第一篇：機械原理課程設(shè)計

課程設(shè)計說明書

題目名稱：平面六桿機構(gòu)

學院：機械工程學院 專業(yè)：機械設(shè)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(shè)計題目及原始數(shù)據(jù)

二、設(shè)計要求

三、機構(gòu)運動分析與力的分析

1、機構(gòu)的運動分析

位置分析：θ=θ。+arctan(1/2)﹦〉θ。=θ-arctan(1/2)機構(gòu)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(yīng)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(jīng)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(dǎo)，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(lián)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(dǎo)，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(lián)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(fù)數(shù)矢量形式：lDE*e^(iθ3)+lEF*e^(iθ4)=lDF

將上式對時間t求導(dǎo)，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(dǎo)，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(dǎo)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(dǎo)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(gòu)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，F(xiàn)34+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(dǎo)數(shù)，并經(jīng)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(lián)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(jù)構(gòu)件3上的諸力平衡條件，∑F=0，可得

F32=-F23 根據(jù)構(gòu)件2上的力平衡條件，∑F=0，可得

F32=F12 對于構(gòu)件1，F(xiàn)21=-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(gòu)運動簡圖

CEθ2Bθ1ADθ4θ3F

六、設(shè)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(gòu)件1的平衡力偶隨z1的變化曲線')

七、設(shè)計心得

這次課程設(shè)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(gòu)都那么復(fù)雜，很多應(yīng)該提前掌握的原理，知識，我們都是現(xiàn)學現(xiàn)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(zhàn)。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(xiàn)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(shè)計，這些讓我們的假期充實不少。相信這次課程設(shè)計，會為我們下學期學機械設(shè)計課程，打下一個良好的基礎(chǔ)，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(shè)計

機械原理 課程設(shè)計說明書

設(shè)計題目：牛頭刨床的設(shè)計

機構(gòu)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(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畫機構(gòu)的運動簡圖……………………3 §3.2導(dǎo)桿機構(gòu)的運動分析…………………4 §3.3導(dǎo)桿機構(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凸輪機構(gòu)設(shè)計…………………………19 §3.7齒輪機構(gòu)設(shè)計…………………………24

四、課程設(shè)計心得體會……………………………26

五、參考文獻………………………………………27

一〃前言

機械原理課程設(shè)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(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)學生機械運動方案設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計以及應(yīng)用計算機對工程實際中各種機構(gòu)進行分析和設(shè)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(guān)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(shè)計有一較完整的概念。

⑶.使學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，進一步提高學生運算、繪圖、表達、運用計算機和查閱技術(shù)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(shè)計的任務(wù)是對機械的主體機構(gòu)連桿機構(gòu)、飛輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)，進行設(shè)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(chǔ)上設(shè)計凸輪，或?qū)Ω鳈C構(gòu)進行

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床，如圖(a）所示，由導(dǎo)桿機構(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、畫機構(gòu)的運動簡圖

以O(shè) 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(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(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(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

機械原理課程設(shè)計是機械設(shè)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(shè)計制造及其自動化大三的學生，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)實中的各種機械設(shè)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(xùn)為我們提供了良好的實踐平臺。

一周的機械原理課程設(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(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，想到很多能夠達到要求的執(zhí)行機構(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知識對設(shè)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(shè)計指導(dǎo)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(shè)計

機械原理課程設(shè)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(wù)．機械原理是機械類專業(yè)必修的一 門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，它是研究機械的工作原理、構(gòu)成原理、設(shè)計原理與方法的一門學科，特別是機械原理

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

著十分重要的作用．機械原理課程設(shè)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(shè)

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

設(shè)計機構(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(shè)計提出的要求是：“結(jié)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(xùn)練，并能對方案中某些機構(gòu)進行

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

定、執(zhí)行機構(gòu)選擇、機械運動方案評定、機構(gòu)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(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(shè)計能力．如何在機械原理課程設(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)學生創(chuàng)新思維能力

對于機械原理課程設(shè)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(gòu)進行設(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(shè)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(shè)計新機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，讓學生自己獨立地進行機械運動方案確定和對其中某些機構(gòu)進行設(shè)

