机械原理课程设计,飞轮、凸轮、变位齿轮课程设计(南华大学)
机械原理齿轮课程设计指导书
机械原理课程设计指导书本课程设计分为以下三大类型：平面连杆机构的设计及运动分析，变位齿轮机构设计及分析，凸轮机构设计及分析。
总工作时间需在一周至一周半内集中进行，再结合计算机辅助设计。
由于编者水平有限，书中难免存在错误或不足之处，恳请多者指正。
目录第一章绪论（1）第二章平面连杆机构的运动分析与综合（7）第三章齿轮机构传动设计（10）第四章凸轮机构运动分析及设计（15）参考文献（20）第一章绪论一、机械原理课程设计的目的机械原理课程是培养学生教育较小机械系统运动方案设计初步能力的技术基础课。
课程设计则是学生学习机械原理的重要实践环节。
一般在机械原理课程设计学完后集中进行。
它的目的在于进一步巩固和加深所学理论知识，并将它们应用于实际机构的分析研究中。
通过课程设计这一环节，使学生更好地掌握和加深理解本课程的基本理论和方法，进一部提高学生查阅技术资料、绘制工程图和应用计算机的能力。
在课程设计中，要重视培养学生创新设计的能力。
以达到教学大纲中要求“培养工程师必备的一些基本技能”训练的目的。
机械原理课程设计的基本目的是：1. 进一步巩固和加深学生所学的理论知识，并将它们应用于实际机构的分析研究和设计中，培养学生开发和创新机械产品的能力。
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，使学生对于机械的运动学、动力学的分析和设计有一较完整和系统的概念。
3. 使学生掌握机械运动、动力分析和设计的图解方法，以及借助于计算机进行运动、动力分析和设计的解析方法。
4. 进一步提高学生的计算、绘图、表达和使用技术资料的能力。
二、机械原理课程设计的任务和内容机械原理课程设计的任务是：学生在规定时间内完成教师指定的机构设计课题，进而对机构的性能进行分析和科学评价。
将自己的设计研究成果编写成计算说明书一份（10页以上），绘制出设计图（A1）一张。
机械原理设计的内容是：1.按照机械的几何、运动、动力、轨迹等性能要求进行低副机构的尺度综合或高副机构的廓线设计。
课程设计-连杆机构、凸轮机构和齿轮机构（可编辑）
课程设计-连杆机构、凸轮机构和齿轮机构牛头刨床设计说明书姓名学号组别第三组指导老师7>2013年6月目录一概述3二设计项目4机构简介4设计数据5三设计内容6导杆机构设计6凸轮机构设计12齿轮机构设计16四参考文献20一概述1机械原理课程设计目的机械原理课程设计是培养学生掌握机械系统运动方案设计能力的技术基础课程它是机械原理课程学习过程中的一个重要实践环节熟悉机械系统设计的步骤及方法其中包括选型运动方案的确定运动学和动力学的分析和整体设计等机械原理课程设计方法机械原理课程设计方法大致可以分为图解法和解析法图解法几何概念较清晰直观解析法精度较高本设计主要用图解法进行设计二设计项目1 机构简介机构简介图如下牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床如图1电动机经皮带和齿轮传动带动曲柄2 和固接在其上的凸轮8刨床工作时由导杆机构2-3-4-5-6带动滑枕6和刨刀7作往复运动要求工作行程时滑枕6应速度较低且近似等速移动而空回行程时滑枕具有较高速度实现快速返回另外齿轮等速转动时通过四杆机构带动棘轮G转动棘轮与丝杆相连实现自动进刀2设计数据①牛头刨床导杆机构设计参数表rmin mm mm 64 15 500 430 032②凸轮机构设计参数表运动规律度度毫米度度度推程回程15 4565 150 100 90 100 正弦加速等加等减③齿轮机构设计参数表mm 度16 48 12 20符号说明曲柄转速与齿轮凸轮飞轮为同一运动单元行程速比系数滑枕6冲程齿轮12的齿数齿轮12的模数和压力角摆杆O9D最大摆角凸轮推程回程许用压力角凸轮推程回程运动角凸轮远休止角三设计内容1导杆机构的运动分析一导杆机构设计要求概述已知曲柄每分钟的转速各机构尺寸且刨头导路x-x位于导杆端头B所作圆弧的平分线上要求作机构的运动简图并作机构一个位置的速度加速度多边形以及刨头线图画在1号图上二设计参数rmm mm mm 64 15 500 430 032三计算过程由已知数据n2 64rmin得ω2 2π×6460 rads 67rads求C点的速度⑴确定构件3上A点的速度构件2与构件3用转动副A相联所以υA3 υA2又υA2 ω2lO2A 133×67ms 891ms⑵求的速度选取速度比例尺μv 02 ms mmυA4 υA3 υA4A3方向⊥BO4 ⊥AO2 ‖BO4大小用图解法求解如图1式中υA3υA4表示构件3和构件4上 A点的绝对速度υA4A3表示构件4上A点相对于构件3上A点的速度其方向平行于线段BO4大小未知构件4上A点的速度方向垂直于线段BO4大小未知在图上任取一点P作υA3 的方向线pa3 方向垂直于AO2指向与ω2的方向一致长度等于υA3μv其中μv为速度比例尺过点p作直线垂直于BO4 代表υA4的方向线再过a3作直线平行于线段BO4 