機械原理課程設計2014-2015-1機械原理課程設計原始數據1、膏體自動灌裝機方案設計膏體自動灌裝機的生產能力是n（盒/min）n＝20，25，30，36下面是小編為大家整理的機械原理課程設計6篇,供大家參考。

機械原理課程設計篇1

2014-2015-1機械原理課程設計原始數據

1、 膏體自動灌裝機方案設計

膏體自動灌裝機的生產能力是n（盒/min）

n＝20，25，30，36，40，45，48，50，54，60

2、 自動制釘機方案設計

自動制釘機的生產能力：n（枚/min）

n＝340，343，246，348，350，352，355，357，360，362

3、 沖壓式蜂窩煤成型機方案設計

煤餅規格：煤餅直徑：120mm；煤餅高度：75mm；孔數：12孔；孔徑：16mm 沖壓次數：n（次/min）n＝25，26，27，28，30，32，34，35，36，40 料斗數：1個

4、 書本打包機方案設計

書摞尺寸：寬度（mm）：130，135，140 長度（mm）：180，185，190，195，200，205，210，215，220 高度（mm）：180，185，190，195，200，205，210，215，220 推書行程：H?400mm

推書次數（主軸轉速）：n?(10?0.1)r/min 紙卷直徑：d?400mm

5、 電機轉子嵌絕緣紙機方案設計

每分鐘嵌紙：n（次）

n＝70，72，75，78，80，82，84，86，88，90 電機轉子尺寸：

直徑（mm）：D＝35，36，38，40，42，44，46，48，50

長度（mm）：L＝30，32，34，36，38，40，42，45，50 工作臺面離地面距離約：h（mm）

h＝1100，1110，1120，1140，1150，1160，1170，1180，1190，1200 要求機構的結構盡量簡單緊湊，工作可靠，噪聲較小。

6．自動洗瓶機方案設計

瓶子尺寸：大端直徑：d＝80mm，瓶長：200mm

推瓶距離：L（mm）

L＝500，520，540，550，560，580，600，620，640，650 要求：推瓶機構應使推頭以接近均勻的速度推瓶，平穩地接觸和脫離瓶子，然后，推頭快速返回原位，準備第二個工作循環。

按生產率的要求，推瓶平均速度為：v（mm/s）

v＝30，32，35，36，38，40，42，45，48，50 要求：返回時的平均速度為工作行程的3倍。

7、藥片成型機方案設計

上沖頭、下沖頭、送料篩的設計要求：

1) 上沖頭完成往復直移運動（鉛垂上下），下移至終點后有短時間的停歇，起保壓作用，保壓時間為0.4 s左右。

沖頭上升后要留有料篩進入的空間，故沖頭行程為：90，92，94，96，98，100 mm。因沖頭壓力較大，因而加壓機構應有增力功能。

2) 下沖頭先下沉3mm，然后上升8mm，加壓后停歇保壓，繼而上升16mm，將成型片坯頂到與臺面平齊后停歇，待料篩將片坯推離沖頭后，再下移21mm，到待料位置。

3) 料篩在模具型腔上方往復振動篩料，然后向左退回。待坯料成型并被推出型腔后，料篩在臺面上右移約：45，50mm，推卸片坯。

機械原理課程設計篇2

機械原理課程設計格式

目錄

一、設計題目

1、題目及設計要求

2、基本數據

二、功能分解

三、機構選型

實現每個工藝動作機構的選型

四、機械運動方案的擬定

1、機構組合方式

2、機械運動方案的擬定（擬定2～3個方案，并畫出相應的運動方案示意圖）

3、方案的評價

4、方案的確定（在圖紙上畫出機械運動方案簡圖）

五、運動循環圖

六、機構尺寸的確定及設計計算

1、傳動比計算

2、機構尺寸的確定

3、連桿機構的設計（進行運動分析，并畫出運動線圖）

4、齒輪機構的設計（幾何參數設計）

5、凸輪機構的設計（根據選定從動件的運動規律設計凸輪輪廓線圖，在圖紙上單獨繪制輪廓線圖，保留作圖軌跡）

注意：如果采用解析法進行設計，如果是用計算機編程，建立數學模型，寫出流程框圖，程序列在附錄，附錄附在設計說明書后面。

七、總結

八、參考文獻

格式：羅洪量主編。《機械原理課程設計指導書》（第二版）。北京：高等教育出版社，1986年。 2 JJ.杰克（美）主編。《機械與機構的設計原理》（第一版）。北京：機械工業出版社，1985年。

