机械原理课程设计指导书

1、西安科技大学高新学院机械原理课程设计指导书学 院 专业班级 姓 名 学 号 指导教师 日 期 目 录第一章 概述1第二章 机构的分析与设计3第三章 插床设计数据与设计内容4第四章 牛头刨床设计数据与设计内容5第五章 压床设计数据与设计内容6第一章 概 述一、课程设计的任务机械原理课程是培养学生机械系统运动方案设计初步能力的技术基础课。通过课程设计，使学生得到拟定运动方案的训练，具有初步机械选型与确定传动方案的能力，培养学生开发和创新机械产品的能力，提高学生运算、绘图、表达、运用计算机和查阅有关资料的技能。机械原理课程设计的任务一般包括；根据工作要求，进行机构的选型与组合；对各运动方案进行对比和

2、选择；对选定方案中的机构(凸轮机构、连杆机构、齿轮机构、其他常用机构)进行设计和分析；拟定、绘制机构运动循环图；进行机械动力分析与设计。二、课程设计的内容课程设计的内容包括机械方案的设计与选择、机构运动的分析与设汁、机械动力的分析与设计。选题应包括运动循环团的设计以及运动方案的选择=比较，注意包括凸轮机构、连杆机构和齿轮机构的分析与综合；应具有多个执行机构的运动配合关系。三、课程设计的方法机械原理课程设计的图解法是用作图求解的方法求出基本理论、基本关系式的结果，几何概念清晰、直观、定性简单，可以检查解析计算的正确性。解析法是通过建立数学模型，借助于计算机运算求出其结果，计算精度高，便于确定机构

3、在整个运动循环内各位置的未知量，计算机绘制的机构运动线图，为机构的选型和尺寸综合提供了重要的依据。四、课程设计的教学进度阶段 内容 时间安排 面向专业 周数1 查阅资料、熟悉题目 1天 机械设计制造及其自动化 第一周2 方案分析、比较 2天 机械设计制造及其自动化 第一周3 平面机构尺度综合、运动分析 2天 机械设计制造及其自动化 第一周4 平面动态静力分析 2天 机械设计制造及其自动化 第二周5 绘制方案图、整理设计说明书 2天 机械设计制造及其自动化 第二周6 答辩 1天 机械设计制造及其自动化 第二周 机械原理课程设计安排一览表五、编写课程设计说明书课程设计说明书是技术说明书中的一种，内

4、容应包括1)目录(标题、页次)；2)设计题目包括设计条件、要求等)；3)机构运动简图或设计方案的拟定和比较；4)制定机械系统的运动循环图；5)对选定机构的运动、动力进行分析与设计；6)完成设计所用方法及原理的简要说明7)列出必要的计算公式及所调用的子程序；8)写出自编的主程序、子程序及编程框图；9)对结果进行分析讨论；10)参考文献。设计说明书一般应该打印，要求书写工整、文宇简练、步骤清楚；计算内容要列出公式、代入数值、写出结果、标明单位中间运算应省略；中应编写必要的大、小标题，注明所用公式和数据的来源，封面格式和书写格式应符合相关要求。作图应该准确、布图匀称、图面整洁、标注齐全。图样上的中文

5、用仿宋体、数字和外文字母用斜体字母书写，图纸规格、线条、尺寸标注、标题栏的格式等均应符合国家制图标准。五、答辩答辩是考核课程设计是否达到基本要求和相应水平的关键环节，是老师对学生论文的一次会诊和指导。考核内容包括学生对设计手册，资料的运用。老师提问的内容包括选题、选形、制图、理力、材力、计算及设计要求等。重点考察学生设计图纸及说明书的质量，设计过程中的态度。同时检查设计创新性、工作量、有无违反学术规范现象等，提出改进意见。第二章 机构的分析与设计一、导杆机构曲柄匀角速度转动时，可得到一定摆角的摇杆摆动，且具有急回特性。1、选定长度比例尺，作出机构在给定位置的运动简图。2、选定比例尺，求原动件上

