机构创新运动课程设计说明书

1、课程设计报告学生姓名：XXXX先生学位：XXX学院：机械工程学院班级：XXX主题：组织运动创新设计指导教师：苏天职：2015年1月8日目录一、绪论1二、课程设计目的1三、课程设计要求和内容1四、原始数据和技术参数2五、设计原理和设备2六、机构示意图和自由度计算3七、机构动力分析和计算4八、机构运动分析和计算6九、心得八十、参考文献8一、概要：机械创新设计是充分发挥设计者的创造性，利用人类现有的相关科学技术成果(包括理论、方法、技术原理等)，进行创新构想，设计具有新颖性、创造性、实用性的机构和机械产品(装置)的实践活动。 两部分：之一是改善现有机械产品在生产和生活中的技术性能、可靠性、经济性、适

2、用性等；二是设计新的机械和新产品，以满足新的生产和生活需求。 另一方面，机构运动方案的创新设计是各种复杂机械设计的决定性一步，机构的设计选定一般通过制图和计算来进行，一般复杂机构有很多方案，需要制作模型进行实验和验证，只有多次改进才能获得最佳方案和参数。 本实验使用的保鲜膜试验机可任意选择平面机构的类型，组装机构尺寸调整功能，确定比较直观方便的保鲜膜、验证、调整、改进、设计方案，改善在校学生平面机构的学习和设计一般停留在理论基础上的现象。二、课程设计目的：(1)通过这次课程设计，培养对机械系统总体方案的认识，加强学生的工程实践背景训练，扩大学生的知识面，培养学生的创新意识、综合设计和工程实践手

3、腕(2)通过机构的结合，培养工程实践的本领，同时可以发现一些基本机构和机械设计的典型问题，解决问题，通过运动方案设计的几个基本知识点，可以更全面地理解机构系统的运动特性(3)加深对平面机构构成原理、构成结构的认识，了解平面机构的构成和运动特性，进一步掌握机构运动方案的各种创新设计方法。三、课程设计要求和内容：(1)设计要求：a .过程中，必须保证机构的自由度等于原动件数b .根据制定的设计方案，选择必要的零件，利用机构运动方案的革新设计实验台，按机构运动的传递顺序连接零件c .明确机构中各部件所占的运动平面，避免各运动部件的运动干涉d .实物连接完成后，机构的自由度是否合理，机构是否满足要求，

4、在完成预定的运动后，可以连接电机，进行模拟运动。(2)设计内容和程序：a .掌握本课程设计的基本原理精通CQJP-D机构运动创新设计方案的拼接和模拟实验台的使用方法c .确定本组机构运动创新设计方案，保证方案的合理性和可行性，根据设计方案连接实物d .绘制结构示意图，正确计算机构自由度，对设计的机构进行运动学和动力学分析。四、原始数据和技术参数：(1)原始数据：CQJP-D机构运动创新设计方案的连接和模拟台，YY系列马达1台，带轮和皮带1台，主动轴1台，旋转轴3台，齿轮2台，连杆1台，连杆2台，连杆3台，紧固螺钉数台，松动紧固螺钉数台，六角扳手和可动扳手。(2)主要技术参数：电动机的技术参数为

5、P=60W，U=220V，I=0.95A，n=1350r/min，i0=50齿轮1:d=88mm毫米，z=42齿轮2:d=120mm毫米，z=56链路1:L=120mm毫米，数量为1链路2:L=260mm毫米，数量为1链路3:L=350mm毫米，数量3五、设计原理和设备：(1)课程设计所需的设备：CQJP-D机构运动创新设计方案的拼接和仿真实验台(2)实验原理：本组设计方案是根据曲柄杆和曲柄滑块的机构特性，与齿轮传动特征相结合的。该机构在电动机输出动能，皮带使小齿轮旋转，小齿轮与大齿轮啮合，动能通过大齿轮时，能够输出低速度的杆1固定在大齿轮上，相当于曲柄，与杆1连接的杆2相当于连杆， 与杆2连