注意事項：

1、 設計說明書用鋼筆、中性筆書寫，書寫要規范、認真，采用統一的課程設計用紙；

2、 對自成單元的內容應有大小標題，做到層次分明醒目突出；

3、 編寫說明書時應做到條例清楚、敘述簡明、重點突出、計算正確、文句通順、書寫整潔；

4、 所用的公式和數據應注冊來源（參考資料的編號和頁次）；

5、 全部計算中所用的符號和腳注必須前后一致、不能混淆；

6、 繪制機械運動簡圖時應采用規定的符號、按比例作圖；

7、 對計算結果應有簡明的結論。如果實際所取的數值與計算結果有較大的差異，應作必要的解釋，說明原因。

機械原理課程設計篇3

機械原理課程設計大綱

課程類別： 必修 學 時：

1周 課程性質：集中實踐教學 學 分：

2 適用專業：機械設計制造及其自動化

執筆人： xx

一、 基本目的與任務

機械原理課程設計是工科院校學生在大學期間利用已學過的知識第一次比

較全面的、具有實際內容和意義的課程設計，也是機械原理課程的一個重要的實踐教學環節。機械原理課程設計是將知識轉化為能力的橋梁，其主要目的是進一步鞏固和加深學生所學的理論知識，并將其系統化；培養學生綜合運用所學知識獨立解決實際問題的能力和初步培養學生進行創新設計的能力；使學生初步掌握機械運動方案設計，并在機構分析與綜合方面受到一次比較全面的訓練。

二、 教學基本內容

通過對某種簡單機器（它的工藝動作過程比較簡單）的分析，進行機械運

動簡圖的設計，其中包括機器動能分析、工藝動作過程確定、執行機構的選擇、機械運動方案的評定、機構尺度綜合等。

具體內容包括：按照給定的機械總功能要求，分解成子功能進行機構的選型和組合；設計該機械系統的幾種運動方案，對各運動方案進行對比和選擇；對選定方案中的機構——連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、其他常用機構及組合機構進行分析和設計；制定機構運動循環圖；畫出機構運動簡圖。

每個學生應完成的設計工作量：

1、機械運動簡圖、主要機構裝配圖一張（A1或A2圖紙） 2、零件工作圖一至兩張（A3或A4圖紙） 3、設計說明書一份

三、 教學要求

1、機械總功能的分解 根據所要設計的機械總功能要求，選定機械的工作原

理并進行功能分解。

2、繪制機械運動循環圖 按機械的工作原理、執行構件的運動協調配合要求，繪制機械運動循環圖，作為選擇執行形式和擬定機械運動方案的依據。

3、各執行機構的類型綜合 確定各執行構件的運動參數和生產阻力，選擇合適的原動機。

4、各機構的尺度綜合 根據各執行構件、原動件的運動參數，以及各執行構件運動的協調配合的要求和動力性能要求，確定各機構中各構件的幾何尺寸（指運動尺寸）和幾何形狀（如凸輪廓線）等。

5、繪制機構運動簡圖

四、 學時分配

五、 課程設計報告要求

1、完成的圖紙要做到：設計無錯誤，圖面質量好，布圖合理清楚，整潔，完全符合國家標準。

2、說明書內容完整，計算準確無誤，論述透徹清晰嚴密，書寫工整，格式符合要求。

六、 成績考核

本課程設計，平時成績占30%（以做課程設計時的表現為主要依據），課程設

計說明書及圖紙占70%。

課程設計任務書

一、題目

1、醫用棉簽卷棉機

2、設計洗瓶機的推瓶機構 3、軋輥機的軋輥機構設計 4、書本打包機設計 5、制釘機構的設計 6、四工位專用機床 7、 平壓印刷機機構設計 8、沖壓式蜂窩煤成型機設計 9、專用精壓機設計

10、沖壓機構及送料機構設計 11、平臺印刷機主傳動機構設計 12、健身球分選機構設計 13、半自動平壓模切機機構設計 14、凸輪連桿齒輪機構 15、自定機構設計

二、設計基本內容

1、按照給定的機械總功能要求，分解成分功能，進行機構的選型與組合

2、設計該機械系統的幾種運動方案，對各運動方案進行對比和選擇

3、對選定方案中的機構—連桿機構、凸輪機構、齒輪機構等進行運動分析與設計

4、畫出機構運動簡圖 5、進行機構的運動分析 6、編寫設計說明書

三、設計要求

1、每位同學要根據機器的功能要求來選擇或（和）設計出所需

機構的類型，并要求進行運動方案的分析比較

2、通過尺度綜合，畫出所定方案的機構（或其中的重要機構）運動簡圖

3、對機構的特殊位置進行運動分析

四、設計完成后應繳的資料

機構運動簡圖、主要機構裝配圖一張（A1或A2圖紙），零件工作圖一

至兩張（A3或A2圖紙）設計計算說明書一份。

五、設計完成期限

20xx年1月4日～20xx年1月10日

機械原理課程設計篇4

《機械原理》教案

適用班級： 機本

開課時間： 20 -20 學年第 學期

教學方式： 多媒體教學

附 件： 1、機械原理課程設計教案

2、機械原理課程教學大綱

3、機械原理教學設計一覽表

4、機械原理教學進度表

5、機械原理學習指南

6、機械原理MCAI教案（單行本）

7、班級情況一覽表

機電工程學院

20xx年8月

第一章 緒論（1）

總課次：1

第二章 機構的結構分析（3）第三章 機構的性能分析（1）

總課次：4

機械原理課程設計篇5

機械原理 課程設計說明書

設計題目：牛頭刨床的設計

機構位置編號：11 3

方案號：II

班 級： 姓 名： 學 號：

年 月 日

目錄

一、前言………………………………………………1

二、概述

§2.1課程設計任務書…………………………2 §2.2原始數據及設計要求……………………2

三、設計說明書

§3.1畫機構的運動簡圖……………………3 §3.2導桿機構的運動分析…………………4 §3.3導桿機構的動態靜力分析3號點……11 §3.4刨頭的運動簡圖………………………15

