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哈工大机械设计大作业二————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：大作业计算说明书题目:盘形凸轮轮廓的图解法设计学院:英才学院班号:班学号:6１2１820510姓名:林海奇日期：2014年9月27日哈尔滨工业大学大作业任务书题目:盘形凸轮轮廓的图解法设计设计原始数据：用图解法设计偏置滚子直动从动盘形凸轮轮廓。
原始数据如表格1(推杆的偏置方向及推杆推程和回程运动规律代号见表下方的注）。
表格错误!不能识别的开关参数。
设计原始数据凸轮角速度ω方向基圆半径r（ｍm)偏距e(mm)滚子半径rr(mｍ)推杆运动规律推程回程升程h（ｍm)推程角φ远休止角sφ回程角'φ近休止角'sφ逆时针50 12 １2错误!错误!4５1３°50°130°50°注：（１)推杆的偏置方向应使机构推程压力角较小。
(2）推杆的运动规律(推程、回程)①——等速运动规律;②——等加速度等减速运动规律；③——余弦加速度运动规律；——正弦加速度运动规律。
设计要求:1. 用A3图纸,按１:1比例绘图。
2. 凸轮理论轮廓线用点划线，实际轮廓线用粗实线。
3. 用虚线画出机架和从动件。
4. 作图过程中用到的线用细实线画。
5. 不校验压力角。
目录1. 设计过程…………………………………………………………………………………1 （1)取比例尺并作基圆(2)作反转运动，量取''00s s φφφφ、、、 ,并等分'00φφ、(３)计算推杆的预期位移 （4）确定理论轮廓线上的点 （5)绘制理论轮廓线 (６）绘制实际轮廓线2. 参考文献 (2)1.设计过程(1）取比例尺并作基圆,比例尺选为１:1，实际基圆半径为基圆半径0r 与滚子半径r r 之和，即６2ｍm 如图1所示。
(2)作反转运动，量取''00s s φφφφ、、、 ,并等分'00φφ、。
机械创新设计与制作大作业引言在现代科技快速发展的时代背景下，机械创新设计与制作成为了推动社会进步和经济发展的重要力量。
本文将深入探讨机械创新设计与制作的意义、挑战以及应对策略，并通过实例分析，展示该领域的发展前景和应用前景。
意义与挑战机械创新设计的意义机械创新设计与制作的意义在于推动技术进步和产业升级。
通过创新设计，可以提高机械设备的性能、效率和可靠性，为各行业提供更高质量的产品和服务。
机械创新设计还可以降低生产成本，提高资源利用效率，对于推动经济发展和可持续发展具有重要意义。
机械创新设计的挑战机械创新设计面临着多方面的挑战。
首先，技术创新需要不断突破传统的思维定式和设计范式，需要工程师具备广泛的知识和创新能力。
其次，机械创新设计需要与不同行业的需求相结合，需要深入了解各行业的特点和需求，才能设计出更适用的机械设备。
此外，机械创新设计还需要考虑到环保和可持续发展的因素，需要设计出更节能、环保的机械设备。
应对策略多学科融合机械创新设计需要多学科的融合，包括机械工程、电子工程、材料科学等领域的知识。
只有通过不同学科的交叉融合，才能产生创新的设计思路和解决方案。
因此，培养多学科背景的工程师和研究人员，加强学科之间的合作与交流，是应对机械创新设计挑战的重要策略。
创新设计方法传统的设计方法已经无法满足机械创新设计的需求，需要采用更加创新的设计方法。
例如，可以借鉴生物学的原理，设计出更具灵活性和适应性的机械结构。
可以采用仿真和虚拟实验的方法，提前验证设计方案的可行性和效果。
通过引入人工智能和大数据分析等技术，可以实现机械设备的智能化设计和优化。
实例分析机器人创新设计机器人是机械创新设计的一个重要领域。
通过创新设计，可以实现机器人的智能化、灵活化和高效化。
例如，可以设计出具有自主导航和感知能力的机器人，可以应用于工业生产线、医疗护理、农业等领域。
通过引入人工智能技术，机器人可以学习和适应不同环境和任务，提高工作效率和质量。
机械机构创新设计及应用大作业（2015年春季学期）题目：倒数机构原理及结构设计姓名：韩威学号：1120810613班级：1208106专业：机械设计制造及其自动化日期：2015.6.8哈尔滨工业大学机电工程学院要求1按附录的撰写规范独立完成课程论文撰写，拒绝雷同，否则按零分处理2大作业需同时提交打印稿和电子文档予以存档，电子文档由班长收齐（缺电子文档得零分），统一发送至：jkliu@正文设计题目11——倒数机构原理及结构设计（1人）设计要求及工作内容倒数机构原理如图1所示，y为输入量，R为输出量， AOB=90°1、2-滑块3-槽板式杠杆图1 倒数机构原理图需完成工作1) 给出输入量（y）和输出量（R）的关系及计算过程2) 给出当输入量（y）不大于5mm情况下的结构设计1 输入量（y）和输出量（R）的关系及计算过程输入量（y）和输出量（R）的关系及计算过程图1所示为倒数机构的原理图，由两个滑块1和2以及一个两臂成90角的槽板式杠杆组成。
