2016年华北理工大学机械原理课程设计总体设计
2016年华北理工大学机械原理课程设计任务书
华北理工大学《机械原理》课程设计任务书题目一 压床的设计与分析一、设计题目压床是应用广泛的锻压设备，图1所示为某压床的示意图，其中六杆机构ABCDEF 为其执行机构。
图中电动机经带传动，带动二级圆柱齿轮减速器（Z 1—Z 2、Z 3—Z 4）将转速降低，然后带动曲柄1转动，再经六杆机构使滑块5上下往复运动，实现冲压。
在曲柄轴A 上装有飞轮（未画出）。
在曲柄轴的另一端装有油泵凸轮，驱动油泵向连杆机构的各运动副供油。
工作条件：连续单向运转，工作时有轻微冲击，使用期限为10年，小批量生产，单班制工作。
图1 压床机构二、设计数据表1 已知数据 题 号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 连杆机构的设计及运动分析h 1(mm) 50 60 70 52 50 48 47 46 49 45 h 2(mm) 220 200 310 110 112115 118 120 122 1253ψ'=60°，3ψ''=120°，/CE CD l l =0.5，/EF DE l l =0.25, min 60γ=，确定偏距滑块行程H (mm) 150 180 210 190 160 165 170 175 180 185曲柄转速n 1 (r/min) 100 90 120 95 110 115 105 125 120 110力分析及飞轮转动惯量的确定工作阻力max r F (N)4000 7000 11000 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000BC 杆质量2m (kg)6060 82 70 72 84 76 78 76 82 DE 杆质量3m (kg)40 40 42 40 42 44 46 48 46 42滑块质量5m (kg)30 55 80 30 50 60 45 55 65 50曲柄AB 转动惯量1S J (kg·m 2) 0.82 0.64 1.35 0.8 0.7 1.0 0.9 0.78 0.75 0.85BC 杆的转动惯量2S J (kg·m 2) 0.180.20 0.30 0.25 0.35 0.18 0.20 0.30 0.25 0.35许用不均匀系数[]δ 0.1 0.11 0.12 0.1 0.11 0.12 0.1 0.11 0.12 0.09 凸轮 机构 设计从动件行程h 1718191615 1718191615偏距e 10许用压力角 ][α 30° 32° 34° 35° 30° 32° 34° 35° 30° 32° 推程运动角 0δ55° 60° 65° 60° 55° 60° 65° 60° 70° 60° 远休止角 s δ 25° 30° 35° 25° 30° 35° 25° 30° 35° 30° 回程运动角 0δ' 85°80°75°85°80°75°85°80°75°74°推程运动规律余弦 等加速等减速正弦 余弦 等加速等减速 正弦 余弦 等加速等减速正弦 正弦回程运动规律正弦 余弦 等加速等减速 正弦 余弦 等加速等减速 正弦 余弦 等加速等减速正弦注：构件2、3的质心均在各杆的中点处，滑块5的质心在滑块的中心，曲柄AB 的质心在A 点，不计其余构件的质量及转动惯量。
机械原理专业课程设计
机械原理专业课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握机械原理的基本概念、定律和公式，如牛顿运动定律、能量守恒定律等。
2. 使学生了解各类机械传动、机构和控制系统的原理及其在实际工程中的应用。
3. 帮助学生理解机械系统的动态平衡、稳定性分析及优化方法。
技能目标：1. 培养学生运用数学和物理知识分析、解决机械原理问题的能力。
2. 提高学生设计简单机械传动系统和控制系统的实践操作技能。
3. 培养学生运用计算机辅助设计（CAD）软件进行机械系统建模和仿真。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械原理学科的兴趣和热情，激发学生的创新意识和探索精神。
2. 培养学生具备良好的团队合作精神和沟通能力，提高解决实际工程问题的自信心。
3. 引导学生关注机械工程技术对社会、环境的影响，培养其社会责任感和环保意识。
本课程针对机械原理专业的高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。
课程旨在帮助学生扎实掌握机械原理知识，培养其解决实际工程问题的能力，同时注重培养学生的情感态度和价值观，使其成为具有创新精神和实践能力的机械工程人才。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 机械原理基本概念：介绍机械系统的定义、分类及基本物理量，如力、位移、速度、加速度等。
2. 牛顿运动定律：阐述牛顿三定律的原理及其在机械系统中的应用。
3. 机械传动系统：讲解各类传动系统（如齿轮、带、链传动）的原理、设计和计算方法。
4. 机械机构和控制系统：介绍常见机构和控制系统的类型、原理及其在工程中的应用。
5. 动态平衡和稳定性分析：讲解机械系统动态平衡的条件、稳定性分析及优化方法。
6. 计算机辅助设计（CAD）：教授CAD软件的基本操作，运用软件进行机械系统建模和仿真。
教学内容按照以下教学大纲进行安排和进度：1. 第1周：机械原理基本概念，教材第1章；2. 第2-3周：牛顿运动定律，教材第2章；3. 第4-5周：机械传动系统，教材第3章；4. 第6-7周：机械机构和控制系统，教材第4章；5. 第8-9周：动态平衡和稳定性分析，教材第5章；6. 第10-11周：计算机辅助设计（CAD），教材第6章。
2016年华北理工大学机械原理课程设计总体设计
ia n i带 i减速器 n (2 ~ 4) (8 ~ 40) n nd
