機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書hm

機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)PAGEPAGE15機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)2012屆機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書專業(yè)班級(jí)：機(jī)械12xx班姓名：XXX學(xué)號(hào)：20120000000指導(dǎo)教師：XXX2015年6月21號(hào)前言機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)能力的技術(shù)基礎(chǔ)課程，它是機(jī)械原理課程學(xué)習(xí)過程中的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。其目的是以機(jī)械原理課程的學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，進(jìn)一步鞏固和加深所學(xué)的基本理論、基本概念和基本知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決與本課程有關(guān)的具體機(jī)械所涉及的實(shí)際問題的能力，使學(xué)生熟悉機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟及方法，其中包括選型、運(yùn)動(dòng)方案的確定、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的分析和整體設(shè)計(jì)等，并進(jìn)一步提高計(jì)算、分析，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、繪圖以及查閱和使用文獻(xiàn)的綜合能力。目錄前言 2目錄 3機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)書 4一、飛輪設(shè)計(jì) 11.1求驅(qū)動(dòng)力矩 11.2繪制驅(qū)動(dòng)力矩及等效阻抗力矩圖像 11.3求阻力功 11.4繪制阻力功及驅(qū)動(dòng)功線圖 21.5求最大動(dòng)態(tài)剩余功 21.6繪制動(dòng)態(tài)剩余功圖線QUOTE 31.7計(jì)算飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 4二、凸輪設(shè)計(jì) 52.1分析各段推程方程 52.2選取滾子半徑 62.3計(jì)算角度與推程 72.4驗(yàn)算凸輪壓力角 82.5畫圖分析 9三、變位齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 103.1確定變位系數(shù) 103.2計(jì)算齒輪傳動(dòng)各部分尺寸 113.3繪制傳動(dòng)嚙合圖 113.4校核嚙合情況 12設(shè)計(jì)小結(jié) 13參考文獻(xiàn) 14設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)計(jì)算過程設(shè)計(jì)結(jié)果一、飛輪設(shè)計(jì)1.驅(qū)動(dòng)力矩求解2.力矩圖像繪制3.阻力功求解飛輪設(shè)計(jì)12345678910111207037439327515-14-16-17-14-3227表1.1等效阻抗力矩1.1求驅(qū)動(dòng)力矩Md由式得上式中Md為驅(qū)動(dòng)力矩，Mr為等效阻抗力矩代入已知的等效阻抗力矩可得1.2繪制驅(qū)動(dòng)力矩Md及等效阻抗力矩Mr圖像將表1.1中的機(jī)構(gòu)各個(gè)位置的等效阻抗力矩Mr，以力矩比例尺和角度比例尺繪制一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)的等效阻抗力矩QUOTE（如圖1.1），QUOTE用圖解積分法求出在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)的動(dòng)態(tài)等功QUOTE。1.3求阻力功Ar有公式QUOTE和公式可求出阻力功，由于曲線方程計(jì)算較難，采用取近似值，僅計(jì)算三角形或梯形的面積以等同于曲線包圍的面積。計(jì)算公式為設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)計(jì)算過程設(shè)計(jì)結(jié)果4.功阻力及驅(qū)動(dòng)力功線圖繪制5.最大盈虧功求解于是計(jì)算結(jié)果如下表1.2：Ar10Ar218.3Ar3134.5Ar4335.3Ar5510.2Ar6586.1Ar7586.4Ar8578.5Ar9569.9Ar10561.0Ar11548.2Ar12546.9Ar13554.0表1.2阻力功Ar1.4繪制阻力功Ar及驅(qū)動(dòng)功Ad線圖將表1.2中的數(shù)據(jù)以的比例尺在2號(hào)圖紙上描出，再用光滑曲線連接，所得曲線即為阻力功線圖QUOTE。繪制動(dòng)力矩Md所做的驅(qū)動(dòng)功線圖。因?yàn)镸d是一個(gè)常數(shù)，且一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中驅(qū)動(dòng)等于阻力功，故將一個(gè)循環(huán)中的Ar=Ar()線圖的始末兩點(diǎn)以直線相連，即為Ad=Ad()線圖。