1、机械原理课程设计指导书郁倩 编写周海 审稿盐城工学院机械学院二一年三月21 机械原理课程设计的目的机 械 原 理 课 程 设 计 是 机 械 原 理 课 程 的 一 个 重 要 的 实 践 性 教 学 环 节 , 其 目 的 是 :1、 进 一 步 巩 固 和 加 深 学 生 所 学 的 理 论 知 识 ；2、 培 养 学 生 运 用 理 论 知 识 独 立 解 决 有 关 本 课 程 实 际 问 题 的 能 力 ,使学 生 对 机 械 的 分 析 和 设 计 有 较 完 整 和 系 统 的 概 念 ；3、 通 过 对 具 体 机 械 的 分 析 、 计 算 、 制 图 、 技 术 资 料 的
2、 使 用 ,电算 程 序 的 编 制 及 计 算 机 使 用 等 各 环 节 ,培 养 学 生 独 立 分 析 问 题 和 解 决问 题 的 工 程 技 术 能 力 。2 机械原理课程设计的任务本 设 计 的 任 务 主 要 包 括 :1、 按 照 机 械 的 几 何 、 运 动 等 性 能 要 求 ,进 行 低 副 机 构 的 尺 度 综 合和 高 副 机 构 的 廓 线 设 计 ；2、 对 所 设 计 的 机 构 进 行 运 动 分 析 。 要 求 用 解 析 法 分 析 机 构 整 个 工作 循 环 的 过 程 ,并 同 时 用 图 解 法 分 析 机 构 某 几 个 瞬 时 位 置 的
3、 运 动 。 对 两种 方 法 结 果 作 对 比 分 析 ；3、 编 制 设 计 说 明 书 一 份 。3 机械原理课程设计的一般过程机 械 原 理 课 程 设 计 的 机 构 ,一 般 包 括 有 齿 轮 机 构 ,连 杆 机 构 和 凸轮 机 构 等 几 种 基 本 机 构 组 成 的 传 动 系 统 组 合 机 构 ,分 析 和 设 计 时 ,首先 按 其 传 动 路 线 ,分 清 各 个 基 本 机 构 ,并 确 定 各 基 本 机 构 的 原 动 件 及 其运 动 规 律 ,后 一 机 构 的 原 动 件 通 常 是 前 一 机 构 的 输 出 构 件 ,然 后 对 每个 基 本
4、结 构 分 别 进 行 分 析 和 设 计 。一、 齿轮机构设计1、 按 给 定 的 原 始 数 据 ,确 定 机 构 传 动 比 i,进 而 确 定 齿 轮 的 基 本几 何 参 数 ,并 确 定 齿 轮 机 构 的 传 动 类 型 。2、 确 定 齿 轮 的 其 他 参 数 ,如 变 位 系 数 x,中 心 距 分 离 系 数 y,齿 顶高 变 化 系 数 y 等 ,计 算 齿 轮 副 的 几 何 尺 寸 :中 心 距 a,分 度 圆 直 径 d,齿顶 圆 直 径 da,齿 根 圆 直 径 df 和 基 圆 直 径 db。3、 计 算 机 构 的 重 合 度 ,并 验 证 小 齿 轮 的
5、齿 顶 圆 齿 厚 Sa。二、连杆机构设计和运动分析1、 按 给 定 的 原 始 数 据 ,确 定 机 构 各 杆 尺 寸 ,采 用 解 析 法 计 算 时 需3列 出 计 算 过 程 和 公 式 。2、 用 解 析 法 分 析 机 构 的 运 动 ,列 出 机 构 位 置 方 程 ,位 移 分 析 ,速度 和 速 度 分 析 的 运 动 方 程 。3、 编 写 机 构 运 动 分 析 的 计 算 机 计 算 的 通 用 源 程 序 ,及 原 始 数 据文 件 。 上 机 运 算 ,并 打 印 源 程 序 和 结 果 。4、 用 图 解 法 分 析 结 构 三 个 瞬 时 位 置 (一 般 是
6、 输 出 构 件 的 二 个 极 限位 置 和 一 个 任 意 位 置 )的 运 动 ,作 出 相 应 机 构 位 置 图 ,速 度 和 加 速 度图 。三、凸轮机构设计1 、 列 出 从 动 件 的 位 移 s 速 度 ds/d 和 加 速 度 ds/d 的 运 动方 程 ， 确 定 基 圆 半 径 rb 和 合 理 选 择 从 动 件 滚 子 半 径 rT。2、 列 出 凸 轮 的 理 论 廓 线 和 实 际 廓 线 的 方 程 式 ， 编 写 凸 轮 廓 线 计 算的 电 算 程 序 ， 上 机 计 算 并 打 印 源 程 序 和 结 果 。3、 作 出 从 动 件 的 位 移 线 图
7、， 机 构 运 动 简 图 （ 凸 轮 廓 线 可 按 解 析 法 计算 结 果 按 坐 标 绘 制 ） 。4 设计说明书的编写一、 设计说明书的内容 1、 设 计 题 目 ：2、 机 构 运 动 简 图 及 列 表 表 明 原 始 数 据 和 要 求 ；3、 设 计 过 程 ， 设 计 所 用 原 理 及 方 法 ， 列 出 必 要 的 计 算 公 式 ， 简 要 的计 算 过 程 ， 并 用 表 格 列 出 主 要 的 计 算 结 果 ；4、 对 编 写 的 计 算 程 序 的 主 要 符 号 ， 变 量 及 其 他 方 面 作 必 要 的 说 明 ；5、 电 算 的 源 程 序 和 结
8、果 ；6、 设 计 图 解 法 的 图 纸 ；7、 对 设 计 结 果 的 分 析 讨 论 ；8、 列 出 主 要 参 考 资 料 。二、编写设计说明书的注意事项1、 说 明 书 应 用 钢 笔 写 在 16 开 报 告 纸 上 ， 要 求 步 骤 清 楚 ， 叙 述 简明 ， 文 句 通 顺 ， 书 面 端 正 、 整 洁 ；2、 对 每 一 自 成 单 元 的 内 容 ， 都 应 有 大 小 标 题 ；3、 说 明 书 应 加 上 封 面 装 订 成 册 ， 源 程 序 及 结 果 ， 图 纸 附 后 。45 机械原理课程设计题目一、活塞式油泵机构的设计和运动分析机 构 示 意 图 ： 该
