东北电力大学课程设计计算说明书

1、 课程设计计算说明书 2012-2013 学年第 2 学期学 院：专 业：学 生 姓 名：学 号：课程设计题目：平面四杆机构及应用设计起 迄 日 期: 06月24日-06月28日课程设计地点:机械工程学院指 导 教 师:系主任： 2013年06月28日 目录1设计任务书原件.22 SolidWorks软件简介.63 相关设计参数的设定.84 曲柄滑块机构的设计过程说明.95设计优点与不足.126 参考资料.137致谢.141设计任务书原件 课程设计任务书 2012-2013 学年第 2 学期学 院：专 业：学 生 姓 名：学 号：课程设计题目：平面四杆机构及应用设计起 迄 日 期: 课程设计地

2、点:机械工程学院指 导 教 师:系主任：下达任务书日期: 2013年 06 月 04 日课 程 设 计 任 务 书1设计目的：1 培养正确的设计思想，训练综合运用所学的理论知识解决工程实际问题的能力；2 学习平面四杆机构的原理，加深理解平面四杆机构及演化机构，了解其工程实际应用；3 熟悉和使用三维软件进行机械传动装置造型设计的原理及操作；4 机构设计基本技能的训练。如：计算、绘制工程图、三维设计软件使用。 2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：课程设计要求：1.研究分析设计题目，明确设计要求和设计内容；2.认真复习与机械原理课程有关的章节内容，提倡独立思考、深入钻研，主

3、动、创造性地进行设计；3.设计态度严谨认真，一丝不苟，反对照抄照搬，抄袭他人设计等问题。4.通过设计过程的实施，在设计思想、设计方法和设计技能等方面得到良好的训练。 原始数据：1、机构名称：曲柄滑块机构（曲线导轨）2、参考机构运动简图。 要 求：参考所给机构运动简图，了解其工作原理，拟定相关设计参数，完成机构设计。3设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等：一、工作量1、设计任务书2、设计计算说明书3、设计草图 A4手画4、机构的三维造型图 A4打印5、相关动画 刻录至光盘 二、设计计算说明书内容 1份（约712页）1、设计任务书原件2、相关软件简介3、确定相

4、关设计参数4、软件设计过程说明5、综述你的设计优点和不足6、参考资料7、致 谢 4主要参考文献：1 孙恒 陈作模 葛文杰主编.机械原理（第7版）.北京：高教出版社2 丁淑辉等. Pro/ENGINEER Wildfire 5.0高级设计与实践.北京：清华大学出版社 3 张忠将等.SolidWorks 2011机械设计完全实例教程.北京：机械工业出版社.2012.015设计成果形式及要求：1、设计任务书 1份 A4纸打印2、设计计算说明书 1份 A4纸打印（约712页）3、设计草图 1份 A4纸手画4、机构的三维造型图 1份 A4纸打印5、课程设计相关电子版内容 刻录光盘一张（含设计任务书、设计

5、计算说明书、相关动画文件等）。要求上述设计成品编写材料目录，按以上顺序装入档案袋中，档案袋按学号顺序排列上交存档。6工作计划及进度：06月04日06月25日 熟悉相关软件及设计任务书，完成方案设计及相关参数选择和计算，完成草图； 06 月26日06月27日 计算机绘制装配图，整理设计说明书；06月28 日 答辩或成绩考核。7、成绩组成及考核标准：根据成品质量和答辩情况评定成绩，成绩为五分制，即：优、良、中、及格、不及格。系主任审查意见： 签字： 2013年 6 月3 日2 SolidWorks软件简介2.1 SolidWorks的发展历程 SolidWorks为达索系统（Dassault Sy

6、stemes S.A）下的子公司，专门负责研发与销售机械设计软件的视窗产品。达索公司是负责系统性的软件供应，并为制造厂商提供具有Internet整合能力的支援服务。该集团提供涵盖整个产品生命周期的系统，包括设计、工程、制造和产品数据管理等各个领域中的最佳软件系统，著名的CATIAV5就出自该公司之手，目前达索的CAD产品市场占有率居世界前列。 SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势，SolidWorks公司于两年间成为CAD/CAM产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得SolidWorks每年都有数十

7、乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。SolidWorks所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它，设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。 由于使用了Windows OLE技术、直观式设计技术、先进的parasolid内核（由剑桥提供）以及良好的与第三方软件的集技术，SolidWorks成为全球装机量最大、最好用的软件。资料显示，目前全球发放的SolidWorks软件使用许可约28万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球100多个国家的约3万1千家企业。在教育市场上，每年

8、来自全球4，300所教育机构的近145，000名学生通过SolidWorks的培训课程。 对于熟悉微软的Windows系统的用户，基本上就可以用SolidWorks 来搞设计了。SolidWorks独有的拖拽功能使用户在比较短的时间内完成大型装配设计。SolidWorks资源管理器是同Windows资源管理器一样的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks ，用户能在比较短的时间内完成更多的工作，能够更快地将高质量的产品投放市场。 2.2 Solid Works的基本特点 Solid Works软件功能强大，组件繁多。 Solid Works 功能强大、易学易用和

9、技术创新是Solid Works 的三大特点，使得Solid Works 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。Solid Works 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。Solid Works 不仅提供如此强大的功能，同时对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。Solid Works独有的拖拽功能使用户在比较短的时间内完成大型装配设计。Solid Works资源管理器是同Windows资源管理器一样的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。在目前市场上所见到的三维CAD解决方案中，Solid Works是设计过程比较简便方便的软件之一。美国著名咨询

