机械原理课程设计任务书.docx
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机械原理课程设计任务书
教学参考书只限校内使用
机械原理
课程设计任务书
内蒙古科技大学机械工程学院
二0一一年四月
一、机械原理课程设计目的、任务与要求
机械原理课程设计是为了培养学生理论联系实际的设计思想，训练学生综合运用机械
原理课的理论知识，并结合生产实际分析和解决工程问题的能力。
通过制定设计方案、合理选择机构的类型、正确地对机构进行运动分析，使学生初步掌握机构方案设计及运动分析的基本技能，为后续课程设计、毕业设计及以后从事机械技术研究和开发工作打下基础。
课程设计的任务是：
选择一般用途的机构为题目，根据已知的工作要求，对机构进行选型与组合，设计出几种机构方案，并对其加以比较和确定，然后对所选定方案中的机构进行运动分析，确定出最优的机构参数，绘制从动件运动线图。
机械原理课程设计是在机械原理课程完成后集中进行的教学环节，它是在教师指导下由学生独立完成的。
每个学生应明确课程设计的任务和要求，拟定设计计划，保证设计进度及设计质量，按时完成课程设计。
在设计过程中，提倡独立思考，深入钻研，集思广义，主动地、创造性地进行设计工作。
要求设计态度严肃认真、一丝不苟，反对不求甚解，确保课程设计达到教学基本要求，即在设计思想、方法和技能等方面得到一定的训练和提高。
二、机械原理课程设计的方法
分为图解法和解析法两大类
1图解法
运用所学基本理论列出机构运动分析的矢量关系式，通过图解的方法求其结果，并绘制出运动线图。
图解法具有直观、简单、便于检查解析结果是否正确的特点，尤其在解决简单机构的分析与综合时较为方便。
利用图解法进行课程设计，能培养学生工程图算能力，要求计算准确、作图精确，有利于培养学生严谨的工作作风。
2解析法
列出机构运动方程式后，借助计算机编程求解未知量，计算精度高，并可避免大量重复人工劳动，可以迅速得到结果，能够方便地计算机构在一个运动循环中的运动线图。
用解析法进行课程设计，能培养学生运用计算机解决工程实际问题的能力。
图解法和解析法各有优点，互为补充。
三、机械原理课程设计步骤
l设计准备认真研究设计任务书，明确设计要求、条件、内容和步骤，收集和阅读有关资料、图纸，复习有关课程知识；准备设计所需的用具，拟定设计计划。
2机构方案设计根据设计任务书的要求，绘制各种方案的机构运动简图，进行机构的选型和组合，研究运动形式的变换，并对机构进行结构分析和性能比较，绘制出传动系统示意图。
3机构运动设计对所选定的机构方案进行运动综合，要求既满足机械的用途、功能和工艺要求，又满足机构运动规律及机构位移、速度和加速度等运动参数的要求，绘制机构运动简图、位移、速度和加速度图等运动线图。
4机构力分析对机构进行动态静力分析，确定机构在某位置时各运动副反力及平衡力（力矩）。
5整理说明书将与课程设计有关的内容编写成说明书。
课程设计说明书是学生证明自己设计正确合理并供有关人员参考的文件，它是课程设计的重要组成部分。
课程设计说明书应在课程设计过程中逐步形成，课程设计结束时，再作必要的补充和整理。
1）设计说明书的内容
（1）设计题目（包括设计条件和要求）及原始数据。
（2）拟定机构运动方案，绘制机构运动简图。
（3）建立设计所需的数学模型并列出必要的计算公式、计算过程及说明，写出设计计算结果。
（4）解析法需自编的程序，绘出计算机程序框图，打印全部程序，并对程序中的符号、变量作出说明。
（5）用表格列出计算结果并画出运动线图。
（6）对设计结果进行分析讨论，写出课程设计的体会。
（7）列出主要参考文献资料。
2）设计说明书的编写要求：
（1）说明书要求步骤清楚、叙述简明、文句通顺、书写端正。
（2）对每一自成单元的内容，都应有大小标题，使其醒目突出。
（3）对所用公式和数据，应标明来源——参考资料的编号和页次。
（4）说明书应加上封面装订成册，封面的格式见图1。
图1
四、课程设计考核
课程设计答辩要求如下：
经过一段时间的设计后，要进行课程设计的答辩，其目的是检查学生在课程设计过程中对所涉及的有关理论、概念和方法的理解及应用情况，进一步掌握学生独立完成课程设计的程度。
答辩过程也可以融入课程设计过程中，随时对设计的某些内容提出相关问题，以准确地了解学生的设计态度、创新意识及独立完成工作的能力。
课程设计成绩分优秀、良好、中等、及格和不及格五级，根据学生的设计态度、设计质量、创新性及答辩情况综合评定学生课程设计的成绩等级。
五、课程设计参考资料
1.机械原理课程设计指导书》裘建新高等教育出版社2005年4月
