机械原理课程设计 正式稿
机械原理课课程设计
机械原理课课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握机械原理的基本概念，如力、功、能量转换等；2. 学生能描述并分析简单机械系统的运动规律，包括杠杆、滑轮、齿轮等；3. 学生能运用机械原理解决实际问题，如计算力的合成与分解、功的计算等。
技能目标：1. 学生能够运用图示和模型分析简单机械系统的结构及其工作原理；2. 学生能够通过实验和观察，收集和处理数据，得出科学合理的结论；3. 学生能够运用数学知识进行简单的力学计算，提高解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到机械原理在日常生活和生产中的重要性，培养对机械工程的兴趣和热爱；2. 学生能够通过合作学习，培养团队精神和沟通能力，增强解决问题的自信心；3. 学生能够关注机械原理在科技发展中的应用，培养创新意识和环保意识。
本课程针对初中年级学生，结合学生好奇心强、动手能力逐步提高的特点，注重理论与实践相结合，培养学生的科学素养和实际操作能力。
课程目标具体、可衡量，旨在使学生在掌握机械原理基础知识的同时，提高解决实际问题的能力，激发学生对机械工程的兴趣，培养其创新精神和合作意识。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 机械原理基本概念：介绍力的概念、分类、作用效果；功和能量的概念及其转换关系。
2. 简单机械系统：讲解杠杆原理、滑轮组、齿轮组等简单机械的构造、工作原理及实际应用。
3. 力学计算：学习力的合成与分解、功的计算方法，以及力的作用效果分析。
4. 实践操作：组织学生进行实验，观察简单机械系统的运动规律，进行数据收集和处理。
5. 应用与创新：探讨机械原理在日常生活、生产中的实际应用，激发学生创新意识。
教学内容依据教材章节进行安排，具体如下：第一章：机械原理基本概念1.1 力的概念与分类1.2 力的作用效果1.3 功与能量第二章：简单机械系统2.1 杠杆原理2.2 滑轮组2.3 齿轮组第三章：力学计算3.1 力的合成与分解3.2 功的计算3.3 力的作用效果分析第四章：实践操作4.1 实验一：杠杆实验4.2 实验二：滑轮组实验4.3 实验三：齿轮组实验第五章：应用与创新5.1 机械原理在日常生活中的应用5.2 机械原理在生产中的应用5.3 创新设计探讨教学内容科学、系统，注重理论与实践相结合，旨在帮助学生掌握机械原理知识，提高解决实际问题的能力。
机械原理课程设计方案模板
一、设计背景随着科技的发展，机械原理在各个领域的应用越来越广泛。
为了提高学生对机械原理的理解和运用能力，特制定本课程设计方案。
二、设计目标1. 使学生掌握机械原理的基本理论、基本知识和基本技能；2. 培养学生的创新意识和实践能力；3. 培养学生运用机械原理解决实际问题的能力。
三、设计内容1. 设计主题：根据实际需求，选择一个具有代表性的机械系统，如汽车、飞机、机器人等。
2. 设计步骤：（1）收集资料：查阅相关文献、书籍，了解所选机械系统的基本原理、结构特点、工作过程等。
（2）分析需求：分析所选机械系统的工作原理，确定需要设计的部分，如传动系统、执行机构、控制系统等。
（3）方案设计：根据分析结果，设计所选机械系统的运动方案、传动方案、执行机构方案等。
（4）绘制图纸：运用AutoCAD等绘图软件，绘制所选机械系统的结构图、运动图、传动图等。
（5）计算分析：对设计方案进行力学分析、动力学分析、热力学分析等，确保设计的合理性和可靠性。
（6）撰写报告：总结设计过程，分析设计成果，提出改进建议。
3. 设计要求：（1）方案设计应具有创新性，能够提高机械系统的性能和效率；（2）图纸绘制应规范、清晰，符合国家相关标准；（3）计算分析应准确、合理，能够满足设计要求；（4）报告撰写应结构完整，语言流畅，逻辑严密。
四、课程实施1. 理论教学：教师讲解机械原理的基本理论、基本知识和基本技能，引导学生掌握设计方法。
2. 实践教学：学生根据设计方案，进行实际操作，如绘制图纸、计算分析、仿真实验等。
3. 评价方式：结合学生的设计方案、图纸、计算分析、实践操作等，进行综合评价。
五、预期成果1. 学生能够掌握机械原理的基本理论、基本知识和基本技能；2. 学生能够运用机械原理解决实际问题的能力得到提高；3. 学生能够培养创新意识和实践能力；4. 学生能够提高自己的综合素质，为今后从事相关工作奠定基础。
六、总结本课程设计方案旨在培养学生的机械原理设计能力，提高学生的综合素质。
机械原理专业课程设计
