東北電力大學課程設計計算說明書

1、 課程設計計算說明書 2012-2013 學年第 2 學期學 院：專 業(yè)：學 生 姓 名：學 號：課程設計題目：平面四桿機構及應用設計起 迄 日 期: 06月24日-06月28日課程設計地點:機械工程學院指 導 教 師:系主任： 2013年06月28日 目錄1設計任務書原件.22 SolidWorks軟件簡介.63 相關設計參數(shù)的設定.84 曲柄滑塊機構的設計過程說明.95設計優(yōu)點與不足.126 參考資料.137致謝.141設計任務書原件 課程設計任務書 2012-2013 學年第 2 學期學 院：專 業(yè)：學 生 姓 名：學 號：課程設計題目：平面四桿機構及應用設計起 迄 日 期: 課程設計地

2、點:機械工程學院指 導 教 師:系主任：下達任務書日期: 2013年 06 月 04 日課 程 設 計 任 務 書1設計目的：1 培養(yǎng)正確的設計思想，訓練綜合運用所學的理論知識解決工程實際問題的能力；2 學習平面四桿機構的原理，加深理解平面四桿機構及演化機構，了解其工程實際應用；3 熟悉和使用三維軟件進行機械傳動裝置造型設計的原理及操作；4 機構設計基本技能的訓練。如：計算、繪制工程圖、三維設計軟件使用。 2設計內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術參數(shù)、條件、設計要求等）：課程設計要求：1.研究分析設計題目，明確設計要求和設計內(nèi)容；2.認真復習與機械原理課程有關的章節(jié)內(nèi)容，提倡獨立思考、深入鉆研，主

3、動、創(chuàng)造性地進行設計；3.設計態(tài)度嚴謹認真，一絲不茍，反對照抄照搬，抄襲他人設計等問題。4.通過設計過程的實施，在設計思想、設計方法和設計技能等方面得到良好的訓練。 原始數(shù)據(jù)：1、機構名稱：曲柄滑塊機構（曲線導軌）2、參考機構運動簡圖。 要 求：參考所給機構運動簡圖，了解其工作原理，擬定相關設計參數(shù)，完成機構設計。3設計工作任務及工作量的要求包括課程設計計算說明書(論文)、圖紙、實物樣品等：一、工作量1、設計任務書2、設計計算說明書3、設計草圖 A4手畫4、機構的三維造型圖 A4打印5、相關動畫 刻錄至光盤 二、設計計算說明書內(nèi)容 1份（約712頁）1、設計任務書原件2、相關軟件簡介3、確定相

4、關設計參數(shù)4、軟件設計過程說明5、綜述你的設計優(yōu)點和不足6、參考資料7、致 謝 4主要參考文獻：1 孫恒 陳作模 葛文杰主編.機械原理（第7版）.北京：高教出版社2 丁淑輝等. Pro/ENGINEER Wildfire 5.0高級設計與實踐.北京：清華大學出版社 3 張忠將等.SolidWorks 2011機械設計完全實例教程.北京：機械工業(yè)出版社.2012.015設計成果形式及要求：1、設計任務書 1份 A4紙打印2、設計計算說明書 1份 A4紙打印（約712頁）3、設計草圖 1份 A4紙手畫4、機構的三維造型圖 1份 A4紙打印5、課程設計相關電子版內(nèi)容 刻錄光盤一張（含設計任務書、設計

5、計算說明書、相關動畫文件等）。要求上述設計成品編寫材料目錄，按以上順序裝入檔案袋中，檔案袋按學號順序排列上交存檔。6工作計劃及進度：06月04日06月25日 熟悉相關軟件及設計任務書，完成方案設計及相關參數(shù)選擇和計算，完成草圖； 06 月26日06月27日 計算機繪制裝配圖，整理設計說明書；06月28 日 答辯或成績考核。7、成績組成及考核標準：根據(jù)成品質(zhì)量和答辯情況評定成績，成績?yōu)槲宸种?，即：?yōu)、良、中、及格、不及格。系主任審查意見： 簽字： 2013年 6 月3 日2 SolidWorks軟件簡介2.1 SolidWorks的發(fā)展歷程 SolidWorks為達索系統(tǒng)（Dassault Sy

