机械原理课程设计-洗瓶机推瓶机课程设计[推荐]

第一篇：机械原理课程设计-洗瓶机推瓶机课程设计[推荐]

机械创新设计

（一）课程设计

题目：洗瓶机推瓶机课程设计

班级：

姓名： 学号：

指导老师：

学校：

目录

一、总体设计方案

1.1设计要求------------2 1.2原始数据和设计要求--3 1.3方案设计------------4

二、执行机构的设计

1.4机构尺寸及设计------5 1.5运动分析------------6 三、传动机构设计

1.6凸轮动力输出装置的减速设计-------------------------7 1.7心得体会（总结）----10 1.8参考文献------------11

1.1设计要求

1)总功能要求和工作原理选择设计，洗瓶机主要由推瓶机构，导辊机构，转刷机构组成。如图1.1所示，待洗的瓶子放在两个不同转向的导棍上，导辊带动瓶子旋转。当推头M把瓶子推向前进时，转动的刷子就把瓶子外面洗干净。当前一个瓶洗刷完毕时，后一个待洗的瓶子已送入导辊待推。

2)为实现功能要求，清洗刷需要转动，瓶子需要转动，瓶子需要沿导棍移动，需要有输送瓶的机构，经过分析机构的设计要求可知：设计的推瓶机构应使推头M以接近均匀速度推瓶。平稳的接触和脱离瓶子，然后推头快速的返回原位，准备第二个工作循环。

根据设计要求，推头M可走图1.2所使的示意轨迹，而且推头M在工作行程中应做匀速直线运动，在工作前后可有变速运动，回程时有急回。

图1.2 推头M运动轨迹

1.2原始数据和设计要求

设计推瓶机构时的原始数据和要求为： 1)瓶子尺寸：大端直径d=80mm,长200mm。

2)推进距离l=600mm。推瓶机构应使推头M接近均匀的速度推瓶，平稳地接触和脱离瓶子，然后，推头快速返回原位，准备第二个工作循环。

3)按生产率的要求，推程平均速度为v=45mm/s，返回时平均速度为工作行程的3倍。

4)画出机构运动方案简图（机械运动示意图）5)对机械传动系统和执行机构进行尺寸计算 6)机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便

1.3方案设计

凸轮—铰链四杆机构方案

如图1.3所示，铰链四杆机构的连杆2上点M走近似于所要求的轨迹，M点的速度由等速转动的凸轮通过构件3的变速转动来控制，由于此方案的曲柄1是从动件，所以要注意过死点的措施，由于推程有600MM，导致凸轮尺寸太大，整个组合所占体积过大。

图1.3凸轮-铰链四杆机构方案

1.4机构尺寸及设计

1)杆长的设计

A.为满足传动角的一定要求，设计11和12在两个特殊位置（推头位移最大和最小时）所形成的这一夹角值在一定范围内。

B.杆长14由于与中心具的距离和基圆的大小有关，而基圆半径不宜过大，但基圆半径的大小又与压力角有关，由此设计14的长度。C.杆长13对另一个凸轮的基圆有一定影响，同样为了保证压力角在许可范围内，由此设计长度13 杆长计算：

L=900mm, l1=700mm, l3=600mm, l4=135mm, Ψ1=133° Ψ2=26° Ψ3=47° E=200mm F=140mm 2）设计的推导公式 l1+ L =M l1cos1 + Lcos2 = Mx l2sin1 + Lsin2 = My

222M2+

Ml2Mlcos2MlsinLy1x11y11xAcos2+Bsin1C0

2其中

A=2Mxl1;B2MyL1;CL2Mx2Myl12

BB2A2C2 12arctanAC2arctanMyl1sin1Mxl1cos1

l1+ l2=  + l3 l1cos1l2cos2E

l1sin1l2sin2qyl3 qyr0s

2arctanqyl3l1sin1El1cos1

qy(El1cos1)tan2l1sin1l3

3）运动图如下

图1.4机构运动示意图

1.5运动分析 所用凸轮设计及其曲线

图1.5凸轮位移曲线图

1）取基圆半径r=100mm，h=60mm，偏置圆e=40mm。如下图凸轮的理论轮廓线。

图1.6凸轮的理论轮廓线。

2）移动从动件凸轮取基圆半径r=72mm，h=60mm，偏置圆e=40mm。如下图1.7凸轮的理论轮廓线。

图1.7移动从动件凸轮轮廓线

3）运动参数设计

已知：推程V=45mm/s；回程V=135mm/s；整个运动机构的周期： T=T推程+T回程=16.30s；凸轮的角速度ω=2π/T=0.386rad/s

1.6凸轮动力输出装置的减速设计

已知：电动机转速为1450r/min，凸轮的角速度0.386rad/s，即转速为3.68r/min，则现设计的变速箱内各齿轮的齿数为：Z1=20;Z2=Z6=60;Z3=16;Z4=80;Z5=15;Z7=20;Z8=44;装置如图1.9所示

图1.9减速装置

齿数 模数 分度圆直径（mm）Z1=20 m=2 d1=40 Z2=60 m=2 d2=120 Z3=16 m=2 d3=32 Z4=80 m=2 d4=160 Z5=15 m=2 d5=30 Z6=60 m=2 d6=120 Z7=20 m=2 d7=40 Z8=44 m=2 d8=88 1.7心得体会

经过近两个星期的忙碌，我们终于不负众望将课程设计任务拿下来，其中有艰苦但更多的是快乐，在此之中的经验教训及总结记录下来。

课程设计的任务结束了，我们学到了很多，对机械原理这门课我们有了更深的理解，对比以前不懂得的的有了新的认识。除了课本上的东西，还学到了一些课外的东西，团队合作精神，独立思考能力，不断创新能力.....总之这次课程设计，让我受益匪浅。

