第一篇:機(jī)械原理課程設(shè)計目的和任務(wù)
第一節(jié)
機(jī)械原理課程設(shè)計目的和任務(wù)
一、機(jī)械原理課程設(shè)計的目的
機(jī)械原理課程設(shè)計是使學(xué)生較全面、系統(tǒng)掌握機(jī)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(xué)生“初步具有確定機(jī)械運動方案,分析和設(shè)計機(jī)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(jī)械系統(tǒng)運動方案設(shè)計與擬定為結(jié)合點,把機(jī)械原理課程中分散于各章的理論和方法融會貫通起來,進(jìn)一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識;
2)通過擬定機(jī)械運動方案的訓(xùn)練,使學(xué)生初步具有機(jī)構(gòu)選型與組合和確定運動方案的能力;
3)使學(xué)生在了解機(jī)械運動的變換與傳遞及力傳遞的過程中,對機(jī)械的運動、動力分析與設(shè)計有一個較完整的概念;
4)進(jìn)一步提高學(xué)生運算、繪圖、運用計算機(jī)和技術(shù)資料的能力;
5)通過編寫說明書,培養(yǎng)學(xué)生表達(dá)、歸納、總結(jié)和獨立思考與分析的能力。
二、機(jī)械原理課程設(shè)計的任務(wù)
對給定的設(shè)計要求進(jìn)行分析,將總功能分解;制定機(jī)構(gòu)運動循環(huán)圖;設(shè)計實現(xiàn)各個分功能的機(jī)構(gòu)運動原理,構(gòu)成幾種運動方案,對各運動方案進(jìn)行對比和選擇;對選定方案中的機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析與設(shè)計,畫出機(jī)構(gòu)運動簡圖;設(shè)計飛輪;對機(jī)構(gòu)進(jìn)行必要的運動和動力分析。
三、機(jī)械原理課程設(shè)計進(jìn)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(jī)械原理課程課堂教學(xué)完成后,集中一段時間進(jìn)行;
2)分散式:將課程設(shè)計與課程教學(xué)平行安排;
3)集中與分散:在機(jī)械原理課程教學(xué)的中后期先進(jìn)行課程設(shè)計的調(diào)研及部分工作方案設(shè)計工作,課程結(jié)束后集中一段時間進(jìn)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(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)運動方案設(shè)計有利,第二種對密切聯(lián)系每章中的理論教學(xué)較好,適宜于解析法為主要手段的機(jī)構(gòu)分析與綜合類的課程設(shè)計題,而對機(jī)械運動方案設(shè)計類的題目較難進(jìn)行。
四、課程設(shè)計的一般步驟和方法
機(jī)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(jī)構(gòu)組成,機(jī)械原理課程設(shè)計要求針對某種簡單機(jī)器進(jìn)行機(jī)械運動設(shè)計,最終獲得機(jī)械運動簡圖。機(jī)械運動設(shè)計的一般步驟是:
1、確定執(zhí)行構(gòu)件的運動及運動參數(shù)
所謂執(zhí)行構(gòu)件的運動,是指完成機(jī)器預(yù)定功能所需的所有執(zhí)行構(gòu)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(guān)系。當(dāng)機(jī)器的工作要求確定之后,根據(jù)對所需的功能要求進(jìn)行分析,可確定出實現(xiàn)功能的原理,進(jìn)一步便可確定執(zhí)行構(gòu)件的運動。
這一步包括將兩個工作:
1)通過對設(shè)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(shè)計要求由功能要求細(xì)化為對各個執(zhí)行構(gòu)件的運動形式和運動參數(shù)的要求。
2)按照功能要求,設(shè)計出所有各個執(zhí)行構(gòu)件之間在運動上的協(xié)調(diào)關(guān)系,繪制出機(jī)械運動循環(huán)圖。
2、確定原動機(jī)的類型和運動參數(shù)
原動機(jī)的類型和運動參數(shù)影響機(jī)械傳動的形式、機(jī)構(gòu)類型的選擇和機(jī)械系統(tǒng)的復(fù)雜程度,因此應(yīng)首先選好原動機(jī)。
常用原動機(jī)有三相異步電動機(jī)、調(diào)速電動機(jī)和往復(fù)式油缸(或氣缸)等。機(jī)器中一般多采用三相異步電動機(jī)為原動機(jī),同時對電動機(jī)的運動參數(shù)的選擇應(yīng)綜合考慮電動機(jī)和傳動部分的重量、尺寸、價格、機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的復(fù)雜程度以及機(jī)械效率等各方面的因素。
3、確定機(jī)器的運動方案 此部分包括兩個內(nèi)容:
1)機(jī)器運動方案的設(shè)計。當(dāng)執(zhí)行構(gòu)件的工藝動作和原動機(jī)的運動確定后,就可以選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)及其合理組合,形成完成各個工藝動作的機(jī)器工作原理以及原動機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的傳動方案。設(shè)計機(jī)器運動的工作原理,其基礎(chǔ)是對機(jī)械原理課程中所講述的各種常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成、運動特點、工作原理的掌握。同時,在擬定機(jī)器工作方案時還應(yīng)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(jī)械的重量和制造成本,也有利于提高機(jī)械效率和見小累積誤差。②優(yōu)先選用基本機(jī)構(gòu)基本機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計方便、技術(shù)成熟,故在滿足功能要求的條件下,應(yīng)優(yōu)先選用。
③應(yīng)使機(jī)械有較高的機(jī)械效率。
