機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書

1、機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書機電學(xué)院 第一章 牛頭刨床總體設(shè)計（作圖法）任務(wù)書一、機械原理課程設(shè)計的目的：機械原理課程設(shè)計是高等工業(yè)學(xué)校機械類專業(yè)學(xué)生第一次較全面的機械運動學(xué)和動力學(xué)分析與設(shè)計的訓(xùn)練，是本課程的一個重要實踐環(huán)節(jié)。其基本目的在于：（）、進一步加深學(xué)生所學(xué)的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生獨立解決有關(guān)本課程實際問題的能力。（）、使學(xué)生對于機械運動學(xué)和動力學(xué)的分析設(shè)計有一較完整的概念。（）、使學(xué)生得到擬定運動方案的訓(xùn)練，并具有初步設(shè)計選型與組合以及確定傳動方案的能力。（）、通過課程設(shè)計，進一步提高學(xué)生運算、繪圖、表達(dá)、運用計算機和查閱技術(shù)資料的能力。二、機械原理課程設(shè)計的任務(wù)：機械原理課程設(shè)計的任務(wù)是對

2、機械的主體機構(gòu)（連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)以及其他機構(gòu)）進行設(shè)計和運動分析、動態(tài)靜力分析，并根據(jù)給定機器的工作要求，在此基礎(chǔ)上設(shè)計凸輪、齒輪；或?qū)Ω鳈C構(gòu)進行運動分析。要求學(xué)生根據(jù)設(shè)計任務(wù)，繪制必要的圖紙，編寫說明書。三、機械原理課程設(shè)計的方法：機械原理課程設(shè)計的方法大致可分為圖解法和解析法兩種。圖解法幾何概念較清晰、直觀；解析法精度較高。根據(jù)教學(xué)大綱的要求，本設(shè)計主要應(yīng)用圖解法進行設(shè)計。1設(shè)計題目：牛頭刨床1. ）為了提高工作效率，在空回程時刨刀快速退回，即要有急回運動，行程速比系數(shù)在1.4左右。2. ）為了提高刨刀的使用壽命和工件的表面加工質(zhì)量，在工作行程時，刨刀要速度平穩(wěn)，切削階段刨刀應(yīng)

3、近似勻速運動。2、牛頭刨床機構(gòu)簡介牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機床，如圖4-1。電動機經(jīng)皮帶和齒輪傳動，帶動曲柄2和固結(jié)在其上的凸輪8。刨床工作時，由導(dǎo)桿機構(gòu)2-3-4-5-6帶動刨頭6和刨刀7作往復(fù)運動。刨頭右行時，刨刀進行切削，稱工作行程，此時要求速度較低并且均勻，以減少電動機容量和提高切削質(zhì)量，刨頭左行時，刨刀不切削，稱空回行程，此時要求速度較高，以提高生產(chǎn)率。為此刨床采用有急回作用的導(dǎo)桿機構(gòu)。刨刀每切削完一次，利用空回行程的時間，凸輪8通過四桿機構(gòu)1-9-10-11與棘輪帶動螺旋機構(gòu)（圖中未畫），使工作臺連同工件作一次進給運動，以便刨刀繼續(xù)切削。刨頭在工作行程中，受到很大的切削阻力

4、（在切削的前后各有一段約5H的空刀距離，見圖4-1，b），而空回行程中則沒有切削阻力。因此刨頭在整個運動循環(huán)中，受力變化是很大的，這就影響了主軸的勻速運轉(zhuǎn)，故需安裝飛輪來減小主軸的速度波動，以提高切削質(zhì)量和減小電動機容量。3、設(shè)計數(shù)據(jù)圖1 機構(gòu)連續(xù)間隔位置劃分?jǐn)[動導(dǎo)桿機構(gòu)的運動分析，動態(tài)靜力分析，要求對機構(gòu)的連續(xù)12個位置和兩個行程極限位置及兩個切削極限位置共15個位置進行分析。 設(shè)計題目中有三個方案，全班分三組，每組承擔(dān)一個方案。在一個方案組中每個同學(xué)對兩個位置進行分析。對分析的結(jié)果，全組將結(jié)果匯總在一起制表，繪線圖。除運動分析，動力計算的其他題目，沒有位置區(qū)分，每個同學(xué)應(yīng)按要求完成。擺動導(dǎo)