1.5求最大動(dòng)態(tài)剩余功A’求最大動(dòng)態(tài)剩余功A’，將Ar=Ar()QUOTE與Ad=Ad()兩線圖相減，即得到一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中的動(dòng)態(tài)剩余功，該坐標(biāo)中的縱坐標(biāo)最高設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)計(jì)算過程設(shè)計(jì)結(jié)果6.動(dòng)態(tài)剩余功圖線繪制QUOTE點(diǎn)與最低點(diǎn)的距離，即表示最大動(dòng)態(tài)剩余功。計(jì)算公式為：計(jì)算結(jié)果如下表：027.86-42.18-196.82-325.56-355.3-309.44-255.38-200.62-145.56-86.6-39.140表1.3剩余功繪制動(dòng)態(tài)剩余功圖線將上表1.3的數(shù)據(jù)在2號(hào)圖中描出，再用光滑曲線連接，所得曲線即為一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中的動(dòng)態(tài)剩余功設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)計(jì)算過程設(shè)計(jì)結(jié)果7.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算將曲線的最大值減去最小值就是最大剩余功的值。于是1.7計(jì)算飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量QUOTEJF由所得的A’，按下式確定飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（參見[2]P43）取n=60~100可得（參見[3]P272）計(jì)算得設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)計(jì)算過程設(shè)計(jì)結(jié)果二、凸輪設(shè)計(jì)1.推程方程分析凸輪設(shè)計(jì)已知：從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為推程余弦運(yùn)動(dòng)，回程等加速等減速運(yùn)動(dòng)，凸輪與曲柄共軸。符號(hào)r0單位304010301503012060運(yùn)動(dòng)規(guī)律余弦運(yùn)動(dòng)等加速等減速凸輪參數(shù)：

根據(jù)已知求出凸輪的基本尺寸，選取滾子半徑，繪制凸輪實(shí)際廓線。以上內(nèi)容畫在2號(hào)圖紙上。2.1分析各段推程方程由題分析知，共分為4段，其運(yùn)動(dòng)方程如下：（參見[3]P85）（1）根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出并用幾何方法繪制a.推程設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)計(jì)算過程設(shè)計(jì)結(jié)果2.滾子半徑選取b.回程等加速回程：=等減速回程：=2.2選取滾子半徑由式（參見[3]P99）結(jié)合滾子的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度考慮取設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)計(jì)算過程設(shè)計(jì)結(jié)果3.角度與推程計(jì)算計(jì)算角度與推程根據(jù)2.1中的運(yùn)動(dòng)方程，取每QUOTE5°一個(gè)推程，得下表：δsδsδs5°0.082125°27.990245°12.60410°0.328130°28.703250°10.41715°0.734135°29.230255°8.43820°1.297140°29.672260°6.66725°2.000145°29.900265°5.10430°2.865150°30.000270°3.75035°3.853155°30.000275°2.60440°4.963160°30.000280°1.66745°6.183165°30.000285°0.93850°7.500170°30.000290°0.41755°8.890175°30.000295°0.10460°10.365180°30.000300°065°11.880185°29.895305°070°13.432190°29.583310°075°15.000195°29.063315°080°16.568200°28.334320°085°18.120205°27.396325°090°19.635210°26.250330°095°21.100215°24.896335°0100°22.500220°23.333340°0105°23.820225°21.563345°0110°25.037230°19.583350°0115°26.150235°17.396355°0120°27.135240°15.000360°0設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)計(jì)算過程設(shè)計(jì)結(jié)果4.凸輪壓力角驗(yàn)算由表中的數(shù)據(jù)模擬曲線得圖2.1:圖2.1角度與推程2.4驗(yàn)算凸輪壓力角由式（參見[3]P97）式中“±”的確定與從動(dòng)件導(dǎo)路相對(duì)于凸輪回轉(zhuǎn)中心的偏置位置有關(guān)。（即C點(diǎn)和P點(diǎn)同側(cè)取正），詳細(xì)參閱[3]。