④合理安排不同類型傳動機(jī)構(gòu)的順序一般來說,通常將轉(zhuǎn)變運動形式的機(jī)構(gòu)安排在運動鏈的末端,與執(zhí)行構(gòu)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(jī)構(gòu)。具體分配時應(yīng)注意:一是每一級傳動的傳動比應(yīng)在通常的范圍內(nèi)選取;二是當(dāng)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(jī)械的安全運轉(zhuǎn)。2)選擇最優(yōu)機(jī)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(shè)計出多種運動方案,這就設(shè)計方案的選擇問題。最為機(jī)械原理課程設(shè)計,僅要求完成方案的初步訓(xùn)練,大致可從以下幾個方面進(jìn)行分析、比較:
①機(jī)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(yīng)性和擴(kuò)展性等。②機(jī)械的工作性能機(jī)械在滿足功能要求的條件下,還應(yīng)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(jī)械的動力性能如沖擊、振動、噪聲及磨損性等。
④機(jī)械結(jié)構(gòu)的合理性結(jié)構(gòu)的合理性包括結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、尺寸及重量大小等。
⑤機(jī)械的經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性包含設(shè)計工作量的大小、制造成本、維修難易及能耗大小等。
4、機(jī)械系統(tǒng)的運動尺寸設(shè)計
機(jī)械系統(tǒng)的運動尺寸設(shè)計包括傳動機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運動尺寸設(shè)計。
傳動機(jī)構(gòu)的運動設(shè)計在運動設(shè)計節(jié)段,主要是確定總傳動比,以及相應(yīng)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(jī)構(gòu)得到所需的速度。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運動尺寸設(shè)計,則要對各構(gòu)件的長度,機(jī)架的位置、高副運動副元素的幾何形狀、螺旋機(jī)構(gòu)的導(dǎo)程、棘輪棘抓機(jī)構(gòu)的齒數(shù)、槽輪機(jī)構(gòu)的尺寸和輪槽數(shù)等進(jìn)行確定,其決定方法在機(jī)械原理的相應(yīng)章節(jié)中已經(jīng)詳細(xì)說明。
5、繪制機(jī)構(gòu)運動簡圖
在機(jī)器運動方案的設(shè)計和機(jī)構(gòu)運動尺寸設(shè)計的基礎(chǔ)之上,選擇適當(dāng)?shù)谋壤呃L制機(jī)器運動簡圖。對于執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)適當(dāng)標(biāo)注與運動有關(guān)的尺寸參數(shù),對于傳動機(jī)構(gòu)則應(yīng)標(biāo)注相應(yīng)的齒輪和鏈輪齒數(shù)及帶輪直徑等。原動機(jī)和執(zhí)行構(gòu)件的運動及其參數(shù)也應(yīng)使用相應(yīng)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(shù)要求,如運動的不均勻性要求,為了達(dá)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(jī)構(gòu)運動簡圖的繪制方法參考機(jī)械原理教材。
6、機(jī)構(gòu)運動分析
為了檢查所設(shè)計的機(jī)構(gòu)是否滿足預(yù)定的運動要求,是否回發(fā)生運動干涉,確定機(jī)構(gòu)運動所需的空間大小,為機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力分析提供資料,應(yīng)對所設(shè)計的機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動分析。
課程設(shè)計中,一般可對主體機(jī)構(gòu)或指定的機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動分析,應(yīng)畫出執(zhí)行構(gòu)件的運動線圖,一般進(jìn)行分析比較。還要求出指定構(gòu)件的角加速度和質(zhì)心的加速度,以便進(jìn)行動態(tài)靜力分析。運動分析可采用圖解法和解析法。
7、機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力分析
在運動分析的基礎(chǔ)上,對機(jī)構(gòu)進(jìn)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(yù)定規(guī)律運動時,求出各運動副中的反力,及機(jī)構(gòu)的平衡力或平衡力矩。為后續(xù)的飛輪設(shè)計,原動機(jī)的功率選擇,以及零部件的工作能力設(shè)計提供原始資料。
機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力分析也可采用圖解法和解析法進(jìn)行分析。
8、機(jī)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(jī)器,為了改善機(jī)器的工作平穩(wěn)性,見小所需電動機(jī)的容量,需要添加飛輪。集體方法可參閱機(jī)械原理教材相應(yīng)內(nèi)容。
9、確定的電動機(jī)功率
主體機(jī)在周期性變速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時所需電動機(jī)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)??紤]到傳動效率,則電動機(jī)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(gòu)件所需的功率和啟動時所需的功率的增加,因此電動機(jī)所需的功率可能還要增大,通常用類比法參照同類機(jī)器修正計算所得的電動機(jī)功率。查閱電動機(jī)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(jī)的型號。
10、編寫設(shè)計說明書
說明書是設(shè)計計算的整理和總結(jié),是圖紙設(shè)計的理論依據(jù),而且是審核設(shè)計的技術(shù)文件之一。說明書編寫要求和注意事項在后面有詳細(xì)說明。
