机械原理课程设计报告

机械原理课程设计 家用厨房切菜机 1 机电学院 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 2 目录 第一部分 课题及设计任务 3 一 课题名称 家用厨房切菜机 3 二 设计任务 3 第二部分 设计背景 市场调研及方案的比较选择 4 一 设计背景 4 二 市场调研 4 三 方案的比较和选择 5 1 切割部分方案 5 2 变速部分方案 8 3 夹持部分方案 10 第三部分 整体方案设计 11 第四部分 工作原理 工艺过程及运动循环图 12 一 工作原理 12 二 工艺流程图 14 三 运动循环图 15 第五部分 详细设计 16 一 传动部分的设计 16 二 减速器设计 19 三 凸轮设计 19 四 夹持部分设计 21 第六部分 齿轮数据清单 22 第七部分 运动分析 23 一 偏置曲柄滑块机构的运动分析 23 二 凸轮机构的运动分析 29 第八部分 设计任务分配及心得体会 34 一 设计任务分配 34 二 心得体会 34 第九部分 设计评价 39 第十部分 参考文献 40 第十一部分 附录 matlab 运行结果以及源程序 41 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 3 一 偏置曲柄滑块机构分析运行结果 41 二 凸轮机构的运动分析 42 三 连杆的运动分析程序 55 四 凸轮机构运动分析程序 56 第一部分第一部分 课题及设计任务课题及设计任务 一 课题名称 家用厨房切菜机 一 课题名称 家用厨房切菜机 二 设计任务 二 设计任务 1 切割部分的连杆机构和凸轮机构设计 传动部分齿轮机构和飞轮机构的设计 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 4 2 根据运动要达到的转向角度的要求设计转向机构里的各杆尺寸 根据要达到的切割速度 等要求设计脚踏传动部分的连杆尺寸和飞轮尺寸 确定传动比 3 在确定各机构在切菜机中的相对位置和尺寸后 利用 MATLAB 对其进行运动分析 分析 其速度加速度以确定运动能否达到要求 是否存在刚性冲击 然后对原来的结果进行修正 并绘制其运动线图 4 杆长设计合理且进行运动分析之后对各杆进行受力分析 利用理论力学知识分析其在静 平衡条件下的受力情况 确定其受力是否合理以及采用的材料种类 5 编写 MATLAB 计算程序 运用 MATLAB 软件对函数关系进行绘图表达 最后输出图形 直 观表达设计结果 6 主要技术参数要求 进给机构与凸轮切割机构的配合周期 T 0 5s 进给机构与曲柄滑块切割机构的配合周期 T 1s 每次进给量的最小值应不大于 5mm 第二部分第二部分 设计背景 市场调研及设计背景 市场调研及方案的比较选择方案的比较选择 一 设计背景 一 设计背景 随着社会节奏的日益加快 做饭越来越成为现代人的一大难题 女性的社会地位在不 断的提高着 其在生活和工作中扮演者越来越重要的角色 在做好工作的同时又要照顾好 家庭 身上担负的压力也越来越大 我们也了解到 因为觉得自己做饭费时又费力 绝大 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 5 多数上班族选择了既不营养也不卫生的快餐 为了让人们在每日三餐中享受乐趣 减少过 多而繁杂的劳动 同时保证食品的卫生 保全人们的健康 我们希望能够设计一款可以用 于家庭厨房 小巧便携的家用厨房切菜机 以减少广大女性的生活压力 也可以让绝大多 数上班族们吃上营养健康的饭菜 让机械产品能够走进千家万户 构筑我们的健康幸福的 生活 二 市场调研 二 市场调研 我们主要通过网络途径 对市场上的类似机械进行了调研 通过多方面的搜索 我们 了解到市面上确有各类切菜机械 从应用的场所上来讲 其主要分为两个场所 一是应用 于冷鲜肉制品加工厂 二是应用于酒店等菜品需求量较大的场所 而专门用于家庭厨房的 机械产品却少之又少 其主要原因在于这类机械一般工艺构造和操作过程比较复杂 体积 较大 价格较高 要求的功率也往往与家庭用电很不符 据我们调研 某种家用切菜机产 品设计的侧重点仅仅在于如何方便快捷的切好瓜果蔬菜 而没有切割肉制品等较难加工的 菜品的设计 他们的功能目标是能将番茄 土豆 萝卜 南瓜等较硬的瓜果蔬菜快速切成 丝或块 操作过程全手动 而相比之下 我们的设计目标是实现切割所有菜品 采用手动 电动两种形式 在断电的情况下依然可以使用 对于我们设计的这款家用厨房切菜机 其 主要市场对象应该是单身的年轻人 他们刚刚进入社会 一方面缺乏经济实力 工作压力 大 另一方面不擅长厨艺 没有精力下厨 所以我们设计一款简单易用 经济低廉的厨房 切菜工具 定会适合他们的生活要求 也会为我们赢得一定的市场 当然 通过市场调研 我们的设计劣势也是存在的 当前 我国绝大大都城市居民家 庭没有考虑过使用切菜机 其拥有率只有 1 左右 这表明家用厨房切菜机在中国尚处于市 场初始阶段 潜在的市场空间宏大 并且 根据我国城市居民家庭经济收入的进步和消费 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 6 者对切菜机常识的调查 城市居民家庭对家用切菜机的普及有强烈的期望 有关专家以为 从行业开展角度看 我国切菜机行业成长前史并不短 然则为什么这 种产物没能获得疾速普及呢 其首要缘由 一是价钱较高 二是我国城市居民家庭厨房遍及 较小 三是绝大多数消费者对产物的认知度还较低 现在 我们以此为题 设计一款家用厨房切菜机 相信它的市场前景是不可估量的 三 方案的比较和选择 三 方案的比较和选择 1 切割部分方案 切割部分方案 方案 一 利用偏置曲柄滑块机构带动切刀作铅直方向的切割动作 