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1二、机械原理课程设计2.1机械原理课程设计基本要求（1.5周）适用专业：机械类一、课程设计目的课程设计环节是本课程重要的综合性实践环节：依据简单机械系统的功能要求，拟定机械系统的运动方案，并对方案中的机构进行设计和分析。通过课程设计的综合训练，同学们可以从工程实践的角度对机械设备有较全面的认识，全面、系统地熟悉和应用本课程的基本原理与方法进行创新性思考和实践，强化工程设计的概念如设计条件和设计要求的模糊生成、设计方案的不唯一和优劣之分。这不仅对培养同学们的工程实践认知能力和创新能力具有重要意义，而且有助于培养同学们综合运用各学科知识、运用计算机解决工程实际问题的能力。二、课程设计内容1．课程设计实习参观研究实习场所、机械设计实验中心现有机械设备，对机械设备有较全面的了解：机器动力源、工作原理、主要技术参数（如生产率、电动机型号、电动机转速、电动机功率、适应参数范围等）；包含哪些执行机构，执行机构自由度是多少；从电动机到执行构件的传动比是多少，传动方案是什么等；分析指出存在的缺陷并尝试加以改进。课程设计实习环节可以使同学们对机器设备有较完整的认识。但课程设计决不应该依赖这些设备，也就是决不能抄袭现有设备。既然是“设计”，就必然要有自己的构思和“创新”点。2．课程设计任务①根据课程设计任务书中设定的机械系统功能要求，查阅技术资料，进一步了解设计对象，积累设计素材。设计绘制整机运动循环图。②选定设计具体题目，根据机械的运动和动力要求，考虑具体的使用场合，进行机构的选型与组合设计，拟定机械系统运动方案并加以评价，确定一种比较合理的机械运动设计方案，绘制机构示意图。鼓励同学们自行拟订设计题目，通过机械的背景调查，生成设计条件和设计要求。请同学们注意设计参数不是唯一的、也不是不可改变的。它体现的是工程师的意图，可自行设定，2适当修正。即题目要求的设计参数或条件只是工程师考虑设计的机械要实现的某一种工况。所以同学们可不必拘泥于这些条件。③对传动系统和执行机构进行尺寸参数设计，绘制机构运动简图，并进行运动分析和受力分析。④依据运动分析和力分析的解析式，编制程序，上机调试，打印结果和图表，分析结果数据。运动分析和受力分析后对运动方案的修正与评价说明。⑤撰写课程设计说明书。⑥课程设计答辨。三、课程设计报告要求课程设计说明书是课程设计的详细技术文件，要求叙述简明、附有必要的简图与推导过程，并打印装订成册。内容包括：1．课程设计实习内容全面分析实习场所或实验室现有设备：机器动力源、工作原理、主要技术参数（如生产率、电动机型号、电动机转速、电动机功率、适应参数范围等）；包含哪些执行机构，执行机构自由度是多少；从电动机到执行构件的传动比是多少，传动方案是什么等。请指出实验室设备的缺陷，且不必拘泥于“机械、机构”的研究范畴，尝试从功能角度提出改进创意。2．设计题目、设计任务、设计参数，整机运动循环图。3．设计减速系统几种传动方案的评价与比较（绘制传动示意图）；绘制传动简图，各级减速比设计；说明过载保护装置。如有齿轮传动设计，绘制齿轮传动啮合图。4．设计执行某一个动作的机构几种机械运动方案论证，绘制机构示意图；3绘制选定方案含传动部分的机构示意图；设计机构运动尺寸，绘制机构运动简图；机构运动分析，打印结果数表，绘制运动输出构件的位移、速度、加速度图；机构受力分析，打印结果数表，绘制等效驱动力矩、等效阻力矩图；设计飞轮转动惯量，确定电动机功率；设计总结：运动分析和受力分析后对运动方案的修正与评价说明。5．推导程序所依据的解析式，附简要推导过程。教材中已有的公式可直接引用，注明引用页码。6．程序流程框图，程序中所用的标识符与解析式符号的对照表。7．打印源程序清单、程序运行结果数表与曲线图（含量纲的数表、图形）。8．参考文献。9．课程设计的体会和建议。四、设计报告格式要求word文档打印设计说明书；C语言程序进行运动分析与受力分析；excel打印数表与曲线；cad或flash绘制机构运动简图。