第一篇：機械原理課程設計

課程設計說明書

題目名稱：平面六桿機構

學院：機械工程學院 專業：機械設計制造及其自動化 學生姓名：楊鵬

班級：機英102班 學號：10431042

一、設計題目及原始數據

二、設計要求

三、機構運動分析與力的分析

1、機構的運動分析

位置分析：θ=θ。+arctan(1/2)﹦〉θ。=θ-arctan(1/2)機構封閉矢量方程式：L1+L2-L3-LAD=0 L1^(iθ1)+L2(iθ2)=LAD+L3^(iθ3)

①

實部與虛部分離得：l1cosθ1+l2cosθ2=lAD+l3cosθl1sinθ1+l2sinθ2= l3cosθ3 由此方程組可求得未知方位角θ3。

當要求解θ3時，應將θ2消去，為此可先將上面兩分式左端含θ1的項移到等式的右端，然后分別將兩端平方并相加，可得 l2^2=l3^2+lAD^2+l1^2+2*l3*lAD*cosθ3-2*l1*l3*cos(θ3-θ1)-2*l1*lAD*cosθ1 經整理并可簡化為：Asinθ3+Bcosθ3+C=0

式中：A=2*l1*l3*sinθ1；B=2*l3*(l1*cosθ1-lAD)；

C=l2^2-l1^2-l3^2-lAD^2+2*l1*l4*cosθ1;解之可得：

tan(θ3/2)=(A-√（A^2+B^2-C^2）)/(B-C)θ3=2*arctan((A-√（A^2+B^2-C^2）)/(B-C))-arctan(0.5)在求得了θ3之后，就可以利用上面②式求得θ2。

θ2=arcsin(l3sinθ3-l1sinθ1)將①式對時間t求導，可得

②

L1w1e^(iθ1)+L2w2e^(iθ2)=L3w3e^(iθ3)③

將③式的實部和虛部分離，得

L1w1cosθ1+L2w2cosθ2=L3w3cosθ3 L1w1sinθ1+L2w2sinθ2=L3w3sinθ3 聯解上兩式可求得兩個未知角速度w2、w3,即

W2=-w1*l1*sin(θ1-θ3)/(l2*sin(θ2-θ3))W3=-w1*l1*sin(θ1-θ2)/(l3*sin(θ3-θ2))

且w1=2π*n1 將③對時間t求導，可得

il1w1^2*e^(iθ1)+l2α2*e^(iθ2)+il2w2^2*e(iθ2)=l3α3*e^(iθ3)+il3w3^2*e^(iθ3)將上式的實部和虛部分離，有

l1w1^2*cosθ1+l2α2* sinθ2+l2w2^2* cosθ2=l3α3* sin

θ3+l3w3^2* cosθ3-l1w1^2* sinθ1+l2α2* cosθ2-l2w2^2* sinθ2=l3α3*

cosθ3-l3w3^2* sinθ3 聯解上兩式即可求得兩個未知的角加速度α

2、α3，即

α2=(-l1w1^2*cos(θ1-θ3)-l2w2^2*cos(θ2-θ3)+l3w3^2)/l3*sin(θ2-θ3)α3=(l1w1^2*cos(θ1-θ2)-l3w3^2*cos(θ3-θ2)+l2w2^2)/l3*sin(θ3-θ2)在封閉矢量多邊形DEF中，有LDE+LEF=LDF 改寫并表示為復數矢量形式：lDE*e^(iθ3)+lEF*e^(iθ4)=lDF

將上式對時間t求導，可得

lDE*w3* e^(iθ3)=-lEF*w4*e^(iθ4)④

將上式的實部和虛部分離，可得

lDE*w3*sinθ3=-lEF*w4* sinθ4 lDE*w3*cosθ3=-lEF*w4* cosθ4 =＞w4=-lDE*w3*sinθ3/lEF* sinθ4 將④式對時間t求導，可得

ilDE*w3^2* e^(iθ3)+lDE*α3* e^(iθ3)=-ilEF*w4^2* e^(iθ4)-lEF*α4* e^(iθ4)將上式的實部和虛部分離，有

lDE*α3* sinθ3+ lDE*w3^2* cosθ3=-lEF*α4* sinθ4-lEF*w4^2* cosθ4 lDE*α3* cosθ3-lDE*w3^2* sinθ3=-lEF*α4* cosθ4+lEF*w4^2* sinθ4 =＞α4=-(lDE*α3* sinθ3+ lDE*w3^2* cosθ3+ lEF*w4^2* cosθ4)/ lEF* sinθ4 在三角形∠DEF中：lAD^2=lDF^2+lDE^2-2*lDF*lDE*cosθ3 ﹦〉lDF=lDEcosθ3+√(lAD^2-lDE^2sinθ3)