偏心轮带动杆 2 3 运动 杆 3 末端连着切刀进行切割 该机构有一定的急回特性 在下刀的时候保证匀速 退刀的时候保证速度要快 以便于皮带轮传输 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 7 偏置曲柄滑块机构 方案 二 采用凸轮机构 因为凸轮机构可准确实现任意预期的运动规律 现根据凸轮工作要 求合理选择从动件的运动规律和凸轮机构的型式 对不同种类的凸轮机构进行比较 平底推杆凸轮机构 注 平底推杆凸轮机构的传动性虽然很好 但是容易磨损 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 8 偏置滚子推杆盘形凸轮机构 注 利用滚子推杆来实现传动可以很好地避免平底推杆易磨损的缺点 通过比较 决定采用滚子凸轮机构 使滚子推杆进行铅直方向往复运动 同时可 控制刀具的推程和回程速度 从而保证刀具可以将待切制的菜等距离的切断 达到 厨房切菜的效果 但是凸轮机构有它的固有缺点 它属于高副机构 凸轮与推杆之 间为高副接触 易磨损 多用于要求实现复杂运动规律而传力不大的场合 通常可 用于低速传动 因此必须对推杆受力进行精确的分析 最终方案 将方案一 二巧妙结合 用偏置曲柄滑块机构控制刀的运动 使偏心轮机构的 运动特点得以实现 滚子推杆凸轮机构相对于尖顶推杆凸轮机构和平底推杆凸轮机 构具有不易磨损 受力好 润滑好的特点 凸轮机构可适用于高速场合 但是如果 在切割较硬的东西时 凸轮会因受力大而产生变形 所以切割较硬东西时换用曲柄 滑块机构 在切蔬菜等物品时用凸轮机构 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 9 2 变速部分方案 变速部分方案 由于不同的菜品所要求切制的长度 大小不同 所以我们选择通过控制切刀的下 落速度来控制切块的长短 方案 一 应用离合器的变速原理来控制切刀的速度 利用离合变速器的变速机构 往往采 用两个离合器 利用它们闭合 接通 和断开的不同组合可使输出轴得到不同的转 速 利用离合器变速的特点是参与变速的齿轮无论参不参加工作 都永远处于啮合 状态 而且变速只能在一定范围内 因此噪声较大 齿面磨损较快 传动效率较低 而且往往还会出现所谓 超速 现象 加剧上述缺点 方案 二 为了克服变速机构变速范围小这一缺点 决定采用圆柱圆盘式摩擦轮变速机构 摩擦轮传动容易实现无级变速 大都能适应轴间距较大的传动场合 过载打滑还能起 到缓冲和保护传动装置的作用 但这种传动一般不能用于大功率的场合 也不能保 证准确的传动比 并且在生产中对摩擦轮的要求也较高 方案 三 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 10 利用无极变速的皮带轮来传动 变速器与传送带相连 通过改变皮带轮的传动比 来控制传送带的速度 这样便可以控制切割的长度 这种皮带轮结构简单 传动平 稳 缓冲吸震 摩擦型带传动具有过载时将引起带在带轮上打滑 起到防止其他零 件损坏的作用 即过载保护 但是带与轮面之间存在相对滑动 导致传动效率低 传动比不准确 带的寿命较短 最终方案 考虑到生产和实际操作等各方面问题 采用容易无极变速皮带轮更合适 能达到 任意变速和平稳运行的目的 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 11 3 夹持部分方案 夹持部分方案 传送带 a 带动 b 转动 b 所在的轴上套有较软的海绵 b 轴可绕 a 的圆心转动并保证皮带传动的平稳性 在切割蔬菜时 将 b 轴调 整到适当的位置来让海绵与蔬菜接触来给予蔬菜适当的压力 部分三维图如图所示 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 12 第三部分第三部分 整体方案设计整体方案设计 电动机的转动经过行星轮减速后由 Z1传递传递给滑移齿轮 Z2 当需要用连杆切割时 让 Z3处离合器接通 间歇齿轮 Z3分别带动 Z7和齿轮 Z5转动 Z7带动切刀而 Z5则带动无极 变速皮带轮转动进而带动工作台和夹持部分工作 当需要用凸轮来切割时 让 Z3处的离合 器断开 而间歇齿轮 Z4 处的离合器接通并带动齿轮 Z8和齿轮 Z6传动 然后带动凸轮和工 作台和夹持部分运动 当停电的时候 电动部分用手动代替 手摇偏心轮 Z9经 Z10 Z11 Z12转动后让滑移齿轮 Z2与 Z13啮合 Z13带动 Z2 转动 接着便与电动部分的传动 相同 整体简图如图所示 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 13 第四部分第四部分 工作原理 工艺过程工作原理 工艺过程及运动循环图及运动循环图 一 工作原理 一 工作原理 将食物切成一定长度的切菜机可以有两种剪切方式 一种是传送带匀速将蔬菜连续 送进 并且采用间歇机构 当下切时工作台保持静止 切刀在凸轮机构的带动下切断 蔬菜 另外一种是当要切割的是像鸡 鸭 鱼以及冷冻等较硬的东西时 通过调节离 合器来换用曲柄滑块机构带动另一把切刀进行切割 蔬菜被送过来后 与偏心轮或凸轮连接的切刀开始下切 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 14 通过离合器来控制齿轮 3 4 的转动来选用不同的切刀 与 2 相连的杆带动切割部分和传送带部分运动 电动机转动减速后带动 3 转动 手摇部分带动 1 转动 通过控制 2 与 1 3 的相连来实现电动和手动的转换 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 15 通过调节皮带的位置来改变工作台进给的距离 