滑块1的左右滑动距离为输入量y，杠杆会绕着O点摆动，此时滑块2就会有一个输出的左右滑动距离R。
对于两个直角三角形OAC∆和BOD∆，由于AOC=OBD∠∠，两个三角形相似，易得下式：OC DBAC OD=即21a ll b=，因为12l l和可以看做是输入量y和输出量R所以R=1yab ,满足倒数运算要求2 当输入量（y）不大于5mm情况下的输入端结构设计由于输入量很小，不大于5mm，拟采用曲柄滑块机构实现从原动机的转动到输入量的直线运动的转化，如图2（A），由于曲柄AB的结构尺寸很短，而由于除法机构的特点，传递的动力有可能很大，在一个尺寸较短的构件AB上加工装配两个尺寸较大的转动副是不可能的，此时可将曲柄改为几何中心与回转中心距离等于长度AB的圆盘，如图2（B）所示，这种机构可以承受很大的力，防止因为输入转矩过大对机构造成不良影响。
图2（A）曲柄滑块机构图2（B）曲柄滑块机构的改进2.1 尺寸的计算现根据输入量大小的要求，暂确定AB=2.5mm，为保证曲柄制造的方便，偏心轮半径暂定为2.2 二级标题（黑体，小三号，行间距1.25倍，段前、段后0.5行）2.3 二级标题（黑体，小三号，行间距1.25倍，段前、段后0.5行）3 总结与体会附录：撰写规范1 一级标题（黑体，三号，行间距1.25倍，段前、段后0.5行）高精度标定转台……。
一、机械设计的一般设计过程；机械设计的一般过程：设计阶段设计工作内容应完成的报告或图纸1、计划阶段：1）根据市场需求，或受用户委托，或由主管部门下达，提出设计任务。
2）进行可行性研究，重大问题应召开有关方面专家参加的论证会。
3）编制设计任务书。
4）提出可行性论证报告。
5）提出设计任务书，任务书应尽可能详细具体，应包括主要的功能指标，它是以后设计、评审、验收的依据。
6）签订技术经济合同。
2、方案设计阶段：1）根据设计任务书，通过调查研究和必要的分析（还可能需要进行原理性的试验），提出机械的工作原理。
2）进行必要的运动学设计（一般是初步的、粗略的），提出几种机械系统运动方案。
3）经过分析、对比和评价，作出决策，确定出最佳总体方案。
提出方案的原理图和机构运动简图，图中应有必要的最基本的参数3、技术设计阶段：1）运动学分析与设计。
2）工作能力分析与设计。
3）动力学分析与设计。
4）结构设计。
5）装配图和零件图的绘制。
4、完成机械产品的全套技术资料：包括：1）标注齐全的全套完整的图纸,包括外购件明细表。
2）设计计算说明书。
3）使用维护说明书。
5、试制试验阶段：通过试制和试验，发现问题，加以改进，一般是回到技术设计阶段，修改某一部分设计结果。
1）提出试制和试验报告。
2）提出改进措施，修改部分图纸和设计计算说明书。
6、投产以后：1）收集用户反馈意见，研究使用中发现的问题，进行改进。
2）收集市场变化的情况。
3）对原机型提出改进措施，修改部分图纸和相关的说明书。
4）根据用户反馈意见和市场变化情况，提出设计新型号的建议。
不同类型的设计，其过程也不尽相同，并没有一个通用的、一成不变的程序。
对开发性设计，其过程最复杂和完整。
适应性设计和参数化设计的过程则视具体情况的要求而定，不一定这样完整。
二、机械创新设计的常用方法1、智暴法智暴法又称智力激励法。
英文原文是Brian Storming，故又称头脑风暴法或BS法。
智暴法是运用群体创造原理，充分发挥集体创造力来解决问题的一种创新设计方法。
题目及要求(1) 机械加工工艺路线（工序安排）① 工艺方案分析 加工重点、难点② 工序编排 加工顺序、内容③ 加工设备和工艺装备(2) 关键问题分析① 加工工艺问题② 装夹问题③ 生产率问题④ 新技术(3) 解决关键问题的工艺措施（参阅资料)一、零 件 的 分 析零件的工艺分析:零件的材料为HT200,灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良,但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求需要加工的表面:1。
小孔的上端面、大孔的上下端面；2。
小头孔0.021022+-Φmm 以及与此孔相通的8Φmm 的锥孔、8M 螺纹孔;mm；3。
大头半圆孔55位置要求：小头孔上端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.05mm、大孔的上下端面与小头孔中心线的垂直度误差为0。
07mm.由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。
再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证.二、零件加工工艺设计（一)确定毛坯的制造形式零件材料为HT200.考虑到零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。
