机械原理方案设计方法
机械原理课程设计
机械原理课程设计
在机械原理课程设计中，我们将使用一台小型汽车发动机作为研究对象，并设计一个能够模拟汽车运动的机械装置。
这个装置将包括几个主要部分，分别是发动机、传动系统和车轮。
首先，我们将以发动机为中心展开设计。
发动机是汽车的核心组件，它通过燃烧燃料产生动力，驱动车辆前进。
我们将模拟发动机的工作原理，使用气缸、活塞和曲轴等零部件来展示内燃机的工作过程。
通过控制燃料的供给和排气的开关，我们能够控制发动机的转速和输出功率。
其次，我们需要设计传动系统，将发动机产生的动力传递给车轮。
传动系统通常包括离合器、变速器和传动轴等部件。
离合器用于分离发动机和变速器之间的传动，变速器则可以根据需求调整车辆的速度和扭矩输出。
传动轴将动力传递到车轮上，使车辆能够前进或后退。
最后，我们需要设计车轮和悬挂系统，以便车辆能够平稳地行驶。
车轮通常由轮毂、轮胎和刹车器组成，它们通过悬挂系统与车身相连。
悬挂系统可以减震和支撑车身，以提供舒适的驾驶体验。
通过模拟这一完整的机械系统，在课程设计中我们可以深入理解机械原理的运作方式。
同时，我们还可以通过调整各个部件的参数和结构，进行优化设计，以提高整个系统的性能和效率。
通过这样的设计过程，我们能够更好地理解机械原理的实际应用，并培养我们的设计能力和创新思维。
机械原理课程设计——牛头刨床
机械能变化曲线：
飞轮设计：
Ｖ
A4
＝
A2 A4 A2
速度图解法：
V1A+V12=V 2A VF+VFB=V 2B V2B=βV 2A Β为常数比
加速度图解分析： a4An+a4Ar+a24Ar+ak24A =a2A 大小 方向
a4b+aF4Br=aF a4A=βV 4B
进给凸轮机构设计
主体机构设计
牛头刨床主体机构
主体结构设计
设计要求
（1）刨刀工作行程要求速度比较平稳，空回行程时 刨刀快速退回，机构行程速比系数在1.4左右。 （2）刨刀行程H=300mm或H=150mm。曲柄转速、 切削力、许用传动角等见表1，每人选取其中一组数据。 （3）切削力P大小及变化规律如图1所示，在切削行 程的两端留出一点空程。具体数据如下：
主体机构
电机转速n(r/mi n)
切削力P(N)
75
许用传动角[γ]
H=150mm
4500N
45°
刨刀行程：H=150 速比系数：K=1.4
主体机构（方案一）
方案一： 摆动导杆机构与摇杆滑块机构组合机构
机构简图：
计算机构的自由度 F=3×5－2×7=1
主体机构（方案一）
机构尺寸的计算：
在满足压力角条件确定基圆半径，摆杆中心间的中心距。
• 推程许用压力角为[α]= 38°； • 回程许用压力角为[α’]= 65°； • 试凑法：对照摆杆长度为L，赋值基圆半径， 中心距a=90,r0=50;经试验符合要求
滚子半径rf：rf<ρ mi n －3（mm）及rf<0.8ρ mi n（mm） 方法1用图解法确定凸轮理论廓线上某点A的曲率半径R： 以A点位圆心,任选较小的半径r 作圆交于廓线上，在圆A 两边分别以理论廓线上的B、C为圆心，以同样的半径r 画圆，三个小圆分别交于E、F、H、M四个点处。过E、 F H、M O点 O点近似为凸轮廓线上A OA。并且曲率中心肯定在曲线过A 点的法线上。可以通 过法线与直线EF或HM的交点求曲率中心。
机械原理课程教案—机械系统运动方案设计
机械原理课程教案—机械系统运动方案设计一、教学目标1. 让学生理解机械系统运动方案设计的基本概念和原则。
2. 使学生掌握常用的机械系统运动方案设计方法。
3. 培养学生运用机械原理解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 机械系统运动方案设计的基本概念讲解机械系统运动方案设计的定义、目的和意义。
