沈阳农业大学机械原理课件原理课程设计(第二版)

1、机械原理课程设计机械原理课程设计课程设计主题：课程设计主题： 机械执行系统运动方案设计机械执行系统运动方案设计n 根据机械的用途确定机械所要求的动作、运动变换形式及运动规律等，由此选用常用机构或设计新的机构以实现其运动要求；选定原动件；用传动机构把原动机和执行机构联系起来；确定原动件、传动机构与执行机构的参数。时间：时间： 2009.12.812. 12学分：学分：1学分完成的材料：完成的材料： 4000字以上的课程设计说明书一份。成绩评定：成绩评定： 成绩采用百分制，与理论课成绩不相关；成绩组成为：平时表现30%+ 完成质量50%+答辩成绩20%。1 机械原理课程设计实施方案n机械原理课程设

2、计是使学生较全面、系统掌握和深化机械原理课程的基本原理和方法的重要环节，是培养学生机械运动方案设计、创新设计、进行机构分析和设计能力的一门课程。1.1机械原理课程设计的目的和意义机械原理课程设计的目的和意义1.1 机械原理课程设计的目的和意义机械原理课程设计的目的和意义(1)初步了解机械设计的全过程，受到根据功能要求拟定机械运动方案的训练，具备初步的机构选型、组合和确定运动方案的能力。(2) 以机械系统运动方案设计为结合点，把机械原理课程各章节的理论和方法融会贯通起来，进一步巩固和加深所学理论知识，综合运用理论知识，进行机构的组合设计。n（3）掌握机械运动方案设计的内容、方法、步骤，并对动力分

3、析与设计有一个较完整的概念。n(6)逐步树立工程设计的观点，培养综合运用所学知识，理论联系实际，独立思考与分析问题的能力。n(4)培养查阅文献、运用文献资料和手册的能力。锻炼运用科技术语的能力。n(5)通过编写说明书，培养学生表达、归纳、总结的能力，锻炼运用科技术语的能力。1.2 机械原理课程设计的任务机械原理课程设计的任务1）针对某种简单机械，按照给定的机械总功能要求，分解子功能，进行机构的选型与组合，设计机械执行系统运动方案。2）对运动方案进行对比、评价和选择，绘制机构运动简图，制定机构运动循环图。1.2 机械原理课程设计的任务机械原理课程设计的任务3）对选定方案中的一个机构连杆机构、凸轮

4、机构、齿轮机构、其他常用机构等进行运动分析与尺寸综合。4）编写课程设计说明书。1.3 机械设计的基本概念机械设计的基本概念机械设计：机械设计：是指设计机械驱动装置、产品或系统。 机器设计机器设计的对象是由动力驱动装置、执行机构和传动系统组成的机器。 机构设计机构设计主要考虑如何产生和选择一种特定类型的机构，确定构件、运动副的数目、类型和尺寸，以实现期望的约束运动。机械设计机械设计机构设计机构设计机器设计机器设计构件构件运动副运动副机器机器动力源动力源控制控制约束运动？约束运动？输出有效功输出有效功？是是是是机构机构问题定义问题定义动力分析动力分析运动分析运动分析刚度与强度设计刚度与强度设计型综

5、合型综合尺度综合尺度综合机构设计机构设计机器设计机器设计1.3 机械设计的类型机械设计的类型1）开发性设计）开发性设计 无参考样机，一种从无到有的全新设计。无参考样机，一种从无到有的全新设计。2）适应性设计）适应性设计 在总的方案原理基本不变情况下，对原有产品进在总的方案原理基本不变情况下，对原有产品进行局部变动和改进。行局部变动和改进。3）变型设计）变型设计 在设计方案和功能结构不变情况下，对原有产品在设计方案和功能结构不变情况下，对原有产品进行系列化设计或变参数、变容量设计。进行系列化设计或变参数、变容量设计。1.3 机械设计的一般进程机械设计的一般进程考察与决策阶段考察与决策阶段总体方案