§3.5飛輪設計………………………………17

§3.6凸輪機構設計…………………………19 §3.7齒輪機構設計…………………………24

四、課程設計心得體會……………………………26

五、參考文獻………………………………………27

一〃前言

機械原理課程設計是高等工業學校機械類專業學生第一次較全面的機械運動學和動力學分析與設計的訓練，是本課程的一個重要實踐環節。是培養學生機械運動方案設計、創新設計以及應用計算機對工程實際中各種機構進行分析和設計能力的一門課程。其基本目的在于： 

⑴．進一步加深學生所學的理論知識培養學生獨立解決有關本課程實際問題的能力。 

⑵。 使學生對于機械運動學和動力學的分析設計有一較完整的概念。 

⑶。 使學生得到擬定運動方案的訓練并具有初步設計選型與組合以及確定傳動方案的能力。

⑷。 通過課程設計，進一步提高學生運算、繪圖、表達、運用計算機和查閱技術資料的能力。 

⑸。 培養學生綜合運用所學知識，理論聯系實際，獨立思考與分析問題能力和創新能力。

機械原理課程設計的任務是對機械的主體機構連桿機構、飛輪機構凸輪機構，進行設計和運動分析、動態靜力分析，并根據給定機器的工作要求，在此基礎上設計凸輪，或對各機構進行

1 運動分析。

二、概述

§2.1課程設計任務書

工作原理及工藝動作過程 牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機床，如圖(a）所示，由導桿機構1-2-3-4-5帶動刨頭5和削刀6作往復切削運動。工作行程時，刨刀速度要平穩，空回行程時，刨刀要快速退回，即要有極回作用。切削階段刨刀應近似勻速運動，以提高刨刀的使用壽命和工件的表面 加工質量。切削如圖所示。

§2.2.原始數據及設計要求

三、設計說明書（詳情見A1圖紙）

§3.1、畫機構的運動簡圖

以O 4為原點定出坐標系，根據尺寸分別定出O 2點B點，C點。確定機構運動時的左右極限位置。曲柄位置圖的作法為，取1和8’為工作行程起點和終點所對應的曲柄位置，1’和7’為切削起點和終點所對應的曲柄位置，其余2、3?12等，是由位置1起，順ω2方向將曲柄圓作12等分的位置，如下圖：

§3.2 導桿機構的運動分析

11位置的速度與加速度分析 1）速度分析

取曲柄位置“11”進行速度分析。因構件2和3在A處的轉動副相連，故VA2=VA3，其大小等于W2lO2A，方向垂直于O2 A線，指向與ω2一致。

曲柄的角速度 ω2=2πn2/60 rad/s=6.702rad/s υA3=υA2=ω2〃lO2A=6.702×0.09m/s=0.603m/s（⊥O2A）

取構件3和4的重合點A進行速度分析。列速度矢量方程，得

υA4= υA3+ υA4A3 大小 ？

√ ？ 方向 ⊥O4B ⊥O2A ∥O4B 取速度極點P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm ，作速度多邊形如下圖

由圖得

υA4=0.567m/s

υA4A3 =0.208m/s

用速度影響法求得

VB5=VB4=VA4*04B/O4A=1.244m/s 又

ω4=VA4/O4A=2.145rad/s 取5構件為研究對象，列速度矢量方程，得

vC = vB+ vCB 大小

？ √ ？ 方向 ∥XX ⊥O4B ⊥BC 取速度極點P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm, 作速度多邊行如

5 上圖。 則圖知， vC5= 1.245m/s

Vc5b5=0.111m/s

ω5=0.6350rad/s

2）加速度分析

取曲柄位置“11”進行加速度分析。因構件2和3在A點處的轉動副相連， 故aA2n=aA3n,其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。 ω2=6.702rad/s, aA3n=aA2n=ω22lO2A=6.702×0.09 m/s2=4.0425m/s2 取3、4構件重合點A為研究對象，列加速度矢量方程得：

aA4 = aA4n + aA4τ

= aA2n

+ aA4A2k

+

aA4A

2大小:

