滿足預定的運動要求，是否回發(fā)生運動干涉，確定機構運動所需的空間大小，為機構動態(tài)靜力分析提供資料，應對所設計的機構進行運動分析。

課程設計中，一般可對主體機構或指定的機構進行運動分析，應畫出執(zhí)行構件的運動線圖，一般進行分析比較。還要求出指定構件的角加速度和質(zhì)心的加速度，以便進行動態(tài)靜力分析。運動分析可采用圖解法和解析法。

7、機構動態(tài)靜力分析

在運動分析的基礎上，對機構進行動態(tài)靜力分析，動態(tài)靜力分析的內(nèi)容是主動件處于每個給定位置按預定規(guī)律運動時，求出各運動副中的反力，及機構的平衡力或平衡力矩。為后續(xù)的飛輪設計，原動機的功率選擇，以及零部件的工作能力設計提供原始資料。

機構動態(tài)靜力分析也可采用圖解法和解析法進行分析。

8、機器周期性速度波動調(diào)節(jié)

對于在短期尖峰載荷下工作的機器，為了改善機器的工作平穩(wěn)性，見小所需電動機的容量，需要添加飛輪。集體方法可參閱機械原理教材相應內(nèi)容。

9、確定的電動機功率

主體機在周期性變速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時所需電動機的理論功率為：

??N電式中：Mvd－主動件上的等效驅(qū)動力矩(N·m)，一般為常數(shù)；

Mvr－主動件上平均等效力矩(N·m)；

ωm－主動件平均角速度(rad/s)。考慮到傳動效率，則電動機的功率為：

Mud??mMvr??m?(kW)10001000

??(1.2~1.6)N電??(1.2~1.6)N電由于沒有考慮其它執(zhí)行構件所需的功率和啟動時所需的功率的增加，因此電動機所需的功率可能還要增大，通常用類比法參照同類機器修正計算所得的電動機功率。查閱電動機的使用資料，根據(jù)所需功率和運動參數(shù)的大小即可確定電動機的型號。

10、編寫設計說明書

說明書是設計計算的整理和總結，是圖紙設計的理論依據(jù)，而且是審核設計的技術文件之一。說明書編寫要求和注意事項在后面有詳細說明。

五、課程設計說明書的編寫

1、課程設計說明書的內(nèi)容

編寫技術報告、可行性論證報告、產(chǎn)品說明書等技術文件是學生在校期間應該掌握的基本技能之一。課程設計說明書屬于技術說明書中的一種，對說明書的編寫是培養(yǎng)學生編寫技術文件的重要途徑之一。

編寫課程設計說明書，是學生對課程設計的總結，內(nèi)容大致包括：

1)目錄

2)設計任務書(包括設計條件和要求)；

3)運動循環(huán)圖（執(zhí)行構件運動協(xié)調(diào)配合關系）； 4)原動機的運動類型及其運動參數(shù)的選擇；

5)機器運動方案(三種或三種以上方案)設計及其選擇;6)傳動系統(tǒng)運動尺寸設計；

7)執(zhí)行機構（主體機構和輔助機構）的運動尺寸設計；

8)機構運動簡圖；

9)主體機構運動分析；

10)主體機構動態(tài)靜力分析；

11)機器周期性行速度波動調(diào)節(jié)；

12)確定電動機功率；

13)自我評價及感想；

14)參考資料。

2、課程設計說明書的編寫要求和注意事項

1)預備好草稿本。每個學生在接到課程設計題目之后要備一草稿本，把你在課程設計過程中查閱、摘錄的資料、初步的運算、編程的草稿、設計構思的草圖、心得思路、書寫的草稿等都記錄在案，不要輕易散落、丟失。這些材料是寫正式說明書的基本素材。

2)說明書應該用鋼筆寫在16開課程設計說明書專用紙上，要求字跡端正、文句通順、步驟清楚、敘述簡明。通過課程設計說明書的編寫，學生應學會整理設計數(shù)據(jù)，繪制圖表和簡圖，用工程術語表達設計成果的方法，說明書是每個學生治學態(tài)度、獨立分析能力、歸納總結表達能力的綜合反映，每個學生必須下功夫斟字酌句寫出自己的水平與風格，也為書寫其他課程設計、畢業(yè)設計和論文打下基礎。