通过这次课程设计，我有了很多收获，首先，通过这次的课程设计，我进一步巩固和加深了所学机械方面的基本理论，基本概念和基本知识。培养了自己分析和解决与本课程有关的具有机械所涉及的实际问题的能力。对于平面连杆机构和齿轮有了更加深的理解，为后续课程设计的学习奠定了坚定的基础，而且这次课程设计过程中，与同学共同讨论，团结合作，最终实现了预期的目的。

其次通过这次的课程设计，对机构的工作原理及机构选型，运动方案的确定以及对连杆机构进行运动分析有了更加精确和深入的了解。这都将为我们以后实际和出去社会参加工作奠定了坚定的基础。

虽然这次课程设计结束了。但我们在机械方面的设计及创新才刚刚开始。

1.8参考文献

1.郑军红 朱建儒 刘喜平《机械原理》北京——机械工业出版社

2.《机构分析与设计》华大年等主编——机械工业出版社 3.《连杆机构》伏尔默主编——机械工业出版社 4.《机械传动设计手册》江耕华主编——煤碳工业出版社 5.《机械原理》邹慧君主编——高等教育出版社

第二篇：课程设计：洗地毯机1

地毯清洗机的设计

机电工程系 焊接技术与自动化专业

Z100353班 第七组

指导老师： 张旦闻

设计人： 韩雪斌

李庚 巩喜帅

地毯清洗机

前言 ：

随着当今社会的高速发展，人民的生活水平日益改善，物质生活越来越丰富多彩。为了满足人们日益增长的物质需求，各种各样的生活用品也如雨后春笋般出现。如空调、电脑、珍木家具，地毯等。当然这些东西方便人们的同时，也给生活带来诸多不便。就如地毯，清洗就是一大困扰人的难题。为了解决人们的生活难题，方便人们的生活，我组特设计一款地毯清洗机。以解决困扰人们的生活难题，现将该机的一些情况介绍如下。

在介绍地毯清洗机之前，我们先来了解一下地毯的一些情况。现在地毯的种类很多，按地毯材质分类有：

（l）纯毛地毯 我国的纯毛地毯是以土种绵羊毛为原料，其纤维长，拉力大，弹性好，有光泽，纤维稍粗而且有力，是世界上编织地毯的最好优 质原料。纯毛地毯的重量约为1．6~2．6kg／平米，是高级客房、会堂、舞台等地面的高级装修材料。近年来还生产了纯羊毛无纺织地毯，它是不用纺织或编织方法而制成的纯毛地毯。

（2）混纺地毯 混纺地毯是以毛纤维与各种合成纤维混纺而成的地面装修材 料。混纺地毯中因掺有合成纤维，所以价格较低，使用性能有所提高。如在羊毛纤维中加入20％的尼龙纤维混纺后，可使地毯的耐 磨性提高五倍，装饰性能不亚于纯毛地毯，并且价格下降。（3）化纤地毯 化纤地毯也叫合成纤维地毯，如聚丙烯化纤地毯，丙纶化纤地 毯，睛纶（聚乙烯睛）化纤地毯、尼龙地毯等。它是用簇绒法或机织法将合成纤维制成面层，再与麻布底层缝合而成。化纤地毯耐磨性 好并且富有弹性，价格较低，适用于一般建筑物的地面装修。

（混纺地毯）（纯毛地毯）

（塑料地毯）（化纤地毯）

（各种地毯的样式）

（4）塑料地毯 塑料地毯是采用聚氯乙烯树脂、增塑剂等多种辅助材料，经均 匀混炼、塑制而成，它可以代替纯毛地毯和化纤地毯使用。塑料地毯质地柔软，色彩鲜艳，舒适耐用，不易燃烧且可自熄，不怕湿。塑料地毯适用于宾馆、商场、舞台、住宅等。因塑料地毯耐 水，所以也可用于浴室起防滑作用。

地毯还可根据供应的款式分类有：(1）整幅成卷供应的地毯 化纤地毯、塑料地毯以及无纺织纯毛地毯常接整幅成卷供货。铺设这种地毯可使室内有宽敞感，整体感，但损坏更换不太方便，也不够经济。（2）块状地毯 纯毛等不同材质的地毯均可成块供应。纯毛地毯还可以成套 供货，每套由若于块形状、规格不同的地毯组成。花式方块地毯是由花色各不相同的小块地毯组成，它们可以拼成不同的图案。块状地毯铺设方便而灵活，位置可随时变动，这一方面给室内 设计提供了更大的选择性，同时也可满足不同主人的情趣，而且磨损严重部位的地毯可随时调换，从而延长了地毯的使用寿命，达到 既经济又美观的目的。在室内巧妙地铺设小块地毯，常常可以起到画龙点睛的效果。小块地毯可以破除大片灰色地面的单调感，还能使室内不同的功能区有所划分。门口毯、床前毯、道毯等均是块状地毯的成功应用。

地毯的作用

（一）保暖、调节功能

地毯织物大多由保温性能良好的各种纤维织成，大面积地铺垫地毯可以减少室内通过地面散失的热量，阻断地面寒气的侵袭，使人感到温暖舒适。测试表明，在装有暖气的房内铺以地毯后，保暖值将比不铺地毯时增加12%左右。

地毯织物纤维之间的空隙具有良好的调节空气湿度的功能，当室内湿度较高时，它能吸收水分；室内较干燥时，空隙中的水分又会释放出来，使室内湿度得到一定的调节平衡，令人舒爽怡然。

