我的课程设计游戏及机构运动简图与传动系统设计

《机械原理》课程设计

说明书

矿院技术学院机械设计及其自动化专业 1 班设计者：刘迪

指导老师：苏猛

完成日期： 2015年7月5号

辽宁工程技术大学

摘要

随着生产力的发展，我国经济也飞速发展，人们的生活水平也日益提高，人们的生活质量也进一步提高。人们设计出来的机械也逐渐由仅仅应用于社会生产到满足人们精神生活的娱乐机械上来了。从迪斯尼乐园中的大型摩天轮到一般公园中的过山车，这些无不是通过机械设计师设计出来的娱乐机械。

在此，我也运用刚刚学的《机械原理》课程中的一些知识来设计一个简单的供大家娱乐的游戏机机构，鄙人初次经历这样的课程设计，如有些许不足之处，还请老师体谅！

目录

一、设计题目

二、工作原理及设计任务

1、功能要求及工作原理

2、设计数据与要求

3、设计任务

三、运动方案设计

1、传动机构设计

（1）方案

四、机构运动简图设计

1、机械工作原理图

2、设计传动系统并确定其传动比分配

3、尺寸设计

（1）传动机构

五、设计心得

六、参考书目

一、设计题目：游戏机机构运动简图的传动系统设计

二、工作原理及设计任务

1、功能要求及工作原理：

⑴总功能要求

设计一新游戏，让一画有景物的屏幕由静止逐渐开始左右晃动，晃动的角度由小变大，最终旋转起来，转几周后，屏幕又渐趋静止。

⑵工作原理

由于观众在暗室中仅能看见屏幕上的景物，根据相对运动原理，观众产生一个错觉，他不认为屏幕在晃动，反而认为自己在晃动，并且晃动的越来越厉害，最后竟旋转起来，这是一个有惊无险的游乐项目。

现要求设计一个机械传动装置，使屏幕能实现上述运动规律。

2、设计数据与要求

⑴屏幕由静止开始晃动时的摆角约60°。

⑵每分钟晃动次数约为10～12次。

⑶屏幕由开始晃动到出现整周转动，历时约2～3分钟。

⑷屏幕约转10多转后，渐渐趋于静止。

⑸用三相交流异步电动机带动，其同步转速为1000r/min或

1500r/min，功率约1KW.

⑹屏幕摆动幅度应均匀增大或稍呈加速的趋势。

3、设计任务

1）、根据功能要求和工作原理，绘制机械工作原理图。

2）、构思系统运动方案(至少两个以上)，然后进行方案分析评价，选出较优方案。

3）、确定电动机的型号，设计传动系统并确定其传动比分配。

4）、按工艺动作过程拟定运动循环图。

5）、设计V带传动和蜗杆传动，对所用到的齿轮进行强度计算，确定其尺寸。对执行机构进行运动尺寸设计，然后绘制出机构运动简图，并作必要的运动分析和动力分析。

6）、编写课程设计说明书。

三、运动方案设计

由上所述，游戏机系统只有一个传动机构和一个执行构件，在一个运动循环中，这个传动构件要使执行构件要实现从静止开始逐渐晃动，晃动的角度由小变大，最终旋转起来，转几周后，屏幕又渐趋静止。这个运动过程较复杂。游戏机系统需完成减速、运动交替和转换、停歇的功能。

传动机构设计

传动机构是把原动机的动力和运动传送到执行机构的传动装置。以传递动力为主的传动又称为动力传动。以传递运动为主的运动传动。机械传动是最常见的一种传动形式。

方案：V带+蜗轮—蜗杆传动

由电动机通过一级V带传动、一级蜗轮—蜗杆传动带动

1）V带传动机构

V带传动机构

优点：V带传动是具有中间挠性件的一种传动，能缓和载荷冲击，运行平稳，无噪声；制造和安装精度不像啮合传动那样严格；过载时引起带在带轮上打滑。

缺点：有弹性滑动和打滑，使效率低下和不能保持准确的传动比（同步带传动是靠啮合传动的，所以可以保持传动同步）；传递同样大的圆周力时，轮廓尺寸和轴上的压力都比啮合传动大；带的寿命较短。综合比较，可以确定应选用一级V带传动机构传动。

2）蜗轮蜗杆传动

蜗轮蜗杆传动特点：传动平稳无噪音，结构紧凑，传动比大，可做成自锁蜗杆。

四、机构运动简图设计

1、机械工作原理图（见附图，A3纸上）

2、确定电动机的型号，设计传动系统并确定其传动比分配

传动机构的顺序：电动机——V带传动——蜗轮传动——四杆机构——屏幕

（1）根据电动机的转速和设计要求，选取电动机的转速n=1000r/min, 功率1kw。屏幕的晃动是10次/min,则曲柄的转速n=10r/min,所以

蜗轮的转速n=10r/min，确定传动机构的总传动比为i=1000/10=100（2）传动比的分配，选用二级减速，第一级采用V带传动选取带传动比为5，蜗轮蜗杆为第二级减速，传动比为20。

1、尺寸设计

传动机构

A、V带传动 d1=100mm,d2=500mm,垂直距离L=800mm；

B、蜗轮蜗杆设计

C

D、平面四杆机构设计

曲柄改变机构

曲柄摇杆机构——双曲柄机构——双摇杆机构

a=200mm,b=1500mm,c=1100mm,d=1000mm根据不同机构的特性分析a的范围

对于曲柄摇杆机构

d为机架，a为曲柄

所以a+b<=c+d可得a<=500mm,

即200<=a<=500mm

对于双曲柄机构，d为机架

①b为最长杆，d+b<=a+c，可得a>=700mm

②a为最长杆，a+d<=b+c,可得a<=900mm,即700 <=a<=900mm

对于双摇杆机构，d为最短杆

a+d>b+c可得a>900mm

C、根据以上的分析可以确定螺旋机构的长度，初定为800mm。其中分为三段300+200+300mm，中间200mm为无螺纹段。

根据s=lφ/(2π),s=200mm,

ωH2＝ωH r1/ r2

传动比为i=z1/z2=1/2

所以螺旋机构的转速n=5r/min,取屏幕转动10周后，渐渐趋于静止，导程l=30mm。

五、设计心得

这次机械原理课程设计我收获颇多，感触也很多。

虽然我感觉机械原理这门课学得还可以，但是要把课程里学的知识用到这个实践中去设计时，就显得有点捉襟见肘了。接下来的两天也是胡乱的弄了一顿，其实真正有用的却微乎其微。我开始审视自己做的东西，我发现自己是缺乏条理、