1、<p>　　機械原理課程設計說明書</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 機械原理課程設計前言2</p><p>　　§1-1 課程設計的目的3</p><p>　　§1-2 課程設計的任務3</p><p>　　第二

2、章:搖擺式輸送機設計過程4</p><p>　　§2-1 工作原理4</p><p>　　§2-2 設計要求和原始數據5</p><p>　　§2-3 設計內容及工作量6</p><p>　　§2-4 其他設計方案6</p><p>　　§2-5 利

3、用作圖法確定機構的運動尺寸7</p><p>　　§2-6 連桿機構的運動分析9</p><p>　?。ㄒ唬?、速度分析10</p><p>　　（二）、加速度分析12</p><p>　　§2-7 機構的動態(tài)靜力分析16</p><p>　　§2-8 飛輪轉動慣量的確定1

4、7</p><p>　　第三章:課程設計總結20</p><p><b>　　參考文獻21</b></p><p>　　第一章 機械原理課程設計前言</p><p>　　機械原理是一門以機器和機構為研究對象的學科。機械原理課程設計是使學生較全面的、系統鞏固和加深機械原理課程的基本原理和方法的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生“初

5、步具有確定機械運動方案，分析和設計機械的能力”及“開發(fā)創(chuàng)新能力”的一種手段。我們將從機構的運動學以及機器的動力學入手，研究機構運動的確定性和可能性，并進一步討論的組成原理，從幾何的觀點來研究機構各點的軌跡、位移、速度和加速度的求法，以及按已知條件來設計新的機構的方法。</p><p>　　機械原理課程設計所研究的問題又可歸納為二類：</p><p>　?。?）、根據已有的機構和主要參數來分

6、析該機構和所組成機構的各種特性，即結構分析，運動分析。</p><p>　?。?）、根據預期的各種特性來確定新的機構的形式，結構和參數，即機構的設計問題，如機構的運動設計，機構的平衡設計以及速度的調節(jié)。</p><p>　　電子計算機的應用為此次課程設計提供方便，我們可以利用AutoCAD作圖，SolidWorks建模并仿真，從而能看到機構的運動。</p><p>

7、　　§1-1 課程設計的目的</p><p>　　機械原理課程設計是高等工業(yè)學校機械類專業(yè)學生第一次較全面的機械運動學和動力學分析的訓練，是機械原理課程的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。其目的是：</p><p>　?。?）、進一步加深學生所學的理論知識。</p><p>　?。?）、培養(yǎng)學生獨立解決有關本課程實際問題的能力，使學生對于機械運動學和動力學的分析

8、與設計有一較完整的概念。</p><p>　　（3）、通過對具體問題的分析、計算、制圖、技術資料的使用，電算程序的編制及計算機使用等各環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生獨立分析問題和解決問題的工程技術能力。</p><p>　　§1-2 課程設計的任務</p><p>　　機械原理課程設計的任務是對機器的主體機構進行運動分析、動態(tài)靜力分析，求出所有的運動副反力及平衡力矩。要

9、求學生根據設計任務，繪制必要的圖紙（或編制計算程序），編寫設計計算說明書。</p><p>　　要達到課程設計的目的，必須配以課程設計的具體任務：按照選定的機械總功能要求，分解成分功能，進行機構的選型與組合；設計該機械系統的幾種運動方案，對各運動方案進行對比和選擇；對選定方案中的機構——連桿機構、凸輪機構、齒輪機構，其他常用機構，組合機構等進行運動分析與參數設計；通過計算機編程，將機構運動循環(huán)圖在計算機屏幕上動態(tài)

10、地顯示出來，并給出相應的運動參數值。</p><p>　　第二章:搖擺式輸送機設計過程</p><p>　　§2-1 工作原理</p><p>　　搖擺式輸送機是一種水平傳送材料用的機械，由齒輪機構和六連桿機構等組成。如圖1所示，電動機1通過傳動裝置2使曲柄4回轉，再經過六連桿機構使輸料槽9作往復移動，放置在槽上的物料10借助摩擦力隨輸料槽一起運動。物料