（二）吸音功能

地毯的丰厚质地与毛绒簇立的表面具备良好的吸音效果，并能适当降低噪声影响。由于地毯吸收音响后，减少了声音的多次反射，从而改善了听音清晰程度，故室内的收录音机等音响设备，其音乐效果更为丰满悦耳。此外，在室内走动时的脚步声也会消失，减少了周围杂乱的音响干扰，有利于形成一个宁静的居室环境。

（地毯的一些危害因素增长率呈负增长）

（三）舒适功能

人们在硬质地面上行走时，脚掌着力于地以及地面的反作用力，使人感觉不舒适并容易疲劳。铺垫地毯后，由于地毯为富有弹性纤维的织物，有丰满、厚实、松软的质地，所以在上面行走时会产生较好的回弹力，令人步履轻快，感觉舒适柔软，有利于消除疲劳和紧张。在现代居室中，由于钢材、水泥、玻璃等建筑材料的性质生硬与冷漠，使人们十分注意如何改变它们，以追求触觉与视觉的柔软感和舒适度。地毯的铺垫给人们以温馨，起着极为重要的作用。

（四）审美功能

地毯质地丰满，外观华美，铺设后地面能显得端庄富丽，获得极好的装饰效果。生硬平板的地面一旦铺了地毯便会满室生辉，令人精神愉悦，给人一种美感的享受。地毯在室内空间中所占面积较大，决定了居室装饰风格的基调。选用不同花纹、不同色彩的地毯，能造成各具特色的环境气氛。大型厅堂的庄严热烈，学馆会室的宁静优雅，家居房舍的亲切温暖，地毯在这些不同居室气氛的环境中扮演了举足轻重的角色。

羊毛地毯有较好的吸音能力，可以大大消弱各种噪音，它可以吸收声波高达５０％的能量。羊毛地毯的隔热性能也很好，因毛纤维具有很低的热传导性，使得热量不易散失。冬天，它可以防止屋中的热度传走，保持屋内的舒适环境。

羊毛地毯还具有吸湿、防水以及防止空气污染等重要功能，在一般的湿度中羊毛会占本身重量１３％-１８％的水分，在特殊的条件下，羊毛的含水量还可达到３３％，正是这种特殊的性质，使它具有了调节环境湿度的作用，在高湿度环境中，它可从空气中吸收潮气，在空气干燥时又可以把其水分释放出来。

除此之外，羊毛地毯还具有良好的阻燃性能、抗脚蹋污染性能、易清洗的特点，即使经过几年的使用后，送到工厂清洗，色泽仍艳丽如

初。

（地毯的使用费用市场分析）

由于地毯有诸多功能，被广泛应用于宾馆的餐厅、歌舞厅、大型展览中心、会议场馆、酒店、机场地毯地面和家居。然而地毯在使用过程中问题也接踵而来。地毯的主要缺点有：纳尘性能较强，清洁比较困难，易产生水渍现象；容易滋生细菌和满虫，价格也较高。为满足市场需求，解决地毯清洗问题，洗地毯机的产生成为历史的必然，各种洗地毯机应运而生。

19世纪70年代，梅尔维尔·比塞尔在密歇根州大瀑布城一家瓷器工厂工作。由于用稻草来捆扎瓷器，因此产生了蒙蒙尘雾。在工人们叠放东西以及用普通扫帚打扫包装间时，灰尘危害更为严重。越是这些时候，比塞尔的头痛病发作得也就越严重。他开始认识到自己的头痛病大概是因为对灰尘的过敏性反应。

要解决比塞尔的问题，显而易见的答案就是设计一种把刷子和灰尘都留在小箱子里的器械。于是，他开始着手设计。

对许多设计方案进行试验之后，比塞尔决定把一系列刷子连接到一个滚筒上去。滚筒连着清扫机的轮子，因此当清扫机往前推时，滚筒就会转动起来。另外还有一个能够调节刷子高度，以应付不同地面状况的旋钮。最后，最为重要的是整部机械装置都安装在一个同时也收集灰尘的小箱子里面。1876年，比塞尔的“大瀑布城”牌单擦机投放市场。比塞尔的清扫机立即取得了成功。它比扫帚使用起来更为快捷、方便和干净。它还是一种结构简单、相当便宜的装置，许多人都买得起。甚至20世纪初真空吸尘器问世之后，还有许多人仍然用治好比塞尔头痛病的机器来清扫自己的地毯。地毯翻新正如石材翻新一样，可让环境焕然一新，且不影响正常工作或营业，创造显著价值。严重污染的餐厅地毯，和深藏大量污垢的陈年地毯，皆需翻新或清洗。地毯清洗机犹如医生，可医各样重度污染和深度污垢，恢复地毯干净美观的原貌；适用于宾馆的餐厅、歌舞厅和餐饮酒楼等场所

目前市场上常用洗地毯机的现状

洗地毯机的种类有很多，但常用的有两种：一是干泡地毯机；二是喷汽抽吸式洗地毯机。

干泡洗地毯子机有滚刷式和转刷式两种，用该机洗地毯的方法比较简单，只能对不脏的地毯和纯羊毛地毯清洗效果颇佳，且对地毯损伤较小。干粉干洗法是利用粉状清洁剂使污垢变成悬浮状态，然后用吸尘器吸走。缺点是其粉状清洁剂会深入地毯深处，很难彻底清除。蒸汽干洗法是把清洁剂（低泡）混合后加入带有加热系统的抽洗机内，利用泵的压力把蒸汽射在地毯表面，靠高速运转的刷子刷洗后，把污水抽出。缺点是设备昂贵，对地毯有损伤。泡沫干洗法是把地毯清洁剂（高泡）加入带有电子打泡箱的机器内，使其产生大量泡沫，然后注入地毯纤维间，在泡沫中清洗，干燥后，用强力吸尘器将残留物吸去。缺点是要求操作人员素质要高，如操作不当，会产生纹路，地毯中有残留清洗剂。