5、桿機構(gòu)在一循環(huán)中，所連續(xù)間隔位置如圖4：圖中的15個連續(xù)位置是以曲柄在一循環(huán)中的位置表示的。由位置1起順v2方向?qū)⑶鷪A周作12等分的位置。1、8為行程極限位置 17為切削極限位置。4、設(shè)計內(nèi)容4.1. 導(dǎo)桿機構(gòu)的運動分析已知數(shù)據(jù)項目方案1方案2方案3序號名稱代號計算式1行程長度H（mm）6006006002機架高度O2O4（mm）3503803803行程速比系數(shù)K1.81.61.84連桿長度BC（mm）0.3 BO45擺動導(dǎo)桿長度BO4（mm）H/2/6曲柄長度AO2（mm）O2O47機床有效高度O3O4（mm）8曲柄轉(zhuǎn)速n（rpm）204060.設(shè)計要求（作圖法）對所要求分析的機構(gòu)位置，繪

6、制機構(gòu)運動簡圖。用相對運動圖解法求刨刀速度和加速度。匯集本組全部位置的運動分析結(jié)果，繪制位移線圖，速度線圖，加速度線圖。每個學(xué)生至少要完成兩個位置的運動分析。有關(guān)圖解與線圖畫在同一張繪制圖紙上。（1#圖紙）。整理較詳細(xì)的計算說明書若干頁。4.2. 導(dǎo)桿機構(gòu)的動態(tài)靜力分析設(shè)機架，曲柄，滑塊，導(dǎo)桿，連桿，滑枕構(gòu)件編號分別為1，2，3，4，5，6已知數(shù)據(jù)序號項目方案11擺動導(dǎo)桿重量（重心在桿中點）G4=220N2擺動導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動慣量（對重心）kgJC4=1.2kg3滑枕重量（N）G6=800N4滑枕重心坐標(biāo)（mm）05刨削阻力 pr （N）pr9000N6刨削阻力坐標(biāo)（mm）0.設(shè)計要求（作圖法）用力多

7、邊形法對二個位置進行動態(tài)分析，求各運動副反力和需要作用在曲柄上的平衡力矩，力多邊形和隔離體構(gòu)件受力分析與運動分析畫在同一張繪圖紙上，并整理計算說明書若干頁。將本組各個位置的平衡力矩匯總，繪制M-曲線圖，把運動線圖，M-曲線圖與運動分析動力同畫在1#圖紙上。第二章 牛頭刨床總體設(shè)計（作圖法）指導(dǎo)書一、擺動導(dǎo)桿機構(gòu)運動分析1、幅面的初步布置取1標(biāo)準(zhǔn)圖紙，在全幅面上默分出大約面積相等的幾塊小幅面。每塊分別容納：機構(gòu)運動簡圖；圖解運動分析（速度分析、加速度分析在一起）；圖解動態(tài)靜力分析；機構(gòu)運動線圖；M曲線圖（分析三個位置的在另一張3圖紙上）；標(biāo)題欄。圖幅及標(biāo)題欄尺寸均按工程制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。開始應(yīng)用H或

8、2H鉛筆試畫（輕輕細(xì)線條），待檢查無誤后用HB鉛筆根據(jù)線條比例加實。2、繪制機構(gòu)運動簡圖根據(jù)默分的幅面大小和構(gòu)件實際長度選擇適當(dāng)?shù)谋壤撸ǎ?。并按任?wù)書中分配的位置（或有組長指定位置）繪制機構(gòu)運動簡圖。在同一幅面上，可表示兩個機構(gòu)位置。一個位置用粗實線，其他位置用虛線，并用雙點劃線畫出機構(gòu)極限位置時執(zhí)行構(gòu)件的位置，機架斜線用細(xì)實線表示。標(biāo)出主要尺寸H、h、。3、圖解運動分析根據(jù)幅面大小，先在草稿紙上按比例試畫速度圖和加速度圖。從而確定恰當(dāng)?shù)乃俣缺壤遶（）和加速度比例尺a。用細(xì)實線把速度圖和加速度圖繪制在圖紙上，并用影像法確定導(dǎo)桿重心速度VE4和加速度aE4，將結(jié)果列于計算說明書的下表中：位置