6、设计阶段总体方案设计阶段结构设计阶段结构设计阶段改进设计阶段改进设计阶段机械原理课程设计机械原理课程设计1.4 机械原理课程设计的方法机械原理课程设计的方法n图解法n解析法n实验法2 机械执行系统方案设计机械执行系统方案设计机械预期实现的功能要求机械预期实现的功能要求功能原理设计功能原理设计尺度综合尺度综合运动规律设计运动规律设计（工艺动作分解与运动方案选择）（工艺动作分解与运动方案选择）机构组合机构组合绘制机械执行系统绘制机械执行系统机构运动简图机构运动简图执行系统方案设计的步骤执行系统方案设计的步骤执行机构的选型执行机构的选型方案评价方案评价运动与动力分析运动与动力分析运动循环图设计运动循

7、环图设计2.2机械原理课程设计的内容机械原理课程设计的内容1）对机械的总功能分解成子功能。）对机械的总功能分解成子功能。2）对每个子功能进行机构选型）对每个子功能进行机构选型(确定各执行机确定各执行机构的类型）。构的类型）。3）机构组合，完成总功能。）机构组合，完成总功能。4）进行方案评价。）进行方案评价。5）编制运动循环图。绘制机械系统运动简图。）编制运动循环图。绘制机械系统运动简图。6）对其中一个常用机构进行具体尺寸综合。）对其中一个常用机构进行具体尺寸综合。7）编写）编写4000字左右的课程设计说明书。字左右的课程设计说明书。1）功能分解自动传送装置自动传送装置2.3 功能分解钻头既转又

8、移钻头既转又移钻头转动工件移动钻头转动工件移动2.4 机构的选用机构的选用 定轴转动变直线运动定轴转动变直线运动曲柄滑块机构曲柄滑块机构凸轮机构凸轮机构齿条传动齿条传动螺旋机构螺旋机构组合机构组合机构 定轴转动变摆动定轴转动变摆动曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构导杆机构导杆机构凸轮机构凸轮机构组合机构组合机构双曲柄机构双曲柄机构齿轮传动齿轮传动带传动机构带传动机构链传动机构链传动机构摩擦轮传动摩擦轮传动 定轴转动变转动定轴转动变转动 直线运动变定轴转动直线运动变定轴转动曲柄滑块机构曲柄滑块机构齿条传动齿条传动螺旋机构螺旋机构组合机构组合机构 间歇运动间歇运动变形导杆机构变形导杆机构不完全齿轮机构不完全

9、齿轮机构棘轮机构棘轮机构槽轮机构槽轮机构凸轮机构凸轮机构不完全滚轮机构不完全滚轮机构组合机构组合机构2.5 机构的组合机构的组合 机构的组合方式：机构的组合方式：串联串联并联并联混联混联反馈式反馈式2.6 机械运动循环图的编制机械运动循环图的编制 在一些机械中，各执行构件的运动之间必须保证在一些机械中，各执行构件的运动之间必须保证严格的协调关系，才能实现机械的功能。严格的协调关系，才能实现机械的功能。 为保证机械中各执行构件间的运动的协调配合关为保证机械中各执行构件间的运动的协调配合关系，在设计机械时应编制出系，在设计机械时应编制出用以表明在机械的一用以表明在机械的一个工作循环中各执行构件运动

10、配合关系的运动循个工作循环中各执行构件运动配合关系的运动循环图。环图。 机械运动循环图有三种形式：机械运动循环图有三种形式： 圆周式、表格式、直角坐标式圆周式、表格式、直角坐标式1进气凸轮机构进气凸轮机构 2排气凸轮机构排气凸轮机构3齿轮机构齿轮机构 4曲柄滑块机构曲柄滑块机构图图2 发动机系统运动方案简图发动机系统运动方案简图定标件为曲轴定标件为曲轴圆周式运动循环图圆周式运动循环图定标件为曲轴定标件为曲轴表格式运动循环图表格式运动循环图排气阀排气门关闭排气门开启进气阀进气门开启进气门关闭火花塞点火工作行程进气压缩膨胀排气1803602707200曲轴曲轴直角坐标式运动循环图180360570