2. 机械系统运动方案设计的原则介绍机械系统运动方案设计应遵循的原则，如可靠性、安全性、经济性等。
3. 常用的机械系统运动方案设计方法讲解和演示常用的机械系统运动方案设计方法，如解析法、模拟法、优化法等。
4. 实例分析分析具体机械系统运动方案设计实例，让学生了解设计过程和方法。
三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原则和方法。
2. 演示法：展示实例，让学生了解设计过程。
3. 练习法：让学生通过练习，掌握设计方法并解决实际问题。
四、教学准备1. 教案、教材、课件等教学资料。
2. 投影仪、计算机等教学设备。
五、教学过程1. 导入新课通过提问或引入实例，激发学生的兴趣，引出本节课的主题。
2. 讲解基本概念讲解机械系统运动方案设计的定义、目的和意义。
3. 介绍设计原则介绍机械系统运动方案设计应遵循的原则，如可靠性、安全性、经济性等。
4. 讲解设计方法讲解和演示常用的机械系统运动方案设计方法，如解析法、模拟法、优化法等。
5. 实例分析分析具体机械系统运动方案设计实例，让学生了解设计过程和方法。
6. 课堂练习布置练习题，让学生运用所学的知识解决实际问题。
8. 布置作业布置课后作业，巩固所学知识。
9. 互动环节鼓励学生提问、讨论，解答学生心中的疑问。
10. 课后反思六、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对基本概念、设计原则和方法的掌握情况。
2. 练习题：检查学生对所学知识的应用能力。
3. 课后作业：评估学生对课堂内容的复习和巩固情况。
4. 小组讨论：观察学生在团队合作中的表现，了解他们的思考过程和解决问题的能力。
七、教学拓展1. 介绍最新的机械系统运动方案设计技术和软件工具，如计算机辅助设计（CAD）和仿真技术。
机械原理课程设计例
机械原理课程设计例一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握机械原理的基本概念、基本理论和基本方法，培养学生分析和解决机械工程问题的能力。
具体来说，知识目标包括：了解机械系统的基本组成部分，掌握机械运动和力学基础，理解机械设计的基本原则和方法。
技能目标包括：能够运用机械原理解决实际问题，具备基本的机械设计和制造能力。
情感态度价值观目标包括：培养学生对机械工程的兴趣和热情，增强学生的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括机械系统的基本组成部分、机械运动和力学基础、机械设计的基本原则和方法。
具体来说，教学大纲如下：第一章机械系统的基本组成部分1.1 机械系统的定义和分类1.2 机械系统的功能和性能1.3 机械系统的组成要素第二章机械运动和力学基础2.1 机械运动的类型和特点2.2 力学的基本概念和定律2.3 机械运动的描述和分析第三章机械设计的基本原则和方法3.1 机械设计的基本原则3.2 机械设计的方法和步骤3.3 机械设计的实例分析三、教学方法为了达到教学目标，本课程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。
通过这些方法的综合运用，激发学生的学习兴趣和主动性，帮助学生理解和掌握机械原理的知识。
具体来说：讲授法：通过教师的讲解，向学生传授机械原理的基本概念、基本理论和基本方法。
讨论法：通过小组讨论，让学生主动思考和探讨机械原理的应用和实际问题。
