機械原理課程設(shè)計-

1、機械原理課程設(shè)計時間：二周時間：二周一、目的一、目的二、要求二、要求三、參考資料三、參考資料四、四、課程設(shè)計的內(nèi)容課程設(shè)計的內(nèi)容五、課程設(shè)計的步驟五、課程設(shè)計的步驟六、課程設(shè)計的進(jìn)度表六、課程設(shè)計的進(jìn)度表 結(jié)合一個簡單的機械系統(tǒng)，綜合運用所學(xué)理論，使學(xué)生受到結(jié)合一個簡單的機械系統(tǒng)，綜合運用所學(xué)理論，使學(xué)生受到確定運動方案的初步訓(xùn)練，要對方案中某些機構(gòu)進(jìn)行分析和確定運動方案的初步訓(xùn)練，要對方案中某些機構(gòu)進(jìn)行分析和設(shè)計。通過設(shè)計提高學(xué)生利用技術(shù)資料、運算和繪圖的能力。設(shè)計。通過設(shè)計提高學(xué)生利用技術(shù)資料、運算和繪圖的能力。（1 1）使所學(xué)過的分散的知識點成為一個比較完整的體系。）使所學(xué)過的分散的知識

2、點成為一個比較完整的體系。 包含了機構(gòu)運動簡圖、運動分析、動態(tài)靜力分析、齒輪、包含了機構(gòu)運動簡圖、運動分析、動態(tài)靜力分析、齒輪、連桿、凸輪等機構(gòu)及動平衡、速度波動的調(diào)節(jié)、運動循環(huán)圖連桿、凸輪等機構(gòu)及動平衡、速度波動的調(diào)節(jié)、運動循環(huán)圖等內(nèi)容。等內(nèi)容。 （2 2）加強能力培養(yǎng)）加強能力培養(yǎng) 自學(xué)能力：用解析法進(jìn)行機構(gòu)的運動分析、凸輪輪廓線設(shè)自學(xué)能力：用解析法進(jìn)行機構(gòu)的運動分析、凸輪輪廓線設(shè)計計. 通過課程設(shè)計，還可以培養(yǎng)整理數(shù)據(jù)的能力、繪圖能力、以通過課程設(shè)計，還可以培養(yǎng)整理數(shù)據(jù)的能力、繪圖能力、以及運用計算機的能力及運用計算機的能力 由此可見，機械原理課程設(shè)計是機械類學(xué)生的一個重要由此可見，機械

3、原理課程設(shè)計是機械類學(xué)生的一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。（1 1）要有良好的學(xué)風(fēng)及嚴(yán)格的紀(jì)律）要有良好的學(xué)風(fēng)及嚴(yán)格的紀(jì)律 在規(guī)定的時間內(nèi)，一律要在教室內(nèi)搞設(shè)計，以便教師進(jìn)行指導(dǎo)。在規(guī)定的時間內(nèi)，一律要在教室內(nèi)搞設(shè)計，以便教師進(jìn)行指導(dǎo)。上午：上午：8:00-11:308:00-11:30； 下午：下午：2:30-5:302:30-5:30 每個教室，在黑板的右下角，按坐位寫上名字，以便教師點名。每個教室，在黑板的右下角，按坐位寫上名字，以便教師點名。無故缺席、三次點名不到者，向?qū)W院遞交取消該生課程設(shè)計成績無故缺席、三次點名不到者，向?qū)W院遞交取消該生課程設(shè)計成績的申請報告的申請報告

