插床 范例 机械原理课程设计指导书要点[五篇材料]

第一篇：插床 范例 机械原理课程设计指导书要点

机械原理课程设计指导书

一、课程设计的目的

机械原理课程设计是高等工科院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，其目的在于进一步加深学生所学的理论知识，培养学生独立解决有关实际问题的能力，使学生对于机械动力学与运动学的分析与设计有一较完整的概念。

二、课程设计的内容与步骤

1、插床机构简介与设计数据

插床机构由齿轮、导杆和凸轮等组成，如图1－1所示(齿轮、凸轮未画出)。电动机经过减速装置,使曲柄1转动，再通过导杆机构使装有刀具的滑块沿导路y－y作往复运动，以实现刀具切削运动，并要求刀具有急回运动。刀具与工作台之间的进给运动，是由固结于轴O2上的凸轮驱动摆动从动杆和其它有关机构（图中未画出）来完成的。插床设计数据如表1－1所示。

图1－1 插床机构及其运动简图

表1-1 插床设计数据表

2、插床机构的设计内容与步骤

（1）导杆机构的设计与运动分析

步骤

1）设计导杆机构。按已知数据确定导杆机构的各未知参数，其中滑块5导路y-y的 1 位置可根据连杆4传力给滑块5的最有利条件来确定，即y-y应位于B点所画圆弧高的平分线上（见参考图例1）。

2）作机构运动简图。选取长度比例尺μl(m/mm)，按表1-2所分配的加速度位置用粗线画出机构运动简图。曲柄位置的作法如图1-2；取滑块5 在下极限时所对应的曲柄位置为起始位置1，按转向将曲柄圆周十二等分，得12个曲柄位置，位置5对应于滑块5处于上极限位置。再作出开始切削和终止切削所对应的5ˊ和12ˊ两位置。共计14个机构位置，可以14个学生为一组。

图1-2 曲柄位置图

表 1-2 机构位置分配表

3）作滑块的运动线图。为了能直接从机构运动简图上量取滑块位移，取位移比例尺μs=μl，根据机构及滑块5上C点的各对应位置，作出滑块的运动线图sc(t)、然后根据sc(t)线图用图解微分法（弦线法）作滑块的速度vc(t)线图（图1-2），并将其结果 2 与4）相对运动图解法的结果比较。

图1-2 用图解微分法求滑块的位移与速度线图

4）用相对运动图解法作速度、加速度多边形。选取速度比例尺μv[(m·s-1)/mm]和加速度比例尺

μa[(m·s-2)/mm]，作该位置的速度和加速度多边形（见图1-3）。

① 求vA

vAr1

其 中

12n1/60

(rad/s)② 列 出 向 量 方 程 ,求 vA3和aA3

vA3vA2vA3A2

ntkraAaaaa3A3A2A3A2A3A2

用速度影像法求vB和aB

③ 列 出 向 量 方 程 ,求 vC和aC vCvBvCB

ntaCaBaCBaCB

a）速度图

b）加速度图

图1-3 位置7的速度与加速度图

（2）导杆机构的动态静力分析

已知 各构件重力G及其对重心轴的转动惯量Js、阻力线图（图1－1）及已得出的机构尺寸、速度和加速度。

1）绘制机构的力分析图（图1-4）。力分析的方法请参考《机械原理》教材

图1-4 位置7的力分析图

已知 各构件重力G及其对重心轴的转动惯量Js、阻力线图（图1－1）及已得出的机构尺寸、速度和加速度，求出等效构件1的等效阻力矩Mr。（注意：在切削始点与切削终点等效阻力矩应有双值）

2）选取力矩比例尺μ

M(N.mm/mm)，绘制等效阻力矩

Mr的曲线图（图1-4）

图1-4 等效阻力矩Mr和阻力功Ar的曲线图

利用图解积分法对Mr进行积分求出Ar-φ曲线图，假设驱动力矩Md为恒定，由于插床机构在一个运动循环周期内做功相等，所以驱动力矩在一个周期内的做功曲线为一斜直线并且与Ar曲线的终点相交如图1-4中Ad所示，根据导数关系可以求出Md曲线（为一水平直线）。