3)說明書中計算部分的書寫，必須附上與計算有關的圖，先列出計算式，再按順序代入各文字符號的數(shù)字，最后寫出計算結果。計算所引用的公式和數(shù)據(jù)應注明來源，包括參考資料的編號和頁碼。

4)說明書中，每一自成單元的內(nèi)容都應有大小標題，使其醒目突出。

5)凡是用圖紙繪出的圖形，在說明書中可不必繪出，但需說明（如：見圖××），其余圖形均應繪出。

6)說明書應加上統(tǒng)一的封面，并與目錄裝訂成冊。

7)課程設計提交時，說明書應與圖紙一同裝入課程設計檔案袋內(nèi)，圖紙應按制圖要求進行折疊，并做好大便準備。

Mud??m(kW)1000

第二篇：機械原理課程設計

機械原理 課程設計說明書

設計題目：牛頭刨床的設計

機構位置編號：11 3

方案號：II

班 級： 姓 名： 學 號：

年 月 日

目錄

一、前言………………………………………………1

二、概述

§2.1課程設計任務書…………………………2 §2.2原始數(shù)據(jù)及設計要求……………………2

三、設計說明書

§3.1畫機構的運動簡圖……………………3 §3.2導桿機構的運動分析…………………4 §3.3導桿機構的動態(tài)靜力分析3號點……11 §3.4刨頭的運動簡圖………………………15

§3.5飛輪設計………………………………17

§3.6凸輪機構設計…………………………19 §3.7齒輪機構設計…………………………24

四、課程設計心得體會……………………………26

五、參考文獻………………………………………27

一〃前言

機械原理課程設計是高等工業(yè)學校機械類專業(yè)學生第一次較全面的機械運動學和動力學分析與設計的訓練，是本課程的一個重要實踐環(huán)節(jié)。是培養(yǎng)學生機械運動方案設計、創(chuàng)新設計以及應用計算機對工程實際中各種機構進行分析和設計能力的一門課程。其基本目的在于： 

⑴．進一步加深學生所學的理論知識培養(yǎng)學生獨立解決有關本課程實際問題的能力。

⑵.使學生對于機械運動學和動力學的分析設計有一較完整的概念。

⑶.使學生得到擬定運動方案的訓練并具有初步設計選型與組合以及確定傳動方案的能力。

⑷.通過課程設計，進一步提高學生運算、繪圖、表達、運用計算機和查閱技術資料的能力。

⑸.培養(yǎng)學生綜合運用所學知識，理論聯(lián)系實際，獨立思考與分析問題能力和創(chuàng)新能力。

機械原理課程設計的任務是對機械的主體機構連桿機構、飛輪機構凸輪機構，進行設計和運動分析、動態(tài)靜力分析，并根據(jù)給定機器的工作要求，在此基礎上設計凸輪，或?qū)Ω鳈C構進行

運動分析。

二、概述

§2.1課程設計任務書

工作原理及工藝動作過程 牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機床，如圖(a）所示，由導桿機構1-2-3-4-5帶動刨頭5和削刀6作往復切削運動。工作行程時，刨刀速度要平穩(wěn)，空回行程時，刨刀要快速退回，即要有極回作用。切削階段刨刀應近似勻速運動，以提高刨刀的使用壽命和工件的表面 加工質(zhì)量。切削如圖所示。

§2.2.原始數(shù)據(jù)及設計要求

三、設計說明書(詳情見A1圖紙)

§3.1、畫機構的運動簡圖

以O 4為原點定出坐標系，根據(jù)尺寸分別定出O 2點B點，C點。確定機構運動時的左右極限位置。曲柄位置圖的作法為，取1和8’為工作行程起點和終點所對應的曲柄位置，1’和7’為切削起點和終點所對應的曲柄位置，其余2、3?12等，是由位置1起，順ω2方向?qū)⑶鷪A作12等分的位置，如下圖：

§3.2 導桿機構的運動分析

11位置的速度與加速度分析 1）速度分析

取曲柄位置“11”進行速度分析。因構件2和3在A處的轉(zhuǎn)動副相連，故VA2=VA3，其大小等于W2lO2A，方向垂直于O2 A線，指向與ω2一致。

曲柄的角速度 ω2=2πn2/60 rad/s=6.702rad/s υA3=υA2=ω2〃lO2A=6.702×0.09m/s=0.603m/s（⊥O2A）

取構件3和4的重合點A進行速度分析。列速度矢量方程，得

υA4= υA3+ υA4A3 大小 ?