选用铸件尺寸公差等级CT9级，该拨叉生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为:工序适当分散；广泛采用专用设备，大量采用专用工装。
（二)基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证,生产效率得以提高。
（1) 粗基准的选择:以零件的底面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。
这样就可以达到限制五个自由度，再加上垂直的一个机械加紧，就可以达到完全定位。
（2）精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合"原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔内圆柱表面为辅助的定位精基准。
《机械机构创新设计及应用》大作业（2014年春季学期）大作业一题目：两个齿条机构串联组合的位移机构原理及结构设计1 大作业二题目：柔性铰链及其应用姓名崔晓蒙学号1110811005班级1108110班专业机械设计制造及其自动化报告提交日期2014.6.11哈尔滨工业大学机电工程学院大作业要求1.完成课堂布置的2道大作业题，拒绝雷同和抄袭，否则均为零分；2.大作业最好包含自己的体会等；3.大作业统一用该模板撰写，字数不限，表达清晰完整即可；4.正文格式：小四号字体，行距为1.25倍行距；5.用A4纸双面打印（节约用纸）；左侧装订，1枚钉；6.大作业需同时提交打印稿和电子文档予以存档，电子文档由班长收齐（缺电子文档得零分），统一发送至：shanxiaobiao@；7.此页不得删除。
评语：教师签名：年月日题目一设计题目5——两个齿条机构串联组合的位移机构原理及结构设计1 （2人）1设计要求1) 两个齿条串联的位移机构如图1所示1、2-齿条r1'、r2'—双联齿轮的节圆半径S1、S2—位移量图1 两个齿条串联的位移机构原理图说明：图1中，气缸活塞推动齿条1运动，双联齿轮位置不变2) 齿条2需产生不小于1000N的推力3) 运动的最大速度0.1m/s4) 往复运动行程±300mm2需完成工作1) 论述其原理，给出上齿条（齿条2）的位移S2与气缸位移为S1之间的关系。
2) 给出大致的结构设计（必须给出齿条的支承、导向、齿轮的支承，气缸不需要设计）1.该机构的工作原理及应用场合1.1结构分析由结构简图分析可知，这种两个齿条机构串联组合的位移机构由两个齿条及其对应的导轨，节圆半径分别为r 1'、r 2'的双联齿轮及其固定轴和一个气缸组合而成。
气缸是它的动力源，最终所需要的运动或者动力由上面的齿条2输出，所以它属于执行件，而中间固定的齿轮则属于传动件。
该机构属于扩大位移机构，细分的话属于齿轮齿条行程放大机构，通过双联齿轮的节圆半径不同，可以实现位移的扩大或者缩小（本例子属于扩大）或者输出力的扩大或缩小（本例属于缩小），以实现实际生产应用中对于位移和力的要求。
机械原理大作业（二）作业名称：凸轮机构设计设计题目：23题院系：班级：设计者：学号：指导教师：设计时刻：哈尔滨工业大学机械设计1.运动分析题目：设计直动从动件盘形凸轮机构，其原始参数见下表2.确信凸轮机构推杆升程、回程运动方程（设定角速度为ω=10 rad/s）升程：0°< Φ < 120°由公式可得：s=60-60*cos(3*Φ/2)；v=90*ω*sin(3*Φ/2)；a=135*ω2 *cos(3*Φ/2)；远停止：120°< Φ < 200°由公式可得：s=120；v=0；a=0；回程：200°< Φ < 290°由公式可得：s=h[1-(10T23-15T24+6T25)]v=(-30hω1/Φ0')T22(1–2T2+T22)a=(-60hω12/Φ0'2)T2(1–3T2+2T22)式中：T2=(Φ-Φ0-Φs)/ Φ0'近停止： 290°< Φ < 360°由公式可得：s=0；v=0；a=0；3.绘制推杆位移、速度、加速度线图(设ω=10rad/s）1) 推拉位移曲线代码：%推杆位移曲线;x=0:(pi/1000):(2*pi/3);s1=60-60*cos(1.5*x);y=(2*pi/3):(pi/1000):(10*pi/9);s2=120;z=(10*pi/9):(pi/1000):(29*pi/18);T2=(z-10*pi/9)*2/pi;s3=120*(1-(10*T2.^3-15*T2.^4+6*T2.^5));m=(29*pi/18):(pi/1000):(2*pi);s4=0;plot(x,s1,'b',y,s2,'b',z,s3,'b',m,s4,'b'); xlabel('角度(rad)');ylabel('行程(mm)');title('推杆位移曲线');grid;2）推杆速度曲线代码：%推杆速度曲线;w=10;x=0:(pi/1000):(2*pi/3);v1=90*w*sin(1.5*x);y=(2*pi/3):(pi/1000):(10*pi/9);v2=0;z=(10*pi/9):(pi/1000):(29*pi/18);T2=(z-10*pi/9)*2/pi;v3=(-30*120*w/(pi/2))*T2.