机械原理课程设计讲座【毕业论文+CAD图纸全套】

1 机械原理课程设计讲座 一、 机械原理课程设计的目的 二、机械原理课程设计的内容 2 一、机械原理课程设计的目的 机械原理课程设计是一个重要的综合性实践教学环节， 其目的是： 进一步巩固和加深所学的理论知识； 综合运用理论知识和实践知识去解决有关机械原理的工程实际问题时，受到一次较完整的基本分析与设计方法的训练； 培养解决机械工程实际问题、进行机械系统运动方案设计和自主创新设计的能力。 3 （一） 机械系统总体方案设计 机械系统方案设计是机械产品创新与质量保证的首要环节。 一般而言， 机械产品是以机械运动为特征的技术系统，所以机械系统方案设计的核心是机械运动方案设计，它在机械系统设计的总体中，占有十分重要的地位， 也是最具创造性和综合性的内容，是机械产品应用好坏的决定性因素。 4 （二）机械总体方案设计的目的和内容 总体方案设计的目的 进行机械产品规划 、 确定设计任务 、 明确设计的要求和条件 ， 进行功能原理设计 ， 拟定机械功能结构方案 ， 选择机构类型 ， 得出若干机械系统运动方案 ， 为详细的结构设计及设计方案的评价 、 优选和决策做好准备工作 。 总体方案设计的内容 执行系统的运动方案设计 主要有功能原理设计、运动设计、型式设计、协调设计和执行系统的方案评价与决策。 原动机类型的选择 控制系统的方案设计 其它辅助系统的设计 5 实例 加工平面 牛头刨床刀具往复运动 （ 工作长度一般不超过 龙门刨床工件往复运动 （ 几十米甚至几十米以上 ） 6 执行机构型式设计实例 运动方案设计示例 基本要求：将连续回转运动转换为往复直线移动，刨头在切削过程中的移动速度应近似等速，具有急回特性，加速度的变化不应过于剧烈，有良好的传力特性，行程可调。 可供选择的基本机构： 螺旋机构、直动从动件凸轮机构、齿轮齿条机构、曲柄滑块机构、摆动导杆机构和摇杆滑块机构串联的组合机构等。 7 根据传力要求约束，以选择低副机构为宜。 基础机构的选择： 输出运动为往复移动的曲柄滑块机构或摇杆滑块机构。 前置输入基本机构的基本要求是能为基础机构的摇杆或曲柄提供一非匀速的运动，使之具有急回特性和在慢行程中滑块近似等速。而且能满足减少纵向尺寸、易于调整安装、使用维护方便的要求。 11 牛头刨床主运动机构所选方案 12 牛头刨床机构系统 13 牛头刨床的工作过程 14 二、机械原理课程设计的内容 运动分析与 设计 （一）机构简介与设计数据 （二）设计内容 1、 牛头刨床主运动机构 的运动分析 2、凸轮机构设计 15 （一）牛头刨床机构简图 16 牛头刨床切削运动机构位置图 2 17 设计数据 设计内容 符号 方案和数据 单位 I 导杆机构的运动分析 0 64 72 80 350 430 mm 10 90 110 mm 40 580 810 mm 8 设计数据 设计内容 符号 方案和数据 单位 I 凸轮机构 设计 5 15 15 25 135 130 40 38 42 75 70 75 S 10 10 10 75 70 65 19 （二） 设计内容 牛头刨床机构的运动分析 滚子摆动从动件盘形凸轮机构的设计 20 已知： 曲柄每分钟转速 2。各构件尺寸 , 刨头移动导路的位置位于过导杆上点所作圆弧高的平分线上。 要求： 作机构运动简图，作机构两个位置的速度、加速度多边形，并作出刨头一个运动循环的运动线图。 牛头刨床机构的运动分析 刨头移动导路位置？ 21 学生编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 位置编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 7 8 6 9 1 2 11 3 1 6 7 4 10 学生编号 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 位置编号 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 8 9 10 12 1 12 5 2 7 3 8 6 4 学生编号 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 位置编号 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 5 9 10 11 3 1 1 7 4 6 7 9 10 分组情况 22 1 7 8 1 ：开始切削的位置 7 ：退出切削的位置 8 ：右极限位置 23 分析过程 位置分析 : 作出机构运动简图 . 