五、課程設(shè)計說明書的編寫
1、課程設(shè)計說明書的內(nèi)容
編寫技術(shù)報告、可行性論證報告、產(chǎn)品說明書等技術(shù)文件是學(xué)生在校期間應(yīng)該掌握的基本技能之一。課程設(shè)計說明書屬于技術(shù)說明書中的一種,對說明書的編寫是培養(yǎng)學(xué)生編寫技術(shù)文件的重要途徑之一。
編寫課程設(shè)計說明書,是學(xué)生對課程設(shè)計的總結(jié),內(nèi)容大致包括:
1)目錄
2)設(shè)計任務(wù)書(包括設(shè)計條件和要求);
3)運動循環(huán)圖(執(zhí)行構(gòu)件運動協(xié)調(diào)配合關(guān)系); 4)原動機(jī)的運動類型及其運動參數(shù)的選擇;
5)機(jī)器運動方案(三種或三種以上方案)設(shè)計及其選擇;6)傳動系統(tǒng)運動尺寸設(shè)計;
7)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(主體機(jī)構(gòu)和輔助機(jī)構(gòu))的運動尺寸設(shè)計;
8)機(jī)構(gòu)運動簡圖;
9)主體機(jī)構(gòu)運動分析;
10)主體機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力分析;
11)機(jī)器周期性行速度波動調(diào)節(jié);
12)確定電動機(jī)功率;
13)自我評價及感想;
14)參考資料。
2、課程設(shè)計說明書的編寫要求和注意事項
1)預(yù)備好草稿本。每個學(xué)生在接到課程設(shè)計題目之后要備一草稿本,把你在課程設(shè)計過程中查閱、摘錄的資料、初步的運算、編程的草稿、設(shè)計構(gòu)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(yīng)該用鋼筆寫在16開課程設(shè)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(shè)計說明書的編寫,學(xué)生應(yīng)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(dá)設(shè)計成果的方法,說明書是每個學(xué)生治學(xué)態(tài)度、獨立分析能力、歸納總結(jié)表達(dá)能力的綜合反映,每個學(xué)生必須下功夫斟字酌句寫出自己的水平與風(fēng)格,也為書寫其他課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和論文打下基礎(chǔ)。
3)說明書中計算部分的書寫,必須附上與計算有關(guān)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(jié)果。計算所引用的公式和數(shù)據(jù)應(yīng)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(yīng)有大小標(biāo)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(yīng)繪出。
6)說明書應(yīng)加上統(tǒng)一的封面,并與目錄裝訂成冊。
7)課程設(shè)計提交時,說明書應(yīng)與圖紙一同裝入課程設(shè)計檔案袋內(nèi),圖紙應(yīng)按制圖要求進(jìn)行折疊,并做好大便準(zhǔn)備。
Mud??m(kW)1000
第二篇:機(jī)械原理課程設(shè)計
機(jī)械原理 課程設(shè)計說明書
設(shè)計題目:牛頭刨床的設(shè)計
機(jī)構(gòu)位置編號:11 3
方案號:II
班 級: 姓 名: 學(xué) 號:
年 月 日
目錄
一、前言………………………………………………1
二、概述
§2.1課程設(shè)計任務(wù)書…………………………2 §2.2原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求……………………2
三、設(shè)計說明書
§3.1畫機(jī)構(gòu)的運動簡圖……………………3 §3.2導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運動分析…………………4 §3.3導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)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(shè)計………………………………17
§3.6凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計…………………………19 §3.7齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計…………………………24
四、課程設(shè)計心得體會……………………………26
五、參考文獻(xiàn)………………………………………27
一〃前言
機(jī)械原理課程設(shè)計是高等工業(yè)學(xué)校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生第一次較全面的機(jī)械運動學(xué)和動力學(xué)分析與設(shè)計的訓(xùn)練,是本課程的一個重要實踐環(huán)節(jié)。是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械運動方案設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計以及應(yīng)用計算機(jī)對工程實際中各種機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和設(shè)計能力的一門課程。其基本目的在于:
⑴.進(jìn)一步加深學(xué)生所學(xué)的理論知識培養(yǎng)學(xué)生獨立解決有關(guān)本課程實際問題的能力。
⑵.使學(xué)生對于機(jī)械運動學(xué)和動力學(xué)的分析設(shè)計有一較完整的概念。
⑶.使學(xué)生得到擬定運動方案的訓(xùn)練并具有初步設(shè)計選型與組合以及確定傳動方案的能力。
⑷.通過課程設(shè)計,進(jìn)一步提高學(xué)生運算、繪圖、表達(dá)、運用計算機(jī)和查閱技術(shù)資料的能力。