？

ω42lO4A

？

√

2ω4υA4 A2

？

方向: ？ A→O4 ⊥O4B A→O2

⊥O4B

∥O4B 取加速度極點為P＇，加速度比例尺μa=0.1（m/s2）/mm, 作加速度多邊形如下圖所示。

由圖可知

aA4=2.593m/s2 用加速度影響法求得

aB4= aB5 = aA4* L04B / L04A =5.690 m /s2 又

ac5B5n =0.0701m/s2 取5構件為研究對象，列加速度矢量方程，得

ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5τ 大小

？

√

w52 Lbc

？ 方向

∥XX √

c→b

⊥BC 作加速度多邊形如上圖，則

″

aC5B5τ= C5′C5·μa =2.176m/s2

aC5 =4.922m/s2

7

3號位置的速度與加速度分析 1) 速度分析

取曲柄位置“3”進行速度分析，因構件2和3在A處的轉動副相連，故VA3=VA2，，其大小等于w2〃lO2A，方向垂直于O2 A線，指向與w2一致。

曲柄的角速度 ω2=2πn2/60 rad/s=6.702rad/s υA3=υA2=ω2〃lO2A=6.702×0.09m/s=0.603m/s（⊥O2A） 取構件3和4的重合點A進行速度分析，列速度矢量方程， 得， VA4

=VA3

+ VA4A3

大小

？

√

？

方向

⊥O4B

⊥O2A

∥O4B 取速度極點P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm ，作速度多邊形如下圖

VA4=pa4〃μv= 0.487m/s VA4A3=a3a4〃μv= 0.356 m/s w4=VA4?lO4A=1.163rad/s VB=w4×lO4B= 0.675m/s

取5構件作為研究對象，列速度矢量方程，得

υC =

υB

+

υCB

大小

？

√

？ 方向 ∥XX（向右）

⊥O4B

⊥BC

取速度極點P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm, 作速度多邊形如上， 則

Vc5=0.669m/s

Vcb=0.102m/s

W5=0.589rad/s 2）。加速度分析

取曲柄位置“3”進行加速度分析。因構件2和3在A點處的轉動副相連， 故aA2n=aA3n,其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。ω2=6.702rad/s,

9 aA2n=aA3n=ω22lO2A=6.702×0.09 m/s2=4.0426m/s2 取3、4構件重合點A為研究對象，列加速度矢量方程得：

aA4 =aA4n+ aA4τ = aA3n + aA4A3K + aA4A3v 大小: ？ ω42lO4A ？ √ 2ω4υA4 A3 ？ 方向 ？ B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B ∥O4B（沿導路） 取加速度極點為P＇，加速度比例尺μa=0.1（m/s2）/mm, 作加速度多邊形下圖所示：

則由圖知：

aA4 =P′a4′〃μa =3.263m/s2 aB4= aB5 = aA4* L04B / L04A =4.052 m/ s2 取5構件為研究對象，列加速度矢量方程，得

ac = aB + acBn+ a cBτ

10 大小 ？ √ ω5l2CB ？ 方向 ∥X軸 √ C→B ⊥BC 其加速度多邊形如上圖，則 ac =p ′c〃μa =4.58m/s2 §3.3 導桿機構的動態靜力分析 3號點 取3號位置為研究對象：

① 。5-6桿組共受五個力，分別為P、G6、Fi6、R16、R45, 其中R45和R16 方向已知，大小未知，切削力P沿X軸方向，指向刀架，重力G6和支座反力R16 均垂直于質心， R45沿桿方向由C指向B，慣性力Fi6大小可由運動分析求得，方向水平向左。選取比例尺μ= (40N)/mm，受力分析和力的多邊形如圖所示：

已知：

已知P=9000N，G6=800N， 又ac=ac5=4.58m/s2 那么我們可以計算 FI6=- G6/g×ac =-800/10×4.5795229205 =-366.361N 又ΣF=P + G6 + FI6 + F45 + FRI6=0， 方向 //x軸 → ← B→C ↑ 大小 9000 800 √ ？ ？ 又

ΣF=P + G6 + Fi6 + R45 + R16=0， 方向

//x軸

→

←

B→C

↑ 大小

8000

620

√

？

？ 由力多邊形可得：F45=8634.495N

N=950.052 N 在上圖中，對c點取距，有

ΣMC=-P〃yP-G6XS6+ FR16〃x-FI6〃yS6=0 代入數據得x=1.11907557m ②。以3-4桿組為研究對象（μ=50N/mm）

已知： F54=-F45=8634.495N，G4=220N aB4=aA4〃 lO4S4/lO4A=2.261m/s2 ， αS4=α4=7.797ad/s2

可得：

FI4=-G4/g×aS4 =-220/10×2.2610419N=-49.7429218N MS4=-JS4〃aS4=-9.356 對O4點取矩：

MO4= Ms4 + Fi4×X4 + F23×X23-R54×X54 - G4×X4 = 0 代入數據，得：

13 MO4=-9.356-49.742×0.29+F23×0.4185+8634.495×0.574+220×0.0440=0 故：

F23=11810.773N Fx + Fy + G4 + FI4 + F23 + F54 = 0 方向： ？ ？ √ M4o4 √ √ 大小： √ √ → √ ┴O4B √

解得：

Fx=2991.612N Fy=1414.405N 方向豎直向下

③。對曲柄分析，共受2個力，分別為F32,F12和一個力偶M,由于滑塊3為二力桿，所以F32=F34，方向相反，因為曲柄2只受兩個力和一個力偶，所以F12與F32等大反力。受力如圖：

