1、机械原理机械原理课程设计指导课程设计指导 机械原理课程设计是学生学习机械原理的一个重要的实践性教学环节。一、机械原理课程设计的目的1.进一步巩固和加深所学的理论知识。2.培养运用理论知识独立解决实际问题的能力。3.掌握进行运动分析和设计的图解方法，及利用计算机的解析方法。4.提高使用技术资料的能力。二、机械原理课程设计的任务和内容机械原理课程设计的任务是：在规定时间内完成教师指定的机构设计课题，进而对机构的性能进行分析和科学评价。将自己的设计研究成果编写计算说明书一份(10页以上)，绘制设计图样(A1)一张。机械原理课程设计的内容是：1.按照机械的几何、运动、动力、轨迹等性能要求进行低副机构的
2、尺寸结构设计或高副机构的廓线设计。2.对指定的机械进行运动分析。三、机械原理课程设计的方法1.解析法：掌握用计算机解决工程实际问题的能力。编程巧妙，参数合理，计算正确。2.图解法：掌握工程图算能力。分析正确，绘图精确，比例适中，图面清洁。四、机械原理课程设计要求1.设计说明书的编写格式第一页 封面格式如图：第二页 设计课题（包含设计条件和要 求的设计任务书）：第三页 目录：第四页至最后 设计说明(正文)；最后页 列出主要参考资料。机械原理课程设计 说明书 设计课题：学院：班级：姓名：学号：指导教师：年 月 日 设计说明包含以下内容：1.1 依据设计任务书，确定设计方案的说明；1.2 分析原始数
3、据，并确定机构主要几何参数，绘制机构运动简图；1.3 对机构进行分析所用方法及其原理的简要说明；1.4 列出必要的设计计算过程；1.5 用图解法对机构特定工作位置进行分析的说明；1.6 用解析法对机构进行动态分析的说明；1.7 画出编程方框图，打印出自编的全部程序，对所编程序中的某些符号、变量名及其它方面作必要的说明，及自编程序的运行结果；1.8 用表格等形式列出计算结果，画出机构动态分析的曲线图；1.9 按分析结果，对自己设计的机构进行评价讨论；2.设计说明书的要求2.1 设计说明书应该用钢笔写(或打印)在16开的报告纸上，要求字迹端正，文句通顺，层次清楚，叙述简明。2.2 设计说明书的叙述
4、部分，应有理论根据。必要时应配上插图，正确、简单、明了；2.3 设计说明书的计算部分，应说明公式和数据来源、代号、量纲。推荐格式：序号计算项目 代号 公式和数据来源 数值量纲 备注2.4 设计说明书中的参考资料应编号，使用参考资料时可用编号标明；2.5 设计说明书中每一自成单元的内容都应有大小标题，使其醒目突出；2.6 设计说明书中的自编计算机程序，应打印附上；2.7 说明书应加上封面与目录装订成册。3.设计图样要求3.1 图样幅面采用GB A1 一张；3.2标题栏格式、大小如图。3.3图样的质量要求：严格按比例绘制，分析正确，作图精确，符合课题要求。3.4图面要求：布图匀称、图面整齐，清洁、
5、线条，尺寸标注等符合标准的规定。图号 班级 学号 姓名 日期 题目 审批 成绩 题号 安徽工业大学 机械工程学院 45 4*15=60 60 180 机械原理课程设计 4.课程设计注意事项4.1 认真阅读指导书,仔细听指导课,作好笔记；4.2 正确运用手册、标准；4.3 优化设计，不怕反复计算。容忍错误，轻则造成浪费，重则酿成大祸。4.4 保存好草稿本。编写说明书实际就是将草稿内容誊清和规范化。为防止抄袭还要检查。课题指导课题指导课题一、平面连杆机构设计及运动分析课题二、渐开线变位直齿圆柱齿轮机构传动设计及运动分析课题三、凸轮机构设计及运动分析一、平面连杆机构设计及运动分析1、题号1(/I/I