而切刀的速度不变 这样便能调 节所要切割的长度 二 工艺流程图 二 工艺流程图 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 16 三 运动循环图 三 运动循环图 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 17 第五部分第五部分 详细设计详细设计 一 传动部分的设计 一 传动部分的设计 1 电机的选择 选型 Y IP44 型 本机械所需电动机对启动性能 调速性能及转速差无特殊要求 属于一般驱动源 但因放 入厨房 油烟灰尘较多 需要选用封闭式电机 所以 Y 型最合适 选择机座号 132s1 型 额定装速 n 750r min 额定功率 p 2 2kw 1 考虑到电机与减速器的配合 减速器的输出端的转速 w2 2 转速很低 如果电动机 转速过高则要求减速器的传动比 i12较高 致使减速器很大很重 造价也很高 2 又考虑到电动机的功率不用太大 所以要选用低功率的电机 低功率的电机转速往往很 高 高功率电机转速可以很低 价格相应也较贵 电机的尺寸也不应该过大 综合 1 2 考虑 选用机座号为 132s 1 型 转速 n 750r min 额定功率 p 2 2kw 型号转速 r min额定功率 kw宽度 A mm高度 H mm Y IP44 132S 1 7502 2216132 2 一般齿轮的设计 1 电动部分 根据曲柄滑块切割机构的运动周期为 T 1s 可得 曲柄的角速度 1 2 T 2 rad s 所以与曲柄同轴的齿轮的角速度 7 2 rad s 因为传动速度较 小 取传动比为 i37 1 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 18 由于齿轮 5 与变速器相连 为保证进给的合理性 取不完全齿轮 3 的齿数为 Z3 8 全 齿为 16 齿轮 5 的齿数为 Z5 32 齿轮 7 的齿数 Z7 8 根据凸轮机构的运动周期为 T 0 5s 可得 凸轮的角速度 2 T 4 rad s 所以 与凸轮同轴的齿轮的角速度 8 4 rad s 取传动比 i48 2 由于不完全齿轮 4 与齿轮 6 相连 齿轮 6 经变速器而带动进给部分 为保证进给的合理 性 取不完全齿轮 4 的齿数为 Z4 12 全齿为 24 齿轮 6 的齿数 Z6 48 齿轮 8 的齿数 Z8 6 2 手动部分 手摇曲柄的转速一般是 60r min 根据机构结构分析 取齿轮 9 10 传动比为 i 1 2 所 1 以 10 4 rad s 取 Z9 20 Z10 10 m9 m10 4 链轮的角速度 11 10 4 rad s 结合进给机构运动尺寸分析 选定 Z11 11 与 Z12 2 用链条连接的为飞轮 取 Z12 11 则 12 4 rad s 13 12 4 rad s 与其啮合的齿轮 Z2 的角速度 2 2 rad s 所以传动比 3 i 13 2 2 所以取 Z13 8 m13 4 3 飞轮分析 根据机构传动比已选取链轮的齿数 Z 11 的链轮 飞轮的设计参照自行车上飞轮参数 选取直径 A 45 08mm B 37 28mm 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 19 4 可调节进给机构设计 根据主要基本参数中所选择的皮带轮大小和为了保证进给量的要求 选择带轮 a 的最 大半径 rmax 30mm 最小半径 rmin 15mm 带轮 b 的最大半径 rmax 100mm 最小半径 rmin 50mm 带轮的长度为 60mm 则变速皮带轮的传动比 ia bmax 3 5 ia bmin 3 20 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 20 二 减速器设计 二 减速器设计 符合要求 1 确定传动比 根据电机与输出转速确定传动比 电机转速 n 750r min 即 w1 rad s 根据进给运动周期为 2s 可得 w2 rad s 2 rad s 减速器的传动比 i12 12 5 2 选择减速器的类型为 2K H 型行星减速器 行星 X 轮数 k 3 并采用标准齿轮传动 根据配齿公式得 Z1 Z2 Z3 N Z1 Z1 12 5 1 取 Z1 12 则 Z2 69 Z3 138 Z4 50 检查 传动比 i1H 1 1 12 5 邻接条件 该齿轮传动应满足 Z1 Z2 sin Z2 2ha 12 138 sin 69 21 即 129 94 71 故合适 三 三 凸轮设计凸轮设计 1 凸轮机构结构类型的选择 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 21 因为从动杆运动平面与凸轮轴垂直 所以选用径向凸轮 然后选择滚子从动杆 采用弹簧 力来保证接触 2 从动杆的运动规律的选择 一般蔬菜的尺寸为 50mm 最大一般为 60mm 因为当升程过大时会使压力角过大 所以选 择凸轮的升程为 80mm 根据所需要得到的速度与运动规律 选定推程运动角为 130 度 远 休止角为 20 度 回程运动角为 100 度 近休止角为 30 度 因为机构为中速轻载 所以选择从动杆运动规律为等加速等减速运动 3 凸轮机构基本尺寸的确定 初始选定凸轮基圆半径为 50mm 经过程序运算后发现压力角太大 超过许用压力角 改 变基圆半径 经过几次调试后 确定基圆半径为 60mm 考虑到滚子轴需要的强度与刚度 以及从动杆运动失真问题 取滚子半径 r 10mm r 4 凸轮轮廓的设计计算 凸轮的基圆半径为 60mm 滚子半径为 10mm 行程 h 80mm 偏心直动滚子推杆盘形凸轮机构的理论廓线的坐标可表示为 