喷汽抽吸式洗地毯机，工作时往往是喷液、擦洗、吸水同步进行，洗涤力特别强，去污效果也好，但操作比较笨重，且对地毯的破坏性较大。

将地毯清洁剂溶液利用抽洗机喷入地毯——经刷洗后——用真空抽洗——把污液吸出。缺点是水分多，干透时间长，浸泡后地毯会皱缩、发霉、积垢、易产生色差，会缩短地毯寿命，一般不经常使用。另外，目前一般的酒店，客房，宾馆，办公室等使用的都是进口的洗地毯机，价格比较昂贵，不宜在普通家庭用户广泛推广。

（目前市场上使用的洗地毯机的部分部件内部结构）

设计方案

市场上的地毯种类包括各种真皮、纯毛、化纤质地的地毯、挂毯、床毯、装饰毯等。基于目前市场上地毯清洗机功能单一，不能满足清洗多种种类的地毯的要求这些问题，我组特设计出满足上述要求的多功能洗地毯机。此款洗地毯机集干泡洗地毯机和喷汽抽吸式洗地毯机功能与一身，不仅坚固耐用，清洁效果好，而且操作方便，性能多样，使用正确的附件，还可清洗地面、挂毯、车座以及瓷砖和窗格。

其设计原理如下：

喷抽式地毯清洗机工作原理： 地毯清洗机将水与清洁剂混合液在压力的作用下喷入地毯深层，然后地毯清洗机将溶有污物的混合液抽回至污水槽中。经过清洗的地毯略带潮气，片刻之后会自然风干，您可以马上可以领略地毯清洁、松软的美好感觉。

干洗法是利用粉状清洁剂使污垢变成悬浮状态，然后用吸尘器吸走，它可以令稀释后的干泡地毯清洁剂产生的泡沫更轻、更丰富，使清洗后的地毯更易干，以达到理想、满意的清洁效果。

主要结构：

洗地毯机的主要部件由两个吸力泵，以及污水箱、净水箱、强力喷射水泵、电机立式刷地机、吸尘吸水机等组成，采用真空抽吸。

采用立式刷地机和吸尘吸水机组合，刷地机清洗地毯，吸尘吸水机抽吸污水，是很多宾馆选择最多的方式。该款地毯清洗机，集地毯清洁与保值于一体，配备浮动式滚刷，即使清洁不平坦地面，依然可以获得完美清洁效果；采用全新后退式操作系统，充分保证地毯清洁后的干净与风干，有效避免地毯二次污染，配合专业地毯清洁剂可以对地毯进行深层清洁。

电瓶动力强劲保证了它可以长时间不间断工作。浮动式刷头，保证机器与地毯的持续接触。清洁剂定量配比技术。

（地毯清洗机预想图）

紧凑的设计，使本设备可以应用于酒店客房、大型会议室、报告大厅等中大面积的空间

随机配件：

1、透明手扒：喷水抽吸同步,解决附着在家具及楼梯等角落地毯上的浮尘。

2、2.8米伸缩吸水管（可伸长至8米）和7.5米高压喷水管，令主机停在房间门口，清洗耙头即可完成房间内清洗工作。

1、特大容量水箱，适合大面积地毯清洗。

2、分体式设计，适合不同空间地毯清洗，即使在客房内也操作方便。

3、高压水泵配合五组喷头，令60℃热水完全汽化，成倍提高溶解污垢的速度和溶解量。

4、高速摆刷，将地毯里的污渍、泥沙、残留药剂，彻底洁净，同时梳松地毯纤维，恢复地毯弹性；即使污染严重的餐厅走道也能彻底清洗干净。

5、两只三层风叶抽吸马达，吸力特强，两小时即可干燥。

6、聚乙烯材质主机，优质不锈钢摆刷式耙头，皆坚固耐用。

7、主机配备感应装置，令污水升至感应器时吸水马达自动暂停

断路。

8、踏板式机柄调节装置，操作更方便。

9、即洗即用，不易造成第二次污染，不会影响行人出入。

10、清洗效果较好，含水量少，干透时间较短，操作方便，不易损伤地毯。清洗比较彻底，能清洗深层污迹，操作方便。

对清洗好的地毯进行合理的保养以便延长其使用寿命 地毯保养的注意事项如下：

1．在地毯吸尘中，要注意地毯的边角。

2．地毯如有皱折，一定要及时修整、牵伸，否则易损坏。3．地毯有破损应及时修补，否则破损会不断扩大。

4．发现地毯生虫，要及时喷洒杀虫剂和吸尘，防止虫蛀表面的扩张。

5．在去污过程中，要防止清除一处，又污染了另一处，同时，用软刷刷洗时，用力要适当，以减少对地毯纤维的损坏。

6．在地毯清洗中，尽量除去残留清洁剂，因任何化学清洁剂都有一定的腐蚀性，以延长地毯的使用寿命。

7．经过抽洗的地毯一定要干透。地毯在长期浸泡过程中，纤维会逐渐老化、变质，同时易生虫、生霉甚至溃烂。、8．在清洗地毯时，水温不易过高（一般为40度左右），否则会造成地毯收缩。