案例分析法：通过分析机械设计的实例，让学生了解机械设计的过程和方法。
实验法：通过实验操作，让学生亲身感受和理解机械运动的原理和现象。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：教材：《机械原理》，机械工业出版社参考书：《机械设计手册》，机械工业出版社多媒体资料：机械原理的动画演示、视频案例等实验设备：机械原理实验装置、力学实验装置等网络资源：相关学术论文、专利资料、企业信息等五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
机械原理课程设计图解法设计平面连杆机构
工程技术学院课程设计题目：图解法设计平面连杆机构摘要设计内容：设计曲柄摇杆机构。
已知摇杆长度l，摆角ψ，摇杆3的行程速比系数K，要求摇杆CD靠近曲柄回转中心A一侧的极限位置与机架间的夹角为∠CDA，试用图解法设计其余三杆的长度，并计算机构的最小传动角γ。
设计方法：在设计时首先需计算极位夹角θ，再绘制机架位置线及摇杆的两个极限位置，然后确定曲柄回转中心和各杆长度最后验算最小传动角 。
最后根据已知数据和所计算的数据进行图解，画出平面四杆机构图。
平面连杆机构是由若干构件用平面低副（转动副和移动副）联接而成的平面机构，用以实现运动的传递、变换和传送动力。
平面连杆机构的使用很广泛，它被广泛地使用在各种机器、仪表及操纵装置中。
例如内燃机、牛头刨、钢窗启闭机构、碎石机等等，这些机构都有一个共同的特点：其机构都是通过低副连接而成，故此这些机构又称低副机构低副机构低副机构低副机构。
关键词：机械设计基础机械设计基础课程设计平面四杆机构图解法极位夹角云南农业大学工程技术学院目录1题目 (3)1.1原始数据及要求 (3)1.2 工作量 (3)1.3 制图说明 (3)1.4 设计计算说明书包括的内容 (3)2 设计方案的讨论 (4)3 设计过程 (5)3.1 各杆长度的确定 (5)3.2 盐酸最小传动角 (6)4 小结 (7)5 参考文献 (8)1、题目1.1原始数据及要求：设计曲柄摇杆机构。
已知摇杆长度l，摆角ψ，3摇杆的行程速比系数K，要求摇杆CD靠近曲柄回转中心A一侧的极限位置与机架间的夹角为∠CDA，试用图解法设计其余三杆的长度，并计算机构的最小传动角γ。
1.2工作量：1.平面连杆机构图解法设计图纸一张。
2.计算说明书一份。
1.3制图说明：1.用3号图纸作图。
2.标注尺寸。
3.辅助线用细实线。
4.杆的一个极限位置用粗实线，另一个极限位置用虚线。
1.4设计计算说明书包括的内容：1.设计任务书2.目录3.设计过程3.1.计算极位夹角θ3.2.绘制机架位置线及摇杆的两个极限位置3.3.确定曲柄回转中心3.4.确定各杆长度3.5.验算最小传动角γ参考文献2、设计方案的讨论平面连杆机构是将各构件用转动副或移动副联接而成的平面机构。
邹慧君机械原理课程设计手册
邹慧君机械原理课程设计手册一、设计目的和意义机械原理是机械工程学科中的一门基础课程，是培养学生工程设计能力和机械产品研发能力的重要环节。
本课程设计手册旨在通过实际设计任务的完成，让学生掌握机械原理的基本理论和应用，培养学生创新思维和团队合作能力。
二、设计内容1.设计任务：实现一个四杆机构的运动传动机构设计。
2.设计原理：通过运用机械原理中的平面连杆机构和曲柄滑块机构的知识，设计一个满足给定要求的四杆机构。
3.设计步骤：根据学习的机械原理知识，按照以下步骤进行设计：a.分析设计要求和约束条件，明确设计目标。
b.选择合适的机构类型，确定机构中各个连杆的长度比例。
c.根据运动要求和传动要求，确定曲柄的转动角度和速度。
d.设计连杆的长度，满足运动要求和平面连杆机构的运动规律。