即從動件的位移方程:S= lDF=lDEcosθ3+√(lAD^2-lDE^2sinθ3)將上式對時間求導t得,從動件的速度方程: V=-lDEsinθ3-lDE^2*sin(2*θ3)_/(2* √(lAD^2-lDE^2sinθ3))將上式對時間求導t得,從動件的加速度方程：

a=-lDEcosθ3-(lDE^2*cos(2*θ3)*√(lAD^2-lDE^2sinθ3)+lDE^4*sin(2*θ3)^2/(4*(2* √(lAD^2-lDE^2sinθ3)))/(lAD^2-lDE^2*sinθ3^2)

2、機構的力的分析

先對滑塊5進行受力分析，由∑F=0可得，Pr=F45*cosθ4+m5*a FN=G+F45*sinθ4 得F45=(Pr-m5*a)/ cosθ4 在三角形∠DEF中，由正弦定理可得

lDE/sinθ4=l4/ sinθ3=＞sinθ4=lDE* sinθ3/l4 =＞θ4=arc(lDE* sinθ3/l4)再對桿4受力分析，由∑F=0可得，F34+FI4=F54且FI4=m4*as4、F54=-F45 =＞F34=F54-FI4=＞F34=-F45-m4*as4 Ls4=LAD+LDE+LEs4 即 Ls4=lAD+lDE*e^(iθ3)+lEs4*e^(iθ4)將上式對時間t分別求一次和二次導數，并經變換整理可得Vs4和as4的矢量表達式，即

Vs4=-lDE*w3*sinθ3-lEs4*w4*sinθ4 as4=-lDE*w3^2*cosθ3+lEs4*α4*sinθ4+w4^2*lEs4*cosθ4 對桿2、3受力分析：有MI3=J3*α3 l3^t*F23-MI3=l3* e^i(90°+θ3)*(F23x+iF23y)-MI3

=-l3*F23x* sinθ3-l3*F23y* cosθ3-MI3+i(l3*F23x* cosθ3-l3*F23y* sinθ3)=0 由上式的實部等于零可得

--l3*F23x* sinθ3-l3*F23y* cosθ3-MI3=0 ⑤ 同理，得

l2^t*(-F23)=-l2* e^i(90°+θ2)*(F23x+iF23y)= l2*F23x* sinθ2+l2*F23y* cosθ2+i(l2*F23x* cosθ2+l2*F23y* sinθ2)=0 由上式的實部等于零，可得

l2*F23x* sinθ2+l2*F23y* cosθ2=0 ⑥ 聯立⑤、⑥式求解，得

F23x=MI3* cosθ2/(l3* sinθ2* cosθ3-l3* sinθ3* cosθ2)F23y=MI3* sinθ2/(l3* sinθ3* cosθ2-l3* sinθ2* cosθ3)根據構件3上的諸力平衡條件，∑F=0，可得

F32=-F23 根據構件2上的力平衡條件，∑F=0，可得

F32=F12 對于構件1，F21=-F12=＞F21=F23 而M=l1^t*F21=l1*e^i(90°+θ1)*(F21x+iF21y)=l1*F21x*sinθ1+l1*F21y*cosθ1+i(F21x*cosθ1-F21y*sinθ1)由上式的等式兩端的實部相等可得： M=l1*F21x*sinθ1+l1*F21y*cosθ1

=＞M=l1* F23x*sinθ1+l1* F23y*cosθ1

四、附從動件位移、速度、加速度的曲線圖、作用在主動件上的平衡力矩的曲線圖

五、機構運動簡圖

CEθ2Bθ1ADθ4θ3F

六、設計源程序

位移程序：

clc;clear l1=0.08;l2=0.3;l3=0.3;l4=0.2;l5=sqrt(0.2);t=0:0.01:2*pi;for i=1:length(t);x1=t(i);A=2*l1*l3*sin(x1);B=2*l1*l3*cos(x1)-2*l3*l5;C=l2^2-l1^2-l3^2-l5^2+2*l1*l5*cos(x1);k=(A-sqrt(A^2+B^2-C^2))/(B-C);x3=2*atan(k)-atan(0.5);s=0.5*l3*cos(x3)+sqrt(l4^2-(0.5*l3)^2*(sin(x3)^2));q(i)=s;end