4、課程設(shè)計成績的評定，與遵守紀(jì)律情況、圖面質(zhì)量、說明書質(zhì)量、課程設(shè)計成績的評定，與遵守紀(jì)律情況、圖面質(zhì)量、說明書質(zhì)量、運動方案是否合理、答辯等因素有關(guān)。運動方案是否合理、答辯等因素有關(guān)。（2 2）每位同學(xué)都要獨立完成自己的設(shè)計任務(wù)，特別是編程、打）每位同學(xué)都要獨立完成自己的設(shè)計任務(wù)，特別是編程、打印部分的內(nèi)容。印部分的內(nèi)容。 （3 3）圖面質(zhì)量的要求）圖面質(zhì)量的要求 圖幅、線型、邊框、及標(biāo)題欄等均要符合國標(biāo)。圖幅、線型、邊框、及標(biāo)題欄等均要符合國標(biāo)。 不能徒手畫圖：曲線要用曲線板、小圓要用模板、包括角速度、不能徒手畫圖：曲線要用曲線板、小圓要用模板、包括角速度、角加速度的方向也不能徒手畫出。圖紙

5、不要寫有關(guān)的計算公式、角加速度的方向也不能徒手畫出。圖紙不要寫有關(guān)的計算公式、計算結(jié)果。計算結(jié)果。（4 4）說明書要求）說明書要求 說明書不得涂改說明書不得涂改 說明書要有封面、目錄、參考資料說明書要有封面、目錄、參考資料 統(tǒng)一用統(tǒng)一用1616開紙或統(tǒng)一購買畢業(yè)設(shè)計論文的本子。開紙或統(tǒng)一購買畢業(yè)設(shè)計論文的本子。（5 5）所有圖紙所有圖紙要疊好（按）所有圖紙所有圖紙要疊好（按4 4號圖紙的大?。?，連同說明書號圖紙的大?。?，連同說明書一起裝在檔案袋內(nèi)。一起裝在檔案袋內(nèi)。（6 6）按規(guī)定時間來答辯。）按規(guī)定時間來答辯。（7 7）齒輪傳動要按照無根切條件考慮。）齒輪傳動要按照無根切條件考慮。( (采用

6、變位齒輪采用變位齒輪) ) （8 8）分組）分組 在進(jìn)行動態(tài)靜力分析時，按在進(jìn)行動態(tài)靜力分析時，按“指導(dǎo)書指導(dǎo)書”P9P9，6 6個人完成一個方個人完成一個方案，每個人完成五個位置的力分析（按表中規(guī)定的位置），共完案，每個人完成五個位置的力分析（按表中規(guī)定的位置），共完成成3030個位置的力分析，這樣就有個位置的力分析，這樣就有3030個數(shù)據(jù)來畫出個數(shù)據(jù)來畫出 曲線。曲線。 因此，要求每位同學(xué)都要按進(jìn)度完成設(shè)計任務(wù)，要有整體觀念。因此，要求每位同學(xué)都要按進(jìn)度完成設(shè)計任務(wù)，要有整體觀念。 每個方案組要有一個組長，組長要負(fù)起整個方案組的各項工作，每個方案組要有一個組長，組長要負(fù)起整個方案組的各項工

7、作，包括：分工、紀(jì)律、進(jìn)度包括：分工、紀(jì)律、進(jìn)度等。等。 每個班由班長、學(xué)習(xí)委員負(fù)責(zé)分組，并交一份分組名單。每個班由班長、學(xué)習(xí)委員負(fù)責(zé)分組，并交一份分組名單。 每個班分組時，剩下的人不足每個班分組時，剩下的人不足6 6個人時，把剩余的人分到各方案個人時，把剩余的人分到各方案組去。組去。M 各種機械原理教材。各種機械原理教材。 “機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書” ” 楊忠秀主編楊忠秀主編 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社 20032003年年 機構(gòu)運動方案及機構(gòu)設(shè)計機械原理課程設(shè)計題例及指導(dǎo)機構(gòu)運動方案及機構(gòu)設(shè)計機械原理課程設(shè)計題例及指導(dǎo) 姜琪姜琪主編主編 高教出版社高教出版社 199