x s0 s sin ecos y s0 s cos esin 推程阶段 s 2h 2 02 v 4h 02 0 750 s h 2h 0 2 02 v 4h 0 02 750 1300 远休止阶段 s h v 0 1300 1500 回程阶段 s h 1 cos 0 2 v h sin 0 2 0 1300 1800 s h 1 cos 0 2 v h sin 0 2 0 1800 2300 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 22 近休止阶段 s 0 v 0 2300 3600 5 滚子从动杆滚子半径的验算 根据数学公式 编写程序运算可得理论廓线最小曲率半径 yxyx yx 2 322 min 14 54mm 因为 rr 0 8 min 所以所选滚子半径合格 四 夹持部分设计 四 夹持部分设计 a 经皮带轮传动 带动 b 转动 由于在机构中存在间歇运动 当切刀开始切时 b 不动而保 持夹持蔬菜的功能 在进给时 a 和 b 都会转动 要保证夹持部分的线速度小于工作台的 速度 可设定 a 与 b 的传动比为 1 1 处海绵部分直径 R 40mm 高度调节的范围 h 70mm b 的轴心与工作台的高度最小为 20mm 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 23 第六部分第六部分 齿轮数据清单齿轮数据清单 齿 轮 Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z1 0 Z1 1 Z12Z13R14R15 齿 数 16168 全齿 16 12 全齿 24 324886201011118 模 数 4422222244 4 半 径 323232486496161240202525162525 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 24 第七部分第七部分 运动分析运动分析 一 偏置曲柄滑块机构的运动分析 一 偏置曲柄滑块机构的运动分析 1 偏置曲柄滑块机构的尺寸确定 根据切割的物体的基本长度 选定 W1 2 rad s 根据运动分析和机器的大小以及用户的需要 确定速度变化系数 k 1 2 选定行程为 h 80mm 偏心距 e 50mm 根据公式 1800 1 1 K K a 2 2cos H H HH 2 2esin cos b 2 2sin H H HH 2 2esincos 可以计算出 l1 45mm l2 153mm 选取 l3 200mm 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 25 已知条件 W1 4 l1 45mm l2 153mm l3 200mm e 60mm 求切刀的运动位移 速度 加速度 求连杆 l2的角位移 角速度 角加速度 2 运动分析算法 由矢量封闭三角形 ABC 可得封闭矢量方程 l1 l2 s3 e l1cos 1 l2cos 2 s3 l1sin 1 l2sin 2 e 解得 2 arcsin e l1 sin 1 l2 s3 l1cos 1 l2cos 2 3 速度分析 l1 W21et1 l2w2et2 v3i w2 l1 W1cos 1 l2cos 2 v3 l1 W1sin 1 2 cos 2 4 加速度分析 l1 W21en1 l2a2et2 l2w2en2 a3i a2 l1 W21sin 1 l2w22 sin 2 l2cos 2 a3 l1 W21cos 2 1 l2w22 cos 2 5 用 matlab 编程 见附录一 分析运动特点 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 26 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 27 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 28 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 29 分析该图线可以看出切刀具有明显的急回特性 在切刀切削时 即切刀位移最大时 切刀速度约为 0 使切削均匀 此时角速度很大 切削力大 满足了切削要求 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 30 二 凸轮机构的运动分析 二 凸轮机构的运动分析 1 运动规律确定 由于夹紧装置是低速轻载 故采用等速运动规律 2 理论廓线方程 初步设计 凸轮的基圆半径为 60mm 滚子半径为 10mm 凸轮半径与凸轮机构的压力角 有关 凸轮半径确定后 压力角必须小于许用值 h 80mm 由程序调试后最后得出凸 轮角速度 w 4 rad s 因为 w6 w5 rad s 所以 i67 2 偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构的理论廓线的坐标可表示为 X s0 s sin ecos Y s0 s cos ecos 式中 e 为偏距 s0 r20 e2 0 5 推程阶段 s1 h 1 0 v h w 0 1 0 13 18 0 为升程角 远休止阶段 s2 h v 0 2 0 6 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 31 回程阶段 s3 h 1 1 0 v h w 0 3 0 2 0 为回程 角 近休止阶段 s4 0 v 0 4 0 11 18 压力角 arctan