机械原理专业课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握机械原理的基本概念、定律和公式，如牛顿运动定律、能量守恒定律等。
2. 使学生了解各类机械传动、机构和控制系统的原理及其在实际工程中的应用。
3. 帮助学生理解机械系统的动态平衡、稳定性分析及优化方法。
技能目标：1. 培养学生运用数学和物理知识分析、解决机械原理问题的能力。
2. 提高学生设计简单机械传动系统和控制系统的实践操作技能。
3. 培养学生运用计算机辅助设计（CAD）软件进行机械系统建模和仿真。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械原理学科的兴趣和热情，激发学生的创新意识和探索精神。
2. 培养学生具备良好的团队合作精神和沟通能力，提高解决实际工程问题的自信心。
3. 引导学生关注机械工程技术对社会、环境的影响，培养其社会责任感和环保意识。
本课程针对机械原理专业的高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。
课程旨在帮助学生扎实掌握机械原理知识，培养其解决实际工程问题的能力，同时注重培养学生的情感态度和价值观，使其成为具有创新精神和实践能力的机械工程人才。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 机械原理基本概念：介绍机械系统的定义、分类及基本物理量，如力、位移、速度、加速度等。
2. 牛顿运动定律：阐述牛顿三定律的原理及其在机械系统中的应用。
3. 机械传动系统：讲解各类传动系统（如齿轮、带、链传动）的原理、设计和计算方法。
4. 机械机构和控制系统：介绍常见机构和控制系统的类型、原理及其在工程中的应用。
5. 动态平衡和稳定性分析：讲解机械系统动态平衡的条件、稳定性分析及优化方法。
6. 计算机辅助设计（CAD）：教授CAD软件的基本操作，运用软件进行机械系统建模和仿真。
教学内容按照以下教学大纲进行安排和进度：1. 第1周：机械原理基本概念，教材第1章；2. 第2-3周：牛顿运动定律，教材第2章；3. 第4-5周：机械传动系统，教材第3章；4. 第6-7周：机械机构和控制系统，教材第4章；5. 第8-9周：动态平衡和稳定性分析，教材第5章；6. 第10-11周：计算机辅助设计（CAD），教材第6章。
机械原理设计课程设计
机械原理设计课程设计一、教学目标本课程旨在通过机械原理设计的学习，让学生掌握基本的机械原理知识，培养学生运用机械原理分析和解决问题的能力，以及创新设计的基本思维和方法。
在知识目标方面，要求学生掌握机械的基本组成部分，理解机械的运动和力的关系，了解机械的设计和制造的基本原理。
在技能目标方面，要求学生能够运用所学的机械原理知识，分析和解决实际问题，能够进行简单的机械设计。
在情感态度价值观目标方面，要求学生在学习过程中，培养对机械工程的兴趣，认识机械工程在现代社会中的重要作用，形成积极的科学探究态度。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括机械的基本组成部分，如机械的运动和力的关系，机械的设计和制造的基本原理等。
具体包括以下几个部分：第一部分，机械的基本概念和组成；第二部分，机械的运动和力的关系；第三部分，机械的设计和制造的基本原理；第四部分，机械的创新设计。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
在讲授法的基础上，引导学生进行思考和讨论，通过案例分析法和实验法，让学生能够将所学的理论知识应用到实际问题中，提高学生的问题解决能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和方法，我们将准备相应的教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
教材将作为学生学习的主要资源，参考书将为学生提供更多的学习资料，多媒体资料将帮助学生更直观地理解机械原理，实验设备将为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试等几个方面。
平时表现主要评估学生的课堂参与度、提问和回答问题的积极性等，通过观察和记录来进行评估。
作业评估主要评估学生的理解和应用能力，通过作业的完成质量来进行评估。
考试评估主要评估学生的综合运用能力，通过考试的分数来进行评估。
评估方式应客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。
六、教学安排本课程的教学安排将在每周的特定时间和地点进行，共计16周。
机械原理课程设计完整版