e.绘制机构的设计图纸，包括各个连杆和曲柄的位置、尺寸和运动轨迹。
f.进行机构的力学性能分析，检验机构是否满足设计要求。
g.制作实物模型，验证设计的准确性和可行性。
三、设计要求1.机构设计要符合机械原理的基本原理和规律。
2.设计结果要满足给定的运动和传动要求。
3.设计过程中需要进行力学性能分析，保证机构的稳定性和可靠性。
4.设计图纸和实物模型要清晰、准确，能够展示设计思路和实际效果。
5.设计报告要详细记录设计过程、设计思路和设计结果，并包括合理的结论和建议。
四、设计材料1.教科书和参考书籍：《机械原理》、《机构学与机械学》等。
2.设计软件：AutoCAD、SolidWorks等。
3.绘图工具：铅笔、直尺、圆规等。
4.实验设备：滑块曲柄机构实验装置、数字力学性能测试仪器等。
五、设计流程1.设计任务分析：仔细阅读设计要求，明确设计目标和约束条件。
2.设计原理分析：回顾机械原理课程学习的内容，理解机械原理的基本原理和规律。
3.设计方案确定：选择合适的机构类型，并根据给定要求确定机构中各部分的参数。
4.设计图纸绘制：使用设计软件或手绘工具，绘制机构的设计图纸，并标明各个部分的尺寸和运动轨迹。
(完整版)《机械原理》毕业课程设计指导书
第1章概述1.1 机械设计的过程、内容及机械原理课程设计的意义设计是创造性的建立满足功能要求的技术系统的活动过程。
机械设计的步骤和内容一般可分为四个阶段，即：产品规划阶段、方案设计阶段、详细设计阶段和改进设计阶段。
1. 产品规划阶段本阶段主要是通过市场调查了解市场需求，做出市场预测，对产品开发的可能性作综合研究并提出可行性报告，本阶段最终目的是确定任务并给出详细的设计任务书。
2. 方案设计阶段通过规划阶段明确了设计任务，确定了系统的功能。
当然能实现同一功能的系统可以有不同的工作原理，同一原理又可以有不同的运动方案。
通过功能分析并确定了工作原理的基础上进行工艺动作构思，初步拟定出从原动机经传动机构到执行机构的运动方案，并画出各执行构件动作相互协调配合的运动循环图，设计各执行机构，画出机构运动简图并作机构的运动学分析和动力学分析计算，这是机械产品方案设计阶段的主要内容。
3. 详细设计阶段该阶段是将机械运动简图具体化为机器及零部件的合理结构。
完成机械产品的总体设计、部件和零件设计，完成全部生产图纸并编制设计说明书等技术文件。
4. 改进设计阶段本阶段的主要任务是根据试验、使用、鉴定所暴露的问题，进一步做出相应的技术完善工作，以确保产品的设计质量。
设计是一个创新的过程，而在设计的四个阶段中，方案设计的创新及其优劣尤为重要，它对机械系统功能的实现、性能的好坏、经济性及其市场竞争力具有决定性的作用，直接关系到机械设计全局的成败，因此机械系统的方案设计在整个机械设计中占有极其重要的地位。
而《机械原理》课程的内容正是为方案设计提供了理论依据和基本方法，机械原理课程设计则是机械系统运动方案设计的一个综合训练。
机械原理课程设计是本科阶段的第一个课程设计，它对初步掌握机械系统的方案设计和了解机械设计的内容和方法具有重要意义。
1.2 课程设计的目的通过综合运用机械原理及相关课程所学内容，针对一个实际机械系统完成课程设计，达到以下目的：1. 巩固和加深对机械原理课程内容的理解；2. 初步掌握机械系统方案设计的方法并对机械设计的全过程有个初步了解；3. 培养学生分析问题和解决问题的能力，并对学生的创新意识和创新方法进行初步训练；4. 培养学生自学、查阅资料和独立工作的能力，同时培养学生的团队协作精神；5. 培养学生运用计算机技术解决实际工程的能力。
机械原理NO[1]. 24 第十四章 机械传动系统的方案