⑸.培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)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(jī)械原理課程設(shè)計的任務(wù)是對機(jī)械的主體機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)、飛輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu),進(jìn)行設(shè)計和運動分析、動態(tài)靜力分析,并根據(jù)給定機(jī)器的工作要求,在此基礎(chǔ)上設(shè)計凸輪,或?qū)Ω鳈C(jī)構(gòu)進(jìn)行
運動分析。
二、概述
§2.1課程設(shè)計任務(wù)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(jī)床,如圖(a)所示,由導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)1-2-3-4-5帶動刨頭5和削刀6作往復(fù)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(yīng)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(shè)計要求
三、設(shè)計說明書(詳情見A1圖紙)
§3.1、畫機(jī)構(gòu)的運動簡圖
以O(shè) 4為原點定出坐標(biāo)系,根據(jù)尺寸分別定出O 2點B點,C點。確定機(jī)構(gòu)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(yīng)的曲柄位置,1’和7’為切削起點和終點所對應(yīng)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(dǎo)桿機(jī)構(gòu)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(jìn)行速度分析。因構(gòu)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(gòu)件3和4的重合點A進(jìn)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(gòu)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(jìn)行加速度分析。因構(gòu)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(gòu)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(gòu)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(jìn)行速度分析,因構(gòu)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(gòu)件3和4的重合點A進(jìn)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(gòu)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(jìn)行加速度分析。因構(gòu)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(gòu)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(dǎo)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(gòu)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(dǎo)桿機(jī)構(gòu)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(shè)計
1.環(huán)取取曲柄AB為等效構(gòu)件,根據(jù)機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)設(shè)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(yuǎn)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(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)運動簡圖。
3.設(shè)計步驟:
1、取任意一點O2為圓心,以作r0=45mm基圓;
2、再以O(shè)2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O(shè)9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(yuǎn)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(yīng)的角位移如下表所示),并用A進(jìn)行標(biāo)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(yīng)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(shè)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(yīng)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(shè)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(yīng)用公式:???min?rT?5?rT??min?5?21.7651mm;滾
子的尺寸還受到其強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)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(shè)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(guān)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(jī)構(gòu)設(shè)計 1、設(shè)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(jī)械原理課程設(shè)計是機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)教學(xué)活動中不可或缺的一個重要環(huán)節(jié)。作為一名機(jī)械設(shè)計制造及其自動化大三的學(xué)生,我覺得有這樣的實訓(xùn)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(chǔ)課。在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)理論面,如何去面對現(xiàn)實中的各種機(jī)械設(shè)計?如何把我們所學(xué)的專業(yè)理論知識運用到實踐當(dāng)中呢?我想這樣的實訓(xùn)為我們提供了良好的實踐平臺。