計．雖然這種設(shè)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(guān)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(shè)計過程訓(xùn)練，大多數(shù)學生不知從哪里下手，較難進入設(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)計進度非常緩慢．從最后的設(shè)計結(jié)果來看，只有少數(shù)學生比較理想，多數(shù)學生的設(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，我們認為在機械原理課程設(shè)計中，分析與設(shè)計都是很重要的兩個環(huán)節(jié)，對典型機械的分析__和學生獨立創(chuàng)新機械的設(shè)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(shè)計時間內(nèi)把這些內(nèi)

容都安排進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，交給學生的課程設(shè)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(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(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：機械原理課程設(shè)計體會

機械原理課程設(shè)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(shù)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(jié)束之時，終于實現(xiàn)了，我們迎來了第一堂機械課程設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)計之前，指導(dǎo)老師把設(shè)計過程中的所有要求與條件講解清楚后，腦子里已經(jīng)構(gòu)思出機構(gòu)的兩部分，即送料機構(gòu)和沖壓機構(gòu)，把每一部分分開設(shè)計，最后組合在一起不就完成整體設(shè)計了嗎？這過程似乎有點簡單，可是萬事開頭難，沒預(yù)料到這個“難”字幾乎讓我無法逾越，如槽輪間歇機構(gòu)，要滿足送料間歇條件，就必須按照規(guī)定的運動規(guī)律即參數(shù)，設(shè)計一個滿足運動條件的槽輪機構(gòu)，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(nèi)容，但涉及這個槽輪機構(gòu)對整個課程設(shè)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(shè)計有關(guān)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(guān)的內(nèi)容一一瀏覽，結(jié)果，令我們欣喜的是這槽輪機構(gòu)的各種參數(shù)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(shè)計出了槽輪機構(gòu)，即送料機構(gòu)設(shè)計完成。

做成了槽輪送料機構(gòu)，我們的沖壓機構(gòu)有存在很大的難題，將凸輪機構(gòu)和連桿機構(gòu)組合完成一個特定的運動，這是沒有學過的，凸輪機構(gòu)倒是很容易地算出來了，但是連桿機構(gòu)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(nèi)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(shè)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(shù)。一周后方案基本完成，進入作圖階段。但在作圖之前經(jīng)過七人反復(fù)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(shè)計機構(gòu)完全呈現(xiàn)出來。由于我們組合機構(gòu)比較復(fù)雜，所以除作最基本的結(jié)構(gòu)件圖外還得完成結(jié)構(gòu)件圖的側(cè)視圖，以便答辯時老師能夠讀懂我們的作業(yè)，這一任務(wù)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(yè)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(shè)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(jié)果的雙重完美，當然這是本次課程設(shè)計的最完美的結(jié)局。

2010.07.22凌晨

第五篇：機械原理課程設(shè)計心得體會

機械原理課程設(shè)計心得體會

十幾天的機械原理課程設(shè)計結(jié)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(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)，更深切地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。

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(xié)調(diào)彼此的關(guān)系，值得我們?nèi)ド钏己腕w會。在實習設(shè)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(wù)，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(jié)果。很多時候問題的出現(xiàn)所期待我們的是一種解決問題的心態(tài)，而不是看我們過去的能力到底有多強，那是一種態(tài)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(xié)調(diào)合作的過程中，口角的斗爭在所難免，關(guān)鍵是我們?nèi)绾蔚靥幚碛龅降姆制?，而不是一味地計較和埋怨，這不僅僅是在類似于這樣的協(xié)調(diào)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(fù)雜，關(guān)鍵還是看我們的心態(tài)，那種處理和解決分歧的心態(tài)，因為畢竟我們的出發(fā)點都是很好的。

課程設(shè)計也是一種學習同事優(yōu)秀品質(zhì)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(tài)。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(tài)度就值得我們每一位學習，人家是在用心造就自己的任務(wù)，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(chǎn)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(xiàn)。這種不斷上進，認真一致的心態(tài)也必將導(dǎo)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(yōu)良的品質(zhì)，它將指引著一個人意氣風發(fā)，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(tài)度端正，虛心認真….要永遠的記住一句話：態(tài)度決定一切。