3）作动能增量△Ｅ―φ线。

取比例尺 μＥ＝μＡ＝ＫμφμＭ（Ｊ／mm），动能变化△Ｅ＝Ａd－Ａr，其值可直接由图1-4上Ａd（φ）与Ａr（φ）曲线对应纵坐标线段相减得到，由此可作出动能变化曲线Ad与Ar相减的曲线图（如图1-5）。

图1-5 作动能增量△Ｅ―φ线图

4）计算飞轮的转动惯量JF

已知 机器运转的速度不均匀系数δ，机器在曲柄轴1上转速n1，ΔE的最大和最小值，在图1-5中，即ωmax和ωmin位置，对应纵坐标ΔEmax和ΔEmin之间的距离gf，则

]EmaxEmin(gf)E [Amax所以JF为：

JF]900[Amax

2n1

2三、图解微分法与图解积分法简介

1、图解微分法

下面以图1-6为例来说明图解微分法的作图步骤,图1-6为某一位移线图, 曲线上任一点的速度可表示为: vdsSdyStan dttdxt 7 图1-6 位移线图

其中dy和dx为s=s(t)线图中代表微小位移ds和微小时间dt的线段, α为曲线s=s(t)在所研究位置处切线的倾角。

上式表明,曲线在每一位置处的速度v与曲线在该点处的斜率成正比,即v∝tgα,为了用线段来表示速度,引入极距K(mm),则

vdsSdyStanSKtanvKtan dttdxttK式中μv 为速度比例尺,μv = μs/μtK(m/s/mm)。该式说明当K为直角三角形中α角的相邻直角边时,(Ktgα)为角α的对边。由此可知,在曲线的各个位置, 其速度v与以K为底边,斜边平行于s=s(t)曲线在所研究点处的切线的直角三角形的对边高度(Ktgα)成正比。该式正是图解微分法的理论依据,按此便可由位移线图作得速度线图(v-v(t)曲线),作图过程如下: 先建立速度线图的坐标系v=v(t)(图1-7a),其中分别以μv和μt作为v轴和t轴的比例尺, 然后沿轴向左延长至o点,o0=K(mm),距离K称为极距,点o为极点。过o点作s=s(t)曲线(图1-6)上各位置切线的平行线o1“、o2”、o3“...等,在纵坐标轴上截得线段01”、02“、03”...等。由前面分析可知,这些线段分别表示曲线在2'、3'、4'...等位置时的速度,从而很容易画出位移曲线的速度曲线(图1-7a)。

图1-7.速度线图

a)切线作图

b)弦线作图

上述图解微分法称为切线法。该法要求在曲线的任意位置处很准确地作出曲线的切线，这常常是非常困难的，因此实际上常用“弦线”代替“切线”，即采用所谓弦线法,作图方便且能满足要求,现叙述如下: 依次连接图1-6中s =s(t)曲线上相邻两点,可得弦线1'2'、2'3'、3'4'...等,它们与相应区间位移曲线上某点的切线平行。当区间足够小时,该点可近似认为在该区间(例2,3)中点的垂直线上。因此我们可以这样来作速度曲线:如图1-7b所示,按上述切线法建立坐标系v=v(t)并取定极距K及极点o,从o点作辐射线o1'、o2'、o3'、o4'...等,使分别平行于弦线 9 01'、1'2'、2'3'、3'4'...并交纵坐标轴于1“、2”、3“...等点。然后将对应坐标点投影相交,得到一个个小矩形(例图1-7b中矩形22”33"),则过各矩形上底中点(例图1-7b中e,f点等)的光滑曲线,即为所求位移曲线的速度线图(v=v(t)曲线)。

2、图解积分法

图解积分法为图解微分法的逆过程。取极距Ｋ（mm），用图解积分法由力矩Ｍr―φ曲线求得力矩所做的功Ａr―φ曲线（图1-4）。由于 MdA/dAdy/dx

其中 MAKtanMKtan

KA

K故取Ａr―φ曲线纵坐标比例尺AKM

求Ａr的理论依据如下： nyyArMrdMydxMKdxMKixiKi1K000222MKtanixiAtanixii1i1nn

设计：

一、确定各构件的运动尺寸，绘制机构简图

1、插削机构的设计： 由题知：杆1的极位夹角为 θ=180*（K-1）/（K+1）； 故有 43 10 60°O3O21 为了使构件4对构件5的平均传动角比较大，故应有： x-l3cos(q)=l3-x 则可得： 所得数据如下： x(mm)y(mm)L3(mm)L4(mm)L1(mm)设计数据 140 112 75 60 150 120 150 120 80 75 84 45 90 90 70 56 30 60 60 65