plot(t,q)title('滑塊的位移隨x1的變化曲線')速度程序：

clc;clear l1=0.08;l2=0.3;l3=0.3;l4=0.2;l5=sqrt(0.2);t=0:0.01:2*pi;for i=1:length(t);x1=t(i);A=2*l1*l3*sin(x1);B=2*l1*l3*cos(x1)-2*l3*l5;C=l2^2-l1^2-l3^2-l5^2+2*l1*l5*cos(x1);k=(A-sqrt(A^2+B^2-C^2))/(B-C);x3=2*atan(k)-atan(0.5);

v=-0.5*l3*sin(x3)-((0.5*l3)^2*sin(2*x3))/(2*sqrt(l4^2-(0.5*l3)^2*(sin(x3)^2)));;q(i)=v;end

plot(t,q)title('滑塊的速度隨x1的變化曲線')加速度程序：

clc;clear l1=0.08;l2=0.3;l3=0.3;l4=0.2;l5=sqrt(0.2);t=0:0.01:2*pi;for i=1:length(t);x1=t(i);A=2*l1*l3*sin(x1);B=2*l1*l3*cos(x1)-2*l3*l5;C=l2^2-l1^2-l3^2-l5^2+2*l1*l5*cos(x1);k=(A-sqrt(A^2+B^2-C^2))/(B-C);x3=2*atan(k)-atan(0.5);a =-(3*cos(x3))/20(9*sin(x3)^2)/400)^(1/2))(9*sin(x3)^2)/400)^(3/2));q(i)=a;end

plot(t,q)title('滑塊的加速度隨x1的變化曲線')平衡力偶程序：

clc;clear l1=0.08;l2=0.3;l3=0.3;l4=0.2;l5=sqrt(0.2);J3=0.01;n1=400;t=0:0.01:2*pi;for i=1:length(t);z1=t(i);

A=2*l1*l3*sin(z1);B=2*l1*l3*cos(z1)-2*l3*l5;

C=l2^2-l1^2-l3^2-l5^2+2*l1*l5*cos(z1);k=(A-sqrt(A^2+B^2-C^2))/(B-C);z3=2*atan(k)-atan(0.5);

z2=asin(l3*sin(z3)-l1*sin(z1));w1=2*pi*n1;

w2=(-w1*l1*sin(z1-z3))/(l2*sin(z2-z3));w3=(-w1*l1*sin(z1-z2))/(l3*sin(z3-z2));

a3=(l1*w1^2*cos(z1-z2)-l3*w3^2*cos(z3-z2)+l2*w2^2)/l3*sin(z3-z2);MI3=J3*a3;

F23x=MI3* cos(z2)/(l3* sin(z2)* cos(z3)-l3* sin(z3)* cos(z2));

F23y=MI3* sin(z2)/(l3* sin(z3)* cos(z2)-l3* sin(z2)* cos(z3));M=l1* F23x*sin(z1)+l1* F23y*cos(z1);q(i)=M;end plot(t,q)

title('構件1的平衡力偶隨z1的變化曲線')

七、設計心得

這次課程設計讓我對機械成品的誕生有了一個初步的認識，沒想到一個簡單的連桿機構都那么復雜，很多應該提前掌握的原理，知識，我們都是現學現賣，真是汗顏，而matlab也是我們才接觸不久的，雖然加強了我自主學習的能力，但也是對我一個很大的挑戰。我以前學習過C語言，本以為對編程有點底子，會好很多，可是事實上卻并非如此，還是不停的出現各種問題，只好不停的完善，重來。從剛剛接觸的matlab，一步步的熟悉它，到最終完成這次的課程設計，這些讓我們的假期充實不少。相信這次課程設計，會為我們下學期學機械設計課程，打下一個良好的基礎，如此而已。

八、主要參考資料

1.機械原理第七版課本； 2.MATLAB程序編程； 3.理論力學課本等；

CEθ2Bθ1ADθ4θ3F

圖表 1

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原始數據及設計要求……………………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學校機械類專業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節。是培養學生機械運動方案設計、創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.培養學生綜合運用所學知識，理論聯系實際，獨立思考與分析問題能力和創新能力。

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、動態靜力分析，并根據給定機器的工作要求，在此基礎上設計凸輪，或對各機構進行