电动机的型号确定 根据容量和转速范围，从表19-1中查出适用的电动机型号。 并记录下电动机的额定功率Ped，满载转速nm，外形尺寸，中心高， 伸出端直径等主要参数和安装尺寸。
n满 i总 i带 i减速器 总传动比 n 分配传动比时应注意以下几点： 1）各级传动比都应在合理范围内 2 ）应注意使各传动件尺寸协调，结构匀称，避免发生相 互干涉。
47 140 72 1.7 8200 118 45 26
46 136 76 1.8 9800 120 55 28
49 128 82 1.9 8800 122 65 26
1.1
1.1
1.2
1.2
1.2
1.3
1.2
1.1
1.2
注：滑块质心在C点，导杆质心位于AO1范围内，与摆动中心间的距离 mm，其余构件的质量和转动惯量忽略不计，不计摩擦。 从电动机到曲柄轴传动系统的等效转动惯量(设曲柄为等效构件)为18kg•m2。 凸 轮 机 构 参 数 从动件最大摆角 max
题目二 插床的设计分析 滚动轴承
执行杆机构 联轴器凸轮机构
带传动
1 O8 3 D
电动机
C B O1
偏心轮
2 O2 4 A
插床是用插刀加工工件表面的机床。常用于加工键槽，加工时， 插刀往复运动为主运动，工件的间歇移动或间歇转动为进给运动，直 线运动(纵、横向)和圆周运动的工作台不允许三项同时进行。本设计 的原动机采用一台电动机，执行机构包括插削机构及进给机构。
7天
2天
2天 6天 3天 1.5天 0.5天
四、设计注意事项及成绩评定
机械原理课程设计模板(最全)
包装机推包机构(6/7)
3.小型卧式模锻机主传动机构设计 设计题目 设计数据及要求 设计任务 参考方案
设计题目(3)
设计题目
为锻造长杆类锻件,
模锻机(2/5)
今需设计一台卧式模锻机,将杆料水 平置放后用活动凹模3及固定凹模2 将其夹紧后再用水平置放的冲头1 进行顶锻工作。拟用电动机通过传动装置带动夹料机构首先使活动凹模3向下移动， 与固定凹模2合拢，以夹紧棒料。然后主滑块1带动冲头进行顶锻，锻件成形后， 待冲头返回离开凹模后（返回距离约占冲头全行程的1/8-1/3），由夹料机构带着 凹模3向上移动，松开杆料回到初始位置。在顶锻过程中要求两半凹模始终处于夹 紧状态，不能自动松开。要求设计该小型卧式模锻机执行机构和传动系统，以满 足上述顶锻工艺要求 。
回转运动
执行构件的运动形式
直线运动 曲线运动
复合运动
2）原动机的类型
电动机、内燃机、液压马达（缸）、气压马达（缸）等。
4. 机构的选型和变异 1）机构的选型
• 连续回转运动机构 • 单向间歇回转运动机构 • 往复移动、往复摆动机构 • 再现轨迹机构
2）机构的变异
方案设计(4/7)
方案设计(6/7)
过程和方法(3/3)
现代设计方法
新工艺、新材料的出现， 微电子技术、信息处理 技术及控制技术等新技 术对机械产品的渗透和 有机结合，与设计相关 的基础理论的深化和设 计思想的更新，使机械 设计跨入了现代设计阶 段，该阶段使用的新兴 理论和方法称为现代设 计方法。
§3 机械传动系统的方案设计
1. 机械传动系统方案设计的一般步骤 2. 机械工作原理的拟定 3. 执行构件的运动设计和原动机的选择 4. 机构的选型和变异 5. 机构的组合 6. 机械传动系统方案的拟定 7. 机械传动系统设计举例
【2019-2020年整理】华北理工大学机械原理课程设计总体设计
20°
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从动件杆长(mm)
许用压力角
125
38°
135
42°
130
45°
122
43°
123
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41°
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42°Biblioteka 13045°三、设计内容及大概时间安排
内容设计 一、执行机构的设计 1.平面连杆机构的设计、运动分析、力分析 2.执行机构的其他运动方案设计及分析 3. 飞轮的设计，确定电动机的功率 4. 凸轮机构的设计 二、选择电动机型号，分配传动比 三、传动装置的设计 1.带传动的设计计算 2.齿轮传动的设计计算 天数
力分 析及 飞轮 转动 惯量 的确 定
工作阻力 (N) BC杆质量 (kg) DE杆质量 (kg) 滑块质量 (kg) 曲柄AB转动惯量 (kg•m2) BC转动惯量 不均匀系数
凸轮 机构 设计 参数
从动件行程 许用压力角 推程运动角 远休止角
回程运动角
推程运动规律 回程运动规律
85°
余弦 正弦
80°
二、设计题目
题目一 压床的设计与分析
电动机经带传动，带动二级圆柱齿轮减速器，然后带动曲柄1转 动，再经六杆机构（执行机构）使滑块5上下往复运动，实现冲压。 在曲柄轴A上装有飞轮（未画出）。在曲柄轴的另一端装有油泵凸 轮，驱动油泵向连杆机构的各运动副供油。
设计数据表1
连杆 机构 的设 计及 运动 分析
h1(mm) h2(mm) h3(mm)
50 140 220
60 170 200
70 200 310
机械原理课程设计牛头刨床主传动机构设计本科论文
课程设计说明书题目牛头刨床主传动机构设计课程名称机械原理课程设计二级学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化班级 2014级学生姓名 xxx学号 xxx设计地点 D105指导教师 xxx设计起止时间：2016年6月20日至2016年6月26日目录一、牛头刨床的工作原理 (1)二、设计任务与要求 (2)（一）设计任务 (2)（二）设计要求 (2)三、连杆机构对比 (3)（一）方案a (3)（二）方案b (3)（三）方案c (3)四、连杆机构设计 (4)（一）导杆机构尺寸 (4)（二）机构简图 (4)五、连杆机构的运动分析 (5)（一）速度分析 (5)（二）加速度分析 (7)六、凸轮机构设计 (10)七、结论与心得 (12)八、参考文献 (12)牛头刨床主传动机构设计一、牛头刨床的工作原理牛头刨床是一种靠刀具的往复直线运动及工作台的间歇运动来完成工件的平面切削加工的机床。