参考文献：

1、国家统计局资源网。

2、《机械图原理》。

3、@@洗地毯机生产有限公司

4、洗地毯机市场分析报告

5、地毯生产及保养方法

第三篇：机械原理课程设计

机械原理 课程设计说明书

设计题目：牛头刨床的设计

机构位置编号：11 3

方案号：II

班 级： 姓 名： 学 号：

年 月 日

目录

一、前言………………………………………………1

二、概述

§2.1课程设计任务书…………………………2 §2.2原始数据及设计要求……………………2

三、设计说明书

§3.1画机构的运动简图……………………3 §3.2导杆机构的运动分析…………………4 §3.3导杆机构的动态静力分析3号点……11 §3.4刨头的运动简图………………………15

§3.5飞轮设计………………………………17

§3.6凸轮机构设计…………………………19 §3.7齿轮机构设计…………………………24

四、课程设计心得体会……………………………26

五、参考文献………………………………………27

一〃前言

机械原理课程设计是高等工业学校机械类专业学生第一次较全面的机械运动学和动力学分析与设计的训练，是本课程的一个重要实践环节。是培养学生机械运动方案设计、创新设计以及应用计算机对工程实际中各种机构进行分析和设计能力的一门课程。其基本目的在于： 

⑴．进一步加深学生所学的理论知识培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力。

⑵.使学生对于机械运动学和动力学的分析设计有一较完整的概念。

⑶.使学生得到拟定运动方案的训练并具有初步设计选型与组合以及确定传动方案的能力。

⑷.通过课程设计，进一步提高学生运算、绘图、表达、运用计算机和查阅技术资料的能力。

⑸.培养学生综合运用所学知识，理论联系实际，独立思考与分析问题能力和创新能力。

机械原理课程设计的任务是对机械的主体机构连杆机构、飞轮机构凸轮机构，进行设计和运动分析、动态静力分析，并根据给定机器的工作要求，在此基础上设计凸轮，或对各机构进行

运动分析。

二、概述

§2.1课程设计任务书

工作原理及工艺动作过程 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图(a）所示，由导杆机构1-2-3-4-5带动刨头5和削刀6作往复切削运动。工作行程时，刨刀速度要平稳，空回行程时，刨刀要快速退回，即要有极回作用。切削阶段刨刀应近似匀速运动，以提高刨刀的使用寿命和工件的表面 加工质量。切削如图所示。

§2.2.原始数据及设计要求

三、设计说明书(详情见A1图纸)

§3.1、画机构的运动简图

以O 4为原点定出坐标系，根据尺寸分别定出O 2点B点，C点。确定机构运动时的左右极限位置。曲柄位置图的作法为，取1和8’为工作行程起点和终点所对应的曲柄位置，1’和7’为切削起点和终点所对应的曲柄位置，其余2、3„12等，是由位置1起，顺ω2方向将曲柄圆作12等分的位置，如下图：

§3.2 导杆机构的运动分析

11位置的速度与加速度分析 1）速度分析

取曲柄位置“11”进行速度分析。因构件2和3在A处的转动副相连，故VA2=VA3，其大小等于W2lO2A，方向垂直于O2 A线，指向与ω2一致。

曲柄的角速度 ω2=2πn2/60 rad/s=6.702rad/s υA3=υA2=ω2〃lO2A=6.702×0.09m/s=0.603m/s（⊥O2A）

取构件3和4的重合点A进行速度分析。列速度矢量方程，得

υA4= υA3+ υA4A3 大小 ?

√ ? 方向 ⊥O4B ⊥O2A ∥O4B 取速度极点P，速度比例尺µv=0.01(m/s)/mm，作速度多边形如下图

由图得

υA4=0.567m/s

υA4A3 =0.208m/s

用速度影响法求得

VB5=VB4=VA4*04B/O4A=1.244m/s 又

ω4=VA4/O4A=2.145rad/s 取5构件为研究对象,列速度矢量方程,得

vC = vB+ vCB 大小

? √ ? 方向 ∥XX ⊥O4B ⊥BC 取速度极点P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm, 作速度多边行如

上图。则图知，vC5= 1.245m/s

Vc5b5=0.111m/s

ω5=0.6350rad/s

2）加速度分析

取曲柄位置“11”进行加速度分析。因构件2和3在A点处的转动副相连，故aA2n=aA3n,其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。ω2=6.702rad/s, aA3n=aA2n=ω22lO2A=6.702×0.09 m/s2=4.0425m/s2 取3、4构件重合点A为研究对象，列加速度矢量方程得：

aA4 = aA4n + aA4τ

= aA2n

+ aA4A2k

+

aA4A

2大小:

?

ω42lO4A

?

√

2ω4υA4 A2

?

方向: ? A→O4 ⊥O4B A→O2

⊥O4B

∥O4B 取加速度极点为P＇,加速度比例尺µa=0.1（m/s2）/mm, 作加速度多边形如下图所示.由图可知

aA4=2.593m/s2 用加速度影响法求得

aB4= aB5 = aA4* L04B / L04A =5.690 m /s2 又

ac5B5n =0.0701m/s2 取5构件为研究对象,列加速度矢量方程,得

ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5τ 大小

?

