《机械原理课程设计》孙志宏，周申华编著|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《机械原理课程设计》

【作　者】孙志宏，周申华编著

【丛书名】高等教育“十二五”部委级规划教材

【页 数】 113

【出版社】 上海：东华大学出版社 , 2015.03

【ISBN号】978-7-5669-0721-9

【价 格】25.00

【分 类】机构学-课程设计-高等教育-教材

【参考文献】 孙志宏，周申华编著. 机械原理课程设计. 上海：东华大学出版社, 2015.03.

图书目录：

《机械原理课程设计》内容提要：

本书共五章，第一章概述；第二章介绍常用机构的类型和特性；第三章介绍机构的虚拟设计和运动仿真技术；第四章以切管机和拉延机为例，详细介绍机构设计的过程等；第五章提供31个小型机械装置作为课程设计的题目。

《机械原理课程设计》内容试读

第1章概述

第1章概述

1.1机械原理课程设计的目的和任务

任何一部新的机器都要经过设计、研制、生产和使用四个阶段，其中设计阶段通常分为机构运动方案设计和结构设计两部分。

机构运动方案设计是根据机械的设计任务和要求，拟定机械中各机构的方案，利用“机械原理”课程的理论知识，对该机构方案进行结构分析、运动分析和动力分析，从而设计出满足使用要求、运动性能和动力性能优异、经济可靠的机构。

而结构设计则是根据机械中各构件的工况和失效形式，选择合理的材料，确定合理的几何形状和尺寸，绘制具体零件的工作图、部件装配图和总装图。经过审批投入试制，通过试验考证后才能正式投入生产。因此，结构设计是机构运动方案设计后所进行的设计阶段，是把具有发明创造性的机构运动方案设计转化为实际应用机械的具体实施设计阶段。而机构方案设计是机构运动方案设计的重要组成部分，机构运动方案设计正是机械原理课程设计的主要任务。

机械原理课程设计是继“机械原理”课程教学后的一个重要实践环节，使学生较全面、系统地掌握和深化“机械原理”课程中的基本原理和方法，并受到“确定机械运动方案、分析和设计机械的能力”及“创新设计能力”的初步训练。通过本实践教学环节的训练，学生将在以下几方面得到锻炼：

(1)将“机械原理”课程中分散于各章的理论知识和设计方法进行融会贯通，进一步巩固和加深学生所学的理论知识；

(2)使学生具有初步的机构选型与组合，以及确定运动方案的能力；

(3)使学生在了解机械运动的变换与传递、力传递的过程中，对机械的运动、动力分析与设计有一个较完整的概念；

(4)进一步提高学生理论计算、工程制图、计算机绘图软件及计算机三维设计软件的应用、文献查阅、技术资料组织、语言文字表达等能力。

1.2机械原理课程设计的内容和要求

按设计任务书的要求，设计出包含齿轮机构、连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构等常用机构的一台小型机器，绘制机械系统的方案布置图、运动简图、运动循环图，并对各机构进行运动尺寸设计和运动学分析，运用虚拟仿真技术对机构进行运动学仿真。

具体包括以下工作：

(1)对设计任务书所要求设计的机器进行功能分析，并针对每种功能选择合适的机构加以实现（每种功能至少选择2种机构）；

机械原理课程设计

(2)确定实现各功能的机构类型，绘制机械系统运动简图，编制机器运动循环图；

(3)对所选用的机构进行运动尺寸设计和运动分析，运用三维设计软件对各机构进行虚拟造型及运动学仿真；

(4)编写3000字左右的设计计算说明书。

1,3编写机械原理课程设计说明书的要求

课程设计说明书是技术说明书的一种，通过课程设计说明书的编写，学生应学会整理设计数据、绘制图表和简图，以及运用工程术语表达设计成果的方法。

1.3.1课程设计说明书的内容

机械原理课程设计说明书是学生对课程设计的内容和过程的总结，应包括如下内容：

(1)设计题目（任务书，包括设计条件和要求）：

(2)原动机的选择；

(3)传动机构的选择与比较；

(4)执行机构的选择与比较；

(5)机械系统运动方案的拟定与比较；

(6)所选机构的运动、动力分析与设计；

(?)完成设计所用方法及其原理的简要说明，列出必要的计算公式和计算结果，画出主要的曲线图；

(8)制订机械系统的运动循环图；

(9)画出机械系统的运动方案布置图及机构运动简图；

(10)对所选运动方案进行三维虚拟设计和运动仿真，并输出各执行构件的位移、速度、加速度曲线；

(11)列出主要参考资料。

1.3.2编写说明书的注意事项

(1)说明书应有封面和目录，并装订成册

(2)说明书中所用的公式和数据应说明来源，参考资料应编号和书写页次。

(3)说明书中，每章、节都应有标题，并使其醒目突出，标题序号用阿拉伯数字。

(4)说明书中必须附有相应的图纸和计算程序，图纸的数量要达到规定的要求，图纸的质量要求作图准确、布图匀称、图面整洁、线条及尺寸标注符合制图标准的规定。

2

第2章常用机构的类型及特性分析

第2章，常用机构的类型及特性分析

在绝大多数的机械中，原动机的运动形式为单方向的连续转动，而执行机构的运动形式主要有三种：直线移动、回转运动和往复摆动。执行构件的运动可以是连续的，也可以是间歇的。除此之外，按照不同机器工艺动作要求的不同，可能会对执行机构提出某些特殊的功能要求、实现某些特殊的用途，如增力、增加动程、实现特殊轨迹要求等。本章将介绍各种常见的实现运动形式变换及特殊功能的机构