6、stemes S.A）下的子公司，專門負責研發(fā)與銷售機械設計軟件的視窗產(chǎn)品。達索公司是負責系統(tǒng)性的軟件供應，并為制造廠商提供具有Internet整合能力的支援服務。該集團提供涵蓋整個產(chǎn)品生命周期的系統(tǒng)，包括設計、工程、制造和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等各個領域中的最佳軟件系統(tǒng)，著名的CATIAV5就出自該公司之手，目前達索的CAD產(chǎn)品市場占有率居世界前列。 SolidWorks軟件是世界上第一個基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，由于技術創(chuàng)新符合CAD技術的發(fā)展潮流和趨勢，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財務狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十

7、乃至數(shù)百項的技術創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽。SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實和證明，使用它，設計師大大縮短了設計時間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。 由于使用了Windows OLE技術、直觀式設計技術、先進的parasolid內(nèi)核（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集技術，SolidWorks成為全球裝機量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的SolidWorks軟件使用許可約28萬，涉及航空航天、機車、食品、機械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費品、離散制造等分布于全球100多個國家的約3萬1千家企業(yè)。在教育市場上，每年

8、來自全球4，300所教育機構的近145，000名學生通過SolidWorks的培訓課程。 對于熟悉微軟的Windows系統(tǒng)的用戶，基本上就可以用SolidWorks 來搞設計了。SolidWorks獨有的拖拽功能使用戶在比較短的時間內(nèi)完成大型裝配設計。SolidWorks資源管理器是同Windows資源管理器一樣的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks ，用戶能在比較短的時間內(nèi)完成更多的工作，能夠更快地將高質(zhì)量的產(chǎn)品投放市場。 2.2 Solid Works的基本特點 Solid Works軟件功能強大，組件繁多。 Solid Works 功能強大、易學易用和

9、技術創(chuàng)新是Solid Works 的三大特點，使得Solid Works 成為領先的、主流的三維CAD解決方案。Solid Works 能夠提供不同的設計方案、減少設計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。Solid Works 不僅提供如此強大的功能，同時對每個工程師和設計者來說，操作簡單方便、易學易用。Solid Works獨有的拖拽功能使用戶在比較短的時間內(nèi)完成大型裝配設計。Solid Works資源管理器是同Windows資源管理器一樣的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。在目前市場上所見到的三維CAD解決方案中，Solid Works是設計過程比較簡便方便的軟件之一。美國著名咨詢

10、公司Daratech所評論：在基于Windows平臺的三維CAD軟件中，Solid Works是最著名的品牌，是市場快速增長的領導者。2.3 Solidworks用戶界面 1、只有Solid Works 才提供了一整套完整的動態(tài)界面和鼠標拖動控制?！叭珓痈械摹钡挠脩艚缑?，減少設計步驟，減少了多余的對話框，從而避免了界面的零亂。2、嶄新的屬性管理員用來高效地管理整個設計過程和步驟。屬管理員包含所有的設計數(shù)據(jù)和參數(shù)，而且操作方便、界面直觀。3、用Solid Works資源管理器可以方便地管理CAD文件。Solid Works資源管理器是唯一一個同Windows資源器類似的CAD文件管理器。4、特征

11、模板為標準件和標準特征，提供了良好的環(huán)境。用戶可以直接從特征模板上調(diào)用標準的零件和特征，并與同事共享。5、Solid Works 提供的Auto CAD模擬器，使得Auto CAD用戶可以保持原有的作圖習慣，順利地從二維設計轉向三維實體設計。2.4 Solidworks基本功能SolidWorks軟件幾乎可以對所有的機械行業(yè)物件進行設計，如精密儀器、風機、水泵、車輛、農(nóng)機、模具、工裝、水冷卻循環(huán)系統(tǒng)等。SolidWorks2011甚至可以用于家具、家庭設計等方面。從軟件的功能上來說，其最常做的工作有如下幾項：建模、曲面、鈑金、焊接、模具、裝配、工程圖、動畫制作、有限元分析、渲染、零件庫、印制電

12、路板、管路設計等。2.5 Solidworks工程圖1、Solid Works 提供了生成完整的、車間認可的詳細工程圖的工具。工程圖是全相關的，當你修改圖紙時，三維模型、各個視圖、裝配體都會自動更新。2、從三維模型中自動產(chǎn)生工程圖，包括視圖、尺寸和標注。3、增強了的詳圖操作和剖視圖，包括生成剖中剖視圖、部件的圖層支持、熟悉的二維草圖功能、以及詳圖中的屬性管理員。4、使用Rapid Draft技術，可以將工程圖與三維零件和裝配體脫離，進行單獨操作，以加快工程圖的操作，但保持與三維零件和裝配體的全相關。5、用交替位置顯示視圖能夠方便地顯示零部件的不同的位置，以便了解運動的順序。交替位置顯示視圖是專