ds d r0 s 3 求工作廓线方程 x x rcos y y rsin 其中 sin dx d dx d 2 dy d 2 1 2 cos dy d dx d 2 dy d 2 1 2 凸轮机构的 matlab 分析结果 偏置移动从动件盘形凸轮设计 已知条件 凸轮作逆时针方向转动 从动件偏置在凸轮轴心的右边 从动件在推程作等加速 等减速运动 在回程作余弦加速度运动 基圆半径 rb 60 0000 mm 滚子半径 rt 10 0000 mm 推杆偏距 e 15 0000 mm 推程升程 h 80 0000 mm 推程运动角 ft 130 0000 度 远休止角 fs 20 0000 度 回程运动角 fh 100 0000 度 推程许用压力角 alp 30 0000 度 计算过程和输出结果 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 32 1 计算凸轮理论轮廓的压力角和曲率半径 1 1 推程 等加速 等减速运动 最大压力角 atm 29 5082 度 对应的位置角 ftm 65 0000 度 轮廓最小曲率半径 ptn 63 7711 mm 对应的位置角 ftn 66 0000 度 1 2 回程 余弦加速度运动 最大压力角 ahm 31 9579 度 对应的位置角 fhm 209 0000 度 轮廓最小曲率半径 phn 54 9747 mm 对应的位置角 fhn 250 0000 度 绘制凸轮的理论轮廓和实际轮廓 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 33 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 34 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 35 第八部分第八部分 设计任务分配及心得体会设计任务分配及心得体会 一 设计任务分配 一 设计任务分配 我们团队由班的四名同学组成 分别是蔡诗龙 王凯杰 雷明佳和毛燕语 课程设计 开始时 我们就决定自主选题 经过几番淘汰 我们在讨论和资料的查找下 决定以 家 用厨房切菜机 为题开始我们的设计 课题拟定后 我们根据老师的要求 要保证每个 人的工作量 开始进行了任务分配 我们的分工如下 蔡诗龙 负责对设计需要的凸轮机构 连杆机构等必要机构进行 matlab 分析和修改 得出 各机构运动分析所需要的图像 参与方案选定的讨论 王凯杰 负责整体机构简图 各部分机构简图的绘制 其中包括偏置曲柄滑块机构 平底 推杆凸轮机构 偏置滚子推杆盘形凸轮机构 对心曲柄滑块机构 圆柱圆盘式摩擦轮变速 机构 无极变速皮带轮 夹持部分的二维图的绘制 并参与机构选型的讨论 雷明佳 负责归纳总结各部分机构的设计 选型 纠正方案的不足之处 确定最终的方案 对报告书进行编撰 排版 安排课程设计的行程 毛燕语 负责对机构简图进行修改 辅助 matlab 的运行 方案的选型 纠正设计方案 参 与最终方案的确定 完成报告书的编撰和排版 二 心得体会 二 心得体会 1 1 王凯杰 王凯杰 经过半个多月的的课程设计 我收获了很多 一开始我们就打算自主选题 可是我 们想出来的一些课题已经有人做过 后来查阅了相关资料后最终确定了这个题目 但是 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 36 当我们开始着手做的时候是一头雾水 经过考虑后我们打算先画出每个工作部分的机构 简图 并且每个部分都确定好几种方案 然后分析每种方案的优缺点 综合考虑后根据 所确定的方案来画整体的机构简图 当图形画出来后的第一感觉就是齿轮太多了 而且 所要表达的意思不明确 在队友的建议下我仔细修改了一下 简化了图形 将部分齿轮 去掉 换上其他的构件 通过课程设计 我对书本上的知识有了更进一步的了解 明白了凸轮的设计过程以 及要考虑的相关因素 飞轮不仅可以调节速度的周期性波动 而且可以在转速较大的时 候储存能量 在转速较小的时候释放能量 以前上课的时候只听老师讲这些方面的知识 但是确不知道这些在以后的工作中有什么作用 课程设计让我明白了怎样将书本上的知 识运用到实际中去 理论联系实际 这样才能提高自己的动手动脑能力 此外 这次实 习中 队友给我的鼓励是最大的 每天早上队友很早就起来开始准备课程设计 而我却 睡到很晚才起来 感觉很对不起队友 队友办事的效率和积极性也深深地震撼了我 记 得在做课程设计的第一天我说回去把整体的机构简图画一遍 然而自己一回宿舍就开始 到处窜寝室玩 等到很晚时才开始打算画图 画了一半就不想画了 等到明天再画 然 而明天又是这样一个循环 看到队友都在奋斗时 心里特别内疚 于是静下心来认真地 画完图 另外 在课程设计中 我也明白了团队协作的重要性 每个人都发挥自己的长 处才能更好地完成任务 这次的课程设计 不但知识上的有了重要收获 精神上的丰收 更加可喜 让我们明白了学无止境的道理 我们每一个人永远不能满足于现有的成就 人生就像在爬山 一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你 挫折是一份财富 经历是 一份拥有 这次课程设计必将成为我大学旅途上一个非常美好的回忆 2 2 蔡诗龙蔡诗龙 这次的机械原理课程设计让我收获了很多 首先 这次的课程设计是对前面所学知 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 37 识的一种检验 对一些机构认识很浅显 而在设计过程中再一次阅读课本和其他书籍后 巩固深化了一般常用机构的设计方法 同时也提高了我们分析和解决问题的能力 有的 事情看似很复杂 