2012-機械原理課程設計指導書

1、 合肥工業(yè)大學機汽學院機械設計系，2012，3一、課程設計的目的 培養(yǎng)綜合掌握和運用各方面的學科知識和實踐技能，獨立分析和解決工程問題的能力，樹立理論聯(lián)系實際的正確設計思想。 激勵打破常規(guī)，拓寬設計思路，善于分析問題，提高創(chuàng)新能力。 掌握各種典型機構的工作原理、運動特性及設計方法，系統(tǒng)了解機械設計運動方案設計的內容和過程，鍛煉機構組合應用的能力，正確進行機械的運動分析和動力分析。 訓練科學研究和工程技術開發(fā)的基本技能，提高計算、繪圖、搜集和使用技術資料、查閱設計手冊、熟悉各類規(guī)范標準、進行數據分析和處理、編寫技術文件等方面的能力。針對給定的課程設計題目，設計滿足一定工藝動作過程和動作的機器運動

2、方案，主要內容為： 機械運動簡圖 1 張，A3 圖紙（機械系統(tǒng)運動簡圖）； 設計計算說明書 1 份（約 20 頁 16k 稿紙）。三、機械運動方案設計機械運動方案是根據機械產品的工藝動作過程選用合適的執(zhí)行機構，用一定的組合方式構成機械系統(tǒng)來完成機械產品的功能。將機械運動方案中各個機構運動尺寸計算并確定得到機構運動簡圖。機器實現(xiàn)其功能所依據的功能可以是相同的，也可能是不相同的。不同的工作原理肯定運動方案是不同的，但依據相同的工作原理也可以設計不同的運動方案。機械運動方案的設計分為以下幾個步驟：機械的功能是多種多樣的，但每一種機構都要完成某一工藝動作過程，設計時把復雜的動作過程分解若干簡單的獨立運

3、動，由若干個執(zhí)行機構來完成。2. 機構選型機構選型指選擇或創(chuàng)新合適的機構，來實現(xiàn)機器所要求的各種執(zhí)行動作和運動形式。1）按運動形式選擇 機器工藝動作所要求的運動形式有：單向轉動、擺動、移動；往復擺動、移動；間歇轉動、擺動、移動；實現(xiàn)給定規(guī)跡。教材表 82 列出了部分由轉動轉換成其他運動的相應機構。2）按執(zhí)行機構功能選擇 機器執(zhí)行動作的功能常為鎖緊、分度、制動、導向等。設計時，依據其功能，查閱手冊，熟悉相應的內容、工作原理，進行分析、比較、選擇或借鑒。3）機構選型應滿足的主要條件 運動規(guī)律 執(zhí)行構件的運動規(guī)律及調節(jié)范圍是機構選型及機構組合基本依據。 運動精度 運動精度的高低對機構選型影響很大。對

4、運動精度要求不高，可采用 承載能力和工作速度 各種機構的承載能力和所能達到的最大工作速度是不同的，因而需根據速度的高低、載荷的大小及特性來選擇合適的機構。 總體布局 要求總體布局合理、緊湊，使機械的輸出斷盡可能靠近輸入端，這樣可省去不必要的傳動機構。 使用條件和工作要求 使用單位所提出的生產工藝要求、生產車間的條件、使用和維修要求等，均對選型和組合有很大的影響。機器所要完成各種工藝動作之間是有序的、相互配合的。各種執(zhí)行機構必須按工藝動作過程的時間順序和相互配合關系來完成各自的運動。描述各執(zhí)行機構間運動協(xié)調關系的圖形稱為機器運動循環(huán)圖。繪制運動循環(huán)圖首先從機構中選擇某一構件為定標件，以該構件的運

5、動（轉角或時間）作為其他機構的基準。通常運動循環(huán)圖有圓形或直角坐標兩種。機器運動循環(huán)圖的作用是：由原動機和執(zhí)行機構的運動要求，通過機構選型來確定原動機和執(zhí)行機構之間的傳動構件。由于完成同一種運動可選用不同的機構，所以就可以提供多種方案。設計時從中選擇一種或幾種較優(yōu)的方案，畫出從原動機、傳動機構到執(zhí)行機構的運動方案（示意圖）。通過機構尺度綜合，設計出完全符合運動要求的構件參數，并按真實尺寸畫出反映機構運動情況的圖形機械運動簡圖。四、設計說明書的編寫1設計說明書的內容（4） 機械運動方案的擬定（設計思想的說明，所選用機構的工作原理及特性），機構的組合方式；（5） 機構運動循環(huán)圖；（1） 設計說明書