图1为其参考示意图。
刨床工作时，刨头6由曲柄2带动右行，刨刀进行切削，称为工作行程。
在切削行程H中，前后各有一段0.05H的空刀距离，工作阻力F为常数；刨刀左行时，即为空回行程，此行程无工作阻力。
在刨刀空回行程时电动机经过减速传动装置（皮带和齿轮传动）带动执行机构（导杆机构和凸轮机构）完成刨刀的往复运动和间歇移动。
凸轮8通过四杆机构带动棘轮机构，棘轮机构带动螺旋机构使工作台连同工件在垂直纸面方向上做一次进给运动，以便刨刀继续切削。
图1 牛头刨床机构简图及阻力线图二、设计任务与要求（一）设计任务1、导杆机构的运动分析。
分析出刨头6的位移、速度、加速度运动曲线，并绘制上述各曲线图。
要求将过程详细地写在说明书中。
、2、凸轮机构设计。
根据所给定的已知参数，确定凸轮的基本尺寸（基圆半径ro 机架l O2O9和滚子半径r r），画出凸轮实际廓线并将运算结果写在说明书中。
3、根据牛头刨床的工作原理，拟定2～3个其他形式的执行机构（连杆机构），并对这些机构进行分析对比。
机械原理课程设计草图
机械原理课程设计草图一、教学目标本课程旨在让学生掌握机械原理的基本概念、基本理论和基本方法，使学生能够运用所学的知识分析和解决机械工程领域中的实际问题。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解机械系统的基本组成部分及其相互作用。
（2）掌握力学、材料学、制造工艺等基本知识。
（3）熟悉机械设计、分析、评价的方法和步骤。
2.技能目标：（1）能够运用机械原理解决实际工程问题。
（2）具备一定的机械设计能力和创新意识。
（3）学会使用相关工具和软件进行机械分析和设计。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对机械工程的兴趣和热情。
（2）增强学生的团队协作能力和沟通能力。
（3）培养学生的创新精神和社会责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.机械系统的基本概念和原理：机械系统的基本组成部分、力学基础知识、材料学基础、制造工艺基础。
2.机械设计：设计方法、设计流程、设计原则、设计实例。
3.机械分析：分析方法、分析流程、分析技巧、分析实例。
4.机械评价：评价方法、评价指标、评价流程、评价实例。
5.机械创新：创新方法、创新途径、创新实例。
三、教学方法为了提高教学效果，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解机械原理的基本概念、基本理论和基本方法，使学生掌握相关知识。
2.讨论法：学生针对实际案例进行讨论，培养学生的分析问题和解决问题的能力。
3.案例分析法：通过分析典型机械设计案例，使学生学会运用机械原理解决实际问题。
4.实验法：安排实验课程，使学生能够亲身实践，巩固所学知识。
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，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作课件、教学视频等，提高课堂教学效果。
4.实验设备：配备完善的实验设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等，旨在全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
机械原理课程设计
本课程设计要求对某一实际机构进行结构综合、运动分析、动力分析和飞轮设计..所选的实际机构包括平面连杆机构、齿轮机构; 可附加有凸轮机构和其他常用机构..设计内容和基本要求如下∶1、整机运动简图方案的拟订和研讨; 进行方案比较对比; 选择最佳方案..2、齿轮传动系统的设计; 计算内容编入说明书; 用1张2 图或3 图纸画出一对齿轮啮合图..3、平面连杆机构运动分析与动力分析; 要求用1张1 图纸作出平面连杆的1~2个位置及极限位置的机构简图; 并对这几个位置进行速度、加速度及力分析..用图解法作出矢量多边形图; 绘制运动线图; 另外要求运用机械原理CAD软件完成平面连杆机构的运动分析、动力分析所有点位的计算; 并绘制运动线图..4、其他机构如凸轮机构、间歇运动机构、螺旋机构等设计..此项根据题型选做; 简图与计算结果可编入说明书..5、调速飞轮设计..根据题量、时间选做; 设计计算编入说明书..工件量：1、画一张A1简单机械传动系统的机构运动简图..2、设计平面连杆机构的尺寸;且画一张A1平面连杆机构的机构运动简图;并对其进行指定位置的运动分析和动力分析..3、设计凸轮机构的尺寸;且画一张A2凸轮机构的机构运动简图;并校核其压力角..4、进行传动比的分配;设计齿轮机构的尺寸;且画一张A2齿轮机构的机构运动简图..5、设计说明书一份..设计时间2周;在18周周日前交齐设计题目：六杆插床机构分析一、图1－1 插床机构及其运动简图二、图1－1 插床机构及其运动简图三、图1－1 插床机构及其运动简图四、图1－1 插床机构及其运动简图机械原理课程设计指导书--六杆插床机构分析一、课程设计的目的机械原理课程设计是高等工科院校机械类专业学生第一次较全面的机械运动学和动力学分析与设计的训练;其目的在于进一步加深学生所学的理论知识;培养学生独立解决有关实际问题的能力;使学生对于机械动力学与运动学的分析与设计有一较完整的概念..二、课程设计的内容与步骤1、插床机构简介与设计数据插床机构由齿轮、导杆和凸轮等组成;如图1－1所示齿轮、凸轮未画出..电动机经过减速装置;使曲柄1转动;再通过导杆机构使装有刀具的滑块沿导路y－y 作往复运动;以实现刀具切削运动;并要求刀具有急回运动..刀具与工作台之间的进给运动;是由固结于轴O2上的凸轮驱动摆动从动杆和其它有关机构图中未画出来完成的..插床设计数据如表1－1所示..