6、I/III)牛头刨主体机构设计 牛头刨中C到EF的垂直距离,应使压力角DEF最小。A B C D E F 题号2：曲柄滑块机构设计；题号3：曲柄四杆机构设计；插秧机的插秧头F动作如图，上下行程需达秧高180mm，指导书提供的杆长数据只是杆长比例，实际杆长需设计确定。A O B A D C B E F 1802、用解析法作机构运动分析。2.1可按工作构件的x、y方向位移列方程(SX、SY)，按(SX、SY)求导计算V、V和a、a。2.2利用计算机辅助计算指导书上程序，改编成工作构件的运动分析程序。程序要求输出工作构件的运动分析数据；工作点的运行轨迹(S位移图)和V、a坐标图。采集数据中应含有两个
7、极位的分析数据。才能正确分析工作构件的运动。3、用图解法作图示位置机构的运动分析列出矢量方程、比例尺；画速度多边形和加速度多边形和加速度多边形，。绝对矢量用实线，相对矢量用虚线。求出工作构件在图示位置的s、V、V和a、a。并与解析法数据对比。4、例图 A B C D E F 速度矢量方程：速度矢量图 加速度矢量方程：加速度矢量图 标题栏 S V a 二、渐开线变位直齿圆柱齿轮机构传动设计及运动分析1、题号125 已知不同的m、Z1、Z2、a，做渐开线变位直齿圆柱齿轮机构传动设计。2、齿轮变位系数确定原则：2.1满足工况要求的齿轮中心距 cos=0.5m(Z1+Z2)cos/a；x=；2.2 防
8、止根切 x1(17-Z1)/17；2.3 齿顶不变尖 Sa0.25m0.40m ；2.4 足够的重合度 a1.11.2 ；2.5 齿轮变位可以均衡两齿轮的强度 x见图3-1；x1、x2 分配见图3-2。tan22121invinvzzxx总变位系数x见图3-1：例：Z1+Z2=55 要求综合性能好，适当照顾重合度，取P4线。x=0.3。P4P9P4P9550.3x1、x2分配见图3-2：例：x=-0.164 Z1=32 Z2=64 1、先取座标点R(Z1+Z2)/2、x/2=48、-0.082。2、过R作L方向射线。3、按Z1=32、Z2=64交L方向射线，查纵坐标得x1=0.056、x2=-
9、0.22。483264-0.082R-0.220.0563、渐开线变位直齿圆柱齿轮几何尺寸计算（见Page12）：x=x1+x24、齿轮啮合图的绘制：将齿轮各部分尺寸按一定的比例尺，在图纸上画出轮齿啮合关系。齿轮啮合图可直观地表达一对齿轮的啮合特性和啮合参数，并可借助图形作某些必要的分析。全齿高hh=(2ha*+c*-y)m分度圆齿厚SS1=(0.5+2x1tan20)mS2=(0.5+2x2tan20)m齿顶厚SaSa1=S1 ra1/r1-2 ra1(inva1-inv)Sa2=S2 ra2/r2-2 ra2(inva2-inv)重合度=Z1(tana1tan)+Z2(tana2-tan)
10、/(2)PN1180sin011bbdPNdN0P111 P222 P333 01 2 3 1.4 根据渐开线性质=，因弧长不易测量，可按下式计算其所对应的弦长按此弦长在基圆上取 点。1.5 将基圆上的弧长分成同样等分，得基圆上的对应分点等分点1、2、3。1.6 过点1、2、3作基圆的切线，并在这些切线上分别截取线段，使其 、，得 、诸点。光滑连接各点的曲线即为节圆以下部分的渐开线。、01N 1.7 将基圆上的分点向左延伸，作出相应的等分点 、，取 ，可得节圆以上渐开线各点 、，直至画到（或略超出）齿顶圆为止。1.8 当 时，基圆以下一段齿廓取为径向线，在径向线与齿根圆之间以r=0.2m（模数