9、數(shù)據(jù)項目位置代號方向單位VE4aE4Vc5ac5444、繪制運動線圖1、按圖4所示的曲柄位置，逐個確定相應(yīng)C點的位置，以滑枕在工作行程的起始點為起始位置，逐個量取C點的對應(yīng)位移，換算成真實長度列于下表。并選取適當(dāng)?shù)谋壤呒皶r間比例尺（或者曲柄角位移比例尺）做出C點位移曲線、速度曲線、加速度曲線。二、擺動導(dǎo)桿機構(gòu)動態(tài)靜力分析1、確定切削阻力 根據(jù)機構(gòu)切削阻力曲線，確定機構(gòu)不同位置上相應(yīng)的切削阻力。在切削位置極限點17是切削阻力突變的位置。應(yīng)用兩種不同的阻力對該點進行動態(tài)靜力分析。2、確定慣性力和慣性力偶矩位置數(shù)據(jù)項目位置代號方向單位PI4MI4h4PI6PI4、MI4 分別表示擺動導(dǎo)桿的慣性力和

10、慣性力偶矩，h4表示簡化后慣性力PI4、到重心的距離，PI6表示滑枕的慣性力。3、求解各運動副反力及作用在曲柄上的平衡力矩將所分的機構(gòu)位置拆分為若干個副離體（組），畫出受力圖。然后選擇合適的力比例尺，用力多邊形法及力矩平衡方程，求出各運動副反力和作用在曲柄上的平衡力矩。4、匯集列表，作M-曲線把本組所有位置動態(tài)靜力分析結(jié)果匯集，17是切削阻力突變的位置。此位置瞬時發(fā)生工作阻力突變，應(yīng)把極限位置看作二個位置對待，即有切削阻力與無切削阻力兩種情況，求出相應(yīng)的平衡力矩及運動副反力。繪制M-曲線。機構(gòu)位置112345677889101112R16(N)R56(N)R14(N)R32(N)R12(N)曲

11、柄上平衡力矩M第三章 設(shè)計計算說明書與學(xué)時安排要求設(shè)計計算說明書是任何工程設(shè)計必不可少的技術(shù)文獻(xiàn)之一，它是上級有關(guān)技術(shù)部門對設(shè)計進行審核，批準(zhǔn)的重要依據(jù)。它反映出設(shè)計者的設(shè)計思想，方法，步驟及所涉及的工程設(shè)計理論知識務(wù)必科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，精細(xì)，求實。設(shè)計計算說明書應(yīng)包括必要的簡圖，圖解示意圖表格，列出已知數(shù)據(jù)，所需公式及計算結(jié)果，以及其他技術(shù)文獻(xiàn)所不能表達(dá)的有關(guān)技術(shù)條款。必須步驟清楚，敘述簡明扼要，文字通順，書寫端正。在工程設(shè)計中既可以用作圖法，也可以用解析法，也可以作圖法和解析法交互使用。下面列出本設(shè)計課程的計算說明書對作圖法和解析法的具體要求。一，對運用作圖法的設(shè)計計算說明書的要求。1，擺動導(dǎo)桿機

12、構(gòu)運動分析。內(nèi)容包括：已知條件和數(shù)據(jù)，機構(gòu)運動示意圖，機構(gòu)運動示意圖機構(gòu)自由度計算，圖解運動分析全過程結(jié)果數(shù)據(jù)匯總，必要圖表。2，擺動導(dǎo)桿機構(gòu)動態(tài)靜力分析。內(nèi)容包括：已知條件和數(shù)據(jù)，必要圖表，動力分析全過程，結(jié)果數(shù)據(jù)匯總。以上兩部分，應(yīng)對由數(shù)據(jù)結(jié)果給出的曲線進行討論，說明機器執(zhí)行機構(gòu)的工作過程是如何以曲線規(guī)律為依據(jù)的。3，飛輪轉(zhuǎn)動慣量的確定。內(nèi)容包括：已知條件和數(shù)據(jù)，最大盈虧功德確定全過程（包括必要的圖表）飛輪轉(zhuǎn)動慣量的計算，飛輪距的計算過程及飛輪主要尺寸確定。4，齒輪機構(gòu)設(shè)計。內(nèi)容包括：已知數(shù)據(jù)，總傳動比的確定，傳動比的分配，齒數(shù)的確定，齒形的繪制說明，重合度的討論，設(shè)計計算全過程。5，凸輪