8、11991年年4 4月月 機械原理電算程序設(shè)計機械原理電算程序設(shè)計 楊蘭生等編著楊蘭生等編著 中國展望出版社中國展望出版社 19861986年年3 3月月 機械原理電算程序集機械原理電算程序集 高教出版社高教出版社 機械原理計算機輔助設(shè)計機械原理計算機輔助設(shè)計 華南理工大學(xué)出版社華南理工大學(xué)出版社 19891989年年3 3月月 機械原理課程設(shè)計機械原理課程設(shè)計 周明傅等編周明傅等編 上?？萍汲霭嫔缟虾？萍汲霭嫔?19871987年年已知條件：活塞行程 H （mm）活塞直徑 D= （mm）活塞移動導(dǎo)路相對于曲柄中心的距離 e= （mm）行程速比系數(shù) K=連桿重心C2至A點的距離lAC2= 系數(shù)

9、lAB(mm)曲柄重量Q1 = (N)連桿重量Q2 = (N)活塞重量Q3 = (N)連桿通過質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動慣性半徑 曲柄的轉(zhuǎn)速n1= (rpm)發(fā)動機的許用速度不均勻系數(shù) =曲柄不平衡的重心到O點的距離lOC=lOA（mm）開放提前角：進(jìn)氣門：-10；排氣門： -32齒輪參數(shù)：m=3.5（mm）； =20；ha*=1 Z2=Z2=14；Z3=Z3=72；Z1=36)(222mmlABcc系數(shù) 1. 機構(gòu)設(shè)計機構(gòu)設(shè)計 按照行程速比系數(shù)按照行程速比系數(shù)K及已知尺寸決定機構(gòu)的主要尺寸，及已知尺寸決定機構(gòu)的主要尺寸，并繪并繪出機構(gòu)運動簡圖（出機構(gòu)運動簡圖（4號圖紙）。（凸輪要計算出安裝角后才畫在號圖紙

10、）。（凸輪要計算出安裝角后才畫在該圖上）該圖上） 2、選定長度比例尺作出連桿機構(gòu)的位置圖 以活塞在最高位置時為起點，將曲柄回轉(zhuǎn)一周按順時針方向分為十二等分，然后找出活塞在最低位置時和活塞速度為最大時的曲柄位置（即曲柄旋轉(zhuǎn)一周共分十五個位置）并作出機構(gòu)各位置時的機構(gòu)位置圖，求出滑快的相對位移。3. 作出機構(gòu)15個位置的速度多邊形 求出這求出這1515個位置的個位置的VBA,V VC2C2,V,VB B, ,2的數(shù)值，并列表表示。（表一）的數(shù)值，并列表表示。（表一） 、 、 、4. 作出機構(gòu)的15個位置的加速度多邊形 求出求出1515個位置的個位置的 , , , , , , , , , , 的數(shù)值

11、，并列表表示。（表二）的數(shù)值，并列表表示。（表二）nBAatBAaBAa22CaBa5.用直角坐標(biāo)作滑快B點的位移曲線 ,速度曲線 及加速度曲線 。（把以上把以上2、3、4、5作在一張作在一張2號圖紙上號圖紙上）（BBSS)(BBVV )(BBaa6.6.動態(tài)靜力分析動態(tài)靜力分析6.1 6.1 概念概念: :動態(tài)靜力分析根據(jù)理論力學(xué)中所講的達(dá)朗伯原理，將慣動態(tài)靜力分析根據(jù)理論力學(xué)中所講的達(dá)朗伯原理，將慣性力視為一般外力加在構(gòu)件上，仍可采用靜力學(xué)方法對其進(jìn)行受性力視為一般外力加在構(gòu)件上，仍可采用靜力學(xué)方法對其進(jìn)行受力分析。這樣的力分析稱為動態(tài)靜力分析。力分析。這樣的力分析稱為動態(tài)靜力分析。 慣性