11、）为半径画出过渡圆角；当 ，在渐开线与齿根圆之间直接画出过渡圆角。5671P555 1P666 5 6 bfddbfdd1.9 至此，已分别画出两齿轮在齿顶圆和齿根圆之间过节点P的齿廓曲线。1.10 按已算得的齿厚和齿距p计算对应的弦线长度 和ssp180sindsds180sindpdp按 和 在分度圆上截取弦长得A、C点，则 p 1.11 取AB弧的中点D，连O1、D两点为轮齿的对称线。用描图纸描下对称线右半齿形，以此为模板画出对称的左半部分齿廓及其他相邻的34个齿廓。另一齿轮的作法相同。将画好的轮齿贴于硬纸板上，两端各保留40mm以上齿根圆弧作基准。待干后剪成齿形样板。所作的样板附于说明
12、书后。1.12 分别作大齿轮和小齿轮的齿形样板。2.设计图的绘制步骤：2.1 选取比例尺，使齿全高在图样上有3050mm的高度为宜。定出齿轮中心O1、O2。将大齿轮齿形图精确画在图纸上部，小齿轮齿形图精确画在图纸右侧下部。2.2 以图纸右侧为大齿轮，左侧为小齿轮，分别画中心线、中心距、基圆弧、分度圆弧、节圆弧、齿顶圆弧、齿根圆弧、基圆内公切线。内公切线与过P点的节圆切线间夹角为啮合角，应与计算值相符。2.3 在啮合图上标出N1、N2（极限啮合点）和B1、B2（起始与终止啮合点）。2.4 用样板各画出三对齿廓，并使有一对齿廓在B1 或B2 点接触。移动样板观测能否连续传动。标出单齿、双齿啮合区。
13、2.5 作出齿廓工作段。以O1为圆心，为半径作圆弧交齿轮1齿廓于b1点，则从b1点到齿顶圆一段齿廓为齿廓工作段。同理作出齿轮2的齿廓工作段。21BO S E 40403.移动样板观察能否连续传动。标出单齿、双齿啮合区。3.1检查两齿廓是否为零侧隙啮合。3.2检查两齿轮径向间隙是否等于c*m，两分度圆是否分离了ym。3.3检查两齿轮啮合重合度应与计算值相符。=B1B2/P b。3.4检查两齿轮啮合角应与计算值相符。3.5测量两齿轮齿顶厚Sa应与计算值相符。5、例图 标题栏 计算实测三、凸轮机构设计及运动分析1、题号题号1 绕线机中的凸轮机构 用对心凸轮机构，推杆等速运动。100次来回次来回/每分
14、。每分。题号题号2 包装机托包的凸轮机构 用偏置凸轮机构，托起时不能有冲击，用正弦运动规律。下降时允许柔性冲击，用余弦或等加速等减速运动规律。题号题号3 翻板阀门的控制凸轮机构：图4-3中180o改为30o。用偏置凸轮机构，推杆左移等加速等减速运动规律。右移等速运动规律。题号题号4 自动焊机滑台移动凸轮机构：凸轮最小半径是轴的半径。用偏置凸轮机构。本题允许用缩小比例画。推杆右移等速运动规律，左移正弦运动规律。题号题号5(/I/II/III)是用压力油控制的自动机械上的三对阀门。用偏置凸轮机构。2、指导书上凸轮机构简图全部是对心凸轮机构，实际上为了减小机构尺寸，题号3、4、5、7该使用偏置凸轮机构。无论用对心凸轮机构还是用偏置凸轮机构，均要求取最小基圆半径。利用计算机精确计算凸轮实际轮廓线坐标值。3、例图 H Ki Ai 标题栏 S S h h O V V V O V a +-a-+O 0 0/6 0/3 0/2 02/3 05/6 0 S 0 X S0 y e
