機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)目的和任務(wù)

本文格式為Word版，下載可任意編輯——機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)目的和任務(wù)第一節(jié)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)目的和任務(wù)

一、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的目的

機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是使學(xué)生較全面、系統(tǒng)把握機(jī)械原理課程的基本原理和方法的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生“初步具有確定機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案，分析和設(shè)計(jì)機(jī)械的能力〞及“開(kāi)發(fā)創(chuàng)新能力〞的一種手段。其目的是：

1)以機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)與擬定為結(jié)合點(diǎn)，把機(jī)械原理課程中分散于各章的理論和方法融會(huì)貫穿起來(lái)，進(jìn)一步穩(wěn)定和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)；

2)通過(guò)擬定機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的訓(xùn)練，使學(xué)生初步具有機(jī)構(gòu)選型與組合和確定運(yùn)動(dòng)方案的能力；

3)使學(xué)生在了解機(jī)械運(yùn)動(dòng)的變換與傳遞及力傳遞的過(guò)程中，對(duì)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力分析與設(shè)計(jì)有一個(gè)較完整的概念；

4)進(jìn)一步提高學(xué)生運(yùn)算、繪圖、運(yùn)用計(jì)算機(jī)和技術(shù)資料的能力；

5)通過(guò)編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)，培養(yǎng)學(xué)生表達(dá)、歸納、總結(jié)和獨(dú)立思考與分析的能力。

二、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的任務(wù)

對(duì)給定的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析，將總功能分解；制定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖；設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)各個(gè)分功能的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理，構(gòu)成幾種運(yùn)動(dòng)方案，對(duì)各運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行對(duì)比和選擇；對(duì)選定方案中的機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)，畫(huà)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；設(shè)計(jì)飛輪；對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行必要的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析。

三、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)進(jìn)行的方式

根據(jù)具體狀況有以下幾種方式可供選擇。

1)集中式：在機(jī)械原理課程課堂教學(xué)完成后，集中一段時(shí)間進(jìn)行；2)分散式：將課程設(shè)計(jì)與課程教學(xué)平行安排；3)集中與分散：在機(jī)械原理課程教學(xué)的中后期先進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的調(diào)研及部分工作方案設(shè)計(jì)工作，課程終止后集中一段時(shí)間進(jìn)行繪圖、分析、編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)等工作。

上述三種方式中，第一種與第三種對(duì)進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)有利，其次種對(duì)密切聯(lián)系每章中的理論教學(xué)較好，適合于解析法為主要手段的機(jī)構(gòu)分析與綜合類(lèi)的課程設(shè)計(jì)題，而對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)類(lèi)的題目較難進(jìn)行。

四、課程設(shè)計(jì)的一般步驟和方法

機(jī)器主要是由原動(dòng)部分、傳動(dòng)部分和執(zhí)行部分三大部分組成，傳動(dòng)部分和執(zhí)行部分又主

要由各種機(jī)構(gòu)組成，機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)要求針對(duì)某種簡(jiǎn)單機(jī)器進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，最終獲得機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。機(jī)械運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的一般步驟是：

1、確定執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)

所謂執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，是指完成機(jī)器預(yù)定功能所需的所有執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式、運(yùn)動(dòng)參

數(shù)和變化規(guī)律，以及它們之間的相互協(xié)同關(guān)系。當(dāng)機(jī)器的工作要求確定之后，根據(jù)對(duì)所需的功能要求進(jìn)行分析，可確定出實(shí)現(xiàn)功能的原理，進(jìn)一步便可確定執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)。

這一步包括將兩個(gè)工作：

1)通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)功能的分析,確定完成功能所需的工藝動(dòng)作的數(shù)量和類(lèi)型，并將設(shè)計(jì)要求

由功能要求細(xì)化為對(duì)各個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的要求。

2)依照功能要求，設(shè)計(jì)出所有各個(gè)執(zhí)行構(gòu)件之間在運(yùn)動(dòng)上的協(xié)調(diào)關(guān)系，繪制出機(jī)械運(yùn)動(dòng)