图1－1 插床机构及其运动简图表1-1 插床设计数据表2、插床机构的设计内容与步骤1导杆机构的设计与运动分析已知行程速比系数K;滑块冲程H;中心距L O2O3;比值lBC/lO3B;各构件重心S的位置;曲柄每分钟转数n1..要求设计导杆机构;作机构各个位置的速度和加速度多边形;作滑块的运动线图;以上内容与后面动态静力分析一起画在2号图纸上见参考图例1..步骤1设计导杆机构..按已知数据确定导杆机构的各未知参数;其中滑块5导路y-y的位置可根据连杆4传力给滑块5的最有利条件来确定;即y-y应位于B点所画圆弧高的平分线上见参考图例1..2作机构运动简图..选取长度比例尺μlm/mm;按表1-2所分配的加速度位置用粗线画出机构运动简图..曲柄位置的作法如图1-2；取滑块5 在下极限时所对应的曲柄位置为起始位置1;按转向将曲柄圆周十二等分;得12个曲柄位置;位置5对应于滑块5处于上极限位置..再作出开始切削和终止切削所对应的5ˊ和12ˊ两位置..共计14个机构位置;可以14个学生为一组..图1-2 曲柄位置图移比例尺μs=μl;根据机构及滑块5上C 点的各对应位置;作出滑块的运动线图sct 、然后根据sct 线图用图解微分法弦线法作滑块的速度vct 线图图1-2;并将其结果与4相对运动图解法的结果比较..图1-2 用图解微分法求滑块的位移与速度线图4用相对运动图解法作速度、加速度多边形..选取速度比例尺μvm ·s-1/mm 和加速度比例尺μam ·s-2/mm;作该位置的速度和加速度多边形见图1-3..① 求A v其 中 60/211n πω= rad/s② 列出 向 量 方 程 ;求 33A A a v 和用速度影像法求B B a v 和③ 列 出 向 量 方 程 ;求 C C a v 和a 速度图b 加速度图图1-3 位置7的速度与加速度图2导杆机构的动态静力分析已知 各构件重力G 及其对重心轴的转动惯量Js 、阻力线图图1－1及已得出的机构尺寸、速度和加速度..1绘制机构的力分析图图1-4..力分析的方法请参考机械原理教材图1-4 位置7的力分析图已知各构件重力G及其对重心轴的转动惯量Js、阻力线图图1－1及已得出的机构尺寸、速度和加速度;求出等效构件1的等效阻力矩Mr..注意：在切削始点与切削终点等效阻力矩应有双值2收集其他13位同学在各位置求出的等效阻力矩Mr列表于1-3中..图1-4 等效阻力矩Mr和阻力功Ar的曲线图利用图解积分法对Mr进行积分求出Ar-φ曲线图;假设驱动力矩Md为恒定;由于插床机构在一个运动循环周期内做功相等;所以驱动力矩在一个周期内的做功曲线为一斜直线并且与Ar曲线的终点相交如图1-4中Ad所示;根据导数关系可以求出Md曲线为一水平直线..4作动能增量△Ｅ―φ线..取比例尺μＥ＝μＡ＝ＫμφμＭＪ／mm;动能变化△Ｅ＝Ａd－Ａr;其值可直接由图1-4上Ａdφ与Ａrφ曲线对应纵坐标线段相减得到;由此可作出动能变化曲线Ad与Ar相减的曲线图如图1-5..图1-5作动能增量△Ｅ―φ线图5计算飞轮的转动惯量JF已知机器运转的速度不均匀系数δ;机器在曲柄轴1上转速n1;在图1-5中;ΔE的最大和最小值;即ωmax和ωmin位置;对应纵坐标ΔEmax和ΔEmin之间的距离gf;则所以JF为：三、图解微分法与图解积分法简介1、图解微分法下面以图1-3为例来说明图解微分法的作图步骤;图1-3为某一位移线图;曲线上任一点的速度可表示为:图1-3 位移线图其中dy和dx为s=st线图中代表微小位移ds和微小时间dt的线段; α为曲线s=st 在所研究位置处切线的倾角..上式表明;曲线在每一位置处的速度v与曲线在该点处的斜率成正比;即v∝tgα;为了用线段来表示速度;引入极距Kmm;则式中μv 为速度比例尺;μv= μs/μtK m/s/mm ..该式说明当K为直角三角形中α角的相邻直角边时;Ktgα为角α的对边..由此可知;在曲线的各个位置; 其速度v与以K为底边;斜边平行于s=st曲线在所研究点处的切线的直角三角形的对边高度Ktgα成正比..该式正是图解微分法的理论依据;按此便可由位移线图作得速度线图v-t曲线;作图过程如下:先建立速度线图的坐标系v-1-t图1-4;其中分别以μv 和μt作为v轴和t轴的比例尺; 然后沿轴向左延长至o点;使o1= Kmm;距离K称为极距;点o为极点..过o 点作s=s t 曲线图1-3上各位置切线图1-3中仅画出曲线上3'的切线的平行线o2"、o3"...等;在纵坐标轴上截得线段12"、13"、14"...等..由前面分析可知;这些线段分别表示曲线在2'、3'、4'... 等位置时的速度;从而很容易画出位移曲线的速度曲线图1-4a..图1-4.速度线图a 切线作图b 弦线作图上述图解微分法称为切线法..该法要求在曲线的任意位置处很准确地作出曲线的切线;这常常是非常困难的;因此实际上常用“弦线”代替“切线”;即采用所谓弦线法;作图方便且能满足要求;现叙述如下:依次连接图1-3中s =st 曲线上相邻两点;可得弦线1'2'、2'3'、3'4'...等图3中仅画出弦线2'3';学生作图时应严格画出每一弦线;它们与相应区间位移曲线上某点例图1-3中N 点的切线平行..当区间足够小时;该点例N 点可近似认为在该区间例2;3中点的垂直线上..因此我们可以这样来作速度曲线:如图4b 所示;按上述切线法建立坐标系v-1- t 并取定极距K 及极点o;从o 点作辐射线o2'、o3'、o4'...等;使分别平行于弦线1'2'、2'3'、3'4'...并交纵坐标轴于2"、3"...等点..然后将对应坐标点投影相交;得到一个个小矩形例图1-4b 中矩形2cd3;则过各矩形上底中点例图1-4b 中e;f 点等的光滑曲线;即为所求位移曲线的速度线图v-t 曲线..2、图解积分法图解积分法为图解微分法的逆过程..取极距Ｋmm;用图解积分法由力矩Ｍr ―φ曲线求得力矩所做的功Ａr ―φ曲线图1-4..由于 αμαμμμμϕϕϕtan tan //K K Kdx dy d dA M M A A =⋅===其中K AM ϕμμμ=故取Ａr ―φ曲线纵坐标比例尺M A K μμμϕ=求Ａr 的理论依据如下： 四、编写计算说明书计算说明书是学生说明自己的设计正确、合理;并供有关人员参考审阅的文件; 它是课程设计的重要组成部分..