但是只要耐心细致的分析 问题也不再那么繁杂 在刚开始时 很多 多部分的开始想到的机构都不能实现想要达到的效果 而在积极地探讨之后 思路越来 越清晰 想问题时也不会再有畏难情绪 其次 在这次实践的过程中除了学到专业知识 外 我也 领略到了别人在处理问题时显示出的优秀品质 我们组的其他成员在学习上都 很值得人赞赏 但我更欣赏的是他们遇到问题积极寻求答案时踏实 孜孜不倦 不怕麻 烦的态度 一个人的成功绝不是一朝一夕就可以得到的 平时走好每一步才能做到更好 同时 我也体会到了团结合作的重要性 每个人发挥他的长处才能使这个团队将任务完 成得更好 当然我也发现了我的很多的不足之处 不管是学习上的还是处事方式上的 都是我亟待解决的 例如 对 matlab 编程就不太熟练 这次课程设计虽然有很多不完善的地方 但是我明白了学习是一个长期累积的过程 在以后的工作 生活中都应该不断的学习 努力提高自己知识和综合素质 3 3 毛燕语毛燕语 在这接近 15 天的奋战中 我们小组完成了从方案的选定 到机构的设计 再到机构 的分析等工作 最初我们提出了很多的方案 经过一步步的筛选和计算 我们确定了这 个方案 虽然在这个过程中我们经历了很多困难 但是经过我们小组的共同努力 最终 还是完成了设计 这次课程设计 真是对我们综合能力的检验 对我们所掌握的 机械原理 理论 力学 等课程知识的综合运用 同时还需要我们会熟练的运用 CAD Solidworks Matlab 等软件 在这个过程中我真的学到了很多东西 提升了我的制图能力和编程能力 Solidworks 和 Matlab 也运用的更加的熟练 同时对机械原理 理论力学等知识有了更深 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 38 一步的巩固和提升 并且也深深的体会到了机械的博大精深 平时一个不起眼的小东西 细细看来你真的会感叹它是多么的神奇 同时也会叹息你所知道的实在是太少了 从六月二十多号多号到现在 每天不停地在计算 检错和分析 时间虽然不是很长 但确实是比较辛苦 我们都坚信付出总会有回报 从方案选定到机构的设计再到运动分 析和受力分析 我们一一都按照书上的方法 再自己编写程序 最终得到结果 经过分 析得到最优解 同时我也深深的体会到 理论必须与实际相结合 否则你就会犯很多的 错误 回想这一段日子 真是感慨万千 从遇到困难时的痛苦 到程序调试成功的喜悦 每一步我们所经历的过程 现在都历历在目 这次课程设计 真是提高了我的综合能力 现在对自己也更加的有信心 我相信在今后的设计生涯中 这次课程设计会成为我很好 的经验 在这次设计的过程中 我们遇到了很多的问题 同时也暴露出了我们自身的问 题 分析不透彻 理论与实际相脱离 不仔细 考虑问题不全面 知识掌握不牢固等等 这些都需要我们不断的改正 我相信 我们会在今后的学习和生活中不断的总结和思考 不断的改正我们的缺点 提高我们的能力 让我们今后的道路更加的平坦 4 4 雷明佳雷明佳 为期半个多月的机械原理课程设计终于接近尾声了 在这半个多月的时间里 我们 团队的四位成员共同经历了痛苦的煎熬 也经历了成功的喜悦 刚开始进行课程设计的 时候 真心的感觉到无从下手 找过学长找过学姐 跟机械专业的同学们深入的探讨过 可是思路依旧模糊 没有一点头绪 我甚至绝望地以为我们不可能完成这次课程设计 这一切对于我们来说简直是天方夜谭 作为机械专业的学生 近两年的学习难道就连一 个课程设计都完成不了吗 我开始质疑自己学习的作用 可是 我不得不承认的是我 们的学长学姐们都是这样走过来的 而且他们当中的大多数都已经在机械设计中取得了 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 39 出色的成绩 所以 我应该相信自己 相信自己有能力完美的完成它 于是 我们的课程设计动工了 从选题到构思 再到完成各类分析 最后总结 在 半个多月的时间里 我们走的每一步都充满了汗与泪 虽然艰辛 但我们依旧在烈日炎 炎中坚持到了最后 在这个过程中 每个人的努力都是不容忽视的 要感谢蔡诗龙同学 对 matlab 程序的精心编制 使得我们得到需要的运动分析结果 保证了我们的设计得以 实现 要感谢王凯杰同学对机构的设计 使我们的设计能够匹配上合适的机构 感谢毛 燕语同学对资料的搜集以及编撰 使我们的设计报告书得以完成 在这个过程中 我们 有过激烈的争论 有过片刻的懈怠 但是我们的脚步没有停息过 我们一直都在前进的 路上 我们不怕争执 不怕难题 因为我们坚信没有永无争执的问题 却有越摩擦越光 亮的真理 虽然在我们的设计还很不成熟 但是我们会在老师的指导下一步一步的改进 让我 们的设计尽善尽美的完成 在课程设计过程中 我了解了绘图以及计算软件的应用 也 让我学到了很多课本上接触不到的东西 那些坚持不懈 团结合作的精神是我不能通过 其他途径获取的 或许 课程设计本身并不可怕 可怕的是我们不知道自己有多大的潜能 不懂去开 发 不敢去直面问题 所以 通过这次课程设计 我们的要获取的应该不只是知识 而 更多的是信心 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 40 第九部分第九部分 设计评价设计评价 我们设计的这款家用厨房切菜机 在理论上可以实现它的基本切割功能 各部分机构 齐全 包括传动机构 间歇运动机构 曲柄滑块机构 凸轮机构 一方面 达到了课 程设计工作量的要求 实现了课程设计的意义 另一方面 在综合利用这些机构之前 对各种可行的方案都进行了系统的比对 最后定出最优方案 我们分别进行了三部分的 方案设计 第一部分是切割部分的设计 通过比较连杆机构 平底推杆凸轮机构 偏置 滚子推杆盘形凸轮机构这三个机构的利弊 