机械原理课程设计完整版一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握机械原理的基本概念、原理和应用，培养学生的创新意识和实践能力。
通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1.知识目标：（1）了解机械系统的基本组成部分及其相互关系；（2）掌握机械原理的基本原理和定律；（3）熟悉机械设计的基本方法和步骤；（4）了解机械原理在工程实际中的应用。
2.技能目标：（1）能够运用机械原理解决实际问题；（2）具备简单的机械设计能力；（3）学会使用相关工具和软件进行机械设计。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的团队合作意识和沟通能力；（2）增强学生对机械工程的兴趣和热情；（3）培养学生关注社会发展和科技进步的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.机械原理概述：介绍机械系统的基本组成部分，如机械元件、机械结构、机械系统等，并分析它们之间的相互关系。
2.机械原理的基本原理和定律：讲解力学、动力学、热力学等基本原理，以及能量守恒、功的计算、摩擦力等基本定律。
3.机械设计的基本方法和步骤：介绍机械设计的方法和步骤，如设计原则、设计流程、设计规范等。
4.机械原理在工程实际中的应用：通过案例分析，使学生了解机械原理在工程实际中的应用，如机械传动、机械控制系统等。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握机械原理的基本概念、原理和应用。
2.讨论法：学生进行分组讨论，促进学生思考和交流，提高学生的理解能力。
3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解机械原理在工程实际中的应用。
4.实验法：安排学生进行实验，培养学生动手能力和实践能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的学习资料。
2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作精美的多媒体课件，提高学生的学习兴趣。
机械原理课程设计
机械原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握机械原理的基本概念，如力、运动、能量等；2. 使学生了解并掌握机械设备的构造、工作原理及其应用；3. 帮助学生理解机械效率、平衡和稳定性等关键参数的计算和分析方法。
技能目标：1. 培养学生运用数学和科学方法解决机械原理问题的能力；2. 提高学生设计简单机械装置的能力，能够运用所学知识对机械设备进行优化和改进；3. 培养学生运用现代技术手段，如计算机辅助设计（CAD）软件进行机械设计的技能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械原理学科的兴趣，激发学生的学习热情和探究精神；2. 培养学生严谨、认真、细致的科学态度，提高学生的团队合作意识和沟通能力；3. 培养学生关注机械工程技术在生活和社会中的应用，认识到科学技术对社会发展的推动作用。
课程性质：本课程为理论与实践相结合的课程，注重培养学生的实际操作能力和创新思维。
学生特点：学生处于高中阶段，具有一定的物理和数学基础，思维活跃，好奇心强，对机械设备和原理有一定了解。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动探究机械原理知识，强调实践操作，提高学生的动手能力和创新能力。
通过课程学习，使学生能够将理论知识与实际应用相结合，为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 机械原理基本概念：力、运动、能量、功等基本物理量的定义和计算方法，以及机械效率、平衡和稳定性等概念。
2. 机械设备的构造与工作原理：- 简单机械：杠杆、轮轴、斜面、螺旋等；- 复杂机械：齿轮、蜗轮、凸轮、联轴器等；- 常见机械设备：汽车、自行车、起重机、挖掘机等。
3. 机械设计方法：- 机械设备设计的基本原则和方法；- 计算机辅助设计（CAD）软件在机械设计中的应用；- 机械优化设计方法。
4. 实践操作与案例分析：- 学生分组进行机械装置的设计与制作；- 分析实际机械设备的工作原理和优化方法；- 结合现实案例，探讨机械原理在生活中的应用。
机械原理课程设计课程设计