循環(huán)圖。

2、確定原動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和運(yùn)動(dòng)參數(shù)

原動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和運(yùn)動(dòng)參數(shù)影響機(jī)械傳動(dòng)的形式、機(jī)構(gòu)類(lèi)型的選擇和機(jī)械系統(tǒng)的繁雜程

度，因此應(yīng)首先選好原動(dòng)機(jī)。

常用原動(dòng)機(jī)有三相異步電動(dòng)機(jī)、調(diào)速電動(dòng)機(jī)和往復(fù)式油缸（或氣缸）等。機(jī)器中一般多

采用三相異步電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)，同時(shí)對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的選擇應(yīng)綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)部分的重量、尺寸、價(jià)格、機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的繁雜程度以及機(jī)械效率等各方面的因素。

3、確定機(jī)器的運(yùn)動(dòng)方案此部分包括兩個(gè)內(nèi)容：

1)機(jī)器運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)。當(dāng)執(zhí)行構(gòu)件的工藝動(dòng)作和原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)確定后，就可以選擇適

當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)及其合理組合，形成完成各個(gè)工藝動(dòng)作的機(jī)器工作原理以及原動(dòng)機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的傳動(dòng)方案。設(shè)計(jì)機(jī)器運(yùn)動(dòng)的工作原理，其基礎(chǔ)是對(duì)機(jī)械原理課程中所陳述的各種常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、工作原理的把握。同時(shí)，在擬定機(jī)器工作方案時(shí)還應(yīng)遵循以下原則：

①采用完可能簡(jiǎn)短的運(yùn)動(dòng)鏈這有利于降低機(jī)械的重量和制造成本，也有利于提高機(jī)械效

率和見(jiàn)小累積誤差。

②優(yōu)先選用基本機(jī)構(gòu)基本機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)便利、技術(shù)成熟，故在滿足功能要求的條

件下，應(yīng)優(yōu)先選用。

③應(yīng)使機(jī)械有較高的機(jī)械效率。

④合理安排不同類(lèi)型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的順序一般來(lái)說(shuō)，尋常將轉(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)構(gòu)安排在運(yùn)動(dòng)

鏈的末端，與執(zhí)行構(gòu)件靠近；其次，帶傳動(dòng)等摩擦傳動(dòng)，一般都安排在轉(zhuǎn)速較高的運(yùn)動(dòng)鏈起始端，以減少其傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩，從而見(jiàn)小其外廓尺寸。

⑤合理分派傳動(dòng)比運(yùn)動(dòng)鏈的總傳動(dòng)比合理的分派給各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。具體分派時(shí)應(yīng)注意：

一是每一級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比應(yīng)在尋常的范圍內(nèi)選??；二是當(dāng)運(yùn)動(dòng)鏈為減速傳動(dòng)時(shí)，一般狀況下，依照“前小后大〞的原則分派傳動(dòng)比。

⑥保證機(jī)械的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。2)選擇最優(yōu)機(jī)器運(yùn)動(dòng)方案

同一個(gè)運(yùn)動(dòng)可以由多種實(shí)現(xiàn)方法，因此可以設(shè)計(jì)出多種運(yùn)動(dòng)方案，這就設(shè)計(jì)方案的選擇

問(wèn)題。最為機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)，僅要求完成方案的初步訓(xùn)練，大致可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析、比較：

①機(jī)械功能的實(shí)現(xiàn)質(zhì)量這里主要包括工作的確切性、穩(wěn)定性、適應(yīng)性和擴(kuò)展性等。②機(jī)械的工作性能機(jī)械在滿足功能要求的條件下，還應(yīng)具有良好的工作性能。如運(yùn)轉(zhuǎn)的