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，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 加工質量。切削如圖所示。

§2.2.原始數據及設計要求

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方向將曲柄圓作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 代入數據得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 代入數據，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.環取取曲柄AB為等效構件，根據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個位置時

值，采用數值積分中的梯形法，計算曲柄處于各的功

??。因為驅動力矩可視為

，確定等效驅動力常數，所以按照

矩Md。

2.估算飛輪轉動慣量 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為半徑作轉軸圓；

3、在轉軸圓上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并在轉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，于是得到了轉軸圓山的一系列的點，這些點即為擺桿再反轉過程中依次占據的點，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，因為它不會發生

失真現象）；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，由公式得出如下數據關系（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lO9O2

3.由所得數據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的變位系數的確定

齒輪2的齒數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教學活動中不可或缺的一個重要環節。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。在已經度過的生活里我們大多數接觸的不是專業課或幾門專業基礎課。在課堂上掌握的僅僅是專業基礎理論面，如何去面對現實中的各種機械設計？如何把我們所學的專業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學不到的東西，還領略到了別人在處理專業技能問題時顯示出的優秀品質，更深切的體會到人與人之間的那種相互協調合作的機制，最重要的還是自己對一些問題的看法產生了良性的變化。

其中在創新設計時感覺到自己的思維有一條線發散出了很多線，想到很多能夠達到要求的執行機構，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

培養和提高學生的創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造性的內容，對培養學生的創新設計能力起

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節，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，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、執行機構選擇、機械運動方案評定、機構尺度綜合等．依據這一基本精神，要求把培養學生的創新設計、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，開展創造性教育，培養學生創造性設計能力．如何在機械原理課程設計中體現這種能力培

養，幾年來我們不斷地對課程設計內容、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容，培養學生創新思維能力

對于機械原理課程設計的內容選擇，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內容的理解和掌握；

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

計．前者側重于分析，后者則側重于設計．我們在課程設計內容選擇問題上也進行了多年探索，如以培養學

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

續的課程教學中發現學生創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的設計過程訓練，大多數學生不知從哪里下手，較難進入設計狀態，設計

過程

中出現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，只有少數學生比較理想，多數學生的設計都出現了一些錯誤，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量較差．經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節，對典型機械的分析__和學生獨立創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把這些內

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

典型的機械分析，然后進行創新機械設計．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，表現出了極大的主動性，提出了很多方案，最后經過歸納

得出l0種可以實現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，得到了一次提高創新思維能力的訓練．

第四篇：機械原理課程設計體會

機械原理課程設計體會

黃永濤

接觸機械原理這門課程一學期了，而這學期才是我真正感受到了一個學習機械的樂趣以及枯燥，被那些機械器件、機件組合而成的機器所吸引，尤其是汽車、機器人、航天飛機等機械技術所震撼，感慨機械工作者的偉大。然而這種激動就在接近本學期結束之時，終于實現了，我們迎來了第一堂機械課程設計。

由于第一次做這樣的事情，脫離老師的管束，和同學們分組探討自動送料沖床的結構設計，把學了一學期的機械原理運用到實踐中，心中另是一番滋味！

在設計之前，指導老師把設計過程中的所有要求與條件講解清楚后，腦子里已經構思出機構的兩部分，即送料機構和沖壓機構，把每一部分分開設計，最后組合在一起不就完成整體設計了嗎？這過程似乎有點簡單，可是萬事開頭難，沒預料到這個“難”字幾乎讓我無法逾越，如槽輪間歇機構，要滿足送料間歇條件，就必須按照規定的運動規律即參數，設計一個滿足運動條件的槽輪機構，這是機械原理課堂上沒有講過的，因為這部分只是課本了解內容，但涉及這個槽輪機構對整個課程設計來說又是勢在必行的，所以我跟鄭光順跑到圖書館，恨恨地找了一番，終于借到與這次課程設計有關的六本參考資料書，拿回來后一本一本地看下去，把槽輪有關的內容一一瀏覽，結果，令我們欣喜的是這槽輪機構的各種參數都被羅列出來了，而且還有一道例題，按照例題的思路很快地設計出了槽輪機構，即送料機構設計完成。