机械原理课程设计设计题目设计一台单杠臂旋转式切割机，满足以下要求：1.切割厚度范围为3-20mm的钢板；2.最大切割速度为20m/min；3.切割精度误差不得超过1mm；4.操作简单，安全可靠。
设计思路总体设计本设计采用单杠臂结构，切割刀具为等离子切割火焰。
通过电机带动滑块沿纵向滑动，完成工件的进给。
工件在工作台上固定，通过旋转工作台实现切割角度的变换。
机械原理课程设计图1机械原理课程设计图1电机与滑块系统设计电机选用交流伺服电机，通过齿轮箱和导轨机构将旋转运动转换为直线运动。
滑块上安装切割火焰，切割火焰引入氧气和乙炔进行切割。
工作台与转动系统设计工作台采用气动夹紧结构，可根据工件大小和形状进行调整。
通过液压马达和减速器带动工作台旋转，可实现切割角度变换。
控制系统设计本设计采用PLC控制系统，通过触摸屏界面实现人机交互。
借助伺服控制器实现电机运动控制，通过气缸控制工作台夹紧。
设计分析切割厚度由于等离子火焰的高温可以瞬间将钢板熔化并带走，故切割厚度不是由火焰的热能和机械力量决定，而是由氧气火焰和钢板反应的速率所决定。
一般来说，切割厚度越薄，则所需的氧气和乙炔越少，切割速度越快，但相应的切割精度也越难保证。
为了保证切割质量，本设计中选用钢板切割厚度范围为3-20mm。
切割速度切割速度一般受到以下因素的影响：火焰温度、气体流量、切割角度、切割厚度等。
在本设计中，采用等离子火焰进行切割，火焰温度达到了几千度，故切割速度可达到20m/min，满足设计要求。
切割精度为了保证切割精度，在设计中采用了带轨道的滑动块结构，滑块运动的稳定性和精度得到了很好的保证，确保不会因为工件移动的不稳定而影响切割精度。
此外，对于转动系统的设计，采用了气压夹紧工作台的方法，使得工件具有更好的稳定性，不受外力干扰。
操作简单，安全可靠在控制系统的设计上，本设计采用PLC控制器和触摸屏界面，方便操作人员进行控制和参数设置。
在安全方面，对电机、导轨、切割火焰等部件进行安全防护设计，同时采用限位开关、急停按钮等措施，确保其安全可靠。
机械原理课程设计完整版
机械原理课程设计说明书学生姓名：学号：201141100系别：机械工程学院专业班级：机械设计制造及其自动化1班指导教师：教授起止时间：2013年12月23—27日东莞理工学院目录第一章内容介绍1-1 机构简介 (1)1-2 设计数据 (1)1-3 机构简图 (2)第二章六杆机构设计2-1 设计内容 (3)2-2 设计数据 (4)2-3 设计运动分析 (5)第三章凸轮设计3-1 设计内容 (7)3-2 图解法设计 (7)3-3 凸轮机构的计算机辅助设计 (10)第一章内容介绍1.机构简介压床是应用广泛的锻压设备，用于钢板矫直、压制零件等。
如图所示为某压床的运动示意图。
其中，六杆机构ABCDEF为其主体机构，电动机经联轴器带动减速器的三对齿轮（z l-z2, z3-z4, z5-z6）将转速降低，然后带动压床执行机构（六杆机构ABCDEF）的曲柄1转动，六杆机构使滑块5克服阻力F r而上下往复运动，实现冲压工艺。
为了减小主轴的速度波动，在曲轴A上装有飞轮，在曲柄轴的另一端装有供润滑连杆机构各运动副用的油泵凸轮。
2.设计数据: 设计数据见表1和表2。
表1 六杆机构的设计数据表2 凸轮机构的设计数据参数转角θ(度) 序号偏距e(mm)基圆半径r(mm)滚子半径rr(mm)行程h (mm)推程运动角δ( )远休止角01δ( )回程运动角'δ( )近休止角02δ( )0 1 19 37 10 60 10 30 150 30 120 602 20 38 10 40 10 35 140 60 90 703 21 39 10 30 10 60 140 0 150 7030 4 22 40 5 30 8 60 140 0 150 705 23 41 5 60 8 30 90 50 150 706 24 42 5 60 12 30 90 50 220 045 7 25 43 5 60 12 30 130 10 220 08 26 44 15 50 12 30 150 30 120 609 27 45 15 50 10 40 120 60 120 6060 10 28 46 15 50 10 40 180 0 180 011 29 47 10 45 10 40 180 0 180 012 30 48 10 45 6 50 120 90 90 6013 31 49 10 45 6 50 180 20 160 0（为一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构。