12、力慣性力 慣性力偶矩慣性力偶矩IsMJ ssJa構(gòu)件對于其質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動慣量構(gòu)件的角加速度PmasI sma構(gòu)件的質(zhì)量構(gòu)件質(zhì)心s的加速度IsMaI上兩式中的負(fù)號表示P和的方向分別與 和 相反6.2 6.2 各平面運動副中副反力的未知要素各平面運動副中副反力的未知要素 ( (當(dāng)不考慮摩擦?xí)r當(dāng)不考慮摩擦?xí)r) )6.3 6.3 動態(tài)靜力分析方法動態(tài)靜力分析方法(1)計算活塞上的氣體壓力Fppi（N） F活塞的面積（cm )2(2) 求作用于構(gòu)件上的慣性: 222cIamp222CCmJBIamP3(3)計算活塞上受力的大小及方向：33QPPPI（4）把作用在構(gòu)件2上的反力R12分解為 和 ，取 求出n

13、R12tR120BMtR12(5)以構(gòu)件2、3為示力體，取 , 求 和 , 0FnR1203R（6）以構(gòu)件3為示力體，取 ，求 , 0F23R （7）以構(gòu)件1為示力體，（構(gòu)件1的重力忽略不計），取 求出 再由 ，求出 , 0F01R00MbM（8）用茹可斯基杠桿法，把速度多邊形轉(zhuǎn)90，把所有外力平移到速度多邊的相應(yīng)點上，取 求出 ，并與 值進(jìn)行比較。0pMbMbM（9）用一張4號圖紙大小的方格紙作出 曲線）（bbMM=6.4 6.4 動態(tài)靜力分析步驟動態(tài)靜力分析步驟6.5 6.5 動態(tài)靜力分析動態(tài)靜力分析結(jié)果結(jié)果（1 1號圖紙）號圖紙） 求出機構(gòu)在各位置時各運動副的反力及應(yīng)加于曲柄OA的平衡力

14、矩并用速度多邊形杠桿法檢驗。（每人完成五個位置）各種數(shù)據(jù)均要列表表示：bM(1)將各個位置的 、 、 等數(shù)值列于表三。表三。2IP2IM3IP（2）列出各個位置的的 計算公式，并計算出其數(shù)值。tR12(3) 將各個位置的 、 、 、 、 、 等數(shù)值列于表四表四。 、pnR12tR1212R03R23R（4）將各個位置的 、 等數(shù)值列于表五。表五。、01RbMp 7. 用直角坐標(biāo)作出曲線 （用方格紙繪制）（用方格紙繪制） （ 統(tǒng)一用“動態(tài)靜力分析”所求得的值）（bbMMbM8.計算當(dāng)不考慮機構(gòu)各構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量時的飛輪轉(zhuǎn)動慣量 。FJ（1）在本課程設(shè)計中，決定飛輪的轉(zhuǎn)動慣量時，不考慮機構(gòu)各構(gòu)

15、件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量。 (2)把 曲線作為 曲線（驅(qū)動力矩曲線)）（bbMM）（ddMM3bM（3）根據(jù)一個波動周期內(nèi)的輸入功等于輸出功求阻抗力矩（常數(shù)） ，并作出阻抗力矩曲線 rM阻抗力矩的縱坐標(biāo)H：（)(654321mmLffffffHHMMr (4)根據(jù)上面各單元的面積求相應(yīng)的功, 并求出最大盈虧功 bMfW44 BMfW11bMfW77bMfW22bMfW55bMfW33bMfW66maxWminmaxmaxWWW 22maxmkgWJme（5）根據(jù)許用不均勻系數(shù) ,求出等效構(gòu)件上所需的等效轉(zhuǎn)動慣量：6021nm(6) 確定飛輪的轉(zhuǎn)動慣量： 不考慮各構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量: eFJJ9. 計算發(fā)動機功率。 )(75016021HPnLMNbMr10.對曲柄滑快機構(gòu)進(jìn)行機構(gòu)部分平衡（平衡A點的質(zhì)量）（1）把連桿的質(zhì)量代換到A、B點)(2222222ACABBACABAllmlmmmm由上面的方程組可求得：ABACBllmm222ABACABAlllmm