代表υA4A3的方向线这两条直线的交点为a4则矢量pa4和a3a4分别代υA4和υA4A3由速度多边形得VA4 μv x pa4 814ms求BO 4的角速度曲柄位于起点1时位置图如设计指导书图1此时为90°-18° 72°将曲柄圆周作12等分则当曲柄转到10位置时如图118°lA02 13288mm lO2O4 430mmlAO4 306mm杆BO 4的角速度VA4 814306 rads 275 rads杆BO 4的速度V4V4 × 275×809ms 222475ms⑷求C点的速度υcυc υB υCB方向‖X-X ⊥BO4 ⊥BC大小ω4lO4B速度图见图2式中υc υB 表示点的绝对速度υCB表示点C相对点B的相对速度其方向垂直于构件CB大小未知点C的速度方向平行于X-X大小未知图上任取一点p作代表υB的矢量pb其方向垂直于BO4指向于转向相反长度等于为速度比例尺过点p作直线平行于X-X代表υc的方向线再点b作直线垂直于BC 代表υCB的方向线这两方向线的交点为C则矢量pc和bc便代表υcυCB 则C点的速度为υc μv×pc μv× 110 22 msυCB μv×cb μv× 14 28ms此时C点位置如下图选取长度比例尺为μ 5mmmm则此时C点的位移为Xc μx cˊc 290mm5拆分杆组该六杆机构可看成由Ⅰ级机构一个RPRⅡ级基本组和一个RRPⅡ级基本组组成的即可将机构分解成图示三部分6作出刨头位移图2凸轮机构设计凸轮设计要求根据牛头刨床导杆机构结构选定凸轮轴径30mm凸轮基圆直径大于或等于轴径的2倍凸轮滚子半径等于基圆半径的02倍绘制凸机构从动件位移速度加速度线图根据反转法原理绘制凸轮轮廓设计参数运动规律度度毫米度度度推程回程15 4565 150 100 90 100 正弦加速等加等减根据运动规律得推程运动方程Ψ h[ б∕б0 -sin 2лб∕б0 2л ]每隔十度进行角位移求解带入得Ψ1 15°[ 10∕100 -sin 2л×10∕100 2л ]Ψ2 15°[ 20∕100 -sin 2л×20∕100 2л ]Ψ3 15°[ 30∕100 -sin 2л×30∕100 2л ]Ψ4 15°[ 40∕100 -sin 2л×40∕100 2л ]Ψ5 15°[ 50∕100 -sin 2л×50∕100 2л ]Ψ6 15°[ 60∕100 -sin 2л×60∕100 2л ]Ψ7 15°[ 70∕100 -sin 2л×70∕100 2л ] Ψ8 15°[ 80∕100 -sin 2л×80∕100 2л ]Ψ9 15°[ 90∕100 -sin 2л×90∕100 2л ]Ψ10 15°[ 100∕100 -sin 2л×100∕100 2л ] 等加速回程运动方程Ψ h-2hб2б′б0′2б 0～б0′2每隔十度进行角位移求解带入得Ψ1 15°-2x15°x1021002Ψ2 15°-2x15°x2021002Ψ3 15°-2x15°x3021002Ψ5 15°-2x15°x4021002Ψ4 15°-2x15°x5021002等减速回程运动方程Ψ 2h б0′-б 2б0′2бб0′2～б0′每隔十度进行角位移求解带入得Ψ6 2x15°x 100-60 21002Ψ7 2x15°x 100-70 21002Ψ8 2x15°x 100-80 21002Ψ9 2x15°x 100-90 21002Ψ10 2x15°x 100-100 21002按照推程回程的公式分别计算作出位移线图速度图加速度图画出基圆半径r0 30mm推程阶段根据ψ－φ曲线图每隔5°在图上画出对应的角位移连接每个滚子的圆心为理论廓线回程阶段同理画出凸轮图3齿轮机构设计设计参数mm 度16 48 12 20 齿轮设计要求要求齿轮不根切且实际中心距的尾数取为0或5设计该传动并完成计算和验算绘制齿轮啮合区图可以不绘制齿廓形状标出基圆齿顶圆节圆啮合角啮合起始点B2B1和啮合极限点N1N2并注明单齿啮合区和双齿啮合区用图上量取的实际啮合线段B2B1确定重合度并与公式计算值进行比较齿轮计算计算过程已知Z1 16 Z2 48 m 12 ɑ 20°ha 1 c 025分度圆直径d1 mz 192mm d2 mz 576mm标准中心距 a m z1z2 2 384mm实际中心距a a 384mm啮合角ɑɑ 20°变位系数x1x2 0 x1 17-z1 17 01 x2 -01中心距变动系数 y ɑ-ɑ m 0齿顶高降低系数Δy x1x2 y 0节圆 d1 d1cosɑ cosɑ 192mmd2 d2cosɑ cosɑ 576mm齿顶圆直径da1 d12ha d12 hax1-Δy m 218mmda2 d22ha d22 hax2-Δy m 598mm齿根圆直径df1 d1-2hf1 d1-2 hac-x1 m 164mmdf2 d2-2hf2 d2-2 hac-x2 m 544mm基圆 db1 d1cosɑ 180mmdb2 d2cosɑ 540mm绘制啮合图齿轮啮合图是将齿轮各部分按一定比例尺画出齿轮啮合关系的一种图形它可以直观的的表达一对齿轮的啮合特性和啮合参数并可借助图形做必要的分析渐开线的绘制渐开线齿廓按渐开线的形成原理绘制如图以齿轮轮廓线为例其步骤如下按齿轮几何尺寸计算公式计算出各圆半径 r1 r2r1 r2 ra1 ra2rb1 rb2画出各相应圆因为要求是标准齿轮啮合故节圆与分度圆重合连心线与分度圆节圆的叫点为节点P过节点P作基圆切线与基圆相切与N1则即为理论啮合线的一段也是渐开线发生线的一段．