13、機構(gòu)設(shè)計。內(nèi)容包括：已知數(shù)據(jù)比例尺的選擇，最小基圓半徑的確定，滾子半徑的確定，最大壓力角的檢查。若有失真情況，其修改措施制定的過程，設(shè)計過程出現(xiàn)問題的總結(jié)。6，雙搖桿機構(gòu)，棘輪機構(gòu)，螺旋機構(gòu)的設(shè)計已知數(shù)據(jù)和設(shè)計過程。設(shè)計計算說明書的最后一部分可以對自己的設(shè)計進行全面技術(shù)總結(jié)和討論，并可以提出新的見解和方向。二，對運用解析法進行課程設(shè)計的計算說明書的要求。在說明書中，應(yīng)包括所有的已知條件和數(shù)據(jù)，繪制機構(gòu)運動簡圖，進行機構(gòu)自由度計算，列出必要的圖表。這些內(nèi)容在任何機構(gòu)設(shè)計計算說明書中都是必要的。在以上基礎(chǔ)上，進行數(shù)學(xué)模型的建立，框圖編制，符號說明等工作。在說明書中，將電算過程，計算過程，結(jié)果數(shù)據(jù)編

14、入，并對照圖解法在某些位置的結(jié)果，進行數(shù)據(jù)處理或說明，最后多由結(jié)果數(shù)據(jù)繪制的各種線圖與機器執(zhí)行機構(gòu)件工作實際要求狀態(tài)比較，討論得出結(jié)論，并可探討更合理的設(shè)計思想和方法。1班2班3班HO2O4KHO2O4KHO2O4K1106003501.86503701.6 6203801.511206003801.66503601.56203801.621306003801.86503701.86203801.8316003801.76503601.76203801.74班HHH1107007007001120700700700213070070070031700700700機械原理課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：

15、牛頭刨床學(xué) 院、系： 專 業(yè)： 學(xué) 生 姓 名： 班 級： 學(xué) 號 指導(dǎo)教師姓名： 設(shè)計日期： 年 月 日目錄：1、課程設(shè)計任務(wù)書2 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求 32、設(shè)計（計算）說明書 4 （1）畫機構(gòu)的運動簡圖 4 （2）對位置點進行速度分析和加速度分析 4 (3) 對位置點進行動態(tài)靜力分析6（4）對位置 點進行速度分析和加速度分析8(5) 對位置點進行動態(tài)靜力分析93、位置線圖,速度線圖，和加速度圖104、參考文獻(xiàn) 115、課程設(shè)計指導(dǎo)教師評審標(biāo)準(zhǔn)及成績評定 126、附件 13四、參考文獻(xiàn) 1、機械原理第七版 西北工業(yè)大學(xué)機械原理及機械零件教研室 編主編：孫 桓 陳作模 葛文杰出版社：高等教育出版社2、機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書作者：宋寶玉出版社：高等教育出版社五、課程設(shè)計指導(dǎo)教師評審標(biāo)準(zhǔn)序號評審項目評審指標(biāo)評價比例1工作量、工作態(tài)度工作量完成情況，論文（設(shè)計）難易程度，有體現(xiàn)本專業(yè)基本訓(xùn)練的內(nèi)容；工作紀(jì)律、作風(fēng)是否嚴(yán)謹(jǐn)。20%2調(diào)查論證獨立查閱文獻(xiàn)、調(diào)研情況；開題報告完成情況；綜合歸納、收集和正確利用各種信息的能力。15%3實驗、設(shè)計方案與實驗技能實驗、設(shè)計方案合理、可行；獨立操作實驗，數(shù)據(jù)采集、計算、處理