最终选定综合利用连杆机构和偏置滚子推杆 盘形凸轮机构来实现切割运动 达到优化设计的目的 第二部分进行了变速部分方案的 选择 分别对离合器 圆柱圆盘式摩擦轮 以及无级变速皮带轮这三个可实现变速的机 构进行了对比 最终选择采用容易无极变速皮带轮 以实现任意变速和平稳运行的目的 而且无级变速皮带轮可以购买 不需要做多余的设计 第三部分是对夹持部分的方案设 计 我们参考网上的设计思路 选定海绵与蔬菜接触来给予蔬菜适当的压力得以实现夹 持的作用 设计方案选定后 我们的设计从原理上是可以得到实现的 虽然设计符合原理 但无法完全保证设计能够应用于实践 我们在设计时缺少必要 的力学分析 不能保证各部分受力的合理性 也不能保证各部分可以实现装配 而且我 们无法做出三维动画来直观表达切菜机的运行过程 综上所述 我们此次的设计有利有 弊 利在于可以满足机械原理上的要求 弊在于不能保证设计得到实现 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 41 第十部分第十部分 参考文献参考文献 1 孙桓 陈作模 葛文杰 机械原理 第七版 北京 高等教育出版社 2006 2 曾小慧 王玉丹 路桂英 机械原理课程设计指导书 武汉 3 杨黎明 杨志勤 厉虹 机构选型与运动设计 北京 国防工业出版社 2007 4 黄平 刘建素 陈扬枝 朱文坚 常用机械零件及机构图册 北京 化学 业出版社 1999 8 5 华大年 华志宏 连杆机构设计与应用创新 北京 机械工业出版社 2008 1 6 曲秀全 基于 MATLAB Simulink 平面连杆机构的动态仿真 哈尔滨 哈尔 滨工业大学出版社 2007 4 7 杨义勇 金德闻 机械系统动力学 北京 清华大学出版社 2009 6 8 郭仁生 机械工程设计和 MATLAB 应用 北京 机械工业出版社 2008 6 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 42 第十一部分第十一部分 附录 附录 matlab 运行结果以及源程序 运行结果以及源程序 一 偏置曲柄滑块机构分析运行结果 一 偏置曲柄滑块机构分析运行结果 t fail theta2 s3 w2 v3 a2 a3 1 0e 03 0 0005 0 0280 0 0003 0 1803 0 0017 0 0024 0 0044 2 1120 0 0010 0 0380 0 0003 0 1795 0 0015 0 0546 0 0058 1 9755 0 0015 0 0480 0 0002 0 1773 0 0014 0 1067 0 0071 1 7652 0 0020 0 0580 0 0002 0 1737 0 0011 0 1521 0 0083 1 4992 0 0025 0 0680 0 0002 0 1689 0 0009 0 1896 0 0092 1 1971 0 0030 0 0780 0 0002 0 1632 0 0006 0 2185 0 0099 0 8791 0 0035 0 0880 0 0001 0 1569 0 0004 0 2385 0 0104 0 5641 0 0040 0 0980 0 0001 0 1501 0 0001 0 2500 0 0106 0 2682 0 0045 0 1080 0 0001 0 1430 0 0002 0 2537 0 0105 0 0032 0 0050 0 1180 0 0001 0 1360 0 0005 0 2505 0 0102 0 2242 0 0055 0 1280 0 0002 0 1292 0 0008 0 2416 0 0095 0 4120 0 0060 0 1380 0 0002 0 1226 0 0011 0 2280 0 0087 0 5629 0 0065 0 1480 0 0002 0 1165 0 0013 0 2106 0 0076 0 6826 0 0070 0 1580 0 0003 0 1110 0 0015 0 1903 0 0064 0 7791 0 0075 0 1680 0 0003 0 1060 0 0016 0 1675 0 0050 0 8610 0 0080 0 1780 0 0004 0 1017 0 0017 0 1425 0 0035 0 9371 0 0085 0 1880 0 0004 0 0981 0 0018 0 1154 0 0018 1 0156 0 0090 0 1980 0 0005 0 0953 0 0018 0 0860 0 0000 1 1030 0 0095 0 2080 0 0005 0 0934 0 0018 0 0540 0 0019 1 2039 0 0100 0 2180 0 0006 0 0923 0 0017 0 0190 0 0039 1 3191 0 0105 0 2280 0 0006 0 0923 0 0016 0 0194 0 0061 1 4441 0 0110 0 2380 0 0006 0 0934 0 0014 0 0612 0 0083 1 5662 0 0115 0 2480 0 0007 0 0958 0 0011 0 1062 0 0104 1 6628 0 0120 0 2580 0 0007 0 0994 0 0008 0 1531 0 0122 1 7013 0 0125 0 2680 0 0007 0 1043 0 0005 0 1998 0 0135 1 6453 0 0130 0 2780 0 0007 0 1104 0 0001 0 2433 0 0141 1 4648 0 0135 0 2880 0 0007 0 1177 0 0003 