其内容大致包括：１．设计题目;全部原始数据；２．机构运动简图或设计方案的确定；３．列出大小标题;简要说明设计中所用的原理和方法; 并写出必要的计算公式或向量方程式画出向量多边形；４．用表格列出计算结果;并画出主要曲线图； ５．对结果和误差进行分析讨论； ６．列出主要参考书目..计算说明书要用１６开报告纸书写;语句简捷;书写工整; 最后附上“插床导杆机构的运动分析与动态静力分析图”和“插床飞轮转动惯量设计的过程图”;并加上封面装订成册;装订次序为：封面设计任务书计算说明书正文插床导杆机构的运动分析与动态静力分析图插床飞轮转动惯量设计的过程图..送交指导教师批阅..五、思考题1. 在进行力分析时为什么必须严格按照杆组2. 在等效阻力矩线图中;对切削始点和切削终点;为什么Ｍr应取双值3. 为什么说飞轮在调速的同时还能起到节能的作用为什么飞轮要尽量装在高速轴上..参考资料。
机械原理课程设计c
机械原理课程设计c一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握机械原理的基本概念、理论和方法，培养学生运用机械原理分析和解决实际问题的能力。
知识目标：使学生掌握机械原理的基本概念、理论和方法，包括力学、动力学、材料力学等内容。
技能目标：培养学生运用机械原理分析和解决实际问题的能力，学会使用相关工具和软件进行简单的机械设计。
情感态度价值观目标：培养学生对机械工程的兴趣和热情，提高学生创新意识和团队合作能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括机械原理的基本概念、理论和方法，以及相关的实例分析和设计实践。
1.机械原理的基本概念：包括机械、力学、动力学、材料力学等基本概念。
2.机械原理的理论：包括静力学、运动学、动力学、材料力学等方面的理论。
3.机械原理的方法：包括分析机械系统、设计机械零件和系统的方法。
4.实例分析：通过分析具体的机械系统和工作过程，使学生更好地理解机械原理。
5.设计实践：让学生通过实际设计，运用所学的机械原理解决实际问题。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，包括讲授、讨论、案例分析、实验等，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授：通过讲解机械原理的基本概念、理论和方法，使学生掌握相关知识。
2.讨论：通过小组讨论，让学生深入理解和运用机械原理解决实际问题。
3.案例分析：通过分析具体的机械系统和工作过程，使学生更好地理解机械原理。
4.实验：通过实验操作，让学生亲身体验和理解机械原理的应用。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、全面的学习材料。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，帮助学生拓展知识面。
3.多媒体资料：制作精美的多媒体课件，生动展示机械原理的相关概念和实例。
4.实验设备：配置完善的实验设备，为学生提供实际操作和验证机械原理的机会。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等，以全面、客观、公正地评估学生的学习成果。
华电机械原理课程设计
华电机械原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握华电机械原理的基本概念，如力学基础、简单机械、齿轮传动等；2. 学会运用机械原理解决实际工程问题，如计算力的合成、分析机械效率等；3. 掌握课程相关知识点，形成完整的知识体系。
技能目标：1. 能够运用所学知识，分析并解决实际机械设备的故障问题；2. 培养学生的创新设计能力，能够设计简单的机械设备；3. 提高学生的团队协作能力，学会在团队中共同解决问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械原理学科的兴趣，激发学习热情；2. 树立正确的工程观念，认识到机械设备在国民经济中的重要性；3. 培养学生的安全意识，了解并遵循机械设备的操作规程。
本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。
通过本课程的学习，使学生能够理论联系实际，提高解决实际问题的能力，培养创新思维和团队协作精神，为未来从事相关工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 力学基础：包括力的合成、分解，牛顿运动定律，摩擦力的计算等；教材章节：第一章 力学基础2. 简单机械：涵盖杠杆、滑轮、螺旋等简单机械的原理和应用；教材章节：第二章 简单机械3. 齿轮传动：讲解齿轮的分类、原理、计算和应用；教材章节：第三章 齿轮传动4. 带传动与链传动：介绍带传动和链传动的原理、结构及应用；教材章节：第四章 带传动与链传动5. 轴承与联轴器：讲解轴承的类型、选择及应用，联轴器的工作原理和选用；教材章节：第五章 轴承与联轴器6. 机械效率：分析机械效率的计算方法，探讨提高机械效率的措施；教材章节：第六章 机械效率教学内容按照以上大纲进行安排和进度制定，确保教学内容的科学性和系统性。
通过本章节的学习，使学生深入理解并掌握华电机械原理的核心知识点，为解决实际问题奠定基础。
三、教学方法针对华电机械原理课程的教学目标和学生特点，采用以下多样化的教学方法：1. 讲授法：以教师为主导，系统地讲解课程的基本概念、原理和方法，使学生掌握必要的理论知识。
机械原理课程设计
机架的设计经小组讨论，我们确定托架的驱动方式为曲柄导杆——连杆形式。
这种形式可以最大可以的增加传动角，大大提高了传动效率，而且能满足急回特性。