√ ? 方向 ⊥O4B ⊥O2A ∥O4B 取速度極點P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm，作速度多邊形如下圖

由圖得

υA4=0.567m/s

υA4A3 =0.208m/s

用速度影響法求得

VB5=VB4=VA4*04B/O4A=1.244m/s 又

ω4=VA4/O4A=2.145rad/s 取5構件為研究對象,列速度矢量方程,得

vC = vB+ vCB 大小

? √ ? 方向 ∥XX ⊥O4B ⊥BC 取速度極點P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm, 作速度多邊行如

上圖。則圖知，vC5= 1.245m/s

Vc5b5=0.111m/s

ω5=0.6350rad/s

2）加速度分析

取曲柄位置“11”進行加速度分析。因構件2和3在A點處的轉(zhuǎn)動副相連，故aA2n=aA3n,其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。ω2=6.702rad/s, aA3n=aA2n=ω22lO2A=6.702×0.09 m/s2=4.0425m/s2 取3、4構件重合點A為研究對象，列加速度矢量方程得：

aA4 = aA4n + aA4τ

= aA2n

+ aA4A2k

+

aA4A

2大小:

?

ω42lO4A

?

√

2ω4υA4 A2

?

方向: ? A→O4 ⊥O4B A→O2

⊥O4B

∥O4B 取加速度極點為P＇,加速度比例尺μa=0.1（m/s2）/mm, 作加速度多邊形如下圖所示.由圖可知

aA4=2.593m/s2 用加速度影響法求得

aB4= aB5 = aA4* L04B / L04A =5.690 m /s2 又

ac5B5n =0.0701m/s2 取5構件為研究對象,列加速度矢量方程,得

ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5τ 大小

?

√

w52 Lbc

? 方向

∥XX √

c→b

⊥BC 作加速度多邊形如上圖，則

″

aC5B5τ= C5′C5·μa =2.176m/s2

aC5 =4.922m/s2

3號位置的速度與加速度分析 1)速度分析

取曲柄位置“3”進行速度分析，因構件2和3在A處的轉(zhuǎn)動副相連，故VA3=VA2，其大小等于w2〃lO2A，方向垂直于O2 A線，指向與w2一致。

曲柄的角速度 ω2=2πn2/60 rad/s=6.702rad/s υA3=υA2=ω2〃lO2A=6.702×0.09m/s=0.603m/s（⊥O2A）取構件3和4的重合點A進行速度分析，列速度矢量方程，得，VA4

=VA3

+ VA4A3

大小

?

√

?

方向

⊥O4B

⊥O2A

∥O4B 取速度極點P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm，作速度多邊形如下圖

VA4=pa4〃μv= 0.487m/s VA4A3=a3a4〃μv= 0.356 m/s w4=VA4?lO4A=1.163rad/s VB=w4×lO4B= 0.675m/s

取5構件作為研究對象，列速度矢量方程，得

υC =

υB

+

υCB

大小

?

√

? 方向 ∥XX(向右)

⊥O4B

⊥BC

取速度極點P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm, 作速度多邊形如上，則

Vc5=0.669m/s

Vcb=0.102m/s

W5=0.589rad/s 2）.加速度分析

取曲柄位置“3”進行加速度分析。因構件2和3在A點處的轉(zhuǎn)動副相連，故aA2n=aA3n,其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。ω2=6.702rad/s，9 aA2n=aA3n=ω22lO2A=6.702×0.09 m/s2=4.0426m/s2 取3、4構件重合點A為研究對象，列加速度矢量方程得：

aA4 =aA4n+ aA4τ = aA3n + aA4A3K + aA4A3v 大小: ? ω42lO4A ? √ 2ω4υA4 A3 ? 方向 ? B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B ∥O4B（沿導路）取加速度極點為P＇,加速度比例尺μa=0.1（m/s2）/mm, 作加速度多邊形下圖所示：