√

w52 Lbc

? 方向

∥XX √

c→b

⊥BC 作加速度多边形如上图，则

″

aC5B5τ= C5´C5·μa =2.176m/s2

aC5 =4.922m/s2

3号位置的速度与加速度分析 1)速度分析

取曲柄位置“3”进行速度分析，因构件2和3在A处的转动副相连，故VA3=VA2，其大小等于w2〃lO2A，方向垂直于O2 A线，指向与w2一致。

曲柄的角速度 ω2=2πn2/60 rad/s=6.702rad/s υA3=υA2=ω2〃lO2A=6.702×0.09m/s=0.603m/s（⊥O2A）取构件3和4的重合点A进行速度分析，列速度矢量方程，得，VA4

=VA3

+ VA4A3

大小

?

√

?

方向

⊥O4B

⊥O2A

∥O4B 取速度极点P，速度比例尺µv=0.01(m/s)/mm，作速度多边形如下图

VA4=pa4〃µv= 0.487m/s VA4A3=a3a4〃µv= 0.356 m/s w4=VA4⁄lO4A=1.163rad/s VB=w4×lO4B= 0.675m/s

取5构件作为研究对象，列速度矢量方程，得

υC =

υB

+

υCB

大小

?

√

? 方向 ∥XX(向右)

⊥O4B

⊥BC

取速度极点P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm, 作速度多边形如上，则

Vc5=0.669m/s

Vcb=0.102m/s

W5=0.589rad/s 2）.加速度分析

取曲柄位置“3”进行加速度分析。因构件2和3在A点处的转动副相连，故aA2n=aA3n,其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。ω2=6.702rad/s，9 aA2n=aA3n=ω22lO2A=6.702×0.09 m/s2=4.0426m/s2 取3、4构件重合点A为研究对象，列加速度矢量方程得：

aA4 =aA4n+ aA4τ = aA3n + aA4A3K + aA4A3v 大小: ? ω42lO4A ? √ 2ω4υA4 A3 ? 方向 ? B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B ∥O4B（沿导路）取加速度极点为P＇,加速度比例尺µa=0.1（m/s2）/mm, 作加速度多边形下图所示：

则由图知：

aA4 =P´a4´〃μa =3.263m/s2 aB4= aB5 = aA4* L04B / L04A =4.052 m/ s2 取5构件为研究对象,列加速度矢量方程,得

ac = aB + acBn+ a cBτ

大小 ? √ ω5l2CB ? 方向 ∥X轴 √ C→B ⊥BC 其加速度多边形如上图，则 ac =p ´c〃μa =4.58m/s2 §3.3 导杆机构的动态静力分析 3号点 取3号位置为研究对象：

①.5-6杆组共受五个力，分别为P、G6、Fi6、R16、R45, 其中R45和R16 方向已知，大小未知，切削力P沿X轴方向，指向刀架，重力G6和支座反力R16 均垂直于质心，R45沿杆方向由C指向B，惯性力Fi6大小可由运动分析求得，方向水平向左。选取比例尺μ=(40N)/mm，受力分析和力的多边形如图所示：

已知：

已知P=9000N，G6=800N，又ac=ac5=4.58m/s2 那么我们可以计算 FI6=-G6/g×ac =-800/10×4.5795229205 =-366.361N 又ΣF=P + G6 + FI6 + F45 + FRI6=0，方向 //x轴 → ← B→C ↑ 大小 9000 800 √ ？ ？ 又

ΣF=P + G6 + Fi6 + R45 + R16=0，方向

//x轴

→

←

B→C

↑ 大小

8000

620

√

？

？ 由力多边形可得：F45=8634.495N

N=950.052 N 在上图中，对c点取距，有

ΣMC=-P〃yP-G6XS6+ FR16〃x-FI6〃yS6=0 代入数据得x=1.11907557m ②.以3-4杆组为研究对象（μ=50N/mm）

已知： F54=-F45=8634.495N，G4=220N aB4=aA4〃 lO4S4/lO4A=2.261m/s2 , αS4=α4=7.797ad/s2

可得：

FI4=-G4/g×aS4 =-220/10×2.2610419N=-49.7429218N MS4=-JS4〃aS4=-9.356 对O4点取矩：

MO4= Ms4 + Fi4×X4 + F23×X23-R54×X54-G4×X4 = 0 代入数据，得：

MO4=-9.356-49.742×0.29+F23×0.4185+8634.495×0.574+220×0.0440=0 故：

F23=11810.773N Fx + Fy + G4 + FI4 + F23 + F54 = 0 方向： ？ ？ √ M4o4 √ √ 大小： √ √ → √ ┴O4B √

解得：

Fx=2991.612N Fy=1414.405N 方向竖直向下

③.对曲柄分析，共受2个力，分别为F32,F12和一个力偶M,由于滑块3为二力杆，所以F32=F34，方向相反，因为曲柄2只受两个力和一个力偶，所以F12与F32等大反力。受力如图：

h2=72.65303694mm,则，对曲柄列平行方程有，ΣMO2=M-F32〃h2=0 即

M=0.0726*11810.773=0，即M=858.088N〃M

§3.4刨头的运动简图

§3.5飞轮设计

1.环取取曲柄AB为等效构件，根据机构位置和切削阻力Fr确定一个运动循的等效阻力矩根据个位置时

值，采用数值积分中的梯形法，计算曲柄处于各的功

。因为驱动力矩可视为

，确定等效驱动力常数，所以按照

矩Md。

2.估算飞轮转动惯量 由

确定等效力矩。

§3.6凸轮机构设计

1.已知：摆杆为等加速等减速运动规律，其推程运动角o=10o，回程运动角0'=70o，摆杆长度=70远休止角001lo9D=135mm，最大摆角max=15o，许用压力角[]=38.2.要求:(1)计算从动件位移、速度、加速度并绘制线图。（2）确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径，划出凸轮实际轮廓线，并按比例绘出机构运动简图。