11、的輸送是利用機構在某些位置輸料槽有相當大加速度，使物料在慣性力的作用下克服摩擦力而發(fā)生滑動，滑動的方向恒自左往右，從而達到輸送物料的目的。</p><p>　　1——電機 2——傳動裝置 3——執(zhí)行機構</p><p>　　圖1搖擺式輸送機示意圖</p><p>　　§2-2 設計要求和原始數據</p><p><b&

12、gt;　　設計要求：</b></p><p>　　該布置要求電機軸與曲柄軸垂直，使用壽命為5年，每日二班制工作。輸送機在工作過程中，載荷變化較大，允許曲柄轉速偏差為±5%，六連桿執(zhí)行機構的最小傳動角不得小于40°，執(zhí)行機構的傳動效率按0.95計算，按小批量生產規(guī)模設計。</p><p><b>　　原始數據：</b></p>

13、<p>　　§2-3 設計內容及工作量</p><p>　　1、根據搖擺式輸送機的工作原理，擬定2～3個其他形式的機構，畫出機械系統傳動簡圖，并對這些機構進行運動和動力分析。</p><p>　　2、根據設計數據確定六桿機構的運動尺寸，取lDB=0.6lDC。要求用圖解法設計，并將設計結果和步驟寫在設計說明書中。</p><p>　　3

14、、連桿機構的運動分析。將連桿機構放在直角坐標系下，分析出滑塊8的位移、速度、加速度及搖桿6的角速度和角加速度，作出運動曲線，并打印上述各曲線圖。</p><p>　　4、機構的動態(tài)靜力分析。物料對輸料槽的摩擦系數f =0.35, 設摩擦力的方向與速度的方向相反，求出外加力大小，求出曲柄最大平衡力矩和功率。</p><p>　　5、 編寫設計說明書一份。應包括設計任務、設計參數、設計計算

15、過程等。</p><p>　　§2-4 其他設計方案</p><p><b>　　圖2-1 </b></p><p><b>　　圖3-1</b></p><p>　　以上兩種機構的分析對比：圖2-1為六桿機構，直接通過電動機帶動曲柄滑塊轉動從而是連桿2擺動最終使滑塊左右運動，從而達到輸

16、送貨物的效果。其優(yōu)點是成本比較低，結構簡便，缺點是摩擦大，耗費能量多。圖3-1是通過送料的往復運動我們用曲柄滑塊機構實現，當輸入構件等速轉動時，輸出構件帶動滑塊作往復移動，機構具有急回功能，但該方案不但設計計算比較復雜，滑塊5和作平面復雜運動的連桿2和4的動平衡也比較困難 。</p><p>　　§2-5 利用作圖法確定機構的運動尺寸</p><p>　　根據原始數據，可求得，

17、并作出搖桿的兩個極限位置，利用公式，計算出。選取一點P，使。P點的簡單做法是做和（與成）的交點。通過三點作圓?？芍獔A周上任取一點作為曲柄的軸心，機構的極位夾角均等于，此圓與直線GH的交點即為曲柄中心O。這樣的位置有兩個，可以驗證以O＇為曲柄中心的傳動角γ1小于（最小傳動角發(fā)生在曲柄與機架的兩個共線位置，如下圖所示），與要求相矛盾，故排除。</p><p><b>　　由，可得：</b><

18、;/p><p>　　§2-6 連桿機構的運動分析</p><p>　　如下圖所示，選取桿6與垂直線的夾角為30°時的位置,用圖解法進行分析。</p><p>　　根據原始數據要求，桿件4的轉速，則其角速度為：</p><p><b>　?。ㄒ唬?、速度分析</b></p><p>

19、<b>　　A點的線速度</b></p><p>　　大?。?？ √ ？</p><p>　　方向：⊥DB ⊥OA ⊥AB</p><p>　　選取速度比例尺，作速度分析圖（如下圖所示）可得：</p><p><b>　　由此可得：</b></p><p&

20、gt;<b>　　桿5的角速度為：</b></p><p><b>　　搖桿6的角速度為：</b></p><p><b>　　C點的速度為：</b></p><p>　　大?。?？ √ ？</p><p>　　方向：水平 ⊥DC 垂直</p&