速度分析 : 列出速度矢量方程式 ,作出速度多边形 . 加速度分析 : 列出 加 速度矢量方程式 ,作出 加 速度多边形 . 24 整理计算说明书 : 内容主要包括： 已知条件与要求， 并以一个机构位置为例（取粗线条表示的位置），说明用相对运动图解法求速度，加速度的计算方法和过程。 另一位置可画出速度和加速度多边形，列出计算式和所得结果， 并计算机构的行程速比系数和传动角 分析机构运动特性。 25 计算结果 项目 位置 2 B 4 4 大小 方向 大小 方向 单位 1/s m/s 1/s m/ 摆动滚子从动件盘形凸轮机构的设计 9 注意：从动件和凸轮的相对位置关系 27 已知：摆杆按等加速等减速运动规律运动 ， ， S， 摆杆长度 最大摆角 用压力角 （ 见表 ） ；凸轮与曲柄共轴 。 要求：确定凸轮机构的基本尺寸 ， 选取滚子半径 5 458 （三）平面连杆机构进行运动分析的步骤 选取长度比例尺 l，按 构件尺寸作出与 原动件给定位置对应的 机构运动简图（ 机构 位置图）。 确定解题顺序及方法： 从原动件开始，根据机构的组成顺序，按杆组由近及远地进行运动分析。 先分析各个杆组本身所包含的基本运动副上的点的运动，再分析该杆组中非基本运动副的点或其它点的运动。 根据杆组中 作平面复杂运动的构件（连杆） 参与组成的两个基本运动副的类型 ,决定采用 “ 基点法 ” 、“ 重合点法（点的复合运动） ” 。 29 确定解题顺序 该机构由机架 6、原动件 1和两个 级组 24 先对机构进行结构分析， 30 作 平面复杂运动的构件 参与组成的两个基本运动副都是转动副，用 基点法 建立 该构件上 转动副中心处两点间的运动关系。 如：图示机构中 连杆 2上 B、 以运动参数已知的 E 从原动件开始，根据机构的组成顺序，按杆组由近及远地进行运动分析。 31 当同一构件上两点的速度 (加速度）已知时， 利用 速度影像（加速度影像）原理 ，可直接求出该构件上其它任意一点的速度（加速度）。简化解题过程，保证求解的正确性。 如：当 构件 2上 B、 速度）已知时，直接利用 “ 影像原理 ” 求 速度）。 E 32 两活动构件 2、 4组成移动副， 作平面运动的构件 4上的另一个基本运动副是转动副 E, 两活动构件 2、 4在 2 、 重合点法 ”来建立 . 为便于作图 ,取运动参数有未知因素的构件 4上点 系固结在另一构件 2 上。 用重合点法建立 组成移动副的两活动构件的两重合点间的运动关系。 33 该机构运动分析的顺序为： 件 2， 基点法 ） E （构件 2、 4， 重合点法 ）。 （构件 2， 影像法 ） 34 p b c e2 C = + 向 大小 ? 1 ? 件 2，用速度影像法求 = + 向 铅垂 p 导杆 小 ? ? 35 p b b c c + 方向 CD BA CB 小 32 ? 12 ? = + 构件 2，用加速度影像法求 6 p b b c c k = 方向 铅垂 p 导杆 导杆 小 ? a p 2 2 ? + + 7 牛头刨床中导杆机构 B B C 从原动件开始，根据机构的组成顺序，按杆组由近及远地进行运动分析。 38 从动件相对机架作往复摆动 , 其尖端的运动轨迹为一段圆弧。 （四）摆动从动件盘形凸轮机构的设计 39 从动件在 复合运动中，其尖端的轨迹就是凸轮廓线。 O A 反转过程中，从动件转轴心距 转轴圆） 。 反转法原理 从动件 随机架反转（ -） 又相对机架摆动 作复合运动 )(40 已知：从动件运动规律， 要求设计凸轮廓线。 0 41 反转时的转角 i= 从动件的角位移（摆角） i= i=1,2， 3 点