四参考文献[1] 孙恒陈作模机械原理第版北京高等教育出版社20015[2] 李笑刘福利陈明机械原理课程设计指导书试用稿哈尔滨哈尔滨工业大学出版社20047[3] 牛鸣歧王保民王振甫机械原理课程设计手册重庆重庆大学出版社2001[4]王知行李瑰贤机械原理电算程序设计哈尔滨哈尔滨工业大学出版社2003[5] 孟宪源姜琪机构构型与应用北京机械工业出版社2003[6] 申永胜机械原理教程北京清华大学出版社1999[7 ] 陈明等机械系统方案设计参考图册机械原理课程设计1。
机械原理课程设计的基本内容
课程设计的基本内容1．图解法根据“《机械原理》课程设计指导书”中的题目和数据：按指导教师指定的题号，查出有关参数，设计出牛头刨床的各杆尺寸。
在 1 号图纸中心偏上位置按指导教师指定的三个位置按比例画机构位置图（包括左右极限位置），并将给定的三个位置中的一个一般位置画成机构简图。
在同组同学中收集数据在1 号图纸左上侧绘制刀头位移曲线图。
用图解法进行机构的运动分析。
在上述 1 号图纸左下侧作速度和加速度多边形。
在同组同学中收集数据作刀头的速度和加速度曲线图。
用图解法进行机构的动态静力分析。
在 1 号图纸右侧画示力体和力多边形，绘制平衡力矩曲线。
特殊位置不作。
指导教师讲授飞轮设计及其图解微分的有关内容。
在1号图纸右上侧作等效阻力矩曲线。
并进行图解积分确定阻力矩功曲线。
作驱动功曲线，并进行图解微分确定驱动力矩曲线。
根据“《机械原理》课程设计指导书”中的题目和数据：按指导教师指定的题号，查出有关参数，设计出凸轮轮廓曲线。
在 2 号图纸上按比例画出凸轮轮廓及标注有关尺寸。
根据“《机械原理》课程设计指导书”中的题目和数据：按指导教师指定的题号，查出有关参数，设计出齿轮机构的有关尺寸。
在2号图纸上按比例画出齿轮啮合区并标注有关尺寸。
2．解析法指导教师讲授用解析法上机进行设计的有关内容，如 1.齿轮设计、凸轮设计、杆机构设计、运动分析等（上述内容主讲教师在上课期间，已经配合授课内容进行布置，要求学生在设计前已经初步完成。
故主要讲对这些程序的整理完善及其与后续设计的衔接问题）。
按要求编程上机：完善用解析法进行的凸轮机构、杆机构设计和运动分析程序的编写，并用此结果与图解法的结果进行比较，分析误差，进行修正。
将所有程序、程序说明和输出结果打印在说明书上。
3．整理编写设计说明书。
四、课程设计的学时分配五、课程设计说明书要求设计说明书应对下述设计计算内容进行说明：1．设计任务书和设计说明书目录：放在设计说明书的最前面。
2．杆机构设计：根据已知的工作要求、机构性能参数和其它条件确定各杆长度。
机械原理课程设计ppt课件
几点要求
每班同一题目的同学ห้องสมุดไป่ตู้成一个小组 （一般为学号加减7）
每组选出组长一名，负责协调、组织本 组成员的设计（定题后报给老师）
答辩前每组自报每个组员的自评成绩 （由高到低排序，由本组成员讨论、综 合贡献大小而定）
答辩时按组逐一进行 充分发挥团结协作、群策群力的精神
答辩时完成的工作
按照运动特性选型 （6）运动的合成与分解 用顶吸法吸走顶部一张料板 执行系统的运动规律设计
总功能：当加压执行构件（冲头）上下运动时，能锻出较高精度的毛坯 齿轮机构的模数、齿数、中心距等
凸轮连杆组合 工件固定不动，刀具绕被加工孔的中心线转动，进给运动是刀具的径向、纵向运动。
该鞋钉分为钉头、钉杆、钉尖三部分，钉杆成四方锥形 2、构思出完成加压执行机构总体功能的功能-技术矩阵图。
齿轮连杆组合 工件和刀具均不转动，只让刀具作直线运动。
运动位移或速度缩小功能：减小位移量 （或速度），以实现增力要求
按照动作功能分解选型
精锻机主机构设计（3）
2、构思出完成加压执行机构总体功能的 功能-技术矩阵图。
平压模切执行机构 提示 自动送料板装置 实现的原理有： 已按学号分发(共7组题目） 总功能：当加压执行构件（冲头）上下运动时，能锻出较高精度的毛坯 压紧、挤方：由冲头3在前三次送料后的停歇时间内将钉杆挤压成方锥，在其余工作循环中冲头3保持与钉杆接触，起压紧作用。 2 机械系统设计的一般原则 带传动（含同步带）和链传动 将料板从底部推出，然后用夹板抽走 2、机械运动方案设计的过程和内容 运转速度、行程可调性、运动精度等 工件和刀具均不转动，只让刀具作直线运动。 试构思该执行机构的若干方案。 的布置要有利于系统的能量协调和效率的提高 总功能：当加压执行构件（冲头）上下运动时，能锻出较高精度的毛坯 直角坐标式运动循环图 编程、建模分析检验机构 加工内孔机床的运动规律设计： 齿轮机构的模数、齿数、中心距等 工件和刀具均不转动，只让刀具作直线运动。 机构上机分析检验过程；
2012级南华大学《机械原理》课程设计说明书.