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机械原理课程设计牛头刨床传动装置说明书班级：机械1101姓名：学号：指导老师：何竞飞分组：V号方案题目：牛头刨床目录第1章设计任务1.1 设计任务与目的 (1)1.2 原始参数 (3)第2章运动方案设计2.1 主机构方案（选型） (4)第3章电动机的选择3.1 电动机的功率 (6)3.2 电动机的型号 (8)第4章齿轮机构设计4.1 传动比的分配 (9)4.2 齿轮机构的设计 (9)第5章主机构的设计5.1 主机构运动分析 (12)5.2 主机构受力分析 (17)第6章速度波动调节w的计算 (28)6.1 Δmax6.2 飞轮的设计 (29)第7章总结7.1 体会心得 (30)7.2 参考文件 (31)第1章设计任务1.1 设计任务及目的设计目的1．学会机械运动简图设计的步骤和方法。
2．巩固所学的理论知识，掌握机构分析与综合的基本方法。
3．培养学生使用技术资料，计算作图及分析与综合的能力。
4．培养学生进行机械创新设计的能力。
设计任务牛头刨床是一种常用的平面切削加工机床，电动机经带传动、齿轮传动（图中未画出）最后带动曲柄1（见图1）转动，刨床工作时，是由导杆机构1-2-3-4-5带动刨头和刨刀作往复运动，刨头5右行时，刨刀切削，称工作行程，此时要求速度较低并且均匀；刨头左行时，不进行切削，称空回行程，此时速度较高，以节省时间提高生产率，为此刨床采用有急回作用的导杆机构。
下图为牛头刨床传动装置工作原理图牛头刨床的工艺功能要求如下：1）刨削速度尽可能为匀速，并要求刨刀有急回特性。
2）刨削时工件静止不动，刨刀空回程后期工件作横向进给，且每次横向进给量要求相同，横向进给量很小并可随工件的不同可调。
3）工件加工面被抛去一层之后，刨刀能沿垂直工件加工面方向下移一个切削深度，然后工件能方便地作反方向间歇横向进给，且每次进给量仍然要求相同。
4）原动机采用电动机。
中小型牛头刨床的主运动(见机床)大多采用曲柄摇杆机构(见曲柄滑块机构)传动，故滑枕的移动速度是不均匀的。
大型牛头刨床多采用液压传动，滑枕基本上是匀速运动。
滑枕的返回行程速度大于工作行程速度。
由于采用单刃刨刀加工，且在滑枕回程时不切削，牛头刨床的生产率较低。
机床的主参数是最大刨削长度。
牛头刨床主要有普通牛头刨床、仿形牛头刨床和移动式牛头刨床等。
普通牛头刨床(见图)由滑枕带着刨刀作水平直线住复运动，刀架可在垂直面内回转一个角度，并可手动进给，工作台带着工件作间歇的横向或垂直进给运动，常用于加工平面、沟槽和燕尾面等。
仿形牛头刨床是在普通牛头刨床上增加一仿形机构，用于加工成形表面，如透平叶片。
移动式牛头刨床的滑枕与滑座还能在床身(卧式)或立柱(立式)上移动，适用于刨削特大型工件的局部平面。
牛头刨床一种刨床，利用住复运动的刀具切割已固定在机床工作平台上的工件〔一般用来加工较小工件)。
机床的刀架状似牛头，故名。
1.2 原始参数牛头刨床传动装置原始参数：方案平均数度mv(mm/s)变化系数k刨刀冲程H(mm)切削阻力rF(N)空行程摩擦阻力'r F（N）IV630 1.48 420 5500 275方案越程量ΔS(mm)刨头重量（N）杆件线密度（kg/m）不均匀系数[δ]IV21 650 340 0.05第2章运动方案设计2.1 主机构方案主机构方案图：主机构尺寸计算：11*180+-=K K θ （2-1-1）可得：84.34=θABm w HV )(θπ+=（2-1-2）可得：s rad /62.5w AB =)/11(60K H v n mAB+=∴ （2-1-3）可得：min /7.53r n AB =（2-1-4） 可得：mm L CD 46.701=CD ACL L 53= （2-1-5） 可得：mm L AC 88.420=CD CF L L 03.1= （2-1-6）可得：mm L CF 00.720=2sinθAC AB L L = （2-1-7）可得： mm L AB 00.126=CD DEL L 41= （2-1-8） 可得： mm L DE 37.175=第3章 电动机的选择3.1 电动机的功率选择通过综合比较分析，从电动机的功率、转速以及电动机运行时需注意使其负载的特性与电机的特性相匹配，避免出现飞车或停转等因素考虑。
电动机部分选择交流异步电动机（又称感应电动机 ）。
它具有使用方便、运行可靠、价格低廉、结构牢固等特点。
电动机的转速大概是n=1440r/min ，而min /7.53n r AB = ,所以总传动比大概是82.267.531440==总i ，V 带传动常用传动比i1=2~4，单级圆柱齿轮传动i2=3~5，所以采用三级减速装置，第一级采用皮带，后两级采用展开式二级圆柱齿轮减速器。