17 h2=72.65303694mm,則， 對曲柄列平行方程有， ΣMO2=M-F32〃h2=0 即

M=0.0726*11810.773=0， 即M=858.088N〃M

§3.4刨頭的運動簡圖

§3.5飛輪設計

1、環取取曲柄AB為等效構件，根據機構位置和切削阻力Fr確定一個運動循的等效阻力矩根據個位置時

值，采用數值積分中的梯形法，計算曲柄處于各的功

??。因為驅動力矩可視為

，確定等效驅動力常數，所以按照

17 矩Md。

2、估算飛輪轉動慣量 由

確定等效力矩

。

§3.6凸輪機構設計

1、 已知：擺桿為等加速等減速運動規律，其推程運動角?o?=10o，回程運動角?0"=70o，擺桿長度=70遠休止角001lo9D=135mm，最大擺角?max=15o，許用壓力角[?]=38. 2.要求: (1) 計算從動件位移、速度、加速度并繪制線圖。 （2）確定凸輪機構的基本尺寸，選取滾子半徑，劃出凸輪實際輪廓線，并按比例繪出機構運動簡圖。

3、設計步驟：

1、取任意一點O2為圓心，以作r0=45mm基圓；

2、再以O2為圓心，以lO2O9/μl=150mm為半徑作轉軸圓；

3、在轉軸圓上O2右下方任取一點O9;

4、以O9為圓心，以lOqD/μl=135mm為半徑畫弧與基圓交于D點。O9D即為擺動從動件推程起始位置，再以逆時針方向旋轉并在轉軸圓上分別畫出推程、遠休、回程、近休，這四個階段。再以11.6°對推程段等分、11.6°對回程段等分（對應的角位移如下表所示），并用A進行標記，于是得到了轉軸圓山的一系列的點，這些點即為擺桿再反轉過程中依次占據的點，然后以各個位置為起始位置，把擺桿的相應位置

?畫出來，這樣就得到了凸輪理論廓線上的一系列點的位置，再用光滑曲

19 線把各個點連接起來即可得到凸輪的外輪廓。

5、凸輪曲線上最小曲率半徑的確定及滾子半徑的選擇

（1）用圖解法確定凸輪理論廓線上的最小曲率半徑min?：先用目測法估計凸輪理論廓線上的min?的大致位置（可記為A點）；以A點位圓心，任選較小的半徑r 作圓交于廓線上的B、C點；分別以B、C為圓心，以同樣的半徑r畫圓，三個小圓分別交于D、E、F、G四個點處，如下圖9所示；過D、E兩點作直線，再過F、G兩點作直線，兩直線交于O點，則O點近似為凸輪廓線上A點的曲率中心，曲率半徑?min?OA?；此次設計中，凸輪理論廓線的最小曲率半徑?min? 26.7651mm。

凸輪最小曲率半徑確定圖 （2）凸輪滾子半徑的選擇（rT）

凸輪滾子半徑的確定可從兩個方向考慮： 幾何因素——應保證凸輪在各個點車的實際輪廓曲率半徑不小于1~5mm。對于凸輪的凸曲線處???C?rT，

對于凸輪的凹輪廓線???C?rT（這種情況可以不用考慮，因為它不會發生

失真現象）；這次設計的輪廓曲線上，最

20 小的理論曲率半徑所在之處恰為凸輪

上的凸曲線，則應用公式：???min?rT?5?rT??min?5?21.7651mm；滾

子的尺寸還受到其強度、結構的限制，不能做的太小，通常取rT?(0.1?0.5)r0

及4.5?rT?22.5mm。綜合這兩方面的考慮，選擇滾子半徑可取rT=15mm。

然后，再選取滾子半徑rT，畫出凸輪的實際廓線。 設計過程 1.凸輪運動規律 推程0≤2φ≤δo /2時：

???2?max1??2??20????4?max?1?2????0,?0???0??2???4?max?2 ????1??20

推程δo /2≤φ≤δo時：

????2?max1?max?（?2??20??）0????4?max?1?（?????20??）0???0?2,??0???4?max?2????1???20

回程δo+δs01≤φ≤δo+δs+δ"o/2時：

21 ????2?max1??max2??"2?0????4?max?1??????"2?0??0,?0"??2???4?max?2????1???"20

回程δo+δs+δ’o/2≤φ≤δo+δs+δ’o時：????2?max1（?0"??）2??"20????4?max?1??（?????"20"??）0???0"?2,??0"???4?max?2????1??"20

2、依據上述運動方程繪制角位移ψ、角速度ω、及角加速度β的曲線，由公式得出如下數據關系 （1）角位移曲線：

（2）角速度ω曲線:

22

（3）角加速度曲線:

4）、求基圓半徑ro及lO9O2

23

3、由所得數據畫出從動桿運動線圖

§3.7齒輪機構設計 1 、設計要求：

24

計算該對齒輪傳動的各部分尺寸，以2號圖紙繪制齒輪傳動的嚙合圖，整理說明書。

2、齒輪副Z1-Z2的變位系數的確定

齒輪2的齒數Z2確定：

ｉo＇＇2=40＊Z2／16＊13=n0＇＇／no2=7.5

得Z2=39

取x1=-x2=0.5

x1min=17-13／17=0.236 x2min=17-39／17=-1.29

計算兩齒輪的幾何尺寸：

小齒輪

d1=m＊Z1=6＊13=78mm

ha1=（ha*+x1）*m=（1+0.5）*6=9mm

hf1=（ha*+c*-x1）*m=（1+0.25-0.5）*6=4.5mm

da1=d1+2*ha1=78+2*9=96

df1=d1-2*h f1=78-9=69

db1=d1*cosɑ=78*cos20?=73.3

25

四 心得體會

機械原理課程設計是機械設計制造及其自動化專業教學活動中不可或缺的一個重要環節。作為一名機械設計制造及其自動化大三的學生，我覺得有這樣的實訓是十分有意義的。在已經度過的生活里我們大多數接觸的不是專業課或幾門專業基礎課。在課堂上掌握的僅僅是專業基礎理論面，如何去面對現實中的各種機械設計？如何把我們所學的專業理論知識運用到實踐當中呢？我想這樣的實訓為我們提供了良好的實踐平臺。

一周的機械原理課程設計就這樣結束了，在這次實踐的過程中學到了很多東西，既鞏固了上課時所學的知識，又學到了一些課堂內學不到的東西，還領略到了別人在處理專業技能問題時顯示出的優秀品質，更深切的體會到人與人之間的那種相互協調合作的機制，最重要的還是自己對一些問題的看法產生了良性的變化。

其中在創新設計時感覺到自己的思維有一條線發散出了很多線，想到很多能夠達到要求的執行機構，雖然有些設計由于制造工藝要求高等因素難以用于實際，但自己很欣慰能夠想到獨特之處。這個過程也鍛煉了自己運用所學知識對設計的簡單評價的技能。

26

五、參考文獻

1、《機械原理教程》第7版

主編：孫桓

高等教育出版社

2、《機械原理課程設計指導書》主編:戴娟

高等教育出版社

3、《理論力學》主編：尹冠生

27

西北工業大學出版社

機械原理課程設計篇6

課程設計說明書

題目名稱：平面六桿機構

學院：機械工程學院 專業：機械設計制造及其自動化 學生姓名：楊鵬

班級：機英102班 學號：10431042

一、 設計題目及原始數據

二、 設計要求

三、 機構運動分析與力的分析

1、機構的運動分析

位置分析：θ=θ。+arctan(1/2) ﹦〉θ。=θ-arctan(1/2) 機構封閉矢量方程式：L1+L2-L3-LAD=0 L1^(iθ1)+L2(iθ2)=LAD+L3^(iθ3)

①

實部與虛部分離得：l1cosθ1+l2cosθ2=lAD+l3cosθl1sinθ1+l2sinθ2= l3cosθ3 由此方程組可求得未知方位角θ3。

當要求解θ3時，應將θ2消去，為此可先將上面兩分式左端含θ1的項移到等式的右端，然后分別將兩端平方并相加，可得 l2^2=l3^2+lAD^2+l1^2+2*l3*lAD*cosθ3-2*l1*l3*cos（θ3-θ1）-2*l1*lAD*cosθ1 經整理并可簡化為：Asinθ3+Bcosθ3+C=0

式中：A=2*l1*l3*sinθ1；B=2*l3*(l1*cosθ1-lAD)；

C=l2^2-l1^2-l3^2-lAD^2+2*l1*l4*cosθ1; 解之可得：

tan（θ3/2）=（A-√（A^2+B^2-C^2））/（B-C) θ3=2*arctan（(A-√（A^2+B^2-C^2））/(B-C)）-arctan(0.5) 在求得了θ3之后，就可以利用上面②式求得θ2。

θ2=arcsin(l3sinθ3-l1sinθ1) 將①式對時間t求導，可得

②

L1w1e^(iθ1)+L2w2e^(iθ2)=L3w3e^(iθ3) ③

將③式的實部和虛部分離，得

L1w1cosθ1+L2w2cosθ2=L3w3cosθ3 L1w1sinθ1+L2w2sinθ2=L3w3sinθ3 聯解上兩式可求得兩個未知角速度w2、w3,即

W2=-w1*l1*sin（θ1-θ3）/（l2*sin（θ2-θ3）） W3=-w1*l1*sin（θ1-θ2）/（l3*sin（θ3-θ2））

且w1=2π*n1 將③對時間t求導，可得

il1w1^2*e^(iθ1)+l2α2*e^(iθ2)+il2w2^2*e(iθ2)=l3α3*e^(iθ3)+il3w3^2*e^(iθ3) 將上式的實部和虛部分離，有

l1w1^2*cosθ1+l2α2* sinθ2+l2w2^2* cosθ2=l3α3* sin

θ3+l3w3^2* cosθ3 -l1w1^2* sinθ1+l2α2* cosθ2-l2w2^2* sinθ2=l3α3*

cosθ3-l3w3^2* sinθ3 聯解上兩式即可求得兩個未知的角加速度α

2、α3，即

α2=(-l1w1^2*cos（θ1-θ3）-l2w2^2*cos（θ2-θ3）+l3w3^2)/l3*sin（θ2-θ3） α3=(l1w1^2*cos（θ1-θ2）-l3w3^2*cos（θ3-θ2）+l2w2^2)/l3*sin（θ3-θ2） 在封閉矢量多邊形DEF中，有LDE+LEF=LDF 改寫并表示為復數矢量形式：lDE*e^(iθ3)+lEF*e^(iθ4)=lDF

