精品毕设机械原理课程系列教具的设计.docx

1、精品毕设机械原理课程系列教具的设计 北京信息科技大学 毕业设计（论文）题 目： 机械原理课程系列教具的设计（1） 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 祝千皓 班级/学号 机械1104/2011010108 指导老师/督导老师： 王科社 起止时间：2015 年 3 月 1 日 至 2005 年 6 月 25 日任务书摘 要机械原理是机械类学科的核心课程，关于机械原理的学习直接影响该机械类学生对于整个机械系统的掌握。所以，在思考如何将机械原理课程的教学变得更加有效，让学生对于枯燥空洞的理论知识理解更加充分时，教具的使用就变得尤为重要。纵观现如今机械类教具的市场，大

2、多为简单的模型类教具，虽然可以直观的观察典型机构的具体构造，但对于知识点的展示不够充分，很难让学生在观察中深刻理解体会知识点如何运用，把理论联系到实际操作。所以，本次毕业设计的目的是以机械原理为基础，设计一套紧贴教材与习题的多功能教具。在设计时要保证方便教师的教学，并且轻便好携带。整套教具包含平面机构平台，平面四杆机构平台，凸轮机构平台，传动机构平台及轮系机构平台几个方面。各个平台之间要做到相互联系，既能整合成一个整体，又可以进行拆分进行单独讲解。我在整个系统中完成的是平面机构的结构分析平台和平面四杆机构曲柄存在条件探究平台的设计，主要包括虚约束和自由度的讲解，铰链四杆机构展示和曲柄摇杆机构展

3、示。论文首先系统综述了国内外关于教具设计应用的概况，并提出了设计新型教具的方案，根据方案，设计了本套教具的传动方式和空间结构，并为以后本套教具的应用提出方案。现已完成的工作位：任务说明说的撰写，平面机构的结构设计平台和平面四杆机构曲柄存在条件探究平台的装配图及零件图，部分机构的三维建模及其动画演示。关键词：机械原理；教具；平面机构；自由度；四杆机构；曲柄摇杆 Abstract Mechanical principles are mechanical core curriculum subjects, learning about the direct impact of the mechani

4、cal principles of students in mechanical control for the entire mechanical system. So, in thinking about how to mechanical principle course teaching more effective, so that students theoretical knowledge for boring holes when more fully understood, the use of teaching aids becomes particularly impor

5、tant. Looking now mechanical aids market, mostly simple model class teaching aids, although you can visually observe the specific structure typical organization, but for showing insufficient knowledge points, it is difficult for students to observe a profound understanding of the knowledge experienc

6、e how to use, the theory to practice. Therefore, the purpose of this design is based on mechanical principles, based on the design of a multi-function close to teaching aids and exercises. Designed to ensure that teachers convenience, and good light to carry. Aids package contains plane mechanism pl

7、atform, flat platform four institutions, the cam mechanism platform, transmission platforms and train mechanism platform aspects. To do interlinkages between the various platforms, both integrated into a whole, and can be split individually to explain. I finished the entire system structural analysi

8、s platform plane bodies and plane crank four-bar mechanism design platform to explore the presence, including explanation of the virtual constraint and freedom, hinged four-bar mechanism and a crank rocker mechanism showcase display. Firstly, systematic review of the domestic and international overv

9、iew of teaching aids design applications, and proposed solutions to design new teaching aids, according to plan, design and spatial structure of the transmission mode of this set of teaching aids, and a proposal for the future application of this set of teaching aids. Bit of work has been completed:

10、 the mission statement said, writing, design platform plane bodies and plane crank four-bar mechanism to explore the presence of platform assembly drawings and part drawings, 3D modeling and animation parts of the organizationKeywords: Mechanical principles; teaching aids; plane institutions; freedo

11、m; four bodies; crank-rocker任务书 摘要 Abstract 第一章 概述 1 1.1 研究的意义 1 1.2 研究的现状及已有成果1 1.3 研究内容 3 1.3.1 研究方向 3 1.3.2 研究内容 3 1.3.3 系统功能 4 第二章 平面机构的结构分析设计 4 2.1 平面机构概述 4 2.2 教具的整体介绍 4 2.3 虚约束机构 4 2.4 一自由度机构 6 2.4.1 自由度的计算 7 2.4.2 机构级别的判别 7 2.5 二自由度机构 8 2.5.1 自由度的计算 9 2.5.2 机构级别的判别 9 2.6 本章小结 10第三章 平面连杆机构的结构

12、设计 10 3.1 平面机构概述 10 3.2 教具整体介绍 10 3.3 平面四杆机构 10 3.3.1 平面四杆机构曲柄存在条件 11 3.3.2 四杆机构的变化 11 3.3.3 平面四杆机构的急回特性和机构的压力角传动角 14 3.4 曲柄滑块机构 14 3.4.1 曲柄存在条件讨论 15 3.5 本章小结 16第四章 教具平台设计计算及关键部分设计 16 4.1 平面机构驱动电机的选择计算 16 4.1.1 火车轮的转矩计算 16 4.1.2 二自由度圆盘的转矩计算 18 4.1.3 大电机的选择计算 18 4.1.4 小电机的选择计算 20 4.2 传动部分设计计算 21 4.2.1 同步带的选取 22 4.2.2 传动轴的设计计算 26 4.3 X型剪式升降台设计 28第五章 三维设计与仿真 29第六章 技术经济分析 30 6.1 技术分析 30 6.2 经济分析 31第七章 结束语 32后记 32 参考文献 33