减速装置如图：刨床刨刀的有效功率：AB w T π2=(3-1-1）T /)]2()2(*['w S H F S H F P r r ∆-+∆-= （3-1-2）可得： kW P 96.1w =已知皮带传动的效率为 96.01=η 圆柱齿轮传动的效率为 97.02=η一对轴承传动的效率为 99.03=η弹性联轴器传动的效率 99.04=η 整个机构的传动效率为 9.05=η 所以总的效率为：5433221ηηηηηη=总 （3-1-3）可得：78.0=总η总ηwP P =（3-1-4）可得：kW 51.2=P3.1 电动机的型号选择电动机的选择：所选电动机要满足P P m ≥条件，同时要考虑到经济性。
查表可得：选用型号为Y100L2-4电动机，其基本参数如下表所示：电动机型号额定功率（kW ）满载转速（r/min ） 启动转矩最大转矩额定转矩 额定转矩 Y100L2-4314302.32.5第4章 齿轮机构设计4.1 传动比的分配已知电动机的转速为n=1430r/min ，曲柄AB 的转速为min /7.53n r AB =,所以总的传动比为：ABn i i i i n21==带总 ·····················（4-1-1）可得：6.26=总i取v 带的传动比为2=带i查书知：二级展开式圆柱齿轮减速器的两级传动比要满足1i =(1.3~1.5)2i ,所以取3.11=i 2i ,通过分析我们可以选择以下三级传动减速装置： V 带传动齿轮传动1齿轮传动21-2 1—4.20 1—3.174.2 齿轮机构的设计为了保证安装的正常进行，增加齿轮的承载能力，采用了变位齿轮。
满足i1=4.16 i2=3.20 且齿数必为整数 齿轮可取以下齿数：2)21(z z m a += （4-2-1）可得：a=208mm 45HZ Z =49 m 16mm ==20a cos a cos a a⋅⋅⋅⋅=αα︒⨯α=⨯α⇒==14 （4-2-2）'451212(inv inv )(Z Z )x x 02tan x x =-α-α++==α（4-2-3）m 16mm ==20a a ⋅⋅⋅=αα︒α⇒= （4-2-4） 可得：x1+x2=0，x1=-x2确定变位系数：对于变位齿轮，为有利于强度的提高，小齿轮1采用正变位，大齿轮2采用负变位，，使大小齿轮的强度趋于接近，从而使齿轮承载能力提高。
min1min min 1*z z z h x a -= （4-2-5）Z1 Z2 Z2' Z3 20841857可得：176.0min 1-=xmin 2min min 2*z z z h x a -= （4-2-6）可得：942.3min 2-=x取x1=0.176 ，x2=-0.176 满足min 41min a min *min 52min a min2minZ Z x h 0.176Z ZZx h1.882Z0.176x -==-==-=->122则取 x =0.176 x 满足x且要求有：4.0db==最小齿轮直径齿轮厚度 齿轮代号 z1 z2 z2' z3 齿轮类型 变位齿轮 标准齿轮变位系数x 0.176 -0.176 0 0 齿数z 20 84 18 57 模数m 4 4 5 5 分度圆直径d （mm ）80 336 90 285 啮合角 20 20 20 20 齿轮厚度b （mm ） 32 32 36 36 齿顶高ha （mm) 4.704 3.296 5 5 齿根高hf(mm) 4.296 5.704 6.25 6.25 中心距a （mm ） 208 187.5 基圆直径db （mm ）75.2315.784.6267.8第5章 主机构的设计5.1 主机构运动分析如图所示，利用三角形ABC 和四边形CDEF ，可得到：→→→→→→→+=+=+FE AF DE BD ABAB CA（5-1-1）改成投影方程式得：AFDE CD FE DE CDAB CA CB AB CB L L L L L L L L L L L =+=++==θαθαβαβαsin sin cos cos sin sin cos cos （5-1-2）由上式可得FE CD L L 及、、θα四个运动变量，易知滑块的方位角也是α。