計(jì)算并驗(yàn)證壓力角得表2.2：δαδα15°-6.42195°-8.4930°0.80210°-8.9645°5.96225°-9.7660°8.25240°-11.0675°8.47255°-12.4090°6.95270°-13.57105°4.17285°-14.32120°0.50300°-14.48135°-3.74315°-14.48150°-8.28330°-14.48165°-8.28345°-14.48180°-8.28360°-14.48表2.2凸輪壓力角設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)計(jì)算過程設(shè)計(jì)結(jié)果5.畫圖分析由表得最大壓力角QUOTE即設(shè)計(jì)的凸輪合格2.5畫圖分析由機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書可知：用作圖法進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)。由凸輪運(yùn)動(dòng)方程繪制出凸輪推程，遠(yuǎn)休止，回程和近休止的運(yùn)動(dòng)線圖。作圖方法如下：（1）按表2.1做圖2.1于2號(hào)圖上（2）作凸輪廓線圖以r0為半徑作基圓，過圓心取偏心距作一直線與基圓的交點(diǎn)為從動(dòng)件初始位置，以該偏心距所在的半徑為起始半徑，量取一段150°的圓弧，平均分成10份，過半徑作切線。在運(yùn)動(dòng)線圖上相應(yīng)量出橫坐標(biāo)到相應(yīng)交點(diǎn)的距離，該距離即為切線上的點(diǎn)距到基圓交點(diǎn)的距離，將所有的點(diǎn)用光滑曲線連接起來，并在該曲線上上的點(diǎn)作為滾子的圓心，以rT為半徑做出滾子輪廓（僅做推程和回程階段的），將所有的滾子輪廓線用光滑的曲線連接起來（遠(yuǎn)休止和近休止部分用圓規(guī)補(bǔ)出），即為凸輪的實(shí)際輪廓線。凸輪合格設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)計(jì)算過程設(shè)計(jì)結(jié)果三、變位齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1.變位系數(shù)確定變位齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案：符號(hào)z1z2mα方案二15571020已知：齒數(shù)，模數(shù)，壓力角如上，齒輪為正常齒制，工作情況為閉式傳動(dòng)。要求：選擇變位系數(shù)，計(jì)算該對(duì)齒輪傳動(dòng)的各部分尺寸，在2號(hào)圖紙上繪制出齒輪傳動(dòng)的嚙合圖。3.1確定變位系數(shù)分析：由已知可得，其屬于非限定中心距設(shè)計(jì)。希望采用標(biāo)準(zhǔn)中心距的直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，其滿足，采用等移距變位傳動(dòng)，即由式（參見[2]P68）解得

查[1]P13-19可得且（參見[2]P67）所以設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)計(jì)算過程設(shè)計(jì)結(jié)果2.齒輪參數(shù)計(jì)算3.傳動(dòng)嚙合圖繪制3.2.計(jì)算齒輪傳動(dòng)各部分尺寸名稱符號(hào)公式小齒輪大齒輪嚙合角α’α’=α20°20°分度圓直徑dd=mz150570節(jié)圓直徑d’d’=dCOSα/COSα’150570基圓直徑dbdb=dCOSα140.95535.62齒根圓直徑dfdf=(z1-2ha*-2c*+2x1)m133537齒頂圓直徑dada=(z1+2ha*+2x1)m178582中心距aa=(d1’+d2’)/2360分度圓齒槽寬ee=m(π/2-2xtanα)12.7918.45分度圓齒厚se=m(π/2+2xtanα)18.4512.79說明：表中未標(biāo)單位均為mm，表中公式：（參見[2]P72）（參見[3]P118）表3.1齒輪傳動(dòng)尺寸3.3繪制傳動(dòng)嚙合圖繪制步驟如下：根據(jù)中心距確定兩齒輪圓心并做中心線，用點(diǎn)畫線連接兩圓心；繪制兩齒輪的基圓，并作兩基圓的公切線分別為QUOTE和QUOTE，與點(diǎn)畫線交于P，QUOTE即為嚙合線，P為嚙合點(diǎn)；設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)計(jì)算過程設(shè)計(jì)結(jié)果4.嚙合情況校核做出分度圓、齒根圓、齒頂圓，齒頂圓與嚙合線交于QUOTE和；標(biāo)出兩齒輪的尺寸，利用定義法作出兩齒輪的半齒的漸開線輪廓線（（參見[3]P105））；根據(jù)分度圓齒厚及齒槽寬，擬合嚙合齒輪齒廓，標(biāo)出QUOTE及嚙合點(diǎn)之間的尺寸。3.4校核嚙合情況由式（參見[3]P105）QUOTE解得由式（參見[3]P112）解得：圖上測量得：（參見[3]P112）解得：QUOTE即理論嚙合度為1.526，圖上嚙合度為1.530。對(duì)于圓柱齒輪一般≥1，故滿足嚙合要求。滿足嚙合要求設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)計(jì)算過程設(shè)計(jì)結(jié)果設(shè)計(jì)小結(jié)

這次課程設(shè)計(jì)最大的感觸就是搞設(shè)計(jì)一定得細(xì)心，各方面知識(shí)都要牢固，另外，要學(xué)會(huì)查閱資料。自己動(dòng)手，不懂向老師及同學(xué)請(qǐng)教。我總結(jié)了一下自己的設(shè)計(jì)過程：了解分析課題復(fù)習(xí)課題中運(yùn)用到的知識(shí)找相關(guān)的書籍，相關(guān)的參數(shù)查詢確定設(shè)計(jì)課題