0 2799 0 0139 1 1496 0 0140 0 2980 0 0007 0 1259 0 0007 0 3061 0 0128 0 7163 0 0145 0 3080 0 0007 0 1346 0 0010 0 3190 0 0112 0 2045 0 0150 0 3180 0 0007 0 1435 0 0013 0 3172 0 0092 0 3349 0 0155 0 3280 0 0006 0 1521 0 0015 0 3006 0 0070 0 8527 机械原理课程设计 家用厨房切菜机 43 0 0160 0 3380 0 0006 0 1600 0 0017 0 2704 0 0048 1 3099 0 0165 0 3480 0 0005 0 1670 0 0018 0 2286 0 0027 1 6799 0 0170 0 3580 0 0005 0 1727 0 0018 0 1780 0 0007 1 9477 0 0175 0 3680 0 0004 0 1768 0 0018 0 1214 0 0011 2 1072 0 0180 0 3780 0 0004 0 1794 0 0018 0 0619 0 0028 2 1597 0 0185 0 3880 0 0003 0 1803 0 0017 0 0024 0 0044 2 1120 0 0190 0 3980 0 0003 0 1795 0 0015 0 0546 0 0058 1 9755 0 0195 0 4080 0 0002 0 1773 0 0014 0 1067 0 0071 1 7652 0 0200 0 4180 0 0002 0 1737 0 0011 0 1521 0 0083 1 4992 0 0205 0 4280 0 0002 0 1689 0 0009 0 1896 0 0092 1 1971 0 0210 0 4380 0 0002 0 1632 0 0006 0 2185 0 0099 0 8791 0 0215 0 4480 0 0001 0 1569 0 0004 0 2385 0 0104 0 5641 0 0220 0 4580 0 0001 0 1501 0 0001 0 2500 0 0106 0 2682 0 0225 0 4680 0 0001 0 1430 0 0002 0 2537 0 0105 0 0032 0 0230 0 4780 0 0001 0 1360 0 0005 0 2505 0 0102 0 2242 0 0235 0 4880 0 0002 0 1292 0 0008 0 2416 0 0095 0 4120 0 0240 0 4980 0 0002 0 1226 0 0011 0 2280 0 0087 0 5629 0 0245 0 5080 0 0002 0 1165 0 0013 0 2106 0 0076 0 6826 0 0250 0 5180 0 0003 0 1110 0 0015 0 1903 0 0064 0 7791 0 0255 0 5280 0 0003 0 1060 0 0016 0 1675 0 0050 0 8610 0 0260 0 5380 0 0004 0 1017 0 0017 0 1425 0 0035 0 9371 0 0265 0 5480 0 0004 0 0981 0 0018 0 1154 0 0018 1 0156 0 0270 0 5580 0 0005 0 0953 0 0018 0 0860 0 0000 1 1030 0 0275 0 5680 0 0005 0 0934 0 0018 0 0540 0 0019 1 2039 0 0280 0 5780 0 0006 0 0923 0 0017 0 0190 0 0039 1 3191 0 0285 0 5880 0 0006 0 0923 0 0016 0 0194 0 0061 1 4441 0 0290 0 5980 0 0006 0 0934 0 0014 0 0612 0 0083 1 5662 0 0295 0 6080 0 0007 0 0958 0 0011 0 1062 0 0104 1 6628 0 0300 0 6180 0 0007 0 0994 0 0008 0 1531 0 0122 1 7013 0 0305 0 6280 0 0007 0 1043 0 0005 0 1998 0 0135 1 6453 0 0310 0 6380 0 0007 0 1104 0 0001 0 2433 0 0141 1 4648 0 0315 0 6480 0 0007 0 1177 0 0003 0 2799 0 0139 1 1496 0 0320 0 6580 0 0007 0 1259 0 0007 0 3061 0 0128 0 7163 0 0325 0 6680 0 0007 0 1346 0 0010 0 3190 0 0112 0 2045 0 0330 0 6780 0 0007 0 1435 0 0013 0 3172 0 0092 0 3349 0 0335 0 6880 0 0006 0 1521 0 0015 0 3006 0 0070 0 8527 0 0340 0 6980 0 0006 0 1600 0 0017 0 2704 0 0048 1 3099 0 0345 0 7080 0 0005 0 1670 0 0018 0 2286 0 0027 1 6799 0 0350 0 7180 0 0005 0 1727 0 0018 0 1780 0 0007 1 9477 0 035