將上式對時間t求導，可得

lDE*w3* e^(iθ3)=- lEF*w4*e^(iθ4) ④

將上式的實部和虛部分離，可得

lDE*w3*sinθ3=- lEF*w4* sinθ4 lDE*w3*cosθ3=- lEF*w4* cosθ4 =＞w4= -lDE*w3*sinθ3/lEF* sinθ4 將④式對時間t求導，可得

ilDE*w3^2* e^(iθ3)+lDE*α3* e^(iθ3)=-ilEF*w4^2* e^(iθ4)-lEF*α4* e^(iθ4) 將上式的實部和虛部分離，有

lDE*α3* sinθ3+ lDE*w3^2* cosθ3=-lEF*α4* sinθ4- lEF*w4^2* cosθ4 lDE*α3* cosθ3- lDE*w3^2* sinθ3=-lEF*α4* cosθ4+lEF*w4^2* sinθ4 =＞α4= -(lDE*α3* sinθ3+ lDE*w3^2* cosθ3+ lEF*w4^2* cosθ4)/ lEF* sinθ4 在三角形∠DEF中：lAD^2=lDF^2+lDE^2-2*lDF*lDE*cosθ3 ﹦〉lDF=lDEcosθ3+√(lAD^2-lDE^2sinθ3)

即從動件的位移方程:S= lDF=lDEcosθ3+√（lAD^2-lDE^2sinθ3) 將上式對時間求導t得，從動件的速度方程: V=-lDEsinθ3-lDE^2*sin(2*θ3)_/(2* √(lAD^2-lDE^2sinθ3)） 將上式對時間求導t得，從動件的加速度方程：

a=-lDEcosθ3-（lDE^2*cos(2*θ3)*√(lAD^2-lDE^2sinθ3)+lDE^4*sin(2*θ3)^2/(4*(2* √(lAD^2-lDE^2sinθ3)）)/(lAD^2-lDE^2*sinθ3^2)

2、機構的力的分析

先對滑塊5進行受力分析，由∑F=0可得，

Pr=F45*cosθ4+m5*a FN=G+F45*sinθ4 得F45=(Pr-m5*a)/ cosθ4 在三角形∠DEF中，由正弦定理可得

lDE/sinθ4=l4/ sinθ3=＞sinθ4=lDE* sinθ3/l4 =＞θ4=arc(lDE* sinθ3/l4) 再對桿4受力分析，由∑F=0可得， F34+FI4=F54且FI4=m4*as4、F54=-F45 =＞F34=F54-FI4=＞F34=-F45-m4*as4 Ls4=LAD+LDE+LEs4 即 Ls4=lAD+lDE*e^(iθ3)+lEs4*e^(iθ4) 將上式對時間t分別求一次和二次導數，并經變換整理可得Vs4和as4的矢量表達式，即

Vs4=-lDE*w3*sinθ3-lEs4*w4*sinθ4 as4=-lDE*w3^2*cosθ3+lEs4*α4*sinθ4+w4^2*lEs4*cosθ4 對桿2、3受力分析：有MI3=J3*α3 l3^t*F23-MI3=l3* e^i(90°+θ3)*(F23x+iF23y)-MI3

=-l3*F23x* sinθ3-l3*F23y* cosθ3-MI3+i(l3*F23x* cosθ3-l3*F23y* sinθ3)=0 由上式的實部等于零可得

--l3*F23x* sinθ3-l3*F23y* cosθ3-MI3=0 ⑤ 同理，得

l2^t*(-F23)= -l2* e^i(90°+θ2)*(F23x+iF23y)= l2*F23x* sinθ2+l2*F23y* cosθ2+i(l2*F23x* cosθ2+l2*F23y* sinθ2)=0 由上式的實部等于零，可得

l2*F23x* sinθ2+l2*F23y* cosθ2=0 ⑥ 聯立⑤、⑥式求解，得

F23x=MI3* cosθ2/(l3* sinθ2* cosθ3-l3* sinθ3* cosθ2) F23y=MI3* sinθ2/(l3* sinθ3* cosθ2-l3* sinθ2* cosθ3) 根據構件3上的諸力平衡條件，∑F=0，可得

F32=-F23 根據構件2上的力平衡條件，∑F=0，可得

F32=F12 對于構件1，F21=-F12=＞F21=F23 而M=l1^t*F21=l1*e^i(90°+θ1)*(F21x+iF21y)=l1*F21x*sinθ1+l1*F21y*cosθ1+i(F21x*cosθ1-F21y*sinθ1) 由上式的等式兩端的實部相等可得： M=l1*F21x*sinθ1+l1*F21y*cosθ1