2、送料机构（凸轮机构）的设计： 四种方案的推程运动规律：

1、等加速等减速

2、余弦 11

3、正弦

4、五次多项式 回程运动规律： 修正后的等速回程 取 正弦加速度加速阶段（d£10）： 等速阶段 12 正弦加速度减速阶段（d0-d?10）：

所得数据如下： 设计数据 中心距Lo2o4(mm)100 85 滚子半径rt(mm)15 15 基圆半径R0(mm)48 54 105 15 48 85 15 55 设计简图：画自己的图在A1图纸上有 13 C5S54ByO4z23xO36S3O21A2D2D1

O1z1

二、假设曲柄1等速转动，画出滑块C的位移和速度的变化规律曲线（插削机构的运动学分析）

1）位置分析 建立封闭矢量多边形 ìïïlO3O2+l1=s3í ï（式1）l+l=x+y+sï5î34将机构的封闭矢量方程式（1）写成在两坐标上的投影式，并化简整理成C54ByS53xO36S3O21A2方程左边仅含未知量项的形式，即得： 14 ìs3cosq=lO3O2+l1cosq1ïïïïïs3sinq3=l1sinq1íïl3cos(p+q3)+l4cosq4=-x（式2）ïïïïïîl3sin(p+q3)+l4sinq4-s5=y解上述方程组得： 22ìïs=(l+lcosq)+(lsinq)ï3O3O21111ïïïl1sinq1ïïq3=arctanílO3O2+l1cosq1ïïïq4=arccos[-x-l3cos(p+q3)]ïïïïïîs5=l3sin(p+q3)+l4sinq4-y………………（式3）2）角速度分析 分别将（式2）对时间取一次导数 3）角加速度分析 分别将（式2）对时间取二次导数

三、在插床工作过程中，插刀所受的阻力变化曲线如图2所示，在不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件，分析曲柄所需的驱动力矩 dJ2dwTed-Ter=Je+w dt2djTer=(Q+G5)Vs5w1G3Vs3+w1 Vs32w32Vs52Je=m32+J32+m52w1w1w1 15 dJedJedtdJe2m3Vs3as32Js3w3a32m5Vs5as5===++22dtdjdtwdtw1w1w12 Ted=(Q+G5)Vs5w1G3Vs3m3Vs3as3+w3J3a3+m5Vs5as5++w1w1

六、感想与建议。

七、参考文献。16

第二篇：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

第三篇：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．

第四篇：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。

第五篇：2012微机原理课程设计指导书

微机原理课程设计

指 导 书

南通大学计算机科学与技术学院计算机科学与技术系

二零一二年五月

目 录 课程设计的目的和任务.......................................1 2 课程设计指导及要求...........................................1 3 课程设计的主要步骤...........................................2

3.1 总体设计.............................................................................................2 3.2 硬件设计.............................................................................................2 3.3 软件设计.............................................................................................2 3.4 软、硬件联调.....................................................................................2 课程设计报告内容及格式要求...........................2 5 进度安排................................................................3 6 课程设计的考核方法及成绩评定......................3 7 课程设计题目..........................................................4 8 主要参考资料..........................................................6 课程设计的目的和任务

课程设计是培养和锻炼学生在学习完本门课后综合应用所学理论知识，解决实际工程设计和应用问题的能力的重要教学环节。它具有动手、动脑和理论联系实际的特点，是培养在校工科大学生理论联系实际、敢于动手、善于动手和独立自主解决设计实践中遇到的各种问题能力的一个重要教学环节。

通过课程设计，要求学生熟悉和掌握微机系统的软件、硬件设计的方法、设计步骤，使学生得到微机开发应用方面的初步训练。让学生独立或集体讨论设计题目的总体设计方案、编程、软件硬件调试、编写设计报告等问题，真正做到理论联系实际，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力，实现由学习知识到应用知识的初步过渡。通过本次课程设计使学生熟练掌握微机系统与接口扩展电路的设计方法，熟练应用8086汇编语言编写应用程序和实际设计中的硬软件调试方法和步骤，熟悉微机系统的硬软件开发工具的使用方法。