3.设计步骤：

1、取任意一点O2为圆心，以作r0=45mm基圆；

2、再以O2为圆心，以lO2O9/μl=150mm为半径作转轴圆；

3、在转轴圆上O2右下方任取一点O9;

4、以O9为圆心，以lOqD/μl=135mm为半径画弧与基圆交于D点。O9D即为摆动从动件推程起始位置，再以逆时针方向旋转并在转轴圆上分别画出推程、远休、回程、近休，这四个阶段。再以11.6°对推程段等分、11.6°对回程段等分（对应的角位移如下表所示），并用A进行标记，于是得到了转轴圆山的一系列的点，这些点即为摆杆再反转过程中依次占据的点，然后以各个位置为起始位置，把摆杆的相应位置

画出来，这样就得到了凸轮理论廓线上的一系列点的位置，再用光滑曲

线把各个点连接起来即可得到凸轮的外轮廓。

5、凸轮曲线上最小曲率半径的确定及滚子半径的选择

（1）用图解法确定凸轮理论廓线上的最小曲率半径min：先用目测法估计凸轮理论廓线上的min的大致位置（可记为A点）；以A点位圆心，任选较小的半径r 作圆交于廓线上的B、C点；分别以B、C为圆心，以同样的半径r画圆，三个小圆分别交于D、E、F、G四个点处，如下图9所示；过D、E两点作直线，再过F、G两点作直线，两直线交于O点，则O点近似为凸轮廓线上A点的曲率中心，曲率半径minOA；此次设计中，凸轮理论廓线的最小曲率半径min 26.7651mm。

凸轮最小曲率半径确定图（2）凸轮滚子半径的选择（rT）

凸轮滚子半径的确定可从两个方向考虑： 几何因素——应保证凸轮在各个点车的实际轮廓曲率半径不小于1~5mm。对于凸轮的凸曲线处CrT，对于凸轮的凹轮廓线CrT（这种情况可以不用考虑，因为它不会发生

失真现象）；这次设计的轮廓曲线上，最

小的理论曲率半径所在之处恰为凸轮

上的凸曲线，则应用公式：minrT5rTmin521.7651mm；滚

子的尺寸还受到其强度、结构的限制，不能做的太小，通常取rT(0.10.5)r0

及4.5rT22.5mm。综合这两方面的考虑，选择滚子半径可取rT=15mm。

然后，再选取滚子半径rT，画出凸轮的实际廓线。设计过程 1.凸轮运动规律 推程0≤2φ≤δo /2时：

2max12204max120,0024max2 120

推程δo /2≤φ≤δo时：

2max1max(220)04max1(20)002,04max2120

回程δo+δs01≤φ≤δo+δs+δ'o/2时：

2max1max2'204max1'200,0'24max21'20

回程δo+δs+δ’o/2≤φ≤δo+δs+δ’o时：2max1(0')2'204max1('20')00'2,0'4max21'20

2.依据上述运动方程绘制角位移ψ、角速度ω、及角加速度β的曲线，由公式得出如下数据关系（1）角位移曲线：

（2）角速度ω曲线:

（3）角加速度曲线:

4）、求基圆半径ro及lO9O2

3.由所得数据画出从动杆运动线图

§3.7齿轮机构设计 1、设计要求：

计算该对齿轮传动的各部分尺寸，以2号图纸绘制齿轮传动的啮合图，整理说明书。

2.齿轮副Z1-Z2的变位系数的确定

齿轮2的齿数Z2确定：

ｉo＇＇2=40＊Z2／16＊13=n0＇＇／no2=7.5

得Z2=39

取x1=-x2=0.5

x1min=17-13／17=0.236 x2min=17-39／17=-1.29

计算两齿轮的几何尺寸：

小齿轮

d1=m＊Z1=6＊13=78mm

ha1=（ha*+x1）*m=（1+0.5）*6=9mm

hf1=（ha*+c*-x1）*m=（1+0.25-0.5）*6=4.5mm

da1=d1+2*ha1=78+2*9=96

df1=d1-2*h f1=78-9=69

db1=d1*cosɑ=78*cos20˚=73.3

四 心得体会

机械原理课程设计是机械设计制造及其自动化专业教学活动中不可或缺的一个重要环节。作为一名机械设计制造及其自动化大三的学生，我觉得有这样的实训是十分有意义的。在已经度过的生活里我们大多数接触的不是专业课或几门专业基础课。在课堂上掌握的仅仅是专业基础理论面，如何去面对现实中的各种机械设计？如何把我们所学的专业理论知识运用到实践当中呢？我想这样的实训为我们提供了良好的实践平台。

一周的机械原理课程设计就这样结束了，在这次实践的过程中学到了很多东西，既巩固了上课时所学的知识，又学到了一些课堂内学不到的东西，还领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质，更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制，最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化。

其中在创新设计时感觉到自己的思维有一条线发散出了很多线，想到很多能够达到要求的执行机构，虽然有些设计由于制造工艺要求高等因素难以用于实际，但自己很欣慰能够想到独特之处。这个过程也锻炼了自己运用所学知识对设计的简单评价的技能。

五、参考文献

1、《机械原理教程》第7版

主编：孙桓

高等教育出版社

2.《机械原理课程设计指导书》主编:戴娟

高等教育出版社

3.《理论力学》主编：尹冠生

西北工业大学出版社

第四篇：机械原理课程设计

机械原理课程设计

培养和提高学生的创新思维能力是高等教育改革的一项重要任务．机械原理是机械类专业必修的一 门重要的技术基础课，它是研究机械的工作原理、构成原理、设计原理与方法的一门学科，特别是机械原理