一周的機(jī)械原理課程設(shè)計就這樣結(jié)束了,在這次實踐的過程中學(xué)到了很多東西,既鞏固了上課時所學(xué)的知識,又學(xué)到了一些課堂內(nèi)學(xué)不到的東西,還領(lǐng)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(jī)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(shè)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(dá)到要求的執(zhí)行機(jī)構(gòu),雖然有些設(shè)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(xué)知識對設(shè)計的簡單評價的技能。
五、參考文獻(xiàn)
1、《機(jī)械原理教程》第7版
主編:孫桓
高等教育出版社
2.《機(jī)械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書》主編:戴娟
高等教育出版社
3.《理論力學(xué)》主編:尹冠生
西北工業(yè)大學(xué)出版社
第三篇:機(jī)械原理課程設(shè)計
機(jī)械原理課程設(shè)計
培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力是高等教育改革的一項重要任務(wù).機(jī)械原理是機(jī)械類專業(yè)必修的一 門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課,它是研究機(jī)械的工作原理、構(gòu)成原理、設(shè)計原理與方法的一門學(xué)科,特別是機(jī)械原理
課程中關(guān)于機(jī)械運動方案的設(shè)計是機(jī)械工程設(shè)計中最具有創(chuàng)造性的內(nèi)容,對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力起
著十分重要的作用.機(jī)械原理課程設(shè)計是機(jī)械原理教學(xué)的一個重要實踐環(huán)節(jié),以往我們在機(jī)械原理課程設(shè)
計中存在著很多不足,主要問題是學(xué)生完成課程設(shè)計后,在后續(xù)課程的學(xué)習(xí)與實踐中,不能正確地選用和
設(shè)計機(jī)構(gòu),特別是創(chuàng)造性設(shè)計能力與分析解決實際工作問題的能力、動手能力和適應(yīng)能力顯得不足.高等
學(xué)校工科本科《機(jī)械原理課程教學(xué)基本要求》中,對機(jī)械原理課程設(shè)計提出的要求是:“結(jié)合一個簡單的機(jī)
械系統(tǒng),綜合運用所學(xué)的理論和方法,使學(xué)生受到擬定機(jī)械運動方案的訓(xùn)練,并能對方案中某些機(jī)構(gòu)進(jìn)行
分析和設(shè)計”.它要求針對某種簡單機(jī)械進(jìn)行機(jī)械運動簡圖設(shè)計,其中包括機(jī)器功能分析、工藝動作過程確
定、執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇、機(jī)械運動方案評定、機(jī)構(gòu)尺度綜合等.依據(jù)這一基本精神,要求把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計、開拓能力作為一條主線貫穿于課程設(shè)計的始終,在深入掌握機(jī)械原理基本知識、強(qiáng)化學(xué)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(xué)生創(chuàng)造性設(shè)計能力.如何在機(jī)械原理課程設(shè)計中體現(xiàn)這種能力培
養(yǎng),幾年來我們不斷地對課程設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計方法和設(shè)計手段等進(jìn)行了一些探索與實踐. 1 合理安排課程設(shè)計內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力
對于機(jī)械原理課程設(shè)計的內(nèi)容選擇,以往教學(xué)中存在著兩種不同的看法:一種認(rèn)為選用已有的典型機(jī) 械,對其進(jìn)行比較系統(tǒng)的運動分析與受力分析等,以加深學(xué)生對機(jī)械原理課程各章節(jié)內(nèi)容的理解和掌握;
另一種認(rèn)為根據(jù)某些功能要求,要求學(xué)生獨立地確定機(jī)械系統(tǒng)的運動方案,并對其中的某些機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)
計.前者側(cè)重于分析,后者則側(cè)重于設(shè)計.我們在課程設(shè)計內(nèi)容選擇問題上也進(jìn)行了多年探索,如以培養(yǎng)學(xué)
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(jī)械進(jìn)行分析設(shè)計的題目,但是在后
續(xù)的課程教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)造性設(shè)計新機(jī)械的能力與分析解決實際工作問題的能力和適應(yīng)能力顯得不
足.我們也曾經(jīng)嘗試只給出設(shè)計題目,讓學(xué)生自己獨立地進(jìn)行機(jī)械運動方案確定和對其中某些機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)
計.雖然這種設(shè)計內(nèi)容能夠促使學(xué)生主動地進(jìn)行獨立思考,自覺地進(jìn)行一些相關(guān)資料的查詢,但是由于學(xué)
生沒有進(jìn)行過一次比較系統(tǒng)的設(shè)計過程訓(xùn)練,大多數(shù)學(xué)生不知從哪里下手,較難進(jìn)入設(shè)計狀態(tài),設(shè)計
過程