五、课程设计答辩准备5-10分钟PPT，答辩演示。考查同学们对机械原理各部分内容的应用技能和熟练掌握程度，对机器设备、设计过程、方案评价、详细分析等方面的认知情况，是否了解设计参数变化对机构的影响，及如何调整参数以得到较满意的设计结果等。六、课程设计进度安排［特别提示］课程设计任务重、时间紧，同学们务必要抓紧时间，在有限的时间里力求做4得完善。序号内容时间1授课，课程设计实习，查阅资料，绘制运动循环图，拟定机械系统运动方案，绘制机构运动简图。3~4天2机构设计和分析，推导解析式，编制程序，上机调试，撰写设计说明书。3~4天3提交设计说明书，答辩1天合计8天2.2机械原理课程设计考核标准一、考核内容：上机操作、课程设计答辩、课程设计报告。二、考核标准：优秀：认真研究设计题目，广泛查阅资料，设计准备工作充分；运动循环图满足设计要求；构思的运动方案种类多、创意大；熟悉运动方案选择原则，确定的运动方案比较合理；机构示意图、机构运动简图正确；建立的数学模型正确；熟悉计算机操作，编制的程序正确、可读性强；答辩时思路清晰，回答问题正确，有独立见解，表现出色；课程设计说明书叙述简明，数据图表正确。不及格：运动循环图大体满足设计要求；确定的运动方案不合理；建立的数学模型明显有误；程序的编制有问题；5计算结果不正确，打印的图表、曲线有错；答辩时，回答问题不正确，表明对设计题目不熟悉、相关知识点掌握不深；课程设计说明书不规范、存在严重漏缺。或很少参与工作，设计工作量不足；或抄袭别人的设计。2.3机械原理课程设计主要参考文献1．机械原理，魏文军等主编，中国农业大学出版社，2005年第9章组合机构设计第13章机械传动系统运动方案设计2．机械原理教程，申永胜主编，清华大学出版社，1999年第8章组合机构第13章机械总体方案的设计第14章机械执行系统的方案设计第15章机械传动系统的方案设计和原动机选择3．机械系统概念设计，邹慧君等编著，机械工业出版社，2003年4．机构设计，曹惟庆、徐曾荫主编，机械工业出版社，2000年5．机构设计的构思，和田忠太（日），机械工业出版社，1978年6．机械原理，邹慧君、傅祥志等主编，高等教育出版社，1999年7．机械原理教程，邹慧君主编，机械工业出版社，2001年8．机械原理课程设计手册，邹慧君主编，高等教育出版社，1998年9．机械原理课程设计，曲继方，机械工业出版社，1999年10．机械基础课程设计，张美麟等编，化学工业出版社，2002年11．机械运动方案及机构设计——机械原理课程设计题例及指导，姜琪主编，高等教育出6版社，1991年12．机械设计学（第2版），黄靖远等主编，机械工业出版社，2000年13．机械创新设计，张春林等编著，机械工业出版社，2001年14．机械创新设计，黄纯颖等编著，高等教育出版社，2000年15．机械工程手册（4分册），机械工程手册编委会，机械工业出版社，1996年72.4机械原理课程设计任务书设计题目一、平面刨床设计题目二、台式车床设计题目三、台式铣钻床设计题目四、卧式印刷机设计题目五、立式印刷机设计题目六、饸餎机设计题目七、多功能蔬菜切片机设计题目八、多功能蔬菜切丝机设计题目九、脚踏压盖机（改为电动）设计题目十、手扳封罐机（改为电动）设计题目十一、片剂胶囊包装机设计题目十二、颗粒包装机设计题目十三、制钵机设计题目十四、水稻抛秧机设计题目十五、水稻插秧机设计题目十六、弓锯床设计题目十七、缝纫机设计题目十八、钉鞋机设计题目十九、自控幻灯机设计题目二十、唱片机设计自选题目8设计题目一、平面刨床一、平面刨床简介（现有设备：A09-03牛头刨床）平面刨床又称牛头刨床，是一种常用于金属平面切削加工的机床，如图1-1。图1-1电动机D经减速系统J减速后将动力分配给传动系统Ⅰ、Ⅱ。传动系统Ⅰ把原动件的转动变为刨头的往复直线运动，刨刀安装在刨头上。工作行程为切削行程，要求刨刀切削行程速度较低而均匀，以提高切削质量。