机械原理课程设计机械设计制造及其自动化专业2012届机械原理课程设计计算说明书专业班级：机械1202班姓名：学号：指导教师：***2015年6月21号机械原理课程设计是培养学生掌握机械系统运动方案设计能力的技术基础课程，它是机械原理课程学习过程中的一个重要实践环节。
其目的是以机械原理课程的学习为基础，进一步巩固和加深所学的基本理论、基本概念和基本知识，培养学生分析和解决与本课程有关的具体机械所涉及的实际问题的能力，使学生熟悉机械系统设计的步骤及方法，其中包括选型、运动方案的确定、运动学和动力学的分析和整体设计等，并进一步提高计算、分析，计算机辅助设计、绘图以及查阅和使用文献的综合能力。
前言 (2)目录 (3)机械原理课程设计设计任务书 (4)一、飞轮设计 (1)M (1)1.1 求驱动力矩dM及等效阻抗力矩r M图像 (1)1.2 绘制驱动力矩d1.3 求阻力功r A (1)1.4 绘制阻力功r A及驱动功d A线图 (2)A' (2)1.5 求最大动态剩余功[]1.6 绘制动态剩余功A'图线 (3)1.7 计算飞轮的转动惯量F J (4)二、凸轮设计 (5)2.1 分析各段推程方程 (5)2.2 选取滚子半径 (6)2.3 计算角度与推程 (7)2.4 验算凸轮压力角 (8)2.5 画图分析 (9)三、变位齿轮机构设计 (10)3.1 确定变位系数 (10)3.2 计算齿轮传动各部分尺寸 (11)3.3 绘制传动啮合图 (11)3.4 校核啮合情况 (12)设计小结 (13)参考文献 (14)设计内容设计计算过程设计结果一、飞轮设计1.驱动力矩dM求解2.力矩图像绘制3.阻力功求解飞轮设计1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120 70 374 393 275 15 -14 -16 -17 -14 -32 27表1.1 等效阻抗力矩1.1 求驱动力矩M d由式()()()12231222d n nr r r r r rM M M M M M MT∆ϕ∆ϕ∆ϕϕ=-++++++得11dnrM Mn=∑上式中M d为驱动力矩，M r为等效阻抗力矩代入已知的等效阻抗力矩可得389dM N m=•1.2 绘制驱动力矩M d及等效阻抗力矩M r图像将表1.1中的机构各个位置的等效阻抗力矩M r，以力矩比例尺5N mmm•和角度比例尺3mm绘制一个运动循环的等效阻抗力矩（如图1.1），用图解积分法求出在一个运动循环的动态等功。
机械原理课程设计
目录一、设计背景和目的 (2)二、设计要求和数据 (2)1、工作原理及工艺动作过程 (2)2、原始数据和设计要求 (3)3、运动方案构思提示 (3)四、总体设计 (5)1、电机选择 (5)2、系统运动循环图 (6)五、机构尺寸设计 (6)1、齿轮的设计 (6)2、凸轮设计 (8)六、总结 (12)参考文献：....................................... 错误！未定义书签。
一、设计背景和目的随着我国国民经济的快速稳步发展，各行各业取得了飞速发展。
产品打印标签，到目前为止还主要以人工操作为主，生产效率低下。
限制了产品生产率的提高。
这也与现代化生产要求不符。
因此根据包装行业需求和发展趋势，设计高质量、高可靠性的全自动刚才打捆机，已非常必要，且形势紧迫。
该设计目的就是要设计出能够实现自动送料、打印、输出的自动打印机构。
个步骤之间运动配合良好，传动效率高，打印速度快且机构稳定性高。
二、设计要求和数据1、工作原理及工艺动作过程 1）功能及设计要求2）总功能要求：在产品上打印记号 3）工作原理及工艺动作分解提示自动打印机系统的工作原理及工艺动作如下图所示：该系统有电机驱动主轴上的三个执行机构，完成送料、夹紧和打印、输出的任务。
自动打印机系统的功能图如下所示：自动打印机系统送料、夹紧 打印 执行机构做间隙运动 执行机构做间隙运动 直线或曲线运直线或曲线运停止 停止2、原始数据和设计要求1）待打印产品尺寸，长100~150mm 、宽70~100mm 、高30~50mm 。
2）产品重量，约5~10N 。
3）自动打印机的生产率，80次/min 。
4）要求机构的结构简单紧凑，运动灵活可靠、易于加工制造。
3、运动方案构思提示1) 实现送料——夹紧功能的机构可以采用凸轮机构或有一定停歇时间的连杆机构。
当送料、夹紧机构的执行构件将产品推至指定位置，执行构件停止不动，维持推紧力（前有挡块挤压），待打印机构执行件打完印记后，被推走。
《机械原理课程设计》教学大纲
《机械原理课程设计》教学大纲一、课程基本信息中文名称：机械原理课程设计课程编码：10S1107D、10S4107D课程类别：集中实践教学总学时：2周总学分：1学分适用专业：机械设计制造及其自动化、智能制造工程先修课程：高等数学、大学物理、理论力学、机械制图开课系部：机电工程系二、课程性质、课程目标及其对毕业要求的支撑1、课程性质《机械原理课程设计》是机械原理教学中的一个重要环节，是机械类各专业学生在机械原理课程学习后进行的全面、系统、深入的实践性教学，培养学生机械系统运动方案设计、创新设计及应用计算机进行机构分析和工程设计的能力。
2、课程目标课程目标1：通过机械系统运动方案设计，使学生融会贯通机械原理课程的理论和方法，并且能够应用学过的数学、机械原理课程等基本原理，分析复杂机械工程问题，培养学生分析解决实际问题的能力，使学生具有自主学习和终身学习的意识，能够将工程管理与经济决策的基本方法应用于机电产品的开发、设计、制造及改进中，培养学生不断学习和适应发展的能力。
课程目标2：通过机械系统运动方案设计，使学生具有机构选型组合及运动方案表达确定的能力，并能够结合文献对复杂机械工程问题进行研究、分析，并获得有效结论的能力。
同时培养学生能够通过信息综合独立地归纳、总结和凝练问题，并判断先验的局限性的能力。
课程目标3：通过机械系统运动方案设计，解机械运动的变换与力的传递过程，进行运动学和动力学的分析与设计；课程目标4：通过机械系统运动方案设计，提高学生运算、绘图、运用计算机完成机械系统整体分析和设计及查阅有关资料的能力。