机构运动简图运动简图：初始状态工件输送阶段工件到达工位点输送架回程及下料阶段运动分析5.1输送机构的运动分析图 1.11.要求条件：输送滑架输送步长S=840mm+20mm=860mm, 滑架工作行程的平均速度为0.42m/s, 输送速度尽可能均匀，行程速比系数K ≥1.7。
2.制定参数：令K=2，推爪（滑块）的导路X-X在导杆运动弧长的平分线上。
极为夹角θ=180°×(K-1)/(K+1)=60°，即∠O2O4A=30°。
由输送架工作行程平均速度0.42m/s,且输送步长S=860mm可得导杆O4B的长度O4B=860mm。
工作进程的时间t1=0.86m/0.42m/s=2.0476s回程时间t2= t1/2=1.0238s，有Wt=θ知W=2.0457 rad/s。
转速n=60W/(2*3.14)=19.5r/min。
由∠O2O4A=30°知O2A=O2O4/2,又X-X在导路所在弧长的平分线上，取H约为(860+860*cos30°)/2即令H=802mm。
又要求工作过程中传动平稳，速度均匀，即BC杆的传动角γ越大越好。
最大的传动角γ=90°-arcsin[(860-860*cos30°)/BC]。
为保证机构的传力效果，应使传动角的最小值γmin大于或等于其许用值[γ],即γmin≥[γ]。
一般机械中，推荐[γ]=40°-50°。
取BC=200mm, γ=74.38°。
设计推爪形状如下图：尺寸如上图所示，单位：cm由上述结论，确定输送架运动的6杆机构的长度分别为： BC=200mm O 4B=860mm O 2O 4=500mm O 2A=250mm 。
华北理工大学2016年《机械原理》冯立艳主编复习题习题集
第二章 机构的组成原理和结构分析1、如图a 所示为一简易冲床的初拟设计方案，设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。
解 1）取比例尺l μ绘制其机构运动简图（图b ）。
2）分析其是否能实现设计意图。
图 a ） 由图b 可知，3=n ，4=l p ，1=h p ，0='p ，0='F 故：00)0142(33)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B、C、D组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。
图 b）3）提出修改方案（图c）。
为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c给出了其中两种方案）。
图 c1）图 c2）2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
图a ）解：3=n ，4=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F图 b ）解：4=n ，5=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F3、计算图示平面机构的自由度。
将其中的高副化为低副。
机构中的原动件用圆弧箭头表示。
3－1解3－1：7=n ，10=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F ，C 、E 复合铰链。
3－2解3－2：8=n ，11=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F ，局部自由度3－3 解3－3：9=n ，12=l p ，2=h p ，123=--=h l p p n F4、试计算图示精压机的自由度解：10=n ，15=l p ，0=h p 解：11=n ，17=l p ，0=h p13305232=⨯-+⨯='-'+'='n p p p h l 26310232=⨯-⨯='-'+'='n p p p h l0='F 0='FF p p p n F h l '-'-+-=)2(3 F p p p n F h l '-'-+-=)2(310)10152(103=--+⨯-⨯= 10)20172(113=--+⨯-⨯=（其中E 、D 及H 均为复合铰链） （其中C 、F 、K 均为复合铰链） 5、图示为一燃机的机构简图，试计算其自由度，并分析组成此机构的基本杆组。
机械原理课程设计
7
机械原理课程设计
五、设计流程（范例）
1. 执行机构方案设计 (1) 根据设计要求 (1) ：
电动机回转运动→抽油杆往复移动 备选方案： 平面连杆机构（曲柄滑块机构、牛头刨床机构、特殊的铰链四杆机构、多杆机 构）、凸轮机构、齿轮齿条机构、带传动机构、链传动机构 …… (2) 结合其他设计要求，遴选最优设计方案。 受力状态好、急回特性、冲程可调 2. 执行机构结构学分析（自由度计算）
以π/36 弧度Байду номын сангаас曲柄转角）为步长，计算一个运动循环中，抽油杆的位置、 速度和加速度，确定其平均速度 Vm、最大速度 Vmax、最小速度 Vmin （速度大 小），以及速度不均匀系数δv ，并探讨降低速度波动的措施。
6
机械原理课程设计
四、需提交的设计结果
1. 按比例绘制执行机构在两个极限、一个一般位置处的机构运动简图，画在
sin[ ]
孟彩芳. 机械原理电算分析与设计. 天津: 天津大学出版社, 2000.
12
机械原理课程设计
4. 执行机构的运动学分析 方法： 图解法（瞬心法、相对运动图解法） 解析法（整体分析法、杆组法） 步骤 : A. 建立直角坐标系; B. 选取各杆的矢量方向与转角;
矢量方向：连架杆，建议其矢量方向由固定铰链向外指，便于标出转角。 转角正负：规定以 x 轴正向为基准，逆时针方向转至该矢量的转角为正，
速度参量; H. 将速度方程式对时间再求一次导数，
可列写加速度方程式，并借助代数 消元法，求解加速度参量； I. 设计程序框图； J. 程序代码编写； K. 计算结果输出，运动线图绘制（量纲）。
张策. 机械原理与机械设计. 北京: 机械工业出版社, 2004.