21、gt;<p><b>　　其中。</b></p><p>　　選取速度比例尺，作速度分析圖（如下圖所示）可得：</p><p><b>　　（二）、加速度分析</b></p><p><b>　　A點的加速度為：</b></p><p>　　B點相對于D點的法向加

22、速度為：</p><p>　　B點相對于A點的法向加速度為：</p><p>　　大?。?0 √ ？ √ √ ？</p><p>　　方向： B→D ⊥DB A→O B→A ⊥AB</p><p>　　選取加速度比例尺，作加速

23、度分析圖（如上圖所示）可得：</p><p><b>　　由此可得：</b></p><p>　　搖桿6的角加速度為：</p><p><b>　　C點的加速度為：</b></p><p>　　大?。?？ √ √ ？</p><p>　　方向：

24、 水平 C→D 水平 垂直</p><p><b>　　其中，</b></p><p>　　選取加速度比例尺，作加速度分析圖（如上圖所示）可得：</p><p>　　用SolidWorks建模仿真所得運動曲線圖如下（機構模型圖見后面）：</p><p><b>　　推桿8的位移曲線：</

25、b></p><p><b>　　推桿8的速度曲線：</b></p><p>　　推桿8的加速度曲線：</p><p>　　搖桿6的角速度曲線：</p><p>　　搖桿6的角加速度曲線：</p><p>　　§2-7 機構的動態(tài)靜力分析</p><p>

26、　　在物料上添加一個摩擦力，大小為：</p><p><b>　　方向為水平向左。</b></p><p>　　此摩擦力在0.26s內為10290N，在0.26～0.545s內為0。</p><p><b>　　表達式為：</b></p><p>　　IF(time-0.26:10290,10290

27、,0)</p><p><b>　　最大平衡力矩為：</b></p><p><b>　　功率為：</b></p><p>　　§2-8 飛輪轉動慣量的確定</p><p>　　首先，繪制平衡力矩與角度的曲線圖（如下圖所示）：</p><p>　　把上圖的橫坐標等

28、分為51份，通過對平衡力矩曲線的積分求出阻力功。</p><p><b>　　積分求法：</b></p><p>　　根據阻力功等于驅動功，，繪出驅動力矩的曲線圖：</p><p>　　把兩條曲線的對應力矩值相減，得到下圖：</p><p>　　對差值曲線的各段（共分為51段）分別進行積分，得到盈虧功圖：</p&g

29、t;<p>　　選取盈虧功曲線上最高點和最低點的值，作差，得到最大盈虧功</p><p>　　根據曲柄的長度、寬度和厚度，用Pro/E的質量屬性進行分析可得：</p><p><b>　　飛輪的轉動慣量為：</b></p><p><b>　　輸送機模型圖：</b></p><p>　

30、　第三章:課程設計總結</p><p>　　作為一名機械自動化專業(yè)的大二學生，我覺得做機械原理課程設計是十分有意義的，而且是十分必要的。在已度過的大學時間里，我們大多數接觸的是公共和專業(yè)基礎課，在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)課的理論知識，而做類似的課程設計就為我們提供了良好的實踐平臺，使我們能把所學的專業(yè)基礎課理論知識運用到實踐中去。</p><p>　　在做本次課程設計的過程中，我感觸最深的當

31、屬用AutoCAD畫圖和用SolidWorks建模仿真。在制作過程中，我對以前學過的技術更加熟練，同時又學到了更多的技術。</p><p>　　兩周的課程設計雖然已經結束了，但是從中學到的知識會讓我受益終身。相信這次設計帶給我們的嚴謹的學習態(tài)度和一絲不茍的科學作風將會給我們未來的工作和學習打下一個更堅實的基礎。發(fā)現、提出、分析、解決問題和實踐能力的提高都會受益于我在以后的學習、工作和生活中。 </

32、p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1、機械設計課程設計指導書 龔溎義 羅圣國 李平林 張力乃 黃少顏 編 龔溎義 主編高等教育出版社 1990年4月第二版機械設計課程設計圖冊</p><p>　　2、《機械原理》（第七版） 孫桓 陳作摸 葛文杰 主編 高等教育出版社，2006.5</p><p>