课程中关于机械运动方案的设计是机械工程设计中最具有创造性的内容，对培养学生的创新设计能力起

着十分重要的作用．机械原理课程设计是机械原理教学的一个重要实践环节，以往我们在机械原理课程设

计中存在着很多不足，主要问题是学生完成课程设计后，在后续课程的学习与实践中，不能正确地选用和

设计机构，特别是创造性设计能力与分析解决实际工作问题的能力、动手能力和适应能力显得不足．高等

学校工科本科《机械原理课程教学基本要求》中，对机械原理课程设计提出的要求是：“结合一个简单的机

械系统，综合运用所学的理论和方法，使学生受到拟定机械运动方案的训练，并能对方案中某些机构进行

分析和设计”．它要求针对某种简单机械进行机械运动简图设计，其中包括机器功能分析、工艺动作过程确

定、执行机构选择、机械运动方案评定、机构尺度综合等．依据这一基本精神，要求把培养学生的创新设计、开拓能力作为一条主线贯穿于课程设计的始终，在深入掌握机械原理基本知识、强化学生运算能力和绘图

基本功的同时，开展创造性教育，培养学生创造性设计能力．如何在机械原理课程设计中体现这种能力培

养，几年来我们不断地对课程设计内容、设计方法和设计手段等进行了一些探索与实践． 1 合理安排课程设计内容，培养学生创新思维能力

对于机械原理课程设计的内容选择，以往教学中存在着两种不同的看法：一种认为选用已有的典型机 械，对其进行比较系统的运动分析与受力分析等，以加深学生对机械原理课程各章节内容的理解和掌握；

另一种认为根据某些功能要求，要求学生独立地确定机械系统的运动方案，并对其中的某些机构进行设

计．前者侧重于分析，后者则侧重于设计．我们在课程设计内容选择问题上也进行了多年探索，如以培养学

生的运算、绘图的基本技能和巩固基本知识为主要目的，选用对典型机械进行分析设计的题目，但是在后

续的课程教学中发现学生创造性设计新机械的能力与分析解决实际工作问题的能力和适应能力显得不

足．我们也曾经尝试只给出设计题目，让学生自己独立地进行机械运动方案确定和对其中某些机构进行设

计．虽然这种设计内容能够促使学生主动地进行独立思考，自觉地进行一些相关资料的查询，但是由于学

生没有进行过一次比较系统的设计过程训练，大多数学生不知从哪里下手，较难进入设计状态，设计

过程

中出现多次反复修改使得设计进度非常缓慢．从最后的设计结果来看，只有少数学生比较理想，多数学生的设计都出现了一些错误，设计结果不能满足题目要求，而且由于多次修改使得图面质量较差．经过多年的探索与实践，我们认为在机械原理课程设计中，分析与设计都是很重要的两个环节，对典型机械的分析__和学生独立创新机械的设计对于学生来说都是不能缺少的．那么怎样才能在有限的设计时间内把这些内

容都安排进去而又同时能保证设计质量呢?我们结合现有实际条件，交给学生的课程设计内容是：先进行

典型的机械分析，然后进行创新机械设计．我们选择了牛头刨床传动方案作为课程设计题目，要求学生不

能照搬现有牛头刨床传动方案，每个学生必须至少提出一种新的传动方案，并且提出的方案越多越好．学

生在方案构思过程中，积极查阅资料，热烈讨论，表现出了极大的主动性，提出了很多方案，最后经过归纳

得出l0种可以实现刨床运动要求的方案，如图I所示．在这一过程中，使学生突破了固有传动方案模式，拓宽了方案构思思路，得到了一次提高创新思维能力的训练．

第五篇：机械原理课程设计格式

机械原理课程设计格式

目录

一、设计题目

1、题目及设计要求

2、基本数据

二、功能分解

三、机构选型

实现每个工艺动作机构的选型

四、机械运动方案的拟定

1、机构组合方式

2、机械运动方案的拟定（拟定2～3个方案，并画出相应的运动方案示意图）

3、方案的评价

4、方案的确定（在图纸上画出机械运动方案简图）

五、运动循环图

六、机构尺寸的确定及设计计算

1、传动比计算

2、机构尺寸的确定

3、连杆机构的设计（进行运动分析，并画出运动线图）

4、齿轮机构的设计（几何参数设计）

5、凸轮机构的设计（根据选定从动件的运动规律设计凸轮轮廓线图，在图纸上单独绘制轮廓线图，保留作图轨迹）

注意：如果采用解析法进行设计，如果是用计算机编程，建立数学模型，写出流程框图，程序列在附录，附录附在设计说明书后面。

七、总结

八、参考文献

格式：罗洪量主编.《机械原理课程设计指导书》（第二版）.北京：高等教育出版社，1986年。2 JJ.杰克（美）主编.《机械与机构的设计原理》（第一版）.北京：机械工业出版社，1985年。

注意事项：

1、设计说明书用钢笔、中性笔书写，书写要规范、认真，采用统一的课程设计用纸；

2、对自成单元的内容应有大小标题，做到层次分明醒目突出；

3、编写说明书时应做到条例清楚、叙述简明、重点突出、计算正确、文句通顺、书写整洁；

4、所用的公式和数据应注册来源（参考资料的编号和页次）；

5、全部计算中所用的符号和脚注必须前后一致、不能混淆；

6、绘制机械运动简图时应采用规定的符号、按比例作图；

7、对计算结果应有简明的结论。如果实际所取的数值与计算结果有较大的差异，应作必要的解释，说明原因。