dong北大学机械原理课程设计码头吊车机构设计及分析
机械原理课程设计说明书题目：码头吊车机构的设计及分析班级：机械1415姓名：张浩学号：20148285指导教师：印明昂成绩：2016年11月18日一、题目说明图示为某码头吊车机构简图。
它是由曲柄摇杆机构与双摇杆机构串联成的。
已知：lo1x=2.86m, lo1y=4m, lo4x=5.6m, lo4y=8.1m, l3=4m, l3'=28.525m, a3'=25°, l3´´=8.5m, a3´´=7°, l4=3.625m, l4´=8.35m, a4'=184°, l4´´=1m, a4´´=95°, l5=25.15m, l5'=2.5m, a5'=24°。
图中S3、S4、S5为构件3、4、5的质心，构件质量分别为：m3=3500kg, m4=3600kg, m5=5500kg,K点向左运动时载重Q为50kN，向右运动时载重为零，曲柄01A的转速n3=1.1r/min.二、机构简图三、求连架杆O3C摆动范围1、拆分杆组2、列形参和实参的表格对主动件③运动分析对④⑤rrr杆运动分析用④bark杆求10点3、编写程序/* Note:Your choice is C IDE */#include "subk.c"main(){static double p[20][2],vp[20][2],ap[20][2],del; static double t[10],w[10],e[10];int ic; /*定义静态变量*/double r45,r56,r67,r510,gam;double pi,dr;double r2;int i;FILE*fp;char*m[]={"p","vp","ap"};r45=28.525;r56=3.625;r67=25.15;r510=8.35;gam=176.0;w[3]=15.0;del=1.0; /*步长1*/p[4][1]=0.0;p[4][2]=0.0;p[7][1]=5.6;p[7][2]=8.1; /*变量赋值*/pi=4.0*atan(1.0);/*π*/dr=pi/180.0; /*弧度*/gam=gam*dr; /*计算gam*/printf("\n the kinematic parameters of point10\n");printf("NO THETA1 S10 V10 A10\n");printf(" deg m m/s m/s/s\n");if((fp=fopen("20148285","w"))==NULL){printf("can,t open this file.\n");exit(0);}fprintf(fp,"\n the kinematic parameters of point11\n");fprintf(fp,"NO THETA1 S10 V10 A10\n");fprintf(fp," deg m m/s m/s/s\n");ic=(int)(360.0/del);for(i=0;i<=ic;i++){t[3]=(i)*del*dr;bark(4,5,0,3,r45,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap);rrrk(1,5,7,6,4,5,r56,r67,t,w,e,p,vp,ap);bark(5,0,10,4,0.0,r510,gam,t,w,e,p,vp,ap);printf("\n%2d%12.3f%12.3f%12.3f%12.3f",i+1,t[3]/dr,p[10][2],vp[10][2],ap[10][2]); /*运算结果输出*/ fprintf(fp,"\n%2d%12.3f%12.3f%12.3f%12.3f",i+1,t[3]/dr,p[10][2],vp[10][2],ap[10][2]);/*结果入filel文件*/if((i%16)==0){getch();}/*停*/}fclose(fp);getch();}4、O3C在93°至135°之间摆动时为K点近似水平运动,得O3C摆角为93°~135°。
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力分 析及 飞轮 转动 惯量 的确 定
工作阻力 (N) BC杆质量 (kg) DE杆质量 (kg) 滑块质量 (kg) 曲柄AB转动惯量 (kg•m2) BC转动惯量 不均匀系数
凸轮 机构 设计 参数
从动件行程 许用压力角 推程运动角 远休止角 回程运动角 推程运动规律 回程运动规律
注：构件2、3的质心均在各杆的中点处，滑块5的质心在滑块的中心，曲柄AB的质心在A点，不计其余构件的质量及转动惯量。
六、电动机选型设计 类型选择 无特殊需要，选用Y系列 三相交流异步电动机 电动机容量的确定 所选电动机的额定功率Ped应等于或稍大于 电动机的实际输出功率Pd 即
Ped Pd
Pw
若容量过小，不能保证工作机正常工作，电机过早损坏；若容量过大，成本增加，造成 浪费。
电动机的实际输出功率
a M Pw 工作机所需入功率，Pw d AB 1000 w
运动分析、力分析格式范例：
1）组成移动副的两构件重合点间的速度、加速度关系
vA4 vA3 vA4 A3
a A4 a
n
t A4
a A3 a A 4 A3 a A 4 A3
k r
2）影像定理确定B点的运动参数 3）同一构件两点间的运动关系
vC vB vCB
n aC aB aCB atCB
=60时的速度多边形
=60时的加速度多边形
=60时的力多边形
数据汇总
绘制滑块的运动线图（s—，v—，a— 画在一个坐标系中） 确定各指定位置加于曲柄上的平衡力矩Mb 绘制阻力图Mr— (坐标纸上）
第二部分 执行机构及总体参数确定部分 设计讲解（题目二）
一、执行平面连杆机构的设计
BO1 2 sin
2
3）滑块机构 的偏距 e ：设BO1与水平线间的夹角为β ，确定传动角 最值与机构的几何尺寸关系表达式， 反算偏距e的值。
BO1 cos e cos BC 2 2
二、平面连杆机构的运动分析及力分析 要求：按给定位置作机构的速度和加速度多边形。 曲柄给定位置：从滑块对应的下极限位置起。
=60时的速度多边形
=60时的位置图
=60时的加速度多边形
=60时的力多边形
数据汇总
绘制滑块的运动线图（s—，v—，a— 画在一个坐标系中） 确定各指定位置加于曲柄上的平衡力矩Mb 绘制阻力图Mr— (坐标纸上）
4）静力分析（依次分析不计摩擦和惯性力时，每个构件的力系） 如：连杆为二力构件，曲柄为力偶系，导杆和滑块为三力汇交力系
20°
20°
20°
20°
