机械原理设计材控02班第4组.docx

机械原理设计材控02班第4组.docx

《机械原理设计材控02班第4组.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械原理设计材控02班第4组.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

机械原理设计材控02班第4组

武汉工程大学

机械原理课程设计任务书、说明书

课题名称：

机械原理课程设计

专业班级：

09级机电材控02

学生姓名学号：

王子明（0903100216）

邱金璐（0903100214）

刘莉（0903100209）

武传营（0903100218）

学生成绩：

指导教师：

吕亚清

课题工作时间：

2011年6月27日至20011年7月8日

组员分工

机构构思及设计：

王子明，邱金璐，刘莉，武传营

CAD画图，说明书，运动分析：

王子明

Proe画图，设计修改：

邱金璐

资料搜集及整理，心得、材料撰写：

刘莉

资料搜集，实地考察：

武传营

目录

第一章:

机械原理课程设计摘要和前言

1-1:

中英文摘要………………………3

1-2:

前言………………………………3-4

课程设计的目的……………………4

课程设计的任务……………………4

第二章:

机械原理课程设计过程

2-1：

设计题目………………………4-5

2-2：

确定任务………………………5

2-3：

方案拟定………………………5-7

2-4：

机构简图………………………7

2-5:

机构结构分析…………………8

2-6：

机构运动分析………………8-12

第三章:

机械原理课程设计总结

3-1：

学习心得…………………………13

3-2：

参考文献……………………14

第四章:

机械原理课程设计--附录

附录：

pro-e的设计过程………15

第一章:

机械原理课程设计摘要和前言

1-1:

摘要

<1>.中文摘要

机械原理课程设计是使学生较全面、系统巩固和加深机械原理课程的基本原理和方法的重要环节,学生通过此次设计,学习机构运动方案的确定,培养分析向设计机械能力,以及开发创新的能力.以机械系统方案设计与拟定为结合点,进一步巩固和另深学生所学的理论知识.明确课程设计目的、步骤，根据自己的设计题目对设计内容进行分析，确定输入，输出件运动型式（即功能原理分析）。

关键字:

机构运动分析

机构结构设计

曲柄滑块

<2>.英文摘要

Mechanicalprinciplecoursedesignistomakestudentmoreoverall,hassolidsystemanddeepenstheimportantlinkofmethodandthebasicprincipleofmechanicalprinciplecourse,studentstudiesthedefinite,traininganalysisoforganizationsportschemethroughdesigningthistimetotheabilityofdesigningmechanicalabilityaswellasdevelopmentinnovation.Withmechanicalsystematicschemedesignwithwillcountsurelytocombine,itisfurthersolidisdeepadditionallythetheoreticalknowledgethatstudentstudies.Theowndesigntitleofdefinitecoursedesignpurpose,stepandbasisisanalysedfordesigningcontent,determinesinputandexportsporttype（functionprincipleanalysis）.

Keyword:

Organizationsportisanalysed

Organizationstructureisdesigned

Crankslideblock

1-2:

前言:

机械原理是一门以机器和机构为研究对象的学科.机械原理课程设计是使学生较全面的、系统巩固和加深机械原理课程的基本原理和方法的重要环节，是培养学生“初步具有确定机械运动方案，分析和设计机械的能力”及“开发创新能力”的一种手段。

我们将从机构的运动学以及机器的动力学入手,研究机构运动的确定性和可能性,并进一步讨论的组成原理.,从几何的观点来研究机构各点的轨迹、位移、速度和加速度的求法,以及按已知条件来设计新的机构的方法.

机械原理课程设计所研究的问题又可归纳为二类:

根据已有的机构和主要参数来分析该机构和所组成机构的各种特性,即结构分析,运动分析.

根据预期的各种特性来确定新的机构的形式,结构和参数,即机构的设计问题.,如机构的运动设计,机构的平衡设计以及速度的调节.

电子计算机的应用为此次课程设计提供方便,我们可以利用vb作图,从而能看到机构的仿真运动.这算是我们开始学习专业的第一次亲自实践过程.

