《機械原理課程設計》講稿

《機械原理課程設計》一、概述（一）機械原理課程設計的意義（二）機械原理課程設計的目的1.

鞏固和加深對機械原理課程內(nèi)容的理解；2.

初步掌握機械系統(tǒng)方案設計的方法并對機械設計的全過程有個初步了解；3.培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，并對學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新方法進行初步訓練；4.培養(yǎng)學生自學和獨立工作的能力，同時培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神；5.

培養(yǎng)學生運用計算機技術解決實際工程的能力。（三）機械原理課程設計的任務機械系統(tǒng)運動方案的設計---從原動機、傳動機構到執(zhí)行機構的方案設計。機械系統(tǒng)的兩個基本任務---傳遞動力和實現(xiàn)預期運動設計的原始依據(jù)---執(zhí)行機構或執(zhí)行構件的運動參數(shù)和力參數(shù)。機械系統(tǒng)運動方案設計的結果---完成一份滿足系統(tǒng)功能要求的運動簡圖。其中執(zhí)行機構的設計是方案設計的核心。二、設計題目、內(nèi)容及作法1、設計題目:壓片機加壓機構方案創(chuàng)新設計2、

設計要求：1）工藝參數(shù)：⑴要求將陶瓷干粉壓制成直徑為34

mm，厚度為5

mm的圓形片坯。⑵

沖頭壓力：15噸（150000

N）⑶

生產(chǎn)率：25片/分鐘⑷

機器運轉不均勻系數(shù)：10%2)工藝流程：干粉料均勻篩入圓筒形型腔（圖a）；下沖頭下沉3

mm，預防上沖頭進入型腔時把粉料撲出（圖b上、下沖頭同時加壓（圖c），并保壓一段時間；上沖頭退出，下沖頭隨后頂出壓好的片坯（圖d）；篩料推出片坯（圖e）。3)壓片過程的執(zhí)行機構根據(jù)工藝過程，機構應具有一個模具

(圓筒形型腔)和三個執(zhí)行構件（一個上沖頭，一個下沖頭和一個料篩），三個執(zhí)行構件的運動形式為：注意功能設計法：機械產(chǎn)品的用途或所具有的特定工作能力稱為機械產(chǎn)品的功能。功能分析法是系統(tǒng)設計中探尋功能原理方案的主要方法，這種方法將機械產(chǎn)品的總功能分解成若干簡單的功能元，對功能元求解，然后進行組合，往往可以得到機械運動方案的多種解。3、設計內(nèi)容及作法（注意功能設計法）1）功能分析（求總功能、功能分解，列出功能分解圖2）求各功能元的解（找出凡是滿足功能的盡可能多的各種物理解，初步評價整理出3個分功能的各5個方案，并對各方案的特點加以說明）。3）初選運動方案并作簡單評價初選從原動機到傳動機構到執(zhí)行機構的運動方案，畫運動系統(tǒng)方案示意圖并作簡單評價。4）繪制直角坐標式運動循環(huán)圖，協(xié)調(diào)各執(zhí)行機構間的運動關系。5）設計執(zhí)行機構（方法不限），初步確定機構尺寸，畫機構運動簡圖。（1~5項31日前完成）6）對執(zhí)行機構作運動學動力學分析⑴圖解法分析（作兩個位置，注意選擇合適的作圖比例，確保圖精度，可以用outCAD作圖，用小組成員所作參數(shù)畫一個周期曲線圖。）⑵解析法分析（桿組法）⑶結果分析①對圖解法和解析法的計算結果對比分析（可以列表）②對數(shù)據(jù)滿足功能情況進行分析，必要時對設計作相應修改。4、設計說明書的編寫Ⅰ、前言Ⅱ、目錄Ⅲ、設計任務書1.設計題目2.原始數(shù)據(jù)3.簡圖Ⅳ、機械系統(tǒng)運動方案的擬定1.功能分析：畫圖并加文字說明。2.求各功能元的解：三個分功能各5個方案，畫機構示意圖并對各方案的特點加以說明。3.初選運動系統(tǒng)方案并作簡單評價初選從原動機到執(zhí)行機構的運動方案，畫運動系統(tǒng)方案示意圖并作簡單評價。4.繪制直角坐標式運動循環(huán)圖，協(xié)調(diào)各執(zhí)行機構間的運動關系。5.設計執(zhí)行機構，初步確定機構尺寸，畫機構運動簡圖6.對執(zhí)行機構作運動學動力學分析①圖解法分析②解析法分析⑴簡述桿組法作運動分析的原理⑵用桿組法對機構作運動分析⑶主程序的編寫及主程序流程框圖⑷附自編主程序、計算數(shù)據(jù)、運動參數(shù)及其曲線圖。③結果分析⑴對圖解法和解析法的計算結果對比分析（誤差允許在3～5%）⑵對數(shù)據(jù)滿足功能情況進行分析，必要時對設計作相應修改。Ⅴ、后記（設計體會）Ⅵ、參考資料注意：1.用A4紙按工程格式書寫；2.裝訂成冊，貼一封面。5、時間安排30/12