則由圖知：

aA4 =P′a4′〃μa =3.263m/s2 aB4= aB5 = aA4* L04B / L04A =4.052 m/ s2 取5構件為研究對象,列加速度矢量方程,得

ac = aB + acBn+ a cBτ

大小 ? √ ω5l2CB ? 方向 ∥X軸 √ C→B ⊥BC 其加速度多邊形如上圖，則 ac =p ′c〃μa =4.58m/s2 §3.3 導桿機構的動態(tài)靜力分析 3號點 取3號位置為研究對象：

①.5-6桿組共受五個力，分別為P、G6、Fi6、R16、R45, 其中R45和R16 方向已知，大小未知，切削力P沿X軸方向，指向刀架，重力G6和支座反力R16 均垂直于質(zhì)心，R45沿桿方向由C指向B，慣性力Fi6大小可由運動分析求得，方向水平向左。選取比例尺μ=(40N)/mm，受力分析和力的多邊形如圖所示：

已知：

已知P=9000N，G6=800N，又ac=ac5=4.58m/s2 那么我們可以計算 FI6=-G6/g×ac =-800/10×4.5795229205 =-366.361N 又ΣF=P + G6 + FI6 + F45 + FRI6=0，方向 //x軸 → ← B→C ↑ 大小 9000 800 √ ？ ？ 又

ΣF=P + G6 + Fi6 + R45 + R16=0，方向

//x軸

→

←

B→C

↑ 大小

8000

620

√

？

？ 由力多邊形可得：F45=8634.495N

N=950.052 N 在上圖中，對c點取距，有

ΣMC=-P〃yP-G6XS6+ FR16〃x-FI6〃yS6=0 代入數(shù)據(jù)得x=1.11907557m ②.以3-4桿組為研究對象（μ=50N/mm）

已知： F54=-F45=8634.495N，G4=220N aB4=aA4〃 lO4S4/lO4A=2.261m/s2 , αS4=α4=7.797ad/s2

可得：

FI4=-G4/g×aS4 =-220/10×2.2610419N=-49.7429218N MS4=-JS4〃aS4=-9.356 對O4點取矩：

MO4= Ms4 + Fi4×X4 + F23×X23-R54×X54-G4×X4 = 0 代入數(shù)據(jù)，得：

MO4=-9.356-49.742×0.29+F23×0.4185+8634.495×0.574+220×0.0440=0 故：

F23=11810.773N Fx + Fy + G4 + FI4 + F23 + F54 = 0 方向： ？ ？ √ M4o4 √ √ 大小： √ √ → √ ┴O4B √

解得：

Fx=2991.612N Fy=1414.405N 方向豎直向下

③.對曲柄分析，共受2個力，分別為F32,F12和一個力偶M,由于滑塊3為二力桿，所以F32=F34，方向相反，因為曲柄2只受兩個力和一個力偶，所以F12與F32等大反力。受力如圖：

h2=72.65303694mm,則，對曲柄列平行方程有，ΣMO2=M-F32〃h2=0 即

M=0.0726*11810.773=0，即M=858.088N〃M

§3.4刨頭的運動簡圖

§3.5飛輪設計

1.環(huán)取取曲柄AB為等效構件，根據(jù)機構位置和切削阻力Fr確定一個運動循的等效阻力矩根據(jù)個位置時

值，采用數(shù)值積分中的梯形法，計算曲柄處于各的功

??。因為驅(qū)動力矩可視為

，確定等效驅(qū)動力常數(shù)，所以按照

矩Md。

2.估算飛輪轉(zhuǎn)動慣量 由

確定等效力矩。

§3.6凸輪機構設計

1.已知：擺桿為等加速等減速運動規(guī)律，其推程運動角?o?=10o，回程運動角?0'=70o，擺桿長度=70遠休止角001lo9D=135mm，最大擺角?max=15o，許用壓力角[?]=38.2.要求:(1)計算從動件位移、速度、加速度并繪制線圖。（2）確定凸輪機構的基本尺寸，選取滾子半徑，劃出凸輪實際輪廓線，并按比例繪出機構運動簡圖。