平穩(wěn)性、傳力性能及承載能力等。

③機(jī)械的動(dòng)力性能如沖擊、振動(dòng)、噪聲及磨損性等。

④機(jī)械結(jié)構(gòu)的合理性結(jié)構(gòu)的合理性包括結(jié)構(gòu)的繁雜程度、尺寸及重量大小等。

⑤機(jī)械的經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性包含設(shè)計(jì)工作量的大小、制造成本、維修難易及能耗大小等。4、機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)

機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)。

傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)在運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)節(jié)段，主要是確定總傳動(dòng)比，以及相應(yīng)的齒輪齒數(shù)、鏈

輪齒數(shù)、蝸輪蝸桿齒數(shù)、帶輪直徑等，以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)得到所需的速度。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)，則要對(duì)各構(gòu)件的長(zhǎng)度，機(jī)架的位置、高副運(yùn)動(dòng)副元素的幾何

形狀、螺旋機(jī)構(gòu)的導(dǎo)程、棘輪棘抓機(jī)構(gòu)的齒數(shù)、槽輪機(jī)構(gòu)的尺寸和輪槽數(shù)等進(jìn)行確定，其決定方法在機(jī)械原理的相應(yīng)章節(jié)中已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明。

5、繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

在機(jī)器運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上，選擇適當(dāng)?shù)谋壤呃L制機(jī)器運(yùn)

動(dòng)簡(jiǎn)圖。對(duì)于執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)適當(dāng)標(biāo)注與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的尺寸參數(shù)，對(duì)于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)則應(yīng)標(biāo)注相應(yīng)的齒輪和鏈輪齒數(shù)及帶輪直徑等。原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)及其參數(shù)也應(yīng)使用相應(yīng)的符號(hào)和數(shù)字予以表示。圖中還可以用簡(jiǎn)要的文字注明一些技術(shù)要求，如運(yùn)動(dòng)的不均勻性要求，為了達(dá)到運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)協(xié)同，分派軸上元件的相角調(diào)整要求，對(duì)某些元件的平衡精度要求等。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法參考機(jī)械原理教材。

6、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析

為了檢查所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是否滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)要求，是否回發(fā)生運(yùn)動(dòng)干擾，確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)

所需的空間大小，為機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析提供資料，應(yīng)對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。

課程設(shè)計(jì)中，一般可對(duì)主體機(jī)構(gòu)或指定的機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，應(yīng)畫(huà)出執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)線

圖，一般進(jìn)行分析比較。還要求出指定構(gòu)件的角加速度和質(zhì)心的加速度，以便進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析。運(yùn)動(dòng)分析可采用圖解法和解析法。

7、機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析

在運(yùn)動(dòng)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析，動(dòng)態(tài)靜力分析的內(nèi)容是主動(dòng)件處于每

個(gè)給定位置按預(yù)定規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，求出各運(yùn)動(dòng)副中的反力，及機(jī)構(gòu)的平衡力或平衡力矩。為后續(xù)的飛輪設(shè)計(jì)，原動(dòng)機(jī)的功率選擇，以及零部件的工作能力設(shè)計(jì)提供原始資料。

機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析也可采用圖解法和解析法進(jìn)行分析。8、機(jī)器周期性速度波動(dòng)調(diào)理

對(duì)于在短期尖峰載荷下工作的機(jī)器，為了改善機(jī)器的工作平穩(wěn)性，見(jiàn)小所需電動(dòng)機(jī)的容

量，需要添加飛輪。集體方法可參閱機(jī)械原理教材相應(yīng)內(nèi)容。

9、確定的電動(dòng)機(jī)功率

主體機(jī)在周期性變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需電動(dòng)機(jī)的理論功率為：

??N電式中：Mvd－主動(dòng)件上的等效驅(qū)動(dòng)力矩(N·m)，一般為常數(shù)；

Mvr－主動(dòng)件上平均等效力矩(N·m)；ωm－主動(dòng)件平均角速度(rad/s)?？紤]到傳動(dòng)效率，則電動(dòng)機(jī)的功率為：