课程设计的目的:

机械原理课程设计是使学生较全面、系统巩固和加深机械原理课程的基本原理和方法的重要环节，是培养学生“初步具有确定机械运动方案，分析和设计机械的能力”及“开发创新能力”的一种手段。

其目的是：

1）以机械系统运动方案设计与拟定为结合点，把机械原理课程中分散于各章的理论和方法融会贯通起来，进一步巩固和加深学生所学的理论知识。

2）使学生能受到拟定机械运动方案的训练，具有初步的机构选型与组合和确定运动方案的能力。

3）使学生在了解机械运动的变换与传递及力传递的过程中，对机械的运动、动力分析与设计有一个较完整的概念。

4）进一步提高学生运算、运用流行软件编写应用程序和技术资料的能力。

5）通过编写说明书，培养学生表达、归纳、总结和独立思考与分析的能力。

课程设计的任务:

要达到课程设计的目的，必须配以课程设计的具体任务：

按照选定的机械总功能要求，分解成分功能，进行机构的选型与组合；设计该机械系统的几种运动方案，对各运动方案进行对比和选择；对选定方案中的机构——连杆机构、凸轮机构、齿轮机构，其他常用机构，组合机构等进行运动分析与参数设计；通过计算机编程，将机构运动循环图在计算机屏幕上动态地显示出来，并给出相应的运动参数值.

第二章:

机械原理课程设计过程

2-1:

课程设计题目：

遇险自动关门机构

工作原理:

在厨房的煤气浓度达到一定的浓度时，煤气检验装置起作用，控制回路开关闭合，电磁继电器产生磁性，拉动连杆AB，通过中心机架的位置起到杠杆的作用进行一次放大，使末端齿轮上的滑块进行滑动，从而带动齿轮的转动。

齿轮产生了转动效应后，带动齿轮上所铰接的连杆BC，BC的转动带动铰接在门上方的CD，产生关门效应。

在门关动的时候，带动门下方的连杆EG，GF。

在门关紧的同时，EGF成一条直线，构成死点装置。

与此同时，在控制回路开关闭合后，抽油烟机运作，消除厨房内的一氧化碳。

厨房外的报警器响起，厨房内的红外线装置启动，进一步消除一氧化碳。

2-2.确定任务：

在煤气泄漏时，控制回路通电，厨房外的电铃响，红外线消除一氧化碳设备启动，可以自动关门。

2-3.方案拟定

能实现关门有三种方案可供选择。

1.利用电磁继电器的吸力，进而带动连杆的推动使门关上

2.运用电磁继电器的吸力是齿轮带动，进而带动连杆的推动，使门关上。

比较以上的三个方案，分别对以上三个方案进行分析，最终我们选择出最好的方案，以下是详细的分析：

方案比较：

方案一：

结构简单，容易制造，采用的动力是电磁继电器的通电产生的吸力。

但是缺点也很大，采用的机构们不能彻底打开。

如果要彻底打开，则占用的空间有点大，在厨房这样的小空间里并不适合。

方案二：

结构较方案一复杂。

采用的动力同样是电磁继电器的通电产生的吸力。

但电磁继电器的吸力所带动轮的转动的角度比较小，无法使门彻底关上。

方案三：

结构较方案二加了一个杠杆，可以将电磁继电器的吸力所产生的微小距离进行一次放大，保证们可以彻底观赏，阻止煤气向室内泄露。

2-4.机构简图

2-5.机构结构分析

图中左侧的位置相当于一个曲柄滑块机构，而图中的右侧相当于是一个平面四杆机构，左侧的电磁继电器通电拉动摇杆，提供动力，带动齿轮的转动，拉动连杆，进而带动门关上。

2-6.机构运动分析

如图中所示，局部放大图所示：

可知：

在原动件运作时（即电磁继电器产生磁力拉动连杆时）

dβ∕dt=W

COSb=（AC2+AO2—CO2）∕（2AC*AO）

即可求得，CO=（AC2+AO2—2AC*AO*COSb）0.5

且同样可知，SINb∕CO=SINa∕AC

SINa=AC*SINb∕（AC2+AO2—2AC*AO*COSb）0.5

即，a=arcSIN[AC*SINb∕（AC2+AO2—2AC*AO*COSb）0.5]

AC是由以A点为圆心，以AB为半径做的弧上的一点

可以知道，AC=AB

在上图由速度所组成的平面四边形中，

SIN（900+a—b）∕Vk=SINa∕V=COS（b—a）∕Vk

V=Vk*SINa∕COS（b—a）

C点是轮上的一点，

即可知道，W1=V∕CO=Vk*SINa∕COS（b—a）CO

图上右侧可以简化为平面四杆机构，

ON为摆杆，OE为机架。

以A点为原点，以OE所在的直线为X轴,垂直于OE的直线为Y轴，建立如图所示的坐标轴，设杆件ON与X轴的夹角为θ1,杆件NF与X轴的夹角为θ2,杆件EF与X轴的夹角为θ3,又设杆件1的角速度为ω1，则

杆件2的角速度

ω2=-ω1·l1sin（θ1-θ3）/[l2sin（θ2-θ3）]=-30ω1sin（θ1-θ3）/[550sin（θ2-θ3）]

