机械原理课程设计指导书打印

机械原理课程设计

指导书

2015年5月

目 录

0. 绪论 ………………………………………………………………………………………1 1. 机构的选型 ………………………………………………………………………………7 1.1 主执行机构的选型 …………………………………………………………………7 1.2 辅助执行机构的选型………………………………………………………………10 2. 原动机的选用……………………………………………………………………………13 3. 拟定传动系统方案………………………………………………………………………14 3.1 传动系统的选择与设计 ……………………………………………………………14 3.2 有级变速传动系统的转速图 ………………………………………………………15 4. 绘制系统工作循环图……………………………………………………………………18 5. 机构尺度参数确定………………………………………………………………………23 6. 静力分析和初定各构件的质量参数……………………………………………………24 7. 主执行机构的运动分析 ………………………………………………………………25 8. 主执行机构的动态静力分析……………………………………………………………32 8.1静定组 ………………………………………………………………………………32 8.2主执行机构的动态静力分析图解法 ………………………………………………32 9. 飞轮设计和原动机功率的校核 ………………………………………………………36 参考文献……………………………………………………………………………………38

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0 绪 论

机械原理课程设计是培养学生创新思维和设计能力的重要实践环节。但由于机械原理课程设计是学生入学以来的第一次工程设计实践，对于机械设计知识的了解还不够系统和深入，特别是缺乏实践经验和机械系统方案设计知识的学生来说，要独立地完成机械原理课程设计还存在较多的困难。特别是在设计的开始阶段，学生常会感到无从下手，或者完全被动地依靠指导教师。本书就是为了使学生能尽快地进入设计工作状态，让学生能积极主动地进行创新思维，并能独立完成设计任务而编写的。

本指导书按学生将要进行的设计过程编写，适用于所有设计题目。学生阅读本指导书，并按要求进行课题的设计，可达到课程设计的基本要求。有更高要求的学生，可在指导教师的指导下，查阅其它资料，完成更多更复杂的设计工作。

0.1机械原理课程设计的地位、目标和要求

机械原理课程属于高等学校工科机械工程类本科生必修的“机械设计系列课程”之一，是一门主干技术基础课，在培养学生的机械设计综合能力方面占有不可替代的重要地位。它的任务是使学生掌握各种基本机构及由它们组成的机械系统的基础理论、基本知识、分析和设计方法，并具有按照任务要求进行简单机械系统运动方案设计的初步能力。本课程在培养学生的机构分析和设计能力、机械系统运动方案设计能力、机械设计的数学建模及计算机应用能力，创造性思维以及初步机械工程实践等方面均具有独到的作用。

机械原理课程设计是培养学生创新思维和设计能力的重要实践环节。在机械原理课程设计中，通过加强机械系统方案的创新构思与设计，加强机械系统多方案的评价与优选，加强设计内容的综合性和工程性，加强现代机械设计基本功的训练与培养，加强各种现代设计方法与手段的掌握与应用，使学生具有更高的综合素质，更强的机械设计和创新能力，以适应时代的要求。

通过机械设计基础系列课程综合设计，学生应达到如下要求：

1）更好地掌握和加深理解 “机械原理”课程的基本概念、基本理论和基本方法； 2）树立正确的设计思想，了解完整的机械产品设计过程，并重点掌握机械产品的总体方案设计、运动和动力设计等重要概念和内容；了解国家当前的有关技术经济政策；

3）具有调查研究、分析比较的能力和机械产品或机械系统总体方案或运动方案创新设计的能力；

4）进一步提高各种现代设计方法和手段应用的能力；

5）进一步提高计算和绘图能力，具有运用设计标准、设计规范、设计手册、设计图册和查阅有关技术资料的能力；

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6）具有表达设计成果、书写技术报告及科学研究论文的能力。

0.2机械产品设计过程

设计机械过程并没有一个通用的固定的程序，而须按具体情况确定。机械设计的一般进程，可分为产品规划（概念设计）、总体方案设计、结构技术设计、生产施工设计（工艺设计）和改进设计五个阶段。其工作内容和任务如表0.1 所示。

表0.1 机械产品设计过程

设计阶段 选题 产 品 规 划 概 念 设 计 确定设计任务 总 体 方 案 设 计 目标分析和功能原理设计 方 案 设 计 明确设计目标及需要达到的功能目标和性能指标 设计任务书 调 研 和 预 测 工作内容 选择设计对象、提出设计题目（设想） 市场调查：进行需求、购买行为分析，作销售量预测及市场占有率预测；进行经济、社会环境分析，作产品社会效益及产品生命周期预测；进行政策、法规分析，作产品生产和销售可能性预测。 技术调查：进行产品设计、制造的新技术、新材料的调研掌握有关产品的国内外水平和发展趋势，作技术可行性预测及产品成本预测。 确定 从经济、技术、市场各方面论证新产品开发的必要性和产品开发可行对策 产品设计、制造、销售上各项措施实施的可能性 性论证报告 调研报告 形成文件 根据设计任务书中规定的设计任务，进行功能目标分析，做出工艺动作的分解，明确各个工艺动作的工作原理，提出设计、工艺等方面需要解决的关键问题 功能原理解及功能结构方案 拟定总体方案和基本性能参数、结构参数，进行执行系统、传动系统的设计，选择原动机。对完成各工艺动作和工作性能的执行机构的运动方案进行全面创新构思，对各可行方案进行运动规律设计、机构型式设计和协调设计 总体方案示意图，机械系统运动简图，运动循环图，总体方案设计计算说明书 2

设计阶段 工作内容 方案 对各可行方案进行运动分析、动力分析及有关计算，作 评价 模拟设计试验，以进行功能、性能评价和技术、经济评与决 价。在可行方案群中选择最优方案，确认其总体设计方策 案。 结构 根据经济性、稳定性、运输安装、管理维修、环境保护 方案 等因素，拟定执行系统、传动系统的结构方案以及与原拟定 动机之间联接的方案可靠性 造型 从人机工程、民族风格、用户心理感受、易操作性以及 设计 美学观念出发，进行产品造型、色彩表面处理的设计 形成文件 结 构 技 术 设 计 从加工工艺、装配工艺性、摩擦润滑、振动噪音、传热、腐蚀等因素出发，设计零部件的结构，确定各零件 结构设的相对位置、结构型式及联结方法 计及材根据运动、动力计算，强度和刚度计算，选择零件材料选择 料、热处理方法和要求，确定零部件各部分的形状、尺寸公差、精度及制造安装的技术条件。确定外购的标准件、元器件规格和技术要求 详细设计图纸设计图绘制总装配图、各类系统图（包括执行系统、传动系统、控制系统、润滑系统、气液压系统、电路系统）、及设计说明书 绘制 部件装配图和零件图。编制设计计算说明书 施 工 工 艺 设 计 工艺设计 工装设计 进行加工工艺、装配工艺设计。制定工艺流程及零部件工艺文件及工检验标准 装设计图，实进行加工、装配时必需的工具、量具、夹具和模具的设验 计，包括必要的专用加工设备及装置的设计 施工设制定装配调试、试运行及性能测试的步骤及各阶段的技产品使用说明术指标。制定包装、运输、基础安装的要求。确定随机计 书 器提供的备件、专用工具明细表 3

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