通过编写说明书，培养学生能够运用报告、图纸、设计文件等技术语言，通过书面或口头方式与业界同行及社会公众进行有效沟通的能力。
课程目标5：通过小组协同合作，培养学生有效沟通和交流：使学生具有能够承担多学科团队中负责人、团队成员及个体各自的角色和责任，与其他团队成员共享信息，合作共事的能力。
通过答辩环节，培养学生陈述发言、清晰表达或回应指令的能力。
机械设计课程设计飞轮
机械设计课程设计飞轮一、教学目标本课程旨在通过飞轮的机械设计教学，让学生掌握飞轮设计的基本原理和方法，培养学生的机械设计能力和创新意识。
具体目标如下：1.了解飞轮的结构和功能；2.掌握飞轮设计的原理和方法；3.熟悉飞轮的制造和应用。
4.能够运用所学知识进行飞轮的设计和计算；5.能够使用相关软件进行飞轮的建模和仿真；6.能够进行飞轮的制造和调试。
情感态度价值观目标：1.培养学生的创新意识和团队合作精神；2.增强学生的工程实践能力和责任感；3.激发学生对机械设计的兴趣和热情。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括飞轮的结构和功能、飞轮设计的原理和方法、飞轮的制造和应用。
具体安排如下：1.飞轮的结构和功能：介绍飞轮的种类、结构和工作原理，分析不同飞轮的优缺点及适用场景。
2.飞轮设计的原理和方法：讲解飞轮设计的步骤和方法，包括设计参数的确定、材料的选取、尺寸的计算等。
3.飞轮的制造和应用：介绍飞轮的制造工艺和流程，分析飞轮在实际应用中的性能和效果。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体方法如下：1.讲授法：通过讲解飞轮的基本原理和设计方法，使学生掌握相关知识。
2.案例分析法：分析实际案例，使学生更好地理解飞轮的设计和应用。
3.实验法：学生进行飞轮的制造和测试，提高学生的实践操作能力。
4.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，培养学生的创新思维和团队合作精神。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的学习资料。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，提高课堂教学效果。
4.实验设备：准备飞轮制造和测试所需的设备，为学生提供实践操作的机会。
5.网络资源：利用网络资源，为学生提供更多的学习资料和信息。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用多种评估方式相结合的方法。
机械原理课程设计凸轮
机械原理课程设计凸轮一、课程目标知识目标：1. 掌握凸轮的基本概念、分类及其在机械原理中的应用；2. 理解并掌握凸轮的轮廓曲线设计方法，能够分析其运动特性；3. 了解凸轮机构的工作原理，掌握其运动及动力分析的基本方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计简单的凸轮轮廓曲线，并分析其运动性能；2. 能够运用凸轮机构进行简单机械系统的运动及动力分析；3. 能够运用绘图软件（如CAD）进行凸轮轮廓的绘制，提高实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械原理课程的学习兴趣，激发创新意识；2. 培养学生具备团队协作精神，提高沟通与交流能力；3. 培养学生关注我国机械行业发展，增强社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为机械原理课程的实践环节，旨在让学生通过设计凸轮，将理论知识与实际应用相结合，提高解决实际问题的能力。
学生特点：高年级本科生，具备一定的机械原理知识基础，具有较强的自学能力和动手能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生的主体地位，鼓励学生积极参与讨论、实践，提高综合运用知识的能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 凸轮基本概念与分类- 凸轮的定义、作用及其在机械系统中的应用；- 凸轮的分类及特点。
2. 凸轮轮廓曲线设计- 简单凸轮轮廓曲线的设计方法；- 复杂凸轮轮廓曲线的设计原理及技巧。
3. 凸轮运动及动力分析- 凸轮机构的工作原理；- 凸轮机构的运动及动力分析方法。
4. 凸轮轮廓曲线绘制- 运用CAD软件绘制凸轮轮廓曲线；- 结合实际案例，进行凸轮轮廓曲线的绘制实践。
教学内容安排与进度：第一周：凸轮基本概念与分类，简单凸轮轮廓曲线设计；第二周：复杂凸轮轮廓曲线设计，凸轮机构工作原理；第三周：凸轮运动及动力分析，实际案例解析；第四周：CAD软件操作，凸轮轮廓曲线绘制实践。
教材章节：《机械原理》第五章：凸轮机构；《机械原理学习指导与习题解析》第五章：凸轮机构。
机械原理课程设计凸轮机构
机械原理课程设计凸轮机构一、课程设计目标本课程设计旨在通过对凸轮机构的学习，使学生了解凸轮机构的基本工作原理、结构特点和应用领域，掌握凸轮机构的设计和分析方法，培养学生的机械原理分析和设计能力。
二、课程设计内容1. 凸轮机构的基本概念和分类（1）凸轮机构的定义和基本概念（2）凸轮机构的分类和特点2. 凸轮机构的工作原理和运动分析（1）凸轮机构的工作原理和运动规律（2）凸轮机构的运动分析方法3. 凸轮机构的设计和优化（1）凸轮机构的设计原则和方法（2）凸轮机构的优化设计方法4. 凸轮机构的应用和发展（1）凸轮机构在机械传动系统中的应用（2）凸轮机构的发展趋势和前景三、教学方法本课程采用多种教学方法，包括课堂讲授、案例分析、实验演示、课外阅读和小组讨论等。
通过多种教学手段，引导学生深入理解和掌握凸轮机构的基本原理和设计方法，提高学生的分析和设计能力。
四、教学评价本课程的教学评价主要包括平时作业、课堂表现、实验报告和期末考试等。
通过对学生的综合评价，评估学生的学习成果和能力提高情况，为学生提供有效的反馈和指导。
五、参考教材1.《机械设计基础》（第四版），郑育新、刘道玉编著，清华大学出版社，2017年。
