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机械原理课程设计指导书.doc

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机械原理课程设计指导书.doc

目录第一章概述.....................................................................................2§11机械原理课程设计的目的....................................................2§12机械原理课程设计的的任务.................................................2§13机械原理课程设计的方法....................................................2第二章机械运动方案设计................................................................3§21基本运动和机构的基本功能.................................................3§22方案组成...............................................................................4§23方案评选准则........................................................................6§24机械运动方案及机构设计实例............................................11第三章课程设计题目......................................................................25§31半自动平压模切机机构设计.............................................25§32平台印刷机主传动机构设计.............................................33§33牛头刨床设计....................................................................43§34插床设计...........................................................................52§35搅拌机设计........................................................................58第四章平面机构的运动分析...........................................................66§41平面机构的组成.................................................................661§42Ⅰ级机构上点的运动分析..................................................68§43RRRⅡ级组的运动分析.......................................................71§44RRPⅡ级组的运动分析.......................................................80§45RPRⅡ级组的运动分析.......................................................87§46应用举例.............................................................................94第五章设计计算说明书规范.......................................................114附录三种典型机构分析程序.......................................................118参考文献........................................................................................1262第一章概述§11机械原理课程设计的目的机械原理课程设计是高等工业学校机械类专业学生第一次较全面的机械运动学和动力学分析与设计的训练,是机械原理课程的一个重要教学环节。其目的在于进一步巩固学生所学的理论知识,培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力,使学生对于机械运动学和动力学分析与设计有一个较完整的概念,具有进行机械运动方案分析的能力。§12机械原理课程设计的的任务机械原理课程设计的任务是根据所给题目进行机械运动方案分析、运动分析、动态静力分析,并根据给定机器的工作要求,在此基础上对各机构进行运动设计。要求学生根据设计任务,绘制必要的图纸,编制计算程序和编写计算说明书等。§13机械原理课程设计的方法运用教材中机械传动系统方案设计的内容,用运动循环图等,进行机械运动方案设计,绘出相应的机构运动简图运用教材中各有关章节的分析方法解析法,进行机构的运动分析。3第二章机械运动方案设计机械运动方案没计的过程大致是首先,设计者将给出的运动要求包括输入、输出量之间的函数关系或工艺动作要求等等及外部的各种约束条件,分解成各个基本运动、动作及其限制条件然后,定出能完成这些基本运动或动作功能的相应的机构再按分解成各基本运动、动作时确定的关系合成各种方案必要时应画出协调这些机构运动先后运动顺序的机构运动循环图对这些方案进行机构的尺度设计定尺寸对这些方案进行性能分析。最后,对方案进行评价,以选择一种最佳的方案。组成方案与对方案进行尺度设计、性能分析,在某种程度是并行进行的。§21基本运动和机构的基本功能任何复杂的运动过程总是由一些最基本的运动合成的。基本运动的形式有单向转动、单向移动、往复摆动、往复移动,间歇运动等。任何复杂的机构组合系统可以认为是由一些基本机构组合而成的。这些机构有高副机构齿轮、凸轮等机构、低副机构如铰链四杆机构和多自由度机构如差动轮系、铰链五杆机机构、四杆移动副机构等等。这些基本机构有如图21所示的基本功能。4图21§22方案组成完成同一种运动功能的机构,可以由不同原理、不同的基本机构及不同的组合方式来实现.这就是说,要实现某一运动功能,可以用推、拉力传动原理,摩接力传动原理,液压力及电磁力传动原理等等可以用基本机构或其变异机构来完成,也可以用若干基本机构及变异机构组合的机构来完成。因此,完成同一运动功能就可以有许多不同的机构运动方案。方案设计要研究的问题是如何合理地运用人们的专业知识和分析能力,仔细分析各种可能的组成方案。现以一种简单的加压装置为例,说明方案的形成过程。设计一加压装置,它将由手驱动并将驱动轴的旋转运动变换为直移的加压运动。为了产生一个较大的压力,从动件的运动位移或速度应被大大缩小,根据空间条件,驱动轴必须水平放置,而从动5件必须沿铅垂方向运动,加压装置在铅垂方向的允许高度较小。由此可知,该加压装置的机构应有下列几个基本运动功能一、转动变移动水平轴的旋转变为直移运动二、运动轴线变向转动轴线水平,直移沿铅垂方向,因为运动形式有转动和移动两种形式,所以轴线变向可以有转动状态下轴线变向和移动状态下变向两种变向形式三、为了加压,机构最好有增力作用,所以有运动缩小的功能。上述三种基本功能变化排列顾序,可得到如图22所示的六种基本动作结构。其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种结构是在移动状态下改变运动轴线方向,Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ三种结构是在转动状态下改变轴线方向而Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ三种结构是在转动状态中增力Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ三种结构是在移动状态中增力。图22图23列出了实现上述基本功能的基本机构。图24中列出了四种较为合理的方案,供评选。6图23§23方案评选准则在评价方案时,应该包括制造工艺、材料选则、结构繁简、经济实用性等方面的优劣进行比较。现在作为机械原理课程设计,目的在于完成评选方案的初步训练,所以,偏重于机构结构、运动和动力特性方面的比较。这大致有下述几个方面一、机构功能的质量机构的功能就是转换运动和传递力。在作机构运动设计时,首先就是分析所设汁机构的功能,并根据功能来设计、选择机构,组成方案。所以一般来说。所有方案都能基本满足机构的功能要求。然而,各种方案在实现功能的质量上还是有差别的。譬如,可以考虑如下各

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