2.《机械原理课程设计》邹慧君高等教育出版社1998年6月
3.《机械原理课程设计指导书》罗洪田高等教育出版社2004年4月
六、课程设计题目
1试设计由电机驱动的冷床运输机，用于将热轧的钢料在运输过程中逐渐冷却。
如图，拨杆上装有可单向摆动的拨块，拨块前移时推动在轨道上的钢料向前移动H=760mm，然后返回原处，往复循环运动。
给定的参数：
电机转速n=680r/min，拨杆往复次数30次/min，行程速比系数K=1.5。
设计内容及要求：
1）拟定机械传动系统方案；
2）绘制机构运动示意图；
3）确定运动尺寸；
4）绘制一个运动循环内拨杆的位移、速度、加速度线图。
第1题图
2试设计圆钢剪切机，用于将冷却的钢材在静止状态下剪断。
给定的参数：
电机转速n=1450r/min，剪切次数为15次/min，行程速比系数K=1.3，刀的摆角φ=30°，剪刀杆长度LCD=420mm。
设计内容及要求：
1）拟定机械传动系统方案；
2）绘制机构运动示意图；
3）确定运动尺寸；
4）绘制切刀一个运动循环的角速度、角加速度线图。
第2题图
3试设计由电机驱动的推焦机上炉门移动机构，炉门要求水平往复直线运动
给定的参数：
电机转速n=870r/min，移门拉杆的行程H=2000mm，其平均速度V=15.2m/min，行程速比系数K=1。
设计内容及要求：
1）拟定机械传动系统方案；
2）绘制机构运动示意图；
3）确定运动尺寸；
4）绘制一个运动循环内移门拉杆的位移、速度、加速度线图。
第3题图
4试设计由电机驱动的轧机升降台。
给定的参数：
电机转速n=256r/min，升降台台面长度L=7.2m，升降台最高位置时的斜度为1：
10，摆动次数为20次/min，行程速比系数K=1。
设计内容及要求：
1）拟定机械传动系统方案；
2）绘制机构运动示意图；
3）确定运动尺寸；
4）绘制一个运动循环内升降台面的角速度和角加速度线图。
第4题图
5试设计汽车风窗刮水器如图（a）。
由电机带动曲柄摇杆机构，电机单向连续转动驱动曲柄2运动，刮水器4（摇杆）作左右往复摆动，要求往复摆动的平均速度相等。
刮水刷的平均阻力矩如图（b）所示。
给定的参数：
曲柄摇杆机构设计及运动分析
曲柄摇杆机构动态静力分析
曲柄转速
n2
（r/min）
行程速比系数
K
刮水器摆角
ψ
（°）
曲柄长度
LAB
（mm）
刮水器摆动中心到曲柄转动中心距离
x
（mm）
刮水器摆动中心到质心的距离
LDS4
（mm）
刮水器重量
G4
（N）
刮水器对质心轴的转动惯量
JS4
（kg.m2）
刮水刷的
平均阻力
M4
（N.mm）
30
1
120
60
180
100
15
0.01
500
设计内容及要求：
1）对曲柄摇杆机构进行分析。
作机构1-2个位置的速度和加速度多边形，起始位置为曲柄AB的左水平位置，每隔45°为一个设计位置。
2）对曲柄摇杆机构进行机构动态静力分析，确定机构一个位置的各运动副反力及应加于曲柄上的平衡力矩M1。
（a）（b）
第5题图
6试设计由电机驱动的惯性筛。
给定的参数：
电机转速n=960r/min，筛网往复次数为320次/min，筛网的行程H=1050mm。
设计内容及要求：
1）拟定机械传动系统方案；
2）绘制机构运动示意图；
3）确定运动尺寸；
4）绘制一个运动循环内筛网的位移、速度、加速度线图。
第6题图
7试设计由电机驱动的往复式给煤机。
给定的参数：
电机转速n=1440r/min，托板往复次数30次/min，行程H=550mm，行程速比系数K=2。
设计内容及要求：
1）拟定机械传动系统方案；
2）绘制机构运动示意图；
3）确定运动尺寸；
4）绘制一个运动循环内托板的位移、速度、加速度线图。
第7题图
8试设计由电机驱动的上切式钢坯剪切机。
给定的参数：
电机转速n=1220r/min，剪刀的最大开口度H=360mm，剪切次数12次/min，行程速比系数K=1.5。
设计内容及要求：
1）拟定机械传动系统方案；
2）绘制机构运动示意图；
3）确定运动尺寸；
4）绘制上刀片一个运动循环的速度、加速度线图。
第8题图
9试设计由电机驱动的专用插床。
给定的参数：
电机转速n=1450r/min，插刀的行程H=45mm，切削过程中刀的平均速度V=24mm/s，行程速比系数K=1.5。
设计内容及要求：
1）拟定机械传动系统方案；
2）绘制机构运动示意图；
3）确定运动尺寸；
4）绘制插刀一个运动循环的速度、加速度线图。
第9题图
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