2.《机械原理》（第五版），唐光明编著，高等教育出版社，2018年。
3.《机械设计手册》（第三版），机械工业出版社，2015年。
六、教学进度安排本课程的教学进度安排如下：第一周：凸轮机构的基本概念和分类第二周：凸轮机构的工作原理和运动分析第三周：凸轮机构的设计和优化第四周：凸轮机构的应用和发展第五周：实验演示和案例分析第六周：课外阅读和小组讨论第七周：期末考试和总结回顾。
机械原理课程设计
机械原理课程设计
机械原理课程设计是针对机械原理课程内容的实践性学习任务。
在这个课程设计中，我将与同组的同学合作完成一个小组项目。
我们的任务是设计一个简单的机械装置，并使用机械原理的知识来分析和解决实际问题。
首先，我们选择了一个实际应用场景，即利用机械装置将物体从一个位置移到另一个位置。
我们考虑到需要设计一个简单的提升装置，可以通过旋转柄操作，实现机械臂的上下运动。
在设计过程中，我们首先进行了物体的重量计算和估算，以确定装置需要具备的承重能力。
我们选择了一种简单的滚动轴承和轴承座结构，以提供稳定的支撑能力。
接下来，我们设计了一个包括齿轮和链条的传动系统，以将旋转运动转化为上下运动。
通过计算和选择适当的齿轮和链条参数，我们保证了系统的传动效果和工作效率。
在设计过程中，我们还考虑了装置的安全性和可靠性。
我们添加了一个紧急停止按钮和限位开关，以确保在发生意外情况时能够及时停止装置的运动。
我们还选择了高强度的材料，并进行了必要的强度计算和结构分析，以确保装置在工作过程中能够承受所需的载荷和应力。
最后，我们使用SolidWorks等CAD软件进行了装置的三维建
模和仿真。
通过对装置进行动力学分析和优化，我们验证了设计的合理性，并进行了必要的调整和改进。
通过这个课程设计，我学到了机械原理理论知识的应用，并锻炼了团队合作和解决问题的能力。
这个实践性学习任务让我更加深入地理解了机械原理的重要性和应用价值。
我相信这些经验将对我今后的学习和工作都有很大的帮助。
2024版00292_全新机械原理课程设计凸轮机构设计
抛物线型轮廓线
能够实现平滑的加速和减速运动，适 用于需要较高运动平稳性的场合。
其他复杂轮廓线
根据实际需求进行定制设计，可实现 更为复杂的运动规律和功能。
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轮廓线绘制方法
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图解法
01
利用几何作图的方法绘制凸轮轮廓线，简单直观但精度较低。
解析法
02
通过建立凸轮机构的数学模型，利用数学公式计算轮廓线上的
2024全新机械原理课程 设计凸轮机构设计
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目录
• 凸轮机构概述 • 凸轮机构设计基础 • 凸轮轮廓线设计 • 凸轮机构动力学分析 • 凸轮机构结构设计 • 凸轮机构控制系统设计 • 课程设计案例分析与实践
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01
凸轮机构概述
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定义与分类
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材料选择与制造工艺
材料选择
凸轮常用材料为45钢、40Cr等，要求表面硬度高、耐磨性好。
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制造工艺
凸轮加工主要包括铣削、磨削和热处理等工艺，确保凸轮精度 和表面质量。
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结构优化与改进
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凸轮轮廓优化
采用等加速等减速运动规律，减小冲击和振动，提高运动平稳性。
设计要求
凸轮机构需要满足特定的运动规律，如实现特定的位移、速度和加速度等要求。同时，还需考虑机构的可靠 性、耐磨性和制造成本等因素。
28
设计方案制定与实施
01
方案制定
根据设计要求，选择合适的凸轮类型和基本参数，如基圆半 径、偏心距、升程等。然后，利用CAD软件进行凸轮轮廓的 设计和绘制，生成凸轮的三维模型。
机械原理课程设计—齿轮+凸轮
4、齿轮机构的设计已知条件 设计内容 齿 轮 机 构 设 计符号05n 05d 03d'0z1z '1z 3O m'31O m2nα单位 m inr mmmmmmmmm inr方案III144010030019155063.57220设计内容与步骤(1)由皮带轮传动知：1950min /480min/4803001440100''1'3333355'1''1'===∴===∴=⨯∴=o z z z z ZO O O O O O O O z z n n i r n n r n n n d n d o o 1950480'1=∴z n 1'15048019z z n n =⨯=∴122121z z n n i z z z z ==∴min/7222r n n z ==38725048015191572504801922=⨯⨯⨯=∴=⨯⨯∴z z由上可知：12.012.012.023.1173817171712.012.017176153821min 22'min 1min 1min 1212-==∴>-=-=-=-===⇒-====x x x x z x x x z x m z z 取取由计算得到齿轮1 2的基本数据： 分度圆直径：9011==mz d16012==mz d齿顶高： ()72.66)12.01(1=⨯+=+=*m x h h a a()28.5)12.01(62=-⨯=+=*m x h h a a齿根高： ()78.61=-+=**m x c h h af()56.2112=-+=**m x c h