做成了槽輪送料機構，我們的沖壓機構有存在很大的難題，將凸輪機構和連桿機構組合完成一個特定的運動，這是沒有學過的，凸輪機構倒是很容易地算出來了，但是連桿機構既要滿足角度條件又要滿足高度條件，解析法是不會在很短的時間內弄懂的，為了爭取時間我們只能選擇圖解法了，組長張瑞朋和鄭光順大晚上的坐在電腦旁邊，用CAD作圖，用QQ語音進行交流，高科技顯然被引進了我們的課程設計，兩位“工程師”邊做圖邊把存在的問題說出來，最后在他們二位加夜班的情況下，與第二天早上突破了這個難題。與此同時我們另外五人也拿出了兩套備用方案，各自完善了參數。一周后方案基本完成，進入作圖階段。但在作圖之前經過七人反復討論決定采取第三套凸輪連桿組合方案，因為這套方案可以很好地滿足急回這一特性，而其他兩套方案都在這一特性上欠缺，方案的選擇就這樣塵埃落定了。

作圖可以說是學機械的家常便飯，不過這最基本的功夫又是最耗時、最考驗人的耐心和細心的。從本周一起2張2號圖紙必須在周三完成，將我們設計機構完全呈現出來。由于我們組合機構比較復雜，所以除作最基本的結構件圖外還得完成結構件圖的側視圖，以便答辯時老師能夠讀懂我們的作業，這一任務無疑加大了我們的工作量，最為讓人印象深刻的就是，周二下午一點鐘到工作室后，為了在晚上離開前完成圖紙，一直作圖到晚上九點鐘，下午五點那時肚子實在餓得不行了，就干脆把快餐叫到工作室，幾個人在一起呼呼呼地吃了一頓特殊的作圖晚餐，這樣的事情在畢業后也許將成為同學之間的一段美好的回憶了。

周三完成課程設計報告，完善圖紙。準備好一切后，等待周四的答辯到來。只希望我們組能夠在答辯中取得好成績，即過程與結果的雙重完美，當然這是本次課程設計的最完美的結局。

2010.07.22凌晨

第五篇：機械原理課程設計心得體會

機械原理課程設計心得體會

十幾天的機械原理課程設計結束了，在這次實踐過程中學到了一些除技能以外的其他東西，領略到了別人在處理專業技能問題時顯示出的優秀品質，更深切地體會到人與人之間的那種相互協調合作的機制，最重要的還是自己對一些問題的看法產生了良性的變化。

在社會這樣一個大群體里面，溝通自然是為人處世的基本。如何協調彼此的關系，值得我們去深思和體會。在實習設計當中依靠與被依靠對我的觸及很大，有些人很有責任感，把這樣一種事情當成是自己的重要任務，并為之付出了很大的努力，不斷地思考自己所遇到的問題。而有些人則不以為然，總覺得自己的弱勢…..其實在生活中這樣的事情也是很多的。當我們面對很多問題的時候所采取的具體行動也是不同的，這當然也會影響我們的結果。很多時候問題的出現所期待我們的是一種解決問題的心態，而不是看我們過去的能力到底有多強，那是一種態度的端正和目的的明確，只有這樣把自己身置于具體的問題之中，我們才能更好地解決問題。

在這種相互協調合作的過程中，口角的斗爭在所難免，關鍵是我們如何地處理遇到的分歧，而不是一味地計較和埋怨，這不僅僅是在類似于這樣的協調當中，生活中的很多事情都需要我們有這樣的處理能力，面對分歧大家要消除誤解，相互理解，增進了解，達到諒解…..也許很多問題沒有想象中的那么復雜，關鍵還是看我們的心態，那種處理和解決分歧的心態，因為畢竟我們的出發點都是很好的。

課程設計也是一種學習同事優秀品質的過程，比如我組的紀超同學，人家的確有種耐得住寂寞的心態。確實他在學習上取得了很多傲人的成績，但是我所贊賞的還是他追求的過程，當遇到問題的時候，那種斟酌的態度就值得我們每一位學習，人家是在用心造就自己的任務，而且孜孜不倦，追求卓越。我們過去有位老師說得好，有些事情的產生只是有原因的，別人能在諸如學習上取得了不一般的成績，那絕對不是僥幸或者巧合，那是自己付出勞動的成果的彰顯，那是自己辛苦過程的體現。這種不斷上進，認真一致的心態也必將導致一個人在生活和學習的各個方面做得很完美，那種追求的鍥而不舍的過程是相同的。這就是一種優良的品質，它將指引著一個人意氣風發，更好走好自己的每一步.在今后的學習中，一定要戒驕戒躁，態度端正，虛心認真….要永遠的記住一句話：態度決定一切。