6、用鋼筆書寫，采用統(tǒng)一的課程設計報告紙；（2） 編寫說明書時應做到條理清楚、敘述簡明、重點突出、計算正確、文字通順、書寫整潔；（3） 所用的公式和數據應注明來源（參考資料的編碼和頁次）；（4） 全部計算中所用的符號和腳注必須前后一致、不能混淆。（5） 對自成單元的內容應有大小標題，做到層次分明，醒目突出。（6） 繪制機構運動簡圖時應采用規(guī)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差異，應作 必要的解釋，說明原因。說明：本次設計題目共 6 個，其中最后一題為自選題。請每位班長根據班級同學數，按學號均分以下各題。（一）、一種管道外壁清洗和除銹設備的方案

7、設計設 10m10m 的水上平臺由間隔為 2m 的鋼管支撐，鋼管外徑為 600mm，長度為 4m，其中 3m 在水下，1m 在水上?，F(xiàn)要求設計一種該支撐鋼管的管道外壁清洗和除銹設備，滿足以下要求：1.該設備需要攜帶 2 個高壓水槍頭進行施工作業(yè)，每個水槍的噴水后坐力約 100N；2.設備必須經常更換使用地點；3.如果用機械臂式，打開尺寸需控制在 6000mm5000mm3000mm，收回尺寸控制在3000mm1500mm1000mm 左右；5.設備功能：可以攜帶 2 個高壓水槍移動，對直徑 600mm，長 3000mm 以上的管線進行全方位沖洗，移動速度大于 2m/min，動作軌跡：可以繞著管

8、線轉動，并且可以同時沿著管線上下移動；6.電源可用三相 380V 電源，也可以采用柴油動力，或壓縮空氣作為動力源；7.操作方式應采用手動操作，可以采用搖把操作也可以采用按鍵操作，要求操作方法簡易、準確；8.設備移動速度應該有高、中、低 3 檔；高檔速度應取 2m/min 左右，低檔速度應取0.5m/min 左右；9現(xiàn)有一重量為 3T 的立軸式坑道鉆機，工作時需要在狹窄的井下巷道內移動，地面松軟潮濕。巷道寬度為 2m，高度為 3m；機器尺寸為 1.8m1m1.5m。設計一個運輸機構，實現(xiàn)對該機器的搬運，并能在機器工作時作為機架，穩(wěn)定地支撐住機器，能承受足夠的傾翻力矩作用。以下方式可供參考：1.

9、帶履帶的行走機構；2. 輪式行走機構；4. 其他類型的移動方式。請給出完成上述功能的該運輸設備的方案設計。（三）、剪板機設備方案設計要求設計一個剪板機，提供剪切力 8T，能剪切鋼板最大厚度 4mm，最大寬度 2500mm。剪切機構的驅動力可用機械、液壓或電動方式。根據現(xiàn)有機型，給出結構創(chuàng)新的剪板機整機方案設計。要求：不能完全與現(xiàn)有剪板機結構方案雷同。完成一種感興趣的、有一定實用價值的或有一定研究基礎的結構設計，給出完整的運動方案設計。設計內容參考上述題目。每個班級至少有一組同學做自選設計題。鼓勵大家自選，題目要完成的內容請簡要書面說明，由班長統(tǒng)一交給老師確認。 4. 機械運動方案及機構設計機械原理課程設計題例及指導.姜琪.高教版，1991.5. 機 械 設 計 實 用 機 構 與 裝 置 圖 冊 （ Mechanisms and Mechanical DevicesSourcebook）.Neil Sclater, Nicholas P. Chironis 編，鄒平譯.機械工業(yè)出版社，2007,46. 圖書館電子資料及網上其他相關資料。七、課程設計注意事項1. 繪圖工具采用 AUTOCAD、CAXA 等兩維繪圖軟件及 SolidWork