h af齿顶圆直径：44.10329021111=+=+=a a a h h d d56.238222822222=+=+=a a a h h d d齿根圆直径：44.7678.62902111=⨯-=-=f f h d d 56.21122.822282222=⨯-=-=f f h d d基圆直径： 57.84cos 11==αd d b25.214cos 22==αd d b画出齿轮图形如下图：齿轮的几何尺寸列表：齿轮1（小）（mm ）齿轮2（大）（mm ）9011==mz d16012==mz d()72.61=+=*m x h h a a()28.52=+=*m x h h a a()78.61=-+=**m x c hh af()56.2112=-+=**m x c hh af44.1032111=+=a a h d d56.2382222=+=a a h d d44.762111=-=f f h d d56.2112222=-=f f h d d57.84cos 11==αd d b25.214cos 22==αd d b5、凸轮机构的设计已知条件 设计内容 凸 轮 设 计符号 D L 09m ax φ[]α0δ01δ'0δ0rr r摆杆运动规律单位 mmmm mm 方案III13015 42 75 10 654316等加速等减速设计内容与步骤1·计算各分点的22δψδψψd d d d 、、（ψ为角位移值）因为摆杆9为等加速等减速运动规律，如下：⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=-=--==⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧====∴3754)75(3754)75(375215-2-75~5.3737543754375225.37~02222o 2o max max 2222o 2max 'δψδδψδδδδφφψδψδδψδδδφψd d d d d d d d）（）减速段（）加速段（推程 ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧====001585~7522δψδψψd d d d）远休（()[]()⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=--=-=--=⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-=--=--==84512)150(845121508456'852150~5.11784512)85(84512)85(845615'85-2-5.117~8522222'omax 2222o 2max max δψδδψδδδδφψδψδδψδδδφφψd d d d d d d d o）加速段（）（）减速段（回程 ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧===000360~15022δψδψψd d d d ）近休（计算得出数据取点等如下表：由上表得出从动杆运动线图：δ 0 10 20 30 40 50 60 70 75 85 ψ 0 0.53 2.13 4.8 8.47 11.67 13.8 14.86 15 15 d ψ/d δ 0 0.11 0.21 0.32 0.37 0.27 0.16 0.05 0 0 d2ψ/d δ2 4/375 4/375 4/375 4/375 -4/375 -4/375 -4/375 -4/375 0 0 Lo9D ψ/δ 014.3 27.3 41.6 48.135.120.8 6.5 095 105 115 125 135 145 150 360 14.29 12.16 8.61 4.44 1.60 0.18 0 0 -0.14 -0.28 -0.43 -0.36 -0.21 -0.07 0 0 -12/845 -12/845 -12/845 12/845 12/845 12/845 12/845 0 18.236.455.946.827.39.1最小基圆半径确定方法如图所示：凸轮实际廓线如下图所示：。
机械原理课程设计2(1)
第三十二页，编辑于星期日：十四点 十分。
（1）在本课程设计中，决定飞轮的转动惯量时，不考虑机构各构件的质量和转动惯量。
(2)把 M b＝M（b 曲）线作为
M d＝M曲（d线（）驱动力矩曲线)
Mb 3
（
（3）根据一个波动周期内的输入功等于输出功求阻抗力矩（常数） ，并作M出阻r 抗力矩曲
线
阻抗力矩的纵坐标H：
➢ 查找资料的能力：要把四冲程内燃机设计好，光靠教材上所学的 知识是不够的，适当找一些参考书，并经过认真学习，才能确定 出一个较好的运动方案。
第六页，编辑于星期日：十四点 十分。
➢ 创新能力 ➢ 通过课程设计，还可以培养整理数据的能力、绘图能力、以及运用计
算机的能力…
由此可见，机械原理课程设计是机械类学生的一个重要的实 践性教学环节。
第四十页，编辑于星期日：十四点 十分。
六、课程设计的进度表
第四十一页，编辑于星期日：十四点 十分。
第四十二页，编辑于星期日：十四点 十分。
4. 作出机构的15个位置的加速度多边形
求出15个位置的
a
n BA
,
a
t BA
,
a
,
BA
、2 ,
aC2,
a B 的数值，并列表表示。（表二）
5.用直角坐标作滑快B点的位移曲线
S B＝S,B（速度）曲线
aB aB ( ) 。（把以上2、3、4、5作在一张2号图纸上）
VB及加V速B (度)曲线
第二十三页，编辑于星期日：十四点 十分。
第二十四页，编辑于星期日：十四点 十分。
6.动态静力分析 6.1 概念:动态静力分析－根据理论力学中所讲的达朗伯原理，将惯性力视为一般
外力加在构件上，仍可采用静力学方法对其进行受力分析。这样的力分析称为 动态静力分析。
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已知 则=0.5
由
算的为
4. 凸轮设计