3.設計步驟：

1、取任意一點O2為圓心，以作r0=45mm基圓；

2、再以O2為圓心，以lO2O9/μl=150mm為半徑作轉(zhuǎn)軸圓；

3、在轉(zhuǎn)軸圓上O2右下方任取一點O9;

4、以O9為圓心，以lOqD/μl=135mm為半徑畫弧與基圓交于D點。O9D即為擺動從動件推程起始位置，再以逆時針方向旋轉(zhuǎn)并在轉(zhuǎn)軸圓上分別畫出推程、遠休、回程、近休，這四個階段。再以11.6°對推程段等分、11.6°對回程段等分（對應的角位移如下表所示），并用A進行標記，于是得到了轉(zhuǎn)軸圓山的一系列的點，這些點即為擺桿再反轉(zhuǎn)過程中依次占據(jù)的點，然后以各個位置為起始位置，把擺桿的相應位置

?畫出來，這樣就得到了凸輪理論廓線上的一系列點的位置，再用光滑曲

線把各個點連接起來即可得到凸輪的外輪廓。

5、凸輪曲線上最小曲率半徑的確定及滾子半徑的選擇

（1）用圖解法確定凸輪理論廓線上的最小曲率半徑min?：先用目測法估計凸輪理論廓線上的min?的大致位置（可記為A點）；以A點位圓心，任選較小的半徑r 作圓交于廓線上的B、C點；分別以B、C為圓心，以同樣的半徑r畫圓，三個小圓分別交于D、E、F、G四個點處，如下圖9所示；過D、E兩點作直線，再過F、G兩點作直線，兩直線交于O點，則O點近似為凸輪廓線上A點的曲率中心，曲率半徑?min?OA?；此次設計中，凸輪理論廓線的最小曲率半徑?min? 26.7651mm。

凸輪最小曲率半徑確定圖（2）凸輪滾子半徑的選擇（rT）

凸輪滾子半徑的確定可從兩個方向考慮： 幾何因素——應保證凸輪在各個點車的實際輪廓曲率半徑不小于1~5mm。對于凸輪的凸曲線處???C?rT，對于凸輪的凹輪廓線???C?rT（這種情況可以不用考慮，因為它不會發(fā)生

失真現(xiàn)象）；這次設計的輪廓曲線上，最

小的理論曲率半徑所在之處恰為凸輪

上的凸曲線，則應用公式：???min?rT?5?rT??min?5?21.7651mm；滾

子的尺寸還受到其強度、結構的限制，不能做的太小，通常取rT?(0.1?0.5)r0

及4.5?rT?22.5mm。綜合這兩方面的考慮，選擇滾子半徑可取rT=15mm。

然后，再選取滾子半徑rT，畫出凸輪的實際廓線。設計過程 1.凸輪運動規(guī)律 推程0≤2φ≤δo /2時：

???2?max1??2??20????4?max?1?2????0,?0???0??2???4?max?2 ????1??20

推程δo /2≤φ≤δo時：

????2?max1?max?(?2??20??)0????4?max?1?(?????20??)0???0?2,??0???4?max?2????1???20

回程δo+δs01≤φ≤δo+δs+δ'o/2時：

????2?max1??max2??'2?0????4?max?1??????'2?0??0,?0'??2???4?max?2????1???'20

回程δo+δs+δ’o/2≤φ≤δo+δs+δ’o時：????2?max1(?0'??)2??'20????4?max?1??(?????'20'??)0???0'?2,??0'???4?max?2????1??'20

2.依據(jù)上述運動方程繪制角位移ψ、角速度ω、及角加速度β的曲線，由公式得出如下數(shù)據(jù)關系（1）角位移曲線：

（2）角速度ω曲線:

（3）角加速度曲線:

4）、求基圓半徑ro及l(fā)O9O2

3.由所得數(shù)據(jù)畫出從動桿運動線圖

§3.7齒輪機構設計 1、設計要求：

計算該對齒輪傳動的各部分尺寸，以2號圖紙繪制齒輪傳動的嚙合圖，整理說明書。

2.齒輪副Z1-Z2的變位系數(shù)的確定

齒輪2的齒數(shù)Z2確定：

ｉo＇＇2=40＊Z2／16＊13=n0＇＇／no2=7.5

得Z2=39

取x1=-x2=0.5

x1min=17-13／17=0.236 x2min=17-39／17=-1.29

計算兩齒輪的幾何尺寸：

小齒輪

d1=m＊Z1=6＊13=78mm

ha1=（ha*+x1）*m=（1+0.5）*6=9mm

hf1=（ha*+c*-x1）*m=（1+0.25-0.5）*6=4.5mm

da1=d1+2*ha1=78+2*9=96

df1=d1-2*h f1=78-9=69

db1=d1*cosɑ=78*cos20?=73.3

四 心得體會

機械原理課程設計是機械設計制造及其自動化專業(yè)教學活動中不可或缺的一個重要環(huán)節(jié)。作為一名機械設計制造及其自動化大三的學生，我覺得有這樣的實訓是十分有意義的。在已經(jīng)度過的生活里我們大多數(shù)接觸的不是專業(yè)課或幾門專業(yè)基礎課。在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎理論面，如何去面對現(xiàn)實中的各種機械設計？如何把我們所學的專業(yè)理論知識運用到實踐當中呢？我想這樣的實訓為我們提供了良好的實踐平臺。

一周的機械原理課程設計就這樣結束了，在這次實踐的過程中學到了很多東西，既鞏固了上課時所學的知識，又學到了一些課堂內(nèi)學不到的東西，還領略到了別人在處理專業(yè)技能問題時顯示出的優(yōu)秀品質(zhì)，更深切的體會到人與人之間的那種相互協(xié)調(diào)合作的機制，最重要的還是自己對一些問題的看法產(chǎn)生了良性的變化。

其中在創(chuàng)新設計時感覺到自己的思維有一條線發(fā)散出了很多線，想到很多能夠達到要求的執(zhí)行機構，雖然有些設計由于制造工藝要求高等因素難以用于實際，但自己很欣慰能夠想到獨特之處。這個過程也鍛煉了自己運用所學知識對設計的簡單評價的技能。

五、參考文獻

1、《機械原理教程》第7版

主編：孫桓

高等教育出版社

2.《機械原理課程設計指導書》主編:戴娟

高等教育出版社

3.《理論力學》主編：尹冠生

西北工業(yè)大學出版社

第三篇：機械原理課程設計

機械原理課程設計

培養(yǎng)和提高學生的創(chuàng)新思維能力是高等教育改革的一項重要任務．機械原理是機械類專業(yè)必修的一 門重要的技術基礎課，它是研究機械的工作原理、構成原理、設計原理與方法的一門學科，特別是機械原理

課程中關于機械運動方案的設計是機械工程設計中最具有創(chuàng)造性的內(nèi)容，對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計能力起

著十分重要的作用．機械原理課程設計是機械原理教學的一個重要實踐環(huán)節(jié)，以往我們在機械原理課程設

計中存在著很多不足，主要問題是學生完成課程設計后，在后續(xù)課程的學習與實踐中，不能正確地選用和

設計機構，特別是創(chuàng)造性設計能力與分析解決實際工作問題的能力、動手能力和適應能力顯得不足．高等

學校工科本科《機械原理課程教學基本要求》中，對機械原理課程設計提出的要求是：“結合一個簡單的機

械系統(tǒng)，綜合運用所學的理論和方法，使學生受到擬定機械運動方案的訓練，并能對方案中某些機構進行

分析和設計”．它要求針對某種簡單機械進行機械運動簡圖設計，其中包括機器功能分析、工藝動作過程確

定、執(zhí)行機構選擇、機械運動方案評定、機構尺度綜合等．依據(jù)這一基本精神，要求把培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計、開拓能力作為一條主線貫穿于課程設計的始終，在深入掌握機械原理基本知識、強化學生運算能力和繪圖