11、7200曲轴曲轴进气阀进气阀排气阀排气阀2.7 机械系统运动方案的评价机械系统运动方案的评价运动链的长短运动链的长短机构的排列顺序机构的排列顺序传动比的分配传动比的分配运动副的形式运动副的形式动力源的选择动力源的选择传力条件传力条件机械效率机械效率评价因素评价因素 1）运动链的长短）运动链的长短机械系统传动方案的评价机械系统传动方案的评价 任何一部机械，在满足同一生产要求时，应力求任何一部机械，在满足同一生产要求时，应力求简单，从原动件到执行构件间的简单，从原动件到执行构件间的运动链尽量短运动链尽量短。 在选型时，有时宁肯采用具有较小设计误差但结在选型时，有时宁肯采用具有较小设计误差但结构简单

12、的近似机构，而不采用理论上没有误差但结构简单的近似机构，而不采用理论上没有误差但结构复杂的机构。构复杂的机构。2）机构的排列顺序）机构的排列顺序a）带传动等摩擦传动放置在高速端。）带传动等摩擦传动放置在高速端。机械系统传动方案的评价机械系统传动方案的评价b）链传动放置在低速端。）链传动放置在低速端。c）转变运动形式的机构（如凸轮机构、）转变运动形式的机构（如凸轮机构、连杆机构、螺旋机构）通常安排在运动连杆机构、螺旋机构）通常安排在运动链的末端。链的末端。d）圆锥齿轮传动放置在高速端。）圆锥齿轮传动放置在高速端。e）运动链中既有齿轮传动又有蜗杆传动，）运动链中既有齿轮传动又有蜗杆传动， 当传递动

13、力为主时，蜗杆传动放置在高速当传递动力为主时，蜗杆传动放置在高速端，齿轮传动放置在低速端。端，齿轮传动放置在低速端。 当传递运动为主时，齿轮传动放置在高速当传递运动为主时，齿轮传动放置在高速端，蜗杆传动放置在低速端。端，蜗杆传动放置在低速端。2）机构的排列顺序）机构的排列顺序机械系统传动方案的评价机械系统传动方案的评价3）传动比的分配）传动比的分配机械系统传动方案的评价机械系统传动方案的评价a)每一级传动比应在其常用范围每一级传动比应在其常用范围 。 带传动带传动5，链传动，链传动5，直齿圆柱齿轮，直齿圆柱齿轮8。b）当传动链为减速传动时，传动比的分配）当传动链为减速传动时，传动比的分配从原动

14、机到执行机构一般宜由小到大。从原动机到执行机构一般宜由小到大。c）建议使用不可约分的传动比，以避免）建议使用不可约分的传动比，以避免某几个轮齿的磨损过分集中。某几个轮齿的磨损过分集中。4）运动副的形式）运动副的形式 转动副元素制造简单，易保证运动副元素转动副元素制造简单，易保证运动副元素的配合精度，效率高；的配合精度，效率高；机械系统传动方案的评价机械系统传动方案的评价 移动副不易保证运动副元素的配合精度，移动副不易保证运动副元素的配合精度，效率低，易发生楔紧或自锁现象。效率低，易发生楔紧或自锁现象。 带高副的机构容易实现执行构件的运动规带高副的机构容易实现执行构件的运动规律，且可以减少运动链

15、，但高副元素一般律，且可以减少运动链，但高副元素一般形状复杂，易磨损，一般用于低速轻载的形状复杂，易磨损，一般用于低速轻载的场合。场合。5）动力源的选择）动力源的选择原动机机械系统传动方案的评价机械系统传动方案的评价第一类原动机第一类原动机蒸汽机蒸汽机柴油机柴油机汽油机汽油机燃气轮机燃气轮机水轮机水轮机第二类原动机第二类原动机电动机电动机液压马达液压马达气压马达气压马达第三类原动机第三类原动机风力、水力、潮汐、风力、水力、潮汐、人力、畜力人力、畜力 对于野外工作和移动式机械，除了具有专门配置的电力机车、电瓶车等选用电动机以外，均采用第一类原动机。5）动力源的选择）动力源的选择机械系统传动方案的

