[精选]机械原理课程设计指导书.docx

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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北京市教育委员会共建项目专项资助2010年目录目录2第1章概述4 1.1机械原理课程设计的目的和任务4 1.1.1课程设计目的4 1.1.2课程设计任务4 1.2课程设计所采用方法4 1.3课程设计具体要求5 1.3.1任务书5 1.3.2目录6 1.4实习6 1.4.1要求7 1.4.2实习地点7第2章设计示范8 2.1概述8 2.2方案设计实例8 2.2.1牛头刨床传动方案设计。8 2.2.2方案评价准则10 2.2.3蛙式打夯机和2K-V型行星传动机构方案设计简介10 2.3用解析法进行机构的运动综合和分析（复数矢量法）12 2.3.1牛头刨床主体机构的设计12 2.3.2导杆机构的运动分析13 2.3.3计算流程图14 2.4应用图解法进行平面机构的运动综合和分析14 2.4.1设计题目14 2.3.2设计要求14 2.4.2机构简图和已知数据14 2.4.3设计步骤15第3章课程设计题目、原始数据及要求17 3.1课程设计题目17 3.2要求17 3.2.1牛头刨床主体机构的设计17 3.2.2自动包装机传动系统的研究和设计18 3.2.3自行车制动系统及传动系统的研究和综合18 3.2.4机械手传动机构的研究与设计（4个不同机械手）18 3.2.5缝纫机送布机构等的研究与设计19 3.2.6多功能清洁车的研究与设计19 3.2.7摆式运输机的设计19 3.2.8插床主体机构的设计20 3.2.9齿轮机构的设计21 3.2.10关于自选题目21第4章课程设计成绩评价体系22 4.1方案、图纸和设计报告评价22 4.1.1方案分析与评价22 4.1.2图纸评价22 4.1.3设计报告评价22 4.2成绩评定22第5章往届同学的设计感想23 5.1机械设计感想23 5.2机械原理课程设计感想25 5.3机械原理课程设计感想26 5.4机械原理课程设计感想27 5.5机械设计课程设计感想27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1.1.1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巩固、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、运用计算机、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，选择最佳方案；就所选择的最佳运动方案，应用计算机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。1.2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）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。利用计算机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。1.3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。1.3.1任务书1.3.1.1设计参数——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。1.3.1.2设计任务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1.3.1.3要求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，用语规范）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设计总结（心得体会、建议等——言简意赅）统一格式的参考文献1.3.2目录1.3.2.1机器简介1）机器功能简介2）设计参数3）设计任务1.3.2.2绘制整机工作的运动循环图1.3.2.3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动设计，编程计算主要几何尺寸，校核啮合性能1.3.2.4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。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进创意。1.4.2实习地点主要实习地点为金工厂及实验室（工402）。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、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nAB＝90r/min，刀架行程H＝0.32m，行程速比系数K＝1.2。如图所示，可以归纳出下面八种传动方案。方案2方案1方案3方案4方案5方案6方案8方案7图2-1牛头刨床传动方案设计分析表2－1牛头刨床运动方案评价方案项目。