13、門為具有運動關系的裝配體而設計的獨特的工程圖功能。3 相關設計參數(shù)的設定曲柄搖塊機構是由曲柄連桿機構演化而來，將連桿的圓周運動轉化為擺動，從而實現(xiàn)不同的軌跡運動。曲柄搖塊機構具體機構尺寸如圖所示： 連桿厚度10mm 白色釘長30mm 褐色釘長20mm 軌道深度40mm 滑塊厚度50mm 平臺厚度50mm4 曲柄滑塊機構的設計過程說明4.1安裝平臺與滑道的設計 在實際設計中滑道的設計都是在一固定的平臺上加工而成，因此我在設計過程中將滑道建立在平臺上，而不是單純孤立的滑道，從而實現(xiàn)設計的合理性。 設計尺寸：平臺厚度50mm 長寬尺寸見總體尺寸圖 滑道內(nèi)半徑180mm 滑道寬40mm 滑道深40mm

14、：具體形狀見下圖：4.2連桿的設計 連桿需要設計簡單易于裝配，并且要考慮連接處的設計尺寸使其強度可以承受實際運動時的載荷。 此桿有兩種長度不同，一桿長120mm，另一桿長250mm， 裝配孔直徑20mm4.3滑塊的設計 滑塊的設計必須與滑道相符合，才能使滑塊在滑道內(nèi)正常運動，所以滑道設計時其內(nèi)半徑與外半徑和滑道的相同，厚度符合裝配尺寸。裝配孔直徑20mm 厚度50mm 滑道內(nèi)半徑180mm4.4連接釘?shù)脑O計 連接釘?shù)脑O計需要用到兩種規(guī)格的釘，由于連接的尺寸長度不同需要兩種連接釘來實現(xiàn)準確的配合。4.5曲柄滑塊機構的裝配 將上述設計的零件圖進行裝配，利用軟件中裝配命令實現(xiàn)各個零件的配合，達到預期

15、的裝配效果，利用編輯外觀命令將各個零件裝飾成不同的顏色便于區(qū)分。5 設計優(yōu)點與不足 優(yōu)點：1. 零件由連桿、軌道和銷釘組成，簡單但又實現(xiàn)目的，零件顏色鮮明，易于區(qū)別，便于查看。2. 各個零件之間的裝配通過簡單的配合，實現(xiàn)連接，一點都不復雜，結構明了。3. 能夠較好的實現(xiàn)四桿機構的運動特點，通過簡單的四桿運動實現(xiàn)較為復雜的運動規(guī)律和運動軌跡。4. 裝配過程中解決了實際問題中裝配沖突的問題。5. 桿可較長，可用作實現(xiàn)遠距離的操縱控制。 不足：1. 零件只是通過簡單的配合而成，裝配圖過于簡單，不夠復雜。2. 零件尺寸雖然符合要求，但不是很精確，材料有浪費。3. 曲柄滑塊構思不夠好，只是簡單的把其原理

16、表達出來，沒有加入自己的想法，沒表現(xiàn)自己的創(chuàng)新之處。4. 運動副為低副，而低副中存在間隙，精度低。5 缺少與實際機構的相互聯(lián)系，沒有體現(xiàn)出設計的應用之處。6參考文獻1 孫恒 陳作模 葛文杰主編.機械原理（第7版）.北京：高教出版社2 丁淑輝等. Pro/ENGINEER Wildfire 5.0高級設計與實踐.北京：清華大學出版社 3 張忠將等.SolidWorks 2011機械設計完全實例教程.北京：機械工業(yè)出版社.2012.017 致謝 非常感謝趙立華老師給我大學的第一個課程設計的指導，從最初的定題，到資料收集，修改，到最后的完成，他給了我耐心的指導和無私的幫助。在此我向他表示誠摯的謝意。同時，感謝所有同學在課程設計過程中給自己的指導和幫助！通過這一階段的努力，我學會了solidworks軟件的使用以及四連桿機構在機械設計中的應用，也掌握了曲柄搖塊機構的基本原理；在設計的過程中我了解到每一機構設計的嚴謹性。經(jīng)過半個月的學習與設計，我的課程設計曲柄搖塊機構（平行四邊形機構）終于完成了，在這個過程中我在學習上和思想上都