=＞M=l1* F23x*sinθ1+l1* F23y*cosθ1

四、 附從動件位移、速度、加速度的曲線圖、作用在主動件上的平衡力矩的曲線圖

五、 機構運動簡圖

CEθ2Bθ1ADθ4θ3F

六、 設計源程序

位移程序：

clc;clear l1=0.08; l2=0.3; l3=0.3; l4=0.2; l5=sqrt（0.2)； t=0:0.01:2*pi; for i=1:length(t)； x1=t(i)； A=2*l1*l3*sin(x1)； B=2*l1*l3*cos(x1)-2*l3*l5; C=l2^2-l1^2-l3^2-l5^2+2*l1*l5*cos(x1)； k=(A-sqrt(A^2+B^2-C^2)）/（B-C)； x3=2*atan(k)-atan(0.5)； s=0.5*l3*cos(x3)+sqrt(l4^2-(0.5*l3)^2*(sin(x3)^2)）； q(i)=s; end

plot(t,q) title（"滑塊的位移隨x1的變化曲線"） 速度程序：

clc;clear l1=0.08; l2=0.3; l3=0.3; l4=0.2;l5=sqrt（0.2)； t=0:0.01:2*pi; for i=1:length(t)； x1=t(i)； A=2*l1*l3*sin(x1)； B=2*l1*l3*cos(x1)-2*l3*l5; C=l2^2-l1^2-l3^2-l5^2+2*l1*l5*cos(x1)； k=(A-sqrt(A^2+B^2-C^2)）/(B-C)； x3=2*atan(k)-atan(0.5)；

v=-0.5*l3*sin（x3)-（(0.5*l3）^2*sin(2*x3)）/（2*sqrt(l4^2-(0.5*l3)^2*(sin(x3)^2)）)；; q(i)=v; end

plot(t,q) title（"滑塊的速度隨x1的變化曲線"） 加速度程序：

clc;clear l1=0.08; l2=0.3; l3=0.3; l4=0.2;l5=sqrt（0.2)； t=0:0.01:2*pi; for i=1:length(t)； x1=t(i)； A=2*l1*l3*sin(x1)； B=2*l1*l3*cos(x1)-2*l3*l5; C=l2^2-l1^2-l3^2-l5^2+2*l1*l5*cos(x1)； k=(A-sqrt(A^2+B^2-C^2)）/（B-C)； x3=2*atan(k)-atan(0.5)； a =- (3*cos(x3)）/20（9*sin(x3)^2)/400)^(1/2)）（9*sin(x3)^2)/400)^(3/2)）； q(i)=a; end

plot(t,q) title（"滑塊的加速度隨x1的變化曲線"） 平衡力偶程序：

clc;clear l1=0.08; l2=0.3; l3=0.3; l4=0.2; l5=sqrt(0.2)； J3=0.01; n1=400; t=0:0.01:2*pi; for i=1:length(t)； z1=t(i)；

A=2*l1*l3*sin(z1)； B=2*l1*l3*cos(z1)-2*l3*l5;

C=l2^2-l1^2-l3^2-l5^2+2*l1*l5*cos（z1)； k=(A-sqrt(A^2+B^2-C^2)）/(B-C)； z3=2*atan(k)-atan(0.5)；

z2=asin（l3*sin(z3)-l1*sin(z1)）； w1=2*pi*n1;

w2=（-w1*l1*sin(z1-z3)）/（l2*sin(z2-z3)）； w3=（-w1*l1*sin(z1-z2)）/（l3*sin(z3-z2)）；

a3=(l1*w1^2*cos(z1-z2)-l3*w3^2*cos(z3-z2)+l2*w2^2)/l3*sin(z3-z2)； MI3=J3*a3;

F23x=MI3* cos（z2)/(l3* sin(z2)* cos(z3)-l3* sin(z3)* cos(z2)）；

F23y=MI3* sin（z2)/(l3* sin(z3)* cos(z2)-l3* sin(z2)* cos(z3)）； M=l1* F23x*sin(z1)+l1* F23y*cos(z1)； q(i)=M; end plot(t,q)

title（"構件1的平衡力偶隨z1的變化曲線"）

七、 設計心得

這次課程設計讓我對機械成品的誕生有了一個初步的認識，沒想到一個簡單的連桿機構都那么復雜，很多應該提前掌握的原理，知識，我們都是現學現賣，真是汗顏，而matlab也是我們才接觸不久的，雖然加強了我自主學習的能力，但也是對我一個很大的挑戰。我以前學習過C語言，本以為對編程有點底子，會好很多，可是事實上卻并非如此，還是不停的出現各種問題，只好不停的完善，重來。從剛剛接觸的matlab，一步步的熟悉它，到最終完成這次的課程設計，這些讓我們的假期充實不少。相信這次課程設計，會為我們下學期學機械設計課程，打下一個良好的基礎，如此而已。

八、 主要參考資料

1、機械原理第七版課本； 2.MATLAB程序編程； 3.理論力學課本等；

CEθ2Bθ1ADθ4θ3F

圖表 1

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