杆件3的角速度

ω3=ω1·l1sin（θ1-θ2）/[l3sin（θ3-θ2）]=30ω1sin（θ1-θ2）/[180sin（θ3-θ2）]

第三章:

机械原理课程设计总结

3-1：

学习心得

经过两个星期紧张辛苦的课程设计，终于深刻体会到作为一名设计者应有的严谨、仔细、责任感与考虑问题的全面性。

今天终于做完了所有的工作，当整理好我们小组完整的课程设计资料时，心里有一种成就感，两个星期的辛苦让我学到很多东西，这将是一笔可贵的财富。

课程设计的第一步是想点子，刚开始我们小组成员一起讨论做一个机械手，作用是可以清楚路边比较大的石头，以免挡住道路而影响交通，如果动用吊车的话就比较浪费动力，大材小用，但是后来由于不够创新而被否定。

经过再次讨论后我们决定做一套厨房遇险自动关门装置，该装置目的在于当厨房煤气泄漏使煤气达到一定浓度时，厨房门自动关闭，以防止进一步灾难的发生。

这套装置的创新得到老师的认可后我们就开始了机构的设计。

在设计的过程中遇到很多问题，机构运动的确定与不确定，构件的尺寸问题，该用怎样的机构才能实现预期的效果等等。

经过一遍又一遍的计算，一次又一次设计方案的修改，都暴露了我们在前期这方面知识的欠缺与经验的不足。

在我们查阅各种资料，以及实地考察后把问题一一解决了。

在设计过程中给我印象最深的就是机械设计需要个人不断积累不断思考，要有自己的想法，自己的风格，重点在于创新。

还有就是做任何事都必须耐心，细致，平时一定要养成良好的学习习惯，在设计过程中，有一次由于我们的疏忽大意，前一天的草稿做的不够清晰，第二天再拿出来讨论时，发现每个人的理解不一样，原因就是草稿太乱，写的不清楚，图画的也不清楚。

最后我们约法三章，每个人的草稿一定要做好一点，或者是有一个人专门收集草稿，统计数据。

这次虽然算得上是一次小小的失误，但如果不把这个坏习惯改掉，以后工作了就是大问题了，小则耽误工期，大则工程损失难以预计。

在课程设计过程中，会遇到这样或那样的问题，不能焦躁，不能轻易放弃，要有坚韧的意志，相信自己一定能克服重重困难。

还有很重要的一点是要有团队协作精神，一个人的力量终究是不够的，有的地方你可以做到，有的其他方面的你可能不如其他人，这就需要我们能够主动和同小组的同学交流与讨论，团队协作的好，最终一定会达到事半功倍的效果。

课程设计最后设计的机构要求做出动画来，还好我们小组有一名同学会ProE三维动画，本来要求用VB，但老师说可以用ProE截图。

作为一名专业学生把握一门或几门制图软件同样是必不可少的。

对于我来说，收获最大的是方法和能力，那些分析和解决问题的能力。

在整个课程设计的过程中，我发现我们学生在经验方面十分缺乏，空有理论知识，没有理性的知识，有些东西可能与实际脱节。

总体来说，我觉得像课程设计这种类型的作业对我们的帮助还是很大的，它需要我们将学过的相关知识系统地联系起来，从中暴露出自身的不足，以待改进！

我觉得做这样的课程设计是十分有意义的，在已度过的两年大学生活里我们大多数接触的是专业基础课。

我们在课堂上把握的仅仅是专业基础课的理论面，对于如何面对现实中的各种机械设计，如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中，我想机械课程设计就为我们提供了良好的实践平台。

在做这次课程设计的过程中，查阅各种设计书和指导书是必不少的。

为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计书是十分必要的。

　本次的课程设计，培养了我们综合应用机械设计课程及其他课程的理论知识和理论联系实际，应用生产实际知识解决工程实际题目的能力。

在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，同学们共同协作，解决了很多个人无法解决的题目，在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。

3-2:

参考文献

1.《机械原理课程设计》沈乃勋等编高等教育出版社公开出版1998年。

2.《机械原理与设计课程设计》王三民主编机械工业出版社公开出版2005年。

3.《机械原理》（第七版）郑文纬吴克坚主编高等教育出版社公开出版1997年。

4.Pro∕ENGINEER野火版4.0机械设计教程机械工业出版社公开出版2009年

第四章:

机械原理课程设计--附录

设计的过程

1.门的设计

2.门与墙的相对位置的确定

3.轮与门的相对位置的确定和杆与滑块的确定

4.凸轮上与门相连的连杆和死点机构的确定

成品图的全方位视角