基本功的同時，開展創(chuàng)造性教育，培養(yǎng)學生創(chuàng)造性設計能力．如何在機械原理課程設計中體現(xiàn)這種能力培

養(yǎng)，幾年來我們不斷地對課程設計內(nèi)容、設計方法和設計手段等進行了一些探索與實踐． 1 合理安排課程設計內(nèi)容，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力

對于機械原理課程設計的內(nèi)容選擇，以往教學中存在著兩種不同的看法：一種認為選用已有的典型機 械，對其進行比較系統(tǒng)的運動分析與受力分析等，以加深學生對機械原理課程各章節(jié)內(nèi)容的理解和掌握；

另一種認為根據(jù)某些功能要求，要求學生獨立地確定機械系統(tǒng)的運動方案，并對其中的某些機構進行設

計．前者側(cè)重于分析，后者則側(cè)重于設計．我們在課程設計內(nèi)容選擇問題上也進行了多年探索，如以培養(yǎng)學

生的運算、繪圖的基本技能和鞏固基本知識為主要目的，選用對典型機械進行分析設計的題目，但是在后

續(xù)的課程教學中發(fā)現(xiàn)學生創(chuàng)造性設計新機械的能力與分析解決實際工作問題的能力和適應能力顯得不

足．我們也曾經(jīng)嘗試只給出設計題目，讓學生自己獨立地進行機械運動方案確定和對其中某些機構進行設

計．雖然這種設計內(nèi)容能夠促使學生主動地進行獨立思考，自覺地進行一些相關資料的查詢，但是由于學

生沒有進行過一次比較系統(tǒng)的設計過程訓練，大多數(shù)學生不知從哪里下手，較難進入設計狀態(tài)，設計

過程

中出現(xiàn)多次反復修改使得設計進度非常緩慢．從最后的設計結果來看，只有少數(shù)學生比較理想，多數(shù)學生的設計都出現(xiàn)了一些錯誤，設計結果不能滿足題目要求，而且由于多次修改使得圖面質(zhì)量較差．經(jīng)過多年的探索與實踐，我們認為在機械原理課程設計中，分析與設計都是很重要的兩個環(huán)節(jié)，對典型機械的分析__和學生獨立創(chuàng)新機械的設計對于學生來說都是不能缺少的．那么怎樣才能在有限的設計時間內(nèi)把這些內(nèi)

容都安排進去而又同時能保證設計質(zhì)量呢?我們結合現(xiàn)有實際條件，交給學生的課程設計內(nèi)容是：先進行

典型的機械分析，然后進行創(chuàng)新機械設計．我們選擇了牛頭刨床傳動方案作為課程設計題目，要求學生不

能照搬現(xiàn)有牛頭刨床傳動方案，每個學生必須至少提出一種新的傳動方案，并且提出的方案越多越好．學

生在方案構思過程中，積極查閱資料，熱烈討論，表現(xiàn)出了極大的主動性，提出了很多方案，最后經(jīng)過歸納

得出l0種可以實現(xiàn)刨床運動要求的方案，如圖I所示．在這一過程中，使學生突破了固有傳動方案模式，拓寬了方案構思思路，得到了一次提高創(chuàng)新思維能力的訓練．

第四篇：機械原理課程設計格式

機械原理課程設計格式

目錄

一、設計題目

1、題目及設計要求

2、基本數(shù)據(jù)

二、功能分解

三、機構選型

實現(xiàn)每個工藝動作機構的選型

四、機械運動方案的擬定

1、機構組合方式

2、機械運動方案的擬定（擬定2～3個方案，并畫出相應的運動方案示意圖）

3、方案的評價

4、方案的確定（在圖紙上畫出機械運動方案簡圖）

五、運動循環(huán)圖

六、機構尺寸的確定及設計計算

1、傳動比計算

2、機構尺寸的確定

3、連桿機構的設計（進行運動分析，并畫出運動線圖）

4、齒輪機構的設計（幾何參數(shù)設計）

5、凸輪機構的設計（根據(jù)選定從動件的運動規(guī)律設計凸輪輪廓線圖，在圖紙上單獨繪制輪廓線圖，保留作圖軌跡）

注意：如果采用解析法進行設計，如果是用計算機編程，建立數(shù)學模型，寫出流程框圖，程序列在附錄，附錄附在設計說明書后面。

七、總結

八、參考文獻

格式：羅洪量主編.《機械原理課程設計指導書》（第二版）.北京：高等教育出版社，1986年。2 JJ.杰克（美）主編.《機械與機構的設計原理》（第一版）.北京：機械工業(yè)出版社，1985年。