（周4）上午布置課題，（借參考書,

聯(lián)系教室閱讀指導書和參考書等準備工作）30/12~31/12：方案設計1～3/1放假，但要認真看書做好編寫計算主程序的準備4/1

（周2上午）檢查方案設計（完成1~5項內(nèi)容）4/1下午

用圖解法和解析法作運動分析，編程等5/1~7/1（周3~5）上機、計算、整理設計說明書等10/1~11/1（周1~2）答辯教室安排：機械08--1班《機械原理》課程設計評分組別姓名方案編程上機說明書答辯自評總分121、一天時間做3個功能元的解，各5個方案，要畫圖，做特點介紹，主要針對要求滿足的主要功能來分析，像要滿足90~100的位移，保壓，增力等的實現(xiàn)情況，機構的結構情況，性能好壞，效率高低等。2、半天時間作系統(tǒng)方案圖，每人出3個方案，要求畫圖并作方案說明。繪制運動循環(huán)圖。3、半天時間設計上沖頭機構，確定機構尺寸。注意要求曲柄滑塊機構的曲柄在擺動60°左右使滑塊移動

90~100mm，選擇合適的λ值以確保保壓時間，然后再根據(jù)3個位置的要求設計完成機構，確定機構尺寸。5、做運動學分析，每人用圖解法做兩個位置，一個小組完成一個循環(huán)各位置的求解，并畫出運動線圖檢查分析的是否正確，正確后作解析法分析，編寫計算機主程序，準備上機。(1)系統(tǒng)功能：實現(xiàn)運動規(guī)律或運動軌跡、實現(xiàn)工藝動作的準確性、特定功能等。(2)運動性能：運轉速度、行程可調(diào)性、運動精度等。(3)動力性能：承載能力、增力特性、振動噪音等。(4)工作性能：效率高低、壽命長短、可操作性、安全性、可靠性、適應范圍等。(5)經(jīng)濟性：加工難易、能耗大小、制造成本等。(6)機構緊湊性：尺寸、重量、結構復雜性。

假定設計方案均滿足(1)、(2)兩大類型要求，則應對不同方案重點進行(3)、(4)、(5)、(6)的比較

運轉平穩(wěn)、加速度小、無沖擊和噪聲，這對大型機械是十分重要的評價指標，尤其對未獲得在基座平衡的連桿機構更是如此。

機械的結構簡單、尺寸緊湊、重量輕、傳動鏈短工作可靠是又一重要的評價指標。

制造難易，調(diào)整的方便性，維修的方便性直接影響著機構及機械的經(jīng)濟性，這是不可忽視的第三方的評價指標。

綜合考慮各方面評價指標，才能在諸多機械運動方案的設計中選出最優(yōu)者。圖2-2黑箱圖圖2-8總功能分析圖2-9總功能分解時間班級4號

5號

6號

7號30

31

10號

號機械原理課程設計教室分配號機械081～3班2001教-

1教-

1教-5001教-6階

1教-1

1教-6

101樓

機機

房房1教-6階1教-500機械084～6班2001教-

1教-

1教-5001教-6階

1教-1

1教-6

1040

樓

機5

機

房房1教-6階1教-500機械087～8班2001教-

1教-

1教-50