10、公司Daratech所评论：在基于Windows平台的三维CAD软件中，Solid Works是最著名的品牌，是市场快速增长的领导者。2.3 Solidworks用户界面 1、只有Solid Works 才提供了一整套完整的动态界面和鼠标拖动控制。“全动感的”的用户界面，减少设计步骤，减少了多余的对话框，从而避免了界面的零乱。2、崭新的属性管理员用来高效地管理整个设计过程和步骤。属管理员包含所有的设计数据和参数，而且操作方便、界面直观。3、用Solid Works资源管理器可以方便地管理CAD文件。Solid Works资源管理器是唯一一个同Windows资源器类似的CAD文件管理器。4、特征

11、模板为标准件和标准特征，提供了良好的环境。用户可以直接从特征模板上调用标准的零件和特征，并与同事共享。5、Solid Works 提供的Auto CAD模拟器，使得Auto CAD用户可以保持原有的作图习惯，顺利地从二维设计转向三维实体设计。2.4 Solidworks基本功能SolidWorks软件几乎可以对所有的机械行业物件进行设计，如精密仪器、风机、水泵、车辆、农机、模具、工装、水冷却循环系统等。SolidWorks2011甚至可以用于家具、家庭设计等方面。从软件的功能上来说，其最常做的工作有如下几项：建模、曲面、钣金、焊接、模具、装配、工程图、动画制作、有限元分析、渲染、零件库、印制电

12、路板、管路设计等。2.5 Solidworks工程图1、Solid Works 提供了生成完整的、车间认可的详细工程图的工具。工程图是全相关的，当你修改图纸时，三维模型、各个视图、装配体都会自动更新。2、从三维模型中自动产生工程图，包括视图、尺寸和标注。3、增强了的详图操作和剖视图，包括生成剖中剖视图、部件的图层支持、熟悉的二维草图功能、以及详图中的属性管理员。4、使用Rapid Draft技术，可以将工程图与三维零件和装配体脱离，进行单独操作，以加快工程图的操作，但保持与三维零件和装配体的全相关。5、用交替位置显示视图能够方便地显示零部件的不同的位置，以便了解运动的顺序。交替位置显示视图是专

13、门为具有运动关系的装配体而设计的独特的工程图功能。3 相关设计参数的设定曲柄摇块机构是由曲柄连杆机构演化而来，将连杆的圆周运动转化为摆动，从而实现不同的轨迹运动。曲柄摇块机构具体机构尺寸如图所示： 连杆厚度10mm 白色钉长30mm 褐色钉长20mm 轨道深度40mm 滑块厚度50mm 平台厚度50mm4 曲柄滑块机构的设计过程说明4.1安装平台与滑道的设计 在实际设计中滑道的设计都是在一固定的平台上加工而成，因此我在设计过程中将滑道建立在平台上，而不是单纯孤立的滑道，从而实现设计的合理性。 设计尺寸：平台厚度50mm 长宽尺寸见总体尺寸图 滑道内半径180mm 滑道宽40mm 滑道深40mm

14、：具体形状见下图：4.2连杆的设计 连杆需要设计简单易于装配，并且要考虑连接处的设计尺寸使其强度可以承受实际运动时的载荷。 此杆有两种长度不同，一杆长120mm，另一杆长250mm， 装配孔直径20mm4.3滑块的设计 滑块的设计必须与滑道相符合，才能使滑块在滑道内正常运动，所以滑道设计时其内半径与外半径和滑道的相同，厚度符合装配尺寸。装配孔直径20mm 厚度50mm 滑道内半径180mm4.4连接钉的设计 连接钉的设计需要用到两种规格的钉，由于连接的尺寸长度不同需要两种连接钉来实现准确的配合。4.5曲柄滑块机构的装配 将上述设计的零件图进行装配，利用软件中装配命令实现各个零件的配合，达到预期

15、的装配效果，利用编辑外观命令将各个零件装饰成不同的颜色便于区分。5 设计优点与不足 优点：1. 零件由连杆、轨道和销钉组成，简单但又实现目的，零件颜色鲜明，易于区别，便于查看。2. 各个零件之间的装配通过简单的配合，实现连接，一点都不复杂，结构明了。3. 能够较好的实现四杆机构的运动特点，通过简单的四杆运动实现较为复杂的运动规律和运动轨迹。4. 装配过程中解决了实际问题中装配冲突的问题。5. 杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制。 不足：1. 零件只是通过简单的配合而成，装配图过于简单，不够复杂。2. 零件尺寸虽然符合要求，但不是很精确，材料有浪费。3. 曲柄滑块构思不够好，只是简单的把其原理

16、表达出来，没有加入自己的想法，没表现自己的创新之处。4. 运动副为低副，而低副中存在间隙，精度低。5 缺少与实际机构的相互联系，没有体现出设计的应用之处。6参考文献1 孙恒 陈作模 葛文杰主编.机械原理（第7版）.北京：高教出版社2 丁淑辉等. Pro/ENGINEER Wildfire 5.0高级设计与实践.北京：清华大学出版社 3 张忠将等.SolidWorks 2011机械设计完全实例教程.北京：机械工业出版社.2012.017 致谢 非常感谢赵立华老师给我大学的第一个课程设计的指导，从最初的定题，到资料收集，修改，到最后的完成，他给了我耐心的指导和无私的帮助。在此我向他表示诚挚的谢意。同时，感谢所有同学在课程设计过程中给自己的指导和帮助！通过这一阶段的努力，我学会了solidworks软件的使用以及四连杆机构在机械设计中的应用，也掌握了曲柄摇块机构的基本原理；在设计的过程中我了解到每一机构设计的严谨性。经过半个月的学习与设计，我的课程设计曲柄摇块机构（平行四边形机构）终于完成了，在这个过程中我在学习上和思想上都