9、 机 构 由 齿 轮 1 动 齿 轮 2， 在 齿 轮 2 上 固 连 有 凸轮 ， 推 动 从 动 杆 抽 油 运 动 。原 始 数 据 :方 案 号 一 二 三 四 五齿 轮 1 转 速 n1 r/min 350 300 250 400 300齿 数 z1 12 16 15 14 13齿 数 z2 42 50 46 38 40模 数 m mm 2.5 2 2 2.5 2.5中 心 距 a mm 68 68 62 66 68凸 轮 基 圆 rb mm 70 50 80 50 60滚 子 半 径 rT mm 15 15 15 5 15偏 距 e mm 15 10 15 10 15从 动 件 位
10、 移 H mm 100 80 100 80 100推 程 角 o deg 120 120 120 120 120远 休 止 角 s deg 60 60 60 60 60回 程 角 o deg 120 120 120 120 120近 休 止 角 s deg 60 60 60 60 60许 用 压 力 角 deg 30 30 30 30 30许 用 压 力 角 deg 75 75 75 75 75齿 轮 参 数 ： 压 力 角 =20,齿 顶 高 系 数 ha*=1,径 向 间 隙 系 数c*=0.25,从 动 杆 运 动 规 律 ， 推 程 和 回 程 均 为 间 谐 运 动 。5二、内燃机机
11、构设计及其运动分析机 构 示 意 图 ： 该 机 构 由 汽 缸 （ 机 架 ） 中 活 塞 （ 滑 块 B） 驱 动 曲轴 O1A， 曲 柄 轴 上 固 联 有 齿 轮 1， 通 过 齿 轮 2 驱 动 凸 轮 上 齿 轮 3，凸 轮 控 制 配 汽 阀 推 杆 运 动 。原 始 数 据 ：方案号 一 二 三 四 五活塞冲程 H mm偏心距离 e1 齿轮转速 n1 r/min齿轮齿数 z1齿轮齿数 z2齿轮齿数 z3模数 m mm距离 L1 mm距离 L2 mm 偏心距离 e2 mm 基圆半径 rb mm推程角 o deg 远休止角 s deg回程角 o deg近休止角 s deg汽阀冲程
12、h mm滚子半径 rT mm215065020154047011003555555245101027006502115424721145355055025581030006502214443.563101.56356006024091018506502314463.564.751050356056023571021006502414483.566.5108.503555055250610齿 轮 参 数 ： 压 力 角 =20， 齿 顶 高 系 数 ha*=1， 径 向 间 隙 系 数c*=0.25,汽 阀 推 杆 运 动 规 律 ： 推 程 和 回 程 均 为 简 谐 运 动 。6三、牛头刨床
13、传动机构的设计及其运动分析机 构 示 意 图 ： 该 机 构 由 齿 轮 1 驱 动 齿 轮 2， 在 齿 轮 2 上 铰 链 有滑 块 A， 再 由 导 杆 机 构 实 现 刨 刀 滑 枕 的 切 屑 运 动 。原 始 数 据 ：方案号 一 二 三 四 五n1 r/min模数 m mm齿轮齿数 z1齿轮齿数 z2距离 L1 mm滑枕冲程 H mm速比系数 K距离 L2 mm中心距离 O2O3 mm325614601904001.4435380300614581804201.45410380260614561754501.5420360220615581854701.6355350230615
14、551765001.65360350齿 轮 参 数 ： 压 力 角 =20， 齿 顶 高 系 数 ha*=1， 径 向 间 隙 系 数c*=0.25。四、缝纫机导针及紧线机构的设计及其运动分析机 构 示 意 图 ： 该 机 构 由 O1 轴 上 齿 轮 1 驱 动 齿 轮 2， 齿 轮 2 上固 接 有 曲 柄 O2A 和 O2C， 曲 柄 滑 块 机 构 O2AB 的 滑 块 为 缝 纫 针 杆 ，曲 柄 摇 杆 机 构 O2O3DC 的 连 杆 上 点 E 为 紧 线 头 ， 针 杆 与 紧 线 头 协 调 动作 ， 完 成 缝 纫 和 紧 线 过 程 。7原 始 数 据 ：方案号 一 二
15、 三 四 五齿轮转速 n1 r/min齿轮转速 n2 r/min模数 m mm中心距 O1O2 mm距离 L mm针杆冲程 H mm角度 1 deg角度 2 deg角度 3 deg角度 deg角度 deg杆长 O2O3 mm杆长 O3D mm杆长 DE/DCO2A/AB2002301.2554363642120144108034291.30.32002401.2554404045120140159036251.40.42002501.2554403240120135209040301.20.352002601.554403035120145157538241.250.252002701.554403830120150107536281.350.3齿 轮 参 数 ： 压 力 角 =20， 齿 顶 高 系 数 ha*=1,径 向 间 隙 系 数c*=0.25。杆 O3D 摆 角 范 围