6、接的杆3相当于操纵杆，杆3可以随着杆1的旋转在一定角度内往复摆动，杆4的前端与杆2、杆3的前端连接，构成复合铰链，杆4的前端连接滑块，杆3摆动时， 杆4实现拖动滑块进行直线往复运动，将圆周的旋转转换为操纵杆的摆动，转换为滑块的往复直线运动的功能。图1机构实物样品图六、机构运动示意图及其自由度计算自由度的计算公式如下F=3n-2Pl-Ph (Pl为低副，Ph为高副)从图2可以看出这个机构有七个旋转副和一个移动副，另一个平面高度。在这种情况下，可以看出：n=6，Pl=8，Ph=1即，自由度数f是F=36-28-1=1从机构的概略图可以看出，该机构只有一台原动机，机构的自由度也是1因此，设计的机构可

7、以稳定工作。图2的机构运动概略图七、机构运动分析和计算(1)从电机铭牌可以看出：P2=60w，n0=1350r/min，i0=50由于减速机的齿数比为i0=50n1=n0/i0=1350/50=27r/min从公式和n1=27r/min可以看出：n2=2742/56=20r/minn2=20r/min从W2=2n=2n2和V=WR大齿轮线速度为V2=2nR2=23.142060=0.126m/s由于杆1固定在大齿轮上，所以杆1的速度与大齿轮的线速度相同。(2)杆1和杆2的运动速度分析使用速度合成法，由图3可知va=wr=0. 126米/秒tan=即=arctan0.2=12.6=60 12.6

8、=72.6从正弦定理得到=0.42原则从正弦定理那个可以做以下事情由此可见，以下内容：图3杆1、2速度解析图由此可见，以下内容：由此可见，以下内容：(3)分析杆2和杆4如图4所示，速度瞬心法、图中速度瞬心在这种情况下，可以看出：即，有滑块速度如下所示。也就是说杆4和滑块的行驶轨迹的角度=0.078=0时=0.0780.5=0.039m/s=15时=0.0780.702=0.055m/s=30时=0.078m/s根据滑动速度的角度变化的曲线图如图5所示图4滑块速度分析图5速度变化曲线八、机构动力分析和计算(从P=UI可知：P1=U1I1=220V0.95A=209w从Tn=9550P1/n0起T

9、n=9550209/1350=1.5Nm纳米由于减速机的齿数比为i0=50n1=n0/i0=1350/50=27r/min从公式和n1=27r/min可以看出：n2=2742/56=20r/min大齿轮的转速： n2=20r/min从P2=60w可以看出：大齿轮的扭矩T=9.5528.7N.m(2)受力分析杆1T=9.5528.7N.m从T=FL可知，=110.4N(3)对复合铰链的b点进行受力分析从图6可以看出即负载f=110.4图6 B点受力分析图可知负荷随着角度的变化而变化，角度变大时f变小。(4)机构运动分析表明杆3的角速度是：W3=0.5rad/s杆3的旋转角度=20，如图7所示图7

10、杆3的旋转角度范围九、心得：通过本周机械创新设计课程的设计，我们可以进一步加强、深化和扩展所学到的知识，通过设计实践，确立正确的设计思想，增强自己的创新意识，熟悉机构设计的一般规律，也培养了自己分析和解决问题的能力。 让自己进行全面的机构设计基本技能的训练，从开始的结构整体设计和传动方案的制定，清晰地理解自己学到的理论知识在实践中的应用，充分锻炼自己的自主学习和创新能力。 在机构所需零件的选择和机构运动分析的过程中，不仅测试了自己的计算过程的细致性，而且在提高了自己迅速查阅资料的能力的最后的结构图的制作过程中，再次提高了自己的手动描绘能力。当然，在这个过程中我们也遇到了一些问题，在面对这些问题

11、时，自己焦虑、烦恼，最后在大家的努力下解决了。 我们面对很多问题时所采取的具体行动也不同，那当然也会影响到我们的结果。 很多情况下，问题的出现期待着我们解决问题的心情，不是看我们学习理论知识的能力有多强，而是态度的端正和目的的明确，只要把自己放在具体的问题中，我们就能更好地解决问题。总的来说，这次的课程设计有机会自己操作，观察各种齿轮、连杆等机械机构，按照自己的设计方案，进行实物组装和仿真运动。 另外，在这次的课程设计中，虽然面临着在实物连接过程中连接不顺利、齿轮不啮合等各种各样的问题，但是最终克服了困难，按照自己的设计方案连接实物模型，并成功地进行了模拟。 这次课程设计培养了我们创新的思考和手的能力，使我们在