6、运动副中心的速度和加速度，解待求点的速度及相关构件的角速度，待求点的加速度及相关构件的加角速度。3、求各构件的惯性力及其作用位置。二、凸轮机构1、确定推杆的运动规律 主要根据推杆在机器中所要求完成的运动、凸轮转速以及加工凸轮轮廓线的技术水平等来确定。2、确定凸轮机构的类型和结构尺寸 根据凸轮轴与椎杆的相对位置及其所占空间大小，凸轮的转速，推杆的行程、重量及运动方式(移动或摆动)，负荷大小等条件来确定机构类型，然后再确定偏距，或摆动凸轮的凸轮中心到摆杆回转中心的距离和摆杆长度。3、设计凸轮轮廓曲线 主要应用“反转法”进行设计。4、其他方面的设计 若有要求，例如对于高速凸轮机构，还要进行运动分析、

7、动态静力分析、动力学分析以及试验分析等，然后进行修正设汁。三、齿轮机构巳知参数，传动比，模数，压力角，齿顶高系数，传动中心距及螺旋角。1、选择传动类型 正传动具有强度高、磨损小且机构尺寸紧凑等优点，应该优先选用。为防止齿轮发生根切、则必须选用正传动。对于希望采用标准中心距的直齿圆柱齿轮传动常采用等移距变位传动。若希望有互换性，则优先选用标准齿轮传动。负传动具有强度低、磨损严重、尺寸大等缺点，除中心距有特殊要求外，一班避免采用。2、确定齿轮的变位系数。3、按无侧隙啮合方程式计算端面啮合角，并计算两轮的几伺尺寸。4、验算齿轮传动的重合度。四、飞轮机构1、近似计算飞轮转动惯量 当机械出现盈功时，飞轮

8、将此盈功以动能形式储存起来，由于惯量很大而使主轴速度升高的幅度减小；反之，当机械出现亏功时，飞轮释放出动能以弥补功的不足，且由于大惯量而使主轴速度下降的幅度也减小，达到调速的目的。2、飞轮尺寸的确定 飞轮常做成如图所示形状。它由轮绿1、轮鼓2和轮辐3组成。当选定飞轮轮缘的均直径D后，即可求出飞轮轮缘的重力。平均直径的选择，一方面需考虑飞轮在机械中的安装空间，另一方面还需使其圆周速度不过大，以免轮绿因离心力过大而破裂。当飞轮的材料选定后，即可求得轮缘的横剖面尺寸。第三章 插床设计数据与设计内容插床是一种用于工件内表面切削加工的机床。插床主要由齿轮机构、导杆机构和凸轮机构等组成，如图所示。电动机经

9、过减速装置(图中只画出齿轮2、1)使曲柄1转动，再通过导杆机构123456，使装有刀具的滑块沿导路yy作往复运动，以实现刀具的切削运动。刀具与工作台之间的进给运动，是由固结于轴O2上的凸轮驱动摆动从动件O4D和其他有关机构(图中未画出)来完成的。为了缩短空回行程时间，提高生产牢，要求刀具有急回运动。图b为阻力线图。设计数据见表。1导杆机构的设计及运动分析设计导扦机构，作机构12个位置的速度多边形和加速度多边形，以上内容与后面动态静力分析一起画在1号图纸上。整理说明书。2导扦机构的动态静力分析确定机构一个位置的各运动副反力及应加于曲柄上的平衡力矩的图样上。整理说明书。3凸轮机构设计绘制从动杆的运动线团，画出凸轮实际廓线。以上内容作在2号图纸上。整理说明书。4齿轮机构设计选择变位系数，计算该对齿轮传动的各部分尺寸，以2号图纸绘制齿轮传动的啮合图。整理说明书。第四章 牛头刨床设计数据与设计内容牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，主要由齿轮机构、导杆机构和凸轮机构等组成，如图 (a)所示。电动机经过皮带和齿轮传动，带动曲柄2，再通过导杆机构23456带动刨头6和刨刀作往复切削运动。工作行程时，刨刀速度要平稳；空回行程时，刨刀要快速退回，即要有急回作用。切削阶段刨刀应近似匀速运动，以提高刨刀的使用寿