通过课程设计实践，不仅要培养学生事实求是和严肃认真的工作态度，培养学生的实际动手能力，检验学生对本门课学习的情况，更要培养学生在实际的工程设计中查阅资料，撰写设计报告表达设计思想和结果的能力。课程设计指导及要求

在课程设计时，2~3名同学组成1个设计小组，分别完成项目的功能设计、电路编辑及调试、编码及调试和课程设计报告编写工作。同批次同学中选择同一题的不超过3组。在教师指导下，可以相互讨论。每设计小组提交1份设计报告，设计报告由设计小组同学独立完成，不得互相抄袭。教师的主导作用主要在于指明设计思路，启发学生独立设计的思路，解答疑难问题和按设计进度进行阶段审查。学生必须发挥自身学习的主动性和能动性，主动思考问题、分析问题和解决问题，而不应处处被动地依赖指导老师。同学应积极主动的提出问题、解决问题、讨论问题，互相帮助和启发。

学生在设计中可以引用所需的参考资料，避免重复工作，加快设计进程，但必须和题目的要求相符合，保证设计的正确。指导教师要引导学生学会掌握和使用各种已有的技术资料，不能盲目地、机械地抄袭资料，必须具体分析，使设计质量和设计能力都获得提高。学生要在老师的指导下制定好自己各环节的详细设计进程计划，按给定的时间计划保质保量的完成个阶段的设计任务。设计中可边设计，边修改，软件设计与硬件设计可交替进行，问题答疑与调试和方案修改相结合，提高设计的效率，保证按时完成设计工作并交出合格的设计报告。课程设计的主要步骤

课程设计分为硬件设计和软件设计两个部分，其设计过程可以归纳为以下所述的四个步骤：

3.1 总体设计

本阶段的任务是通过调查研究，查阅资料来初步确定系统结构的总体方案，其中主要涉及到硬件和软件的功能划分。

应用系统中硬件和软件具有一定的互换性，即某些功能既可以用硬件实现也可以用软件实现。一般说来，用硬件实现的优点是可以提高系统的工作速度，但会增加电路的复杂性和硬件成本；而用软件代替某些硬件的功能可以使电路简化，便于修改设计，降低硬件成本，但软件工作量增大。

总体设计时，必须在硬件和软件之间权衡，分工明确，然后分头开始设计。

3.2 硬件设计

在Proteus环境下，结合课程设计题目，设计硬件原理图，搭建硬件电路。

3.3 软件设计

1、采用模块化程序结构设计软件，可将整个软件分成若干功能模块。

2、画出程序流程图。

3、根据流程图，编写源程序。

3.4 软、硬件联调

在Proteus环境下，仿真调试程序。课程设计报告内容及格式要求

【课程设计报告内容】

1、设计题目（在封面注明）

2、设计内容（在此部分详细说明所做题目的基本内容和主要功能）

3、设计原理及方案（含电路原理图、硬件连接示意图、系统功能框图、程序流程图等）

4、汇编源程序代码（关键代码要加必要注释）

5、实施结果（可给出程序运行界面、实验箱运行结果照片等）

6、课程设计体会

7、参考文献

【格式要求】

1、课程设计报告要求（1）总体要求

课程设计报告应排版工整、内容完整、结论正确。要在报告封面上注明学院、班级、姓名、学号、指导教师、提交时间等完整信息。要求用计算机打印，纸张大小为A4。

（2）格式要求

 目录：用四号字，其中每章题目中，中文用宋体，英文用Times New Roman，并注明各章节起始页码，题目和页码之间用“„„”相连。 标题：中文采用四号黑体，英文用Times New Roman。

 正文：中文采用小四号宋体，英文用Times New Roman。段落为：1.5倍行距，段前、段后均为0磅。

 页面设置：单面打印：上2cm，下2cm，左2.5 cm，右1.5 cm，装订线0.5cm，页眉1.2cm，页脚1.5cm。页眉以小五号宋体字键入“接口技术课程设计”，居左。页脚插入页码，居中。 参考文献的编写格式：

期刊文献格式：［序号］作者．文目[J]．期刊名，年，卷号(期数)：起止页码 图书文献格式：［序号］作者．书名[M]．出版地：出版者，年份，起止页码 进度安排

课程设计任务在课程设计开始之前布置。学生可以在课余时间提前熟悉设计任务，查阅相关资料，确定总体方案，软、硬件功能划分，硬件接口原理图设计，程序设计等工作，为课程设计提前做好准备工作。