然后，将上式分别对时间取一次、二次导数，即可得到速度和加速度的矩阵方程式:速度矩阵：cosα -CB L sinα 0 0 CB L -ABL sinβ sinα CB L cosα 0 0 CD w AB L cosβ 0 -CD L sinα -DE L sinθ -1 DE w = AB w 0 0 CD L cosα DE L cosθ 0 E v 0 （5-1-3）加速度矩阵：cosα -CB L sinα 0 0 CBL sinα CB L cosα 0 0 CD w0 -CD L sinα -DE L sinθ -1 DE w 0 CD L cosα DE L cosθ 0 E v-CD w sinα -CB L sinα-CB L CD w cosα 0 0 CB L CD w cosα CBL cosα-CB L CD w sinα 0 0 CD w = - 0 -CD L CD w cosα -DE L DE w cosθ 0 DE w 0 CD L CD w sinα -DE L DE w sinθ 0 E v-AB L AB w cosβ -AB L AB w cosβ + AB w 0 0（5-1-4）用MATLAB 画出的图形：MATLAB的源程序代码为:clear all;clc;l1=126.00;l3=701.46;l4=175.37;l6=420.88;l61=720;w1=5.62; for m=1:3601o1(m)=pi*(m-1)/1800;o31(m)=atan((l6+l1*sin(o1(m)))/(l1*co s(o1(m))));if o31(m)>=0o3(m)=o31(m);else o3(m)=pi+o31(m);end;s3(m)=(l1*cos(o1(m)))/cos(o3(m));o4(m)=pi-asin((l61-l3*si n(o3(m)))/l4);se(m)=l3*cos(o3(m))+l4*cos(o4(m));if o1(m)==pi/2o3(m)=pi/2; s3(m)=l1+l6;endif o1(m)==3*pi/2o3(m)=pi/2; s3(m)=l6-l1;endA1=[cos(o3(m)),-s3(m)*sin(o3(m)),0,0;sin(o3(m)),s3(m)*cos(o3(m)),0,0;0,-l3*sin(o3(m)),-l4*sin(o4(m)),-1;0,l3*cos(o 3(m)),l4*cos(o4(m)),0];B1=w1*[-l1*sin(o1(m));l1*cos(o1(m));0;0];D1=A1\B1;E1(:,m) =D1;ds(m)=D1(1);w3(m)=D1(2);w4(m)=D1(3);ve(m)=D1(4);A2=[cos(o3(m)),-s3(m)*sin(o3(m)),0,0;sin(o3(m)),s3(m)*cos (o3(m)),0,0;0,-l3*sin(o3(m)),-l4*sin(o4(m)),-1;0,l3*cos(o 3(m)),l4*cos(o4(m)),0];B2=-[-w3(m)*sin(o3(m)),(-ds(m)*sin(o3(m))-s3(m)*w3(m)*cos (o3(m))),0,0;w3(m)*cos(o3(m)),(ds(m)*cos(o3(m))-s3(m)*w3( m)*sin(o3(m))),0,0;0,-l3*w3(m)*cos(o3(m)),-l4*w4(m)*cos(o 4(m)),0;0,-l3*w3(m)*sin(o3(m)),-l4*w4(m)*sin(o4(m)),0]*[d s(m);w3(m);w4(m);ve(m)];C2=w1*[-l1*w1*cos(o1(m));-l1*w1*sin(o1(m));0;0];B=B2+C2;D 2=A2\B;E2(:,m)=D2;dds(m)=D2(1);a3(m)=D2(2);a4(m)=D2(3);ae (m)=D2(4);end;o11=o1*180/pi;y=[o3*180/pi;o4*180/pi];w=[w3;w4];a=[a3;a4] ;figure;subplot(221);h1=plotyy(o11,y,o11, se); axis equal;title('位置线图');xlabel('\it\theta1');ylabel('\it\theta3,\theta4,Se'); subplot(222);h2=plotyy(o11,w,o11,ve);title('速度线图');xlabel('\it\theta1');ylabel('\it\omega3,\omega4,Ve'); subplot(212);h3=plotyy(o11,a,o11,ae);title('加速度线图');xlabel('\it\theta1');ylabel('\it\alpha3,\alpha4,\alphaE') ;F=[o11;o3./pi*180;o4./pi*180;se;w3;w4;ve;a3;a4;ae]';G=F(1 :100:3601,:)5.2 主机构受力分析（1）惯性力和惯性力矩的计算对各构件进行受力分析，运动副中的反力可以用两个下标表示，各运动副中的反力统一写成 ），（j i R F 的形式，即构件i 作用于构件j 的反力。