Mud??mMvr??m?(kW)10001000

??(1.2~1.6)N電??(1.2~1.6)N電由于沒(méi)有考慮其它執(zhí)行構(gòu)件所需的功率和啟動(dòng)時(shí)所需的功率的增加，因此電動(dòng)機(jī)所需的

功率可能還要增大，尋常用類(lèi)比法參照同類(lèi)機(jī)器修正計(jì)算所得的電動(dòng)機(jī)功率。查閱電動(dòng)機(jī)的使用資料，根據(jù)所需功率和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的大小即可確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。

10、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

說(shuō)明書(shū)是設(shè)計(jì)計(jì)算的整理和總結(jié)，是圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的理論依據(jù)，而且是審核設(shè)計(jì)的技術(shù)文件

之一。說(shuō)明書(shū)編寫(xiě)要求和本卷須知在后面有詳細(xì)說(shuō)明。

五、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)

1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容

編寫(xiě)技術(shù)報(bào)告、可行性論證報(bào)告、產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)等技術(shù)文件是學(xué)生在校期間應(yīng)當(dāng)把握的基本技能之一。課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)屬于技術(shù)說(shuō)明書(shū)中的一種，對(duì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)是培養(yǎng)學(xué)生編寫(xiě)技術(shù)文件的重要途徑之一。

編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，是學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)的總結(jié)，內(nèi)容大致包括：1)目錄

2)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)(包括設(shè)計(jì)條件和要求)；

3)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖（執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)協(xié)同關(guān)系）；4)原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)類(lèi)型及其運(yùn)動(dòng)參數(shù)的選擇；

5)機(jī)器運(yùn)動(dòng)方案(三種或三種以上方案)設(shè)計(jì)及其選擇;6)傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)；

7)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（主體機(jī)構(gòu)和輔助機(jī)構(gòu)）的運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)；

8)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；

9)主體機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析；

10)主體機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析；

11)機(jī)器周期性行速度波動(dòng)調(diào)理；12)確定電動(dòng)機(jī)功率；13)自我評(píng)價(jià)及感想；

14)參考資料。

2、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)要求和本卷須知

1)預(yù)備好草稿本。每個(gè)學(xué)生在接到課程設(shè)計(jì)題目之后要備一草稿本，把你在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中查閱、摘錄的資料、初步的運(yùn)算、編程的草稿、設(shè)計(jì)構(gòu)思的草圖、心得思路、書(shū)寫(xiě)的草稿等都記錄在案，不要輕易散落、丟失。這些材料是寫(xiě)正式說(shuō)明書(shū)的基本素材。

2)說(shuō)明書(shū)應(yīng)當(dāng)用鋼筆寫(xiě)在16開(kāi)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)專(zhuān)用紙上，要求字跡端正、文句通順、步驟明白、表達(dá)簡(jiǎn)明。通過(guò)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)，學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)整理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，繪制圖表和簡(jiǎn)圖，用工程術(shù)語(yǔ)表達(dá)設(shè)計(jì)成果的方法，說(shuō)明書(shū)是每個(gè)學(xué)生治學(xué)態(tài)度、獨(dú)立分析能力、歸納總結(jié)表達(dá)能力的綜合反映，每個(gè)學(xué)生必需下功夫斟字酌句寫(xiě)出自己的水平與風(fēng)格，也為書(shū)寫(xiě)其他課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文打下基礎(chǔ)。

3)說(shuō)明書(shū)中計(jì)算部分的書(shū)寫(xiě)，必需附上與計(jì)算有關(guān)的圖，先列出計(jì)算式，再按順序代入各文字符號(hào)的數(shù)字，最終寫(xiě)出計(jì)算結(jié)果。計(jì)算所引用的公式和數(shù)據(jù)應(yīng)注明來(lái)