课程设计时间为1周。具体安排如下：

周一至周四学生完成设计课题的软硬件联调工作;周五指导教师检查本周设计任务的完成情况，学生完成课程设计报告的撰写。课程设计的考核方法及成绩评定

 考核方法：现场验收（占50%），课程设计报告（占50%）。

 考核内容：学习态度（出勤情况，平时表现等）、方案合理性、程序编制质量、演示效果、答辩情况及设计报告质量。 成绩评定：优，良，中，及格，不及格。

 特别说明：

（1）如发现抄袭，按照不及格处理。

（2）若出现2组以上设计方案完全相同，视同抄袭。课程设计题目

【选题说明】

（1）一组一题，不得重复。可从下列题目中任选1题，也可自拟题目。

（2）下列题目仅提出了合格要求，各位同学需要在基本要求的基础上增加功能并实现。指导教师根据各位同学完成课题的质量评分。

题目1 交通灯控制系统

利用8253定时器、8255等接口，设计一电路，模拟十字路口交通灯控制。要求自行设计控制方式。

题目2 利用DAC设计波形发生器

利用DAC设计一个波形发生器，能分别产生三角波、正弦波、锯齿波和方波，要求自行设计波形输出的切换方式。

题目3 利用DAC设计幅值可变的波形发生器

利用DAC设计一个幅值可变的波形发生器，要求自行设计控制方式。题目4 电子万年历

参考市场上的电子万年历的功能，利用所学接口芯片设计一电子万年历。要求至少能显示日期值、星期值，并可通过键盘修改日期。

题目5 电子秒表

利用8253等接口设计电子秒表，要求完成开始计时、停止计时及计时复位等功能，计时时间精确到毫秒，控制方式自行设计。

题目6 编程控制步进电机的转向

查找资料，了解步进电机的性能及原理，编程控制步进电机的正转或反转。题目7 直流电机调速系统

了解直流电机闭环调速的方法，实现直流电机的调速功能。题目8 数字钟

利用LED七段数码管设计数字钟电路，要求自行设计数字钟的显示格式和数值调整控制方式。

题目9 花式跑马灯

自行设计电路，实现具有5种以上工作方式的跑马灯，要求设计两种以上的切换方式。题目10 篮球比赛电子记分牌 根据篮球比赛规则，设计电子记分牌。题目11 定时器

利用8253等接口芯片设计计时器，要求设计定时时间输入方式和一种以上的报警方式。题目12 篮球比赛计时器

根据篮球比赛规则，设计篮球比赛计时器。题目13 电子密码锁

设计一个电子密码锁，利用器件的状态（如：发光二极管的亮与灭）模拟锁的开、闭。要求设计恰当的初始密码设定方式，并能根据密码开锁。

题目14 计算器

设计一计算器，要求至少能完成2位数的加减运算。题目15 点阵广告牌

利用点阵屏器件（如MATRIX-8X8-RED）设计能显示字符或图案的点阵广告牌。题目16 音乐播放器

利用8253驱动扬声器发声，实现乐曲播放，音调频率请自行查找参考资料，如参考文献[4]。

题目17 电子琴

本程序将键盘变成钢琴键盘，选择键盘上7个按键，作为“哆来咪„”音的按钮。通过此程序驱动扬声器发出不同的音调。

题目18 电压报警器

设计一个电压报警器，要求利用Proteus ISIS提供的POT-HG（POT-LIN）元件模拟电压变化，利用ADC0808实现电压监控，当输入电压在设定值以内，显示电压值。当输入电压超过设定值，报警。显示方式、报警方式自行设计。

题目19 投票统计器

设计一个投票统计器，完成投票、计票统计和票数显示等功能。题目20 多路数字抢答器

设计一个多路数字抢答器，要求自行设计有关功能。21 自行拟定的题目

各位同学可以结合所学知识，自行拟定本次课程设计题目。自拟的题目须得到指导教师的认可。主要参考资料

1．周明德.微型计算机系统原理及应用.北京：清华大学出版社

2．张弥左,王兆月,邢立军等.微型计算机接口技术.北京：机械工业出版社 3．戴梅萼,史嘉权.微型计算机技术及应用.北京：清华大学出版社 4．沈美明,温冬婵.IBM-PC汇编语言程序设计.北京：清华大学出版社