2.1往复移动机构

2.1.1曲柄滑块机构

曲柄滑块机构由机架、曲柄、连杆和滑块组成。当曲柄为主动件时，主动曲柄作等速回转运动，从动滑块作往复直线运动。滑块导路的中心线如通过曲柄转动中心，则称为对心曲柄滑块机构（图2-1）。机构运动时，滑块的动程H等于曲柄长度r的2倍，滑块往复行程的平均速度相等。影响该机构运动特性的是连杆长度L与曲柄长度r的比值a(a=L/r)。当a值较小时，滑块的最大速度m较大。在曲柄与连杆重合位置附近，滑块有一小段近似停歇。当α值较大时，滑块的速度变化规律接近正弦曲线，即其运动趋近于简谐运动（图2-2)。通常推荐a≥3。

滑块导路的中心线不通过曲柄转动中心时，则称为偏置曲柄滑块机构（图2-3）。在偏置曲柄滑块机构中，滑块的动程H大于2倍曲柄长度r,且其往返行程的平均速度不等，行

程速比系数K>1,机构具有急回运动特性。这种机构可缩短空回行程的时间，提高生产效

率。影响偏置曲柄滑块机构运动特性的参数有两个：一个是连杆长度L与曲柄长度？的比值

a(a=L/r),另一个是偏距e与曲柄长度r的比值：(u=e/r)。当a值较小时，：对K的影响非常显著；当a值较大时，以对K的影响甚微。由于在曲柄滑块机构中，通常a≥3，

所以偏置曲柄滑块机构的急回运动特性并不显著，常用K≤1.2。

H=2

图2-1对心曲柄滑块机构

3

机械原理课程设计

20

15

10

a=1.7a=2

0

60

120

180

240

300

360

-5

曲柄转角/（°）

-10

a=3

-15

a=4

-20

图2-2a(=L/r)的值对滑块速度的影响

曲柄滑块机构的应用十分广泛，在内燃机、蒸汽机、空气压缩机等机械中，其主体机构就是曲柄滑块机构。图2-4所示的简易搓丝机也是曲柄滑块机构的一个应用实例，图中滑块3为活动搓丝板，4为工件，5为固定搓丝板。

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图2-3偏置曲柄滑块机构

图2~4搓丝机曲柄滑块机构

2.1.2正弦机构

如图2-5所示，当曲柄以等角速ω转动时，从动件3的位移S3符合正弦运动规律，故

称为正弦机构。

Ss=L1 sin

(2-1)

S,=L,sin中

图2-5正弦机构

正弦机构中的滑块动程等于曲柄长度的2倍，当曲柄以等角速转动时，滑块往返行程的平均速度相同。滑块在往返行程中的最大速度和加速度的大小均相同。

4

机械原理课程设计

2.1.5螺旋机构

螺旋机构由螺杆、螺母和机架组成，一般情况下，主动件螺杆作回转运动，从动件螺母作轴向移动。但也可以螺母固定不动，螺杆边旋转、边作轴向移动。螺旋机构的优点是运动准确性高，可以获得很大的减速比和增力效益，工作平稳，无噪声，选择合适的螺纹导程角，可使机构具有自锁性。螺旋机构的缺点是机械效率较低，特别是具有自锁性能的螺旋机构，效率一般低于50%。螺旋机构在起重机、压力机、工装夹具等方面得到广泛应用，如千斤顶、螺旋压力机、车床刀架、台钳等。

图210为含有两个螺旋副的螺旋机构，螺杆1分别与螺母2和机架3组成螺旋副B、

A,螺母与机架组成移动副。已知螺旋副A和B的导程分别为LA和LB,当螺杆1回转

角时，螺母2的位移s2为

S2=41(LA士LB)/2元

(2-2)

图2-10含有两个螺旋副的螺旋机构

当两螺旋副的旋向相同时，上式中取“一”号，称为差动螺旋机构；当导程LA和LB

相差很小时，可实现微动。差动螺旋机构应用于各种分度机构、调节机构及测量工具中的微调装置。当两螺旋副的旋向相反时，上式中取“十”号，称为复式螺旋机构，应用于车厢联接、夹具装置中需要快速移动的部件。

2.2匀速及非匀速转动机构

2.2.1齿轮机构

齿轮机构用来传递空间任意两轴间的运动和动力，它是现代机械中应用最广泛的一种传动机构。齿轮机构能保持两轴的传动比恒为常数，具有结构紧凑、运转平稳、工作安全可靠、传动效率高、使用寿命长、适用范围广等优点，在汽车、机床及各种轻工、运输机械中得到广泛应用。

平面齿轮机构用于传递两平行轴之间的运动，啮合方式有外啮合和内啮合两种，前者两轮的转向相反，后者两轮的转向相同。轮齿形式有直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和人字齿轮，斜齿轮传动的重合度大，传动更加平稳，适用于高速场合，但存在轴向力。人字齿轮克服了斜齿轮传动的缺点，使轴向力相互抵消，但制造加工较困难。

空间齿轮机构用于传递两相交或交错轴之间的运动，常见的有圆锥齿轮、交错轴斜齿轮和蜗杆蜗轮传动。

各种类型齿轮传动的传动比推荐范围见表2-1。

6

···试读结束···