连杆机构： 四杆机构： 曲柄摇杆机构； 双摇杆机构； 摆动导杆机构； 滑块导杆机构； 多杆机构；
齿条齿轮机构； 摆动推杆凸轮机构； 组合机构；
机械原理
第14章 机械系统的方案设计
（四）能实现往复移动机构：
连杆机构： 四杆机构： 曲柄滑块机构； 正弦机构； 多杆机构；
移动推杆凸轮机构； 齿轮齿条机构； 螺旋机构； 组合机构；
机械原理
第14章 机械系统的方案设计
第14章 机械系统的方案设计
Chapter 14 Project Design of Mechanism System
§14-1 概述
一、机械设计的一般过程
1。计划：提出设计任务，进行可行性研究，编制设计任务书
2。方案设计：选用何种机构以及这些机构如何组成机器才 能完成机器的功能，并对所选机构进行尺寸设计和对方案进 行评价，确定最佳方案。
（五）再现轨迹机构：
连杆机构； 组合机构；
机械原理
第14章 机械系统的方案设计
§14-4 机械的工作循环图
当一台机器有多个执行构件时，这些 执行构件应以一定的次序协调动作，互相 配合，以完成机器预定的功能和生产过程。 这方面的工作称为机械的协调设计。
用来描述各执行构件运动间相互协调 配合的图称为机械工作循环图（也叫机械 运动循环图）。
cdea部分的线路形状不作要求。
机械原理
第14章 机械系统的方案设计
三、原始数据和设计要求(见指导书) 四、设计内容与任务
1。小组内每人拿出两个原始方案，画出机构示意图， 分析优缺点（周一）
2。小组讨论，确定最佳方案（周二）。
3。小组内分工，分别设计最佳方案的机构尺寸：连杆机构、 凸轮机构、齿轮机构、其他常用机构等（周三） 。
机械原理-机械系统运动方案设计
机械原理是机械工程中的关键理论基础，研究机械运动的规律和性能。我们 将重点探讨机械系统运动方案设计的原理与方法。
机械系统运动方案设计的目的
提高效率
通过合理的方案设计，实现 机械系统的高效运行，最大 限度地提高生产效率。
降低成本
设计经济有效的运动方案， 减少材料和能源的消耗，从 而降低制造成本。
增强可靠性
确保机械系统的稳定性和可 靠性，减少故障率和维修时 间，提高设备的使用寿命。
机械系统运动方案设计的步骤
1
需求分析
了解使用需求和性能要求，确定设计目
方案设计
2
标和约束条件。
根据需求分析，设计机械系统的运动方
案，包括动力传输和运动控制。
3
仿真验证Biblioteka 使用计算机仿真软件进行方案验证和性 能评估，优化设计参数。
机械系统运动方案设计的重要考虑因素
1 负载要求
根据工作负载的性质和要 求，选择合适的传动方式 和运动控制方法。
2 材料选择
考虑到机械系统的使用环 境和工作条件，选择合适 的材料以满足强度和耐久 性要求。
3 安全性与可维护性
设计安全可靠的机械系统， 方便维护和检修，确保使 用过程中的人身和设备安 全。
机器人手臂
运用运动学和动力学原理，设 计出精准灵活的机器人手臂， 用于工业自动化和协作操作。
结论和总结
机械系统运动方案设计是机械工程领域中至关重要的任务，它涉及多个学科 的知识和技术，旨在实现高效、可靠、经济的机械运动。
机械系统运动方案设计中的优化方法
参数优化
通过调整设计参数，寻找最佳的运动方案，以实现 最优性能。
仿真优化
利用计算机仿真技术，优化机械系统的设计和运动 控制算法，提高性能。
机械原理课程设计教案
机械原理课程设计教案一、课程目标1.理解和掌握机械原理的基本概念、原理和方法；2.能够运用所学知识进行机械运动方案的设计和分析；3.培养学生的创新思维和解决实际问题的能力。