20°
20°
20°
20°
20°
从动件杆长(mm)
许用压力角
125
38°
135
42°
130
45°
122
43°
123
44°
124
41°
126
40°
128
42°
130
45°
三、设计内容及大概时间安排
内容设计 一、执行机构的设计 1.平面连杆机构的设计、运动分析、力分析 2.执行机构的其他运动方案设计及分析 3. 飞轮的设计，确定电动机的功率 4. 凸轮机构的设计 二、选择电动机型号，分配传动比 三、传动装置的设计 1.带传动的设计计算 2.齿轮传动的设计计算 四、减速器的设计 1. 轴的结构设计，轴、轴承、键的验算 2. 减速器装配图0#一张 3. 箱体或箱盖零件图1#一张 轴、齿轮或皮带轮零件图任选两张 五、编写设计说明书 六、答辩 天数
二、设计题目
题目一 压床的设计与分析
电动机经带传动，带动二级圆柱齿轮减速器，然后带动曲柄1转 动，再经六杆机构（执行机构）使滑块5上下往复运动，实现冲压。 在曲柄轴A上装有飞轮（未画出）。在曲柄轴的另一端装有油泵凸 轮，驱动油泵向连杆机构的各运动副供油。
设计数据表1
连杆 机构 的设 计及 运动 分析
h1(mm) h2(mm) h3(mm)
50 140 220
60 170 200
70 200 310
52 80 110
50 85 112
48 68 115
47 72 118
46 76 120
49 82 122
45 66 125
γmin=60°， =120°， =0.5， =0.25 H(mm) n1 (r/min) 150 100 4000 60 40 30 0.82 0.18 0.1 17 30° 55° 25° 85°
总效率 w a 机构 0.9 5
2 3 a 传动装臵的总效率 ， a 带 齿轮 轴承 联
Pd
各效率查表12-8确定 转速的选择 常用同步转速有： 3000、1500、1000、750r/min 同步转速低的电动机，级对数多， 尺寸大，重量大，成本高，但总传 动比小；同步转速高则正好相反。 电动机的可选转速范围 n—曲柄转速，已知
华北理工大学机械原理课程设计
机械原理课程设计
第一部分 课程设计概述 第二部分 执行机构及总体设计 第三部分 传动装置的设计
第一部分 课程设计概述 一、设计目的
1、培养学生综合运用所学知识解决工程实际问题的能力，并通过 实际设计训练使所学理论知识得以巩固和提高。
2、学习和掌握一般机械设计的基本方法和程序，树立正确的工程 设计思想，培养独立设计能力，为后续课的学习和实际工作打基础。 3、进行机械设计基本技能的训练，包括设计计算、绘图、查阅和 使用标准规范、手册、图册等相关技术资料等。
余弦 正弦
175 125 7000 78 48 55 0.78 0.30 0.11 19 35° 60° 30° 80°
等加等减 余弦
180 120 7500 76 46 65 0.75 0.25 0.12 16 30° 70° 35° 75°
正弦 等加等减
185 110 8000 82 42 50 0.85 0.35 0.09 15 32° 60° 30° 74°
8
9
50 100 65 1.6 8500 100 40 20
49 115 70 1.7 9600 105 50 20
50 120 75 1.8 10800 108 60 22
52 125 80 1.9 9000 110 60 20
50 130 85 2.0 10100 112 50 22
48 135 68 2.0 9200 115 60 24
0
s
，回程运动角 0
，从动件运动规律见表1，
凸轮与曲柄共轴。 要求： 1）按许用压力角［α］确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径rr ； 2）绘制凸轮廓线。
提示：
根据 r0 ds d e s e2 tan
2
来计算基圆半径。用计算机算比较方便，也可借助诺模图确定。
余弦 正弦
160 110 5500 72 42 50 0.7 0.35 0.11 15 30° 55° 30° 80°
等加等减 余弦
165 115 6000 84 44 60 1.0 0.18 0.12 17 32° 60° 35° 75°
正弦 等加等减
170 105 6500 76 46 45 0.9 0.20 0.1 18 34° 65° 25° 85°
7天
2天
2天 6天 3天 1.5天 0.5天
四、设计注意事项及成绩评定
设计成绩分为：优秀、良好、中等、及格、不及格
成绩评定主要依据：图纸、答辩、平时、说明书
注意事项：
正确利用现有设计资料，勤于思考，敢于创新
正确使用标准和规范 设计是边计算、边画图、边修改的交叉过程，要养成有 错必改，精益求精的科学态度。
高速级 大齿轮 碰低速轴
七、传动比的分配
大带 轮碰 地面
3）对于多级减速传动，可按照“前小后大”（即由高速级向低 速级逐渐增大）的原则分配传动比，且相邻两级差值不要过大。
4）在采用浸油润滑时，分配传动比时要考虑传动件的浸油条件。 （油面高度低于大齿轮半径的三分之一） 展开式或分流式二级圆柱齿轮减速器，其高速级传动比i1和低速 级传动比i2的关系通常取：
第二部分 执行机构及总体参数确定部分 设计讲解 （题目一）
一、平面连杆机构的设计 已知：滑块行程 H ，构件 3 的上、下 极 限 角 ψ 3″ 、 ψ 3′ ， 比 值 lCE / lCD 、 lEF / lDE ，尺寸h1、 h2、h3 ，曲柄转速n1 。 要求：设计各构件的运动尺寸 二、平面连杆机构的运动分析及力分析 要求：按给定位置作机构的速度和加 速度多边形。 给定位置：
ia n i带 i减速器 n (2 ~ 4) (8 ~ 40) n nd
电动机的型号确定 根据容量和转速范围，从表19-1中查出适用的电动机型号。 并记录下电动机的额定功率Ped，满载转速nm，外形尺寸，中心高， 伸出端直径等主要参数和安装尺寸。
n满 i总 i带 i减速器 总传动比 n 分配传动比时应注意以下几点： 1）各级传动比都应在合理范围内 2 ）应注意使各传动件尺寸协调，结构匀称，避免发生相 互干涉。
滑块受力图及求解
Fr C 5 F16 6
F56
F56 Fr F16 0
F56
导杆为三力汇交力系（根据已知力，确定汇交点，力的方向 过交点和铰链的中心）
F14
曲柄为力偶系
F54
F14
F54
F32
F34
F12
三、执行机构其他运动方案的设计 根据执行机构具有急回运动、原动为转动、执行构件为往复 移动等要求，另外设计两种其他运动方案，运动简图，并分析比 较。 如：可设计为 双曲柄机构与曲柄滑块的组合机构