已知：从动件的运动规律为推程余弦运动，回程等加速等减速运 动，凸轮与曲柄共轴。
凸轮参数： 根据已知求出凸轮的基本尺寸，理论廓线外凸曲线的最小曲率半
径，选取滚子半径，绘制凸轮实际廓线。以上内容坐在2号图纸上。 （1） 根据运动规律求出并用何方法绘制
机械原理 课程设计
学生学院 机械工程学院
专业班级 机械0904
学 号 20094410419
学生姓名
伍广成
指导教师
王剑彬
2012 年 5月 10日
目录
1. 机械原理课程设计设计任务书...................2 2. 课程设计目
的.................................3 3. 飞轮设
a. 推程
b. 回程 等加速回程： =
等减速回程：
=
由机械原理课程设计指导书可知：用作图法进行相关设计。 由凸轮运动方程绘制出凸轮推程，远休止，回程和近休止的运动线 图，作图方法如下： 在S坐标轴取线段长为OA，使OA等于h，以OA为直径作半圆，并将 半圆等分为10份，，相应的在t坐标轴上，把推程段平均分成10份， 取半圆的等分点作t轴的平行线，该平行线与推程的坐标的交点即为 运动线点，用光滑的曲线将交点连接起来，得到推程运动线图。在远
（2） 根据凸轮运动参数，得出下列数据 根据所得数据画出凸轮理论轮廓，选取滚子半径为10mm,得出凸轮 实际廓线（见图2）。可得：
。
5.变位齿轮机构设计
设计数据
符号
Z1
Z2
m
α
方案一
13
59
10
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已知：齿数，模数，压力角如上表，齿轮为正常齿制，工作情况为 闭式传动。
要求：选择变位系数，计算该对齿轮传动的各部分尺寸，在2号图纸 上绘制出齿轮传动的啮合图。
8.5
16.5
③根据齿轮传动尺寸绘制传动啮合图(见图3） ④根据啮合图尺寸验算重合度 测得实际啮合线段，法向齿距P=30;得重合度=1.56 理论重合度 通过验算实际重合度与理论重合度相等，符合要求。
6.设计小结
通过这次课程设计，重拾了许多学过的知识，巩固了机械原 理的知识，更加充实了自己。这次课程设计最大的感触就是搞设计一 定得细心，各方面知识都要牢固，另外，要学会查阅资料。自己动 手，不懂向老师及同学请教。总之，这次课程设计收获不小，可谓受 益匪浅！另外感谢老师及同学的帮助！
①查[2]，选择变位系数==0.4 ②计算齿轮传动各部分尺寸
小齿轮
大齿轮
节圆直径（mm) 130
590
齿顶圆直径(mm) 158
602
齿根圆直径(mm) 113
557
基圆直径(mm) 122.2
554.4Leabharlann 分度圆齿厚（mm) 18.6
12.8
齿槽宽(mm)
12.8
18.6
齿顶高(mm)
10
6
齿根高(mm)
4. 凸轮设 计.....................................5
5. 变位齿轮机构设 计.............................7
6. 设计小 结.....................................8
参考文献
2. 课程设计目的
机械原理课程设计是培养学生掌握机械系统运动方案设计能力的技 术基础课程，它是机械原理课程学习过程中的一个重要实践环节。其目 的是以机械原理课程的学习为基础，进一步巩固和加深所学的基本理 论、基本概念和基本知识，培养学生分析和解决与本课程有关的具体机 械所涉及的实际问题的能力，使学生熟悉机械系统设计的步骤及方法， 其中包括选型、运动方案的确定、运动学和动力学的分析和整体设计 等，并进一步提高计算、分析，计算机辅助设计、绘图以及查阅和使用 文献的综合能力。
计.....................................3 3.1绘制动态等功阻力矩线图....................3 3.2绘制驱动功图...............................3 3.3求最大动态剩余功................................4 3.4计算转动惯量.....................................4
3.2绘制驱动功图
利用图解积分法求出在一个运动循环中的阻力功，数据如下： 1 2 3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 由于在一个运动循环中驱动功与阻力功相等，则将曲线的始末端连
接即为。
3.3求最大动态剩余功
将与=两线图相减，即得一个运动循环中的动态剩余功线图。该图的 纵坐标最高点与最低点的距离即表示最大动态剩余功=407.03
参考资料
【1】 孙恒 陈作模 机械原理（第七版）西安工业大学机械原理及机 械零件教研室 编 2006.5 【2】 机械手册。 【3】 理论力学（第七版）哈尔滨工业大学理论力学教研室 编 。
休止段，S=h。回程段，将回程起始点与终止点连接起来，与该段横 坐标的中点有一交点，相应的把该交点所在的垂线段平分为 8份，横 坐标前段对应交点的上部，后段对应交点的下部，将相应的横纵坐标 交点用光滑的曲线连接起来，得到回程的运动线图。近休止的运动线 图为一在横坐标上的直线。
作凸轮廓线图 以r0为半径作基圆，过圆心取偏心距e作一直线与基圆的交点为从 动件初始位置，以该偏心距e所在的半径为起始半径，量取一段 150度的圆弧，平均分成10份，过半径作切线。在运动线图上相 应量出横坐标到相应交点的距离，该距离即为切线上的点距基圆 交点的距离，并以该交点作为滚子的圆心，以r为半径做出滚子轮 廓，将所有的滚子轮廓线用光滑的曲线连接起来，即为凸轮的轮 廓线
3.飞轮设计 3.1绘制动态等功阻力矩线图
列表汇集同组同学在动态静力分析中求得的各机构位置的平衡力矩 （-即为动态阻力矩）。数据如下表：
力矩 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
0 70 374 393 275 15 -14 -16 -17 -17 -32 27
由以上数据在A2图纸上绘制图，其中力矩比例尺，角度比例尺。