二、课程内容和要求1.机械运动方案设计（1）机构选型与组合：根据给定机械的工作要求，合理地进行机构的选型与组合；（2）运动方案拟定：拟定多个机械系统的运动方案，进行对比和选择，最后选定一个最佳方案；（3）机构运动分析：对选定方案中的机构进行运动分析，包括速度、加速度、位移等；（4）机构力分析：对选定方案中的机构进行力分析，包括静力分析和动力分析；（5）机构优化设计：根据分析结果，对机构进行优化设计，提高机械的性能和效率。
2.机械原理课程设计说明书编写（1）封面：包括课程名称、设计题目、班级、姓名、学号、日期等信息；（2）目录：列出设计说明书的主要内容及其页码；（3）前言：简要介绍设计的目的、意义和主要内容；（4）概述：包括课程设计任务书、原始数据及设计要求等内容；（5）设计说明书正文：按照设计过程的顺序，依次介绍机构选型与组合、运动方案拟定、机构运动分析、机构力分析、机构优化设计等内容；（6）结论：总结设计的主要成果和创新点，提出改进意见和展望；（7）参考文献：列出设计中参考的文献资料。
三、教学方法和手段1.理论教学：通过课堂讲解、案例分析等方式，让学生理解和掌握机械原理的基本概念、原理和方法。
2.实践教学：通过机械原理课程设计，让学生在实践中运用所学知识进行机械运动方案的设计和分析，培养学生的创新思维和解决实际问题的能力。
3.辅助教学：利用多媒体课件、教学视频等辅助教学工具，提高教学效果。
四、课程考核和评价1.课程设计成果：根据设计说明书的内容和质量，评价学生的设计能力和创新能力；2.课堂表现：根据学生的课堂参与度、提问和回答问题的质量等，评价学生的学习态度和学习能力；3.平时作业：根据作业的完成情况，评价学生的知识掌握情况和学习习惯。
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题目：便携式手动微型剃须刀原理方案设计
•选题意义 •功能分析 •工作原理分析 •功能分解
•功能求解 •原理方案
1
选题意义
手动驱动，不用电池 体积小，便于携带 使用像电动剃须刀一样方便 价格低廉
2
功能分析
总功能：须肤分离
手动
皮肤
系统
带须皮肤
须末
3
工作原理分析
用刀具切削的方法实现须肤分离， 采用回转刀剃须。
较大 一般 较大
易 较方便 一般
较大 较轻 复杂
较小 一般 较小
难 较麻烦 一般
较小 较重 一般
较大 较好 较小
一般 方便 一般
较小 较重 简单
机构设计的原则
采用尽可能简短的运动链 尽量缩小机构尺寸 应使机械具有较好的动力学特性
9
要求刀具运动均匀，以提高剃须效 果并保护皮肤
4
功能分解
回转剃须
往复手动
刀片运动
贮须
运动转换
运动调节
往复运动变为 单向连续回转
5
升速
功能求解
功能元
A 手动
功能元解 方案1 往复移动
方案2 往复摆动
方案3
B1往复移动-连续回转 齿条齿轮 滑块曲柄
B2往复摆动-连续回转 扇形齿轮 摇杆曲柄
ห้องสมุดไป่ตู้C 升速
定轴轮系 周转轮系
摩擦轮式
D 运动调节
离心调速 飞 轮
E 贮须
盒式
袋式
6
原理方案组合
可组合的方案数是96种可给出2~3种传动方案
A1-B11-C1-D2-E1 A1-B12-C1-D2-E1 A2-B21-C1-D2-E1
并绘出机构示意图。
7
方案评价
评价指标 具体项目
连杆机构
评价 凸轮机构
齿轮机构
运动性能
1、运动规律、 轨迹
2、运转速度、运动 精度
任意性较差，只能实现 有限个精确位置
较低
基本能任意 较高
一般做定比传动 高
工作性能
1、效率高低 2、使用范围
一般 较大
一般 较小
高 较小
动力性能
1、承载能力 2、传力特性 3、振动、噪声
经济性
1、加工难易 2、维护方便性 3、能耗大小
1、尺寸
8
结构紧凑 2、重量
3、结构复杂性