注意事項：

1、設計說明書用鋼筆、中性筆書寫，書寫要規(guī)范、認真，采用統(tǒng)一的課程設計用紙；

2、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；

3、編寫說明書時應做到條例清楚、敘述簡明、重點突出、計算正確、文句通順、書寫整潔；

4、所用的公式和數(shù)據(jù)應注冊來源（參考資料的編號和頁次）；

5、全部計算中所用的符號和腳注必須前后一致、不能混淆；

6、繪制機械運動簡圖時應采用規(guī)定的符號、按比例作圖；

7、對計算結果應有簡明的結論。如果實際所取的數(shù)值與計算結果有較大的差異，應作必要的解釋，說明原因。

第五篇：機械原理課程設計原始數(shù)據(jù)

2014-2015-1機械原理課程設計原始數(shù)據(jù)

1.膏體自動灌裝機方案設計

膏體自動灌裝機的生產(chǎn)能力是n（盒/min）

n＝20，25，30，36，40，45，48，50，54，60

2.自動制釘機方案設計

自動制釘機的生產(chǎn)能力：n（枚/min）

n＝340，343，246，348，350，352，355，357，360，362

3.沖壓式蜂窩煤成型機方案設計

煤餅規(guī)格：煤餅直徑：120mm；煤餅高度：75mm；孔數(shù)：12孔；孔徑：16mm 沖壓次數(shù)：n（次/min）n＝25，26，27，28，30，32，34，35，36，40 料斗數(shù)：1個

4.書本打包機方案設計

書摞尺寸：寬度（mm）：130，135，140 長度（mm）：180，185，190，195，200，205，210，215，220 高度（mm）：180，185，190，195，200，205，210，215，220 推書行程：H?400mm

推書次數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速）：n?(10?0.1)r/min 紙卷直徑：d?400mm

5.電機轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機方案設計

每分鐘嵌紙：n（次）

n＝70，72，75，78，80，82，84，86，88，90 電機轉(zhuǎn)子尺寸：

直徑（mm）：D＝35，36，38，40，42，44，46，48，50

長度（mm）：L＝30，32，34，36，38，40，42，45，50 工作臺面離地面距離約：h（mm）

h＝1100，1110，1120，1140，1150，1160，1170，1180，1190，1200 要求機構的結構盡量簡單緊湊，工作可靠，噪聲較小。

6．自動洗瓶機方案設計

瓶子尺寸：大端直徑：d＝80mm，瓶長：200mm

推瓶距離：L（mm）

L＝500，520，540，550，560，580，600，620，640，650 要求：推瓶機構應使推頭以接近均勻的速度推瓶，平穩(wěn)地接觸和脫離瓶子，然后，推頭快速返回原位，準備第二個工作循環(huán)。

按生產(chǎn)率的要求，推瓶平均速度為：v（mm/s）

v＝30，32，35，36，38，40，42，45，48，50 要求：返回時的平均速度為工作行程的3倍。

7.藥片成型機方案設計

上沖頭、下沖頭、送料篩的設計要求：

1)上沖頭完成往復直移運動（鉛垂上下），下移至終點后有短時間的停歇，起保壓作用，保壓時間為0.4 s左右。

沖頭上升后要留有料篩進入的空間，故沖頭行程為：90，92，94，96，98，100 mm。因沖頭壓力較大，因而加壓機構應有增力功能。

2)下沖頭先下沉3mm，然后上升8mm，加壓后停歇保壓，繼而上升16mm，將成型片坯頂?shù)脚c臺面平齊后停歇，待料篩將片坯推離沖頭后，再下移21mm，到待料位置。

3)料篩在模具型腔上方往復振動篩料，然后向左退回。待坯料成型并被推出型腔后，料篩在臺面上右移約：45，50mm，推卸片坯。