刨刀回程为空行程，可抬起以免刮伤加工表面，且速度较高，以提高生产效率。刨刀每切削一次进入空行程后，由传动系统Ⅱ驱使工作台完成一次横向进给运动（工件安装在工作台上），以便刨刀进行再切削。刨刀在工作过程中受到切削阻力P的作用，回程时刨刀可抬起。如图1-2，在切削开始和结束之前，各有一段0H的空刀距，而在空行程时没有切削阻力，因此主轴转速波动较大。为此，在刨床上安装飞轮以减小速度波动，提高切削质量，减小电动机容量。图1-2二、设计要求通过课程设计实习，请全面分析实验室现有设备：机器动力源、工作原理、主要技术参数（如生产率、电动机型号、电动机转速、电动机功率、适应参数范围等）；包含哪些执行机构，执行机构自由度是多少；从电动机到执行构件的传动比是多少，传动方案是什么等。请指出实验室设备的缺陷，且不必拘泥于“机械、机构”的研究范畴，尝试从功能角度提出改进创意。本题目设计参数如下：9刨刀行程H=300mm，空刀距0H=0.05H；工作台进给量0.3mm/次；刨头重量G=400N；切削阻力P=2.5kN；行程速比系数K=1.1；速度不均匀系数许用值=0.05；主传动机构许用压力角主=40°，辅传动机构辅=70°；工作频率60次/分；电动机转速n电=1450r/min；电动机功率储备系数=l.5。三、设计任务1．设计减速系统①设计减速传动系统。电动机转速n电=1450r/min，要减到工作频率为60r/min，试设计传动方案及各级减速传动比的大小，绘制传动简图。说明机器的过载保护装置。②设计齿轮传动。若减速系统采用了齿轮传动，按等强度或等寿命条件设计齿轮传动，绘制齿轮传动啮合图。编写程序计算基本几何尺寸，验算重合度、小轮齿顶厚度、不根切条件及过渡曲线不干涉条件。2．设计刨削传动系统（传动系统Ⅰ）①设计运动方案，绘制机构示意图。②设计机构尺寸，绘制机构运动简图。③机构运动分析，打印结果数表，绘制输出构件刨刀的位移、速度、加速度图。④机构受力分析，打印结果数表，绘制等效驱动力矩、阻力矩图。⑤设计飞轮转动惯量，确定电动机功率。⑥若要对行程H进行调节，请绘制可调行程的机构简图。并就实现行程变化的参数对机10构进行运动分析和受力分析，输出必要的图表，得出对比结论。3．设计横向进给系统（传动系统Ⅱ）①设计运动方案，绘制机构示意图。②设计机构尺寸，绘制机构运动简图。③机构运动分析，打印结果数表，绘制机构输出构件的位移、速度、加速度图。四、设计说明①每人都须检索同类设备文献；绘制整机工作的运动循环图；做1及2~3中一题。②设计要求2、3中，以主动曲柄转速为1n=60r/min进行设计。③机构受力分析时，只计算切削阻力及刨头重量，不计其它构件重量及运动副摩擦阻力。④就详细分析结果数表考察方案的技术特性，评价方案的优劣。如果发现有问题，要反馈到方案设计中对设计方案加以修正说明。11设计题目二、台式车床一、台式车床简介（现有设备：CQ6128台式车床）车床主要由主轴旋转运动、刀架纵向走刀切削运动、刀架横向进给运动几部分组成。台式车床可用于金属及非金属零件的加工，如车、钻、镗及车公制、英制螺纹等。适用于仪表、轻工机械、摩托车、汽车配件等行业，进行单件加工或小批量生产。二、设计要求通过课程设计实习，请全面分析实验室现有设备：机器动力源、工作原理、主要技术参数（如生产率、电动机型号、电动机转速、电动机功率、适应参数范围等）；包含哪些执行机构，执行机构自由度是多少；从电动机到执行构件的传动比是多少，传动方案是什么等。请指出实验室设备的缺陷，且不必拘泥于“机械、机构”的研究范畴，尝试从功能角度提出改进创意。本题目设计参数如下：刀架纵向行程1H=480mm，刀架横向行程2H=150mm；刀架纵向进给量范围0.1~0.4mm/r（选择一种工况进行设计）；刀架重量G=200N，切削阻力P=0.1kN；主传动机构许用压力角主=40°，辅传动机构许用压力角辅=70°；机器运转速度不均匀系数许用值=0.03；主轴转速范围180~950r/min（1