16、评价机械系统传动方案的评价 在特殊条件下可采用第三类原动机。 一般机械采用第二类原动机。在有高压供给系统的场合可采用液压马达；在有压缩空气站及供气系统的场合，可用气压马达。2.8 机械原理课程设计说明书的编写机械原理课程设计说明书的编写要求：要求：1）A4纸左侧装订，左侧留纸左侧装订，左侧留1.5cm装订线。装订线。2）语句通顺，步骤清晰，叙述简明，用工程术语表）语句通顺，步骤清晰，叙述简明，用工程术语表达设计成果；达设计成果；3）说明书包括封面、目录、正文、参考文献、附）说明书包括封面、目录、正文、参考文献、附录，并装订成册。录，并装订成册。4）说明书中公式和数据应说明来源，参考文献应）说明

17、书中公式和数据应说明来源，参考文献应编号，参照教材格式书写。编号，参照教材格式书写。5）说明书中每一自成单元的内容都应用大小标题，）说明书中每一自成单元的内容都应用大小标题，说明书便有页码。说明书便有页码。1.5 机械原理课程机械原理课程设计说明书的编写设计说明书的编写1）封皮格式封皮格式机械原理课程设计说明书机械原理课程设计说明书设计题目：设计题目： 专业班级：专业班级： 学学 号：号： 姓姓 名：名： 指导教师：指导教师： 设计日期：设计日期：2008年年12.812.14 2）目录格式）目录格式目目 录录设计任务书设计任务书 11总功能分解总功能分解 22原动机的选择原动机的选择3传动机

18、构的选择与比较传动机构的选择与比较4执行机构的选择与比较执行机构的选择与比较5机械系统运动简图机械系统运动简图6机械系统运动循环图机械系统运动循环图7机构设计机构设计参考文献参考文献书写时两侧对齐书写时两侧对齐3）正文）正文 一级标题 黑体，四号字；左顶格 正文小四号，文字采用宋体，数字用Times New Roman 字体。 图有图名，表有表头。按一定顺序编号。1总功能分解总功能分解 机构设计机构设计2原动机的选择原动机的选择 表表1 图图1 4) 参考文献 单独占一页，书写格式见教材后面参考文献的书写方式。参考文献：参考文献：1魏文军魏文军.机械原理机械原理.北京：高等北京：高等教育出版社

19、教育出版社.20052邹慧君邹慧君 .机械原理课程设计手机械原理课程设计手册册.北京：高等教育出版社北京：高等教育出版社.1999 3 2.9 机械原理课程设计的日程安排机械原理课程设计的日程安排完成内容时间备注布置题目，讲解有关内容，设计准备第1天功能分解、机构选型、方案论证，确定机械运动设计方案第2天绘制机械系统运动简图，编制运动循环图第3天机构运动尺寸设计，编写课程设计说明书第4天整理说明书，答辩。第5天3 任务分配任务分配题目题目学号学号1糕点切片机系统运动方案设计糕点切片机系统运动方案设计2医用棉签卷棉机系统运动方案设计医用棉签卷棉机系统运动方案设计3洗瓶机系统运动方案设计洗瓶机系统运动方案设计4半自动平压膜切机系统运动方案设计半自动平压膜切机系统运动方案设计5 平压印刷机系统运动方案设计平压印刷机系统运动方案设计6蜂窝煤成型机系统运动方案设计蜂窝煤成型机系统运动方案设计7冷霜自动灌装机系统运动方案设计冷霜自动灌装机系统运动方案设计8 自动打印机系统运动方案设计自动打印机系统运动方案设计题目题目学号学号9 螺钉头冷镦机系统运动方案设计螺钉头冷镦机系统运动方案设计10 专用精压机系统运动方案设计专用精压机系统运动方案设计11 四工位专用机床系统运动