中出現(xiàn)多次反復(fù)修改使得設(shè)計進(jìn)度非常緩慢.從最后的設(shè)計結(jié)果來看,只有少數(shù)學(xué)生比較理想,多數(shù)學(xué)生的設(shè)計都出現(xiàn)了一些錯誤,設(shè)計結(jié)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(rèn)為在機(jī)械原理課程設(shè)計中,分析與設(shè)計都是很重要的兩個環(huán)節(jié),對典型機(jī)械的分析__和學(xué)生獨立創(chuàng)新機(jī)械的設(shè)計對于學(xué)生來說都是不能缺少的.那么怎樣才能在有限的設(shè)計時間內(nèi)把這些內(nèi)
容都安排進(jìn)去而又同時能保證設(shè)計質(zhì)量呢?我們結(jié)合現(xiàn)有實際條件,交給學(xué)生的課程設(shè)計內(nèi)容是:先進(jìn)行
典型的機(jī)械分析,然后進(jìn)行創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計.我們選擇了牛頭刨床傳動方案作為課程設(shè)計題目,要求學(xué)生不
能照搬現(xiàn)有牛頭刨床傳動方案,每個學(xué)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(xué)
生在方案構(gòu)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(xué)生突破了固有傳動方案模式,拓寬了方案構(gòu)思思路,得到了一次提高創(chuàng)新思維能力的訓(xùn)練.
第四篇:機(jī)械原理課程設(shè)計格式
機(jī)械原理課程設(shè)計格式
目錄
一、設(shè)計題目
1、題目及設(shè)計要求
2、基本數(shù)據(jù)
二、功能分解
三、機(jī)構(gòu)選型
實現(xiàn)每個工藝動作機(jī)構(gòu)的選型
四、機(jī)械運動方案的擬定
1、機(jī)構(gòu)組合方式
2、機(jī)械運動方案的擬定(擬定2~3個方案,并畫出相應(yīng)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(jī)械運動方案簡圖)
五、運動循環(huán)圖
六、機(jī)構(gòu)尺寸的確定及設(shè)計計算
1、傳動比計算
2、機(jī)構(gòu)尺寸的確定
3、連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(進(jìn)行運動分析,并畫出運動線圖)
4、齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(幾何參數(shù)設(shè)計)
5、凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(根據(jù)選定從動件的運動規(guī)律設(shè)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(jìn)行設(shè)計,如果是用計算機(jī)編程,建立數(shù)學(xué)模型,寫出流程框圖,程序列在附錄,附錄附在設(shè)計說明書后面。
七、總結(jié)
八、參考文獻(xiàn)
格式:羅洪量主編.《機(jī)械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書》(第二版).北京:高等教育出版社,1986年。2 JJ.杰克(美)主編.《機(jī)械與機(jī)構(gòu)的設(shè)計原理》(第一版).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1985年。
注意事項:
1、設(shè)計說明書用鋼筆、中性筆書寫,書寫要規(guī)范、認(rèn)真,采用統(tǒng)一的課程設(shè)計用紙;
2、對自成單元的內(nèi)容應(yīng)有大小標(biāo)題,做到層次分明醒目突出;
3、編寫說明書時應(yīng)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(yīng)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(jī)械運動簡圖時應(yīng)采用規(guī)定的符號、按比例作圖;
7、對計算結(jié)果應(yīng)有簡明的結(jié)論。如果實際所取的數(shù)值與計算結(jié)果有較大的差異,應(yīng)作必要的解釋,說明原因。
第五篇:機(jī)械原理課程設(shè)計原始數(shù)據(jù)
2014-2015-1機(jī)械原理課程設(shè)計原始數(shù)據(jù)
1.膏體自動灌裝機(jī)方案設(shè)計
膏體自動灌裝機(jī)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(jī)方案設(shè)計
自動制釘機(jī)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(jī)方案設(shè)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(jī)方案設(shè)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(jī)轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機(jī)方案設(shè)計
每分鐘嵌紙:n(次)
n=70,72,75,78,80,82,84,86,88,90 電機(jī)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(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)盡量簡單緊湊,工作可靠,噪聲較小。
6.自動洗瓶機(jī)方案設(shè)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(jī)構(gòu)應(yīng)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(zhǔn)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(jī)方案設(shè)計
上沖頭、下沖頭、送料篩的設(shè)計要求:
1)上沖頭完成往復(fù)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(jìn)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(jī)構(gòu)應(yīng)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(fù)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。