^2.*(1-2*T2.^2+T2.^2); % v3=-120*w*sin(2*z-20*pi/9);m=(29*pi/18):(pi/1000):(2*pi);v4=0;plot(x,v1,'r',y,v2,'r',z,v3,'r',m,v4,'r'); xlabel('角度(rad)');ylabel('速度(mm/s)');title('推杆速度曲线(w=10rad/s)');grid;3）凸轮推杆加速度曲线代码：%凸轮推杆加速度曲线;w=10;x=0:(pi/1000):(2*pi/3);a1=135*w^2*cos(3*x/2);y=(2*pi/3):(pi/1000):(10*pi/9);a2=0;z=(10*pi/9):(pi/1000):(29*pi/18);T2=(z-10*pi/9)*2/pi;a3=(-60*120*w^2/(pi/2)^2)*T2.*(1-3*T2.^2+2*T2.^2); m=(29*pi/18):(pi/1000):(2*pi);a4=0;plot(x,a1,'m',y,a2,'m',z,a3,'m',m,a4,'m');xlabel('角度(rad)');ylabel('加速度(mm/s^2)');title('凸轮推杆加速度曲线(w=10rad/s)');grid;4）绘制凸轮机构的dd/dd−d线图，并依次确信凸轮的基圆半径和偏距代码：%dd/dd−d线图，确信e，s0;x=0:(pi/1000):(2*pi/3);s1=60-60*cos(1.5*x);ns1=90*sin(1.5*x);y=(2*pi/3):(pi/1000):(10*pi/9);s2=120;ns2=0;z=(10*pi/9):(pi/1000):(29*pi/18);T2=(z-10*pi/9)*2/pi;s3n=120*(1-(10*T2.^3-15*T2.^4+6*T2.^5));ns3=-120*10*3*T2.^2+120*15*4*T2.^3-120*6*5*T2.^4 ;m=(29*pi/18):(pi/1000):(2*pi);s4=0;ns4=0;x1=0:pi/36000:pi/2;s1n=60-60*cos(1.5*x1);v1=90*sin(1.5*x1);m1=diff(s1n);%求切线1n1=diff(v1);z=m1./n1;for i=1:length(z);if abs(z(i)+tan(-55*pi/180))<0.001;breakendendb11=s1n(i)-z(i)*v1(i);x1=-300:200;y01=z(i)*x1+b11;%切线1k1=z(i);plot(x1,y01)x3=10*pi/9:pi/36000:14*pi/9;%求切线2s3n=120*(1-(10*T2.^3-15*T2.^4+6*T2.^5));v3=-120*10*3*T2.^2+120*15*4*T2.^3-120*6*5*T2.^4 ;m3=diff(s3n);n3=diff(v3);p=m3./n3;for o=1:length(p);if abs(p(o)-tan(-25*pi/180))<0.01;breakendendo;b33=s3n(o)-p(o)*v3(o);x3=-300:700;y03=p(o)*x3+b33;%切线2plot(x3,y03);sym uv[u,v]=solve('u= 1.4281*v-81.7665','u=-0.4663*v-59.6715');%v=11.66332347972972972972972972973 x%u=-65.110107738597972972972972972973 yplot(ns1,s1,'m',ns2,s2,'b',ns3,s3n,'b',ns4,s4,'b',x1,y01,'g',x3,y03,'g',v,u,'*'); xlabel('ds/d¦µ');ylabel('S');axis([-300,200,-300,300]);title('s0,e 的确信');grid;确信凸轮基圆半径与偏距：偏距e=90mm，d020mm；基圆半径为d0=150mm。
机械机构创新设计及应用大作业（2015年春季学期）题目： 双齿条往复式移动机构原理及结构设计姓名:学号：1120810125 班级： 1208101专业： 机械设计制造及其自动化日期：2015.6.5哈尔滨工业大学机电工程学院要求1 按附录的撰写规范独立完成课程论文撰写，拒绝雷同，否则按零分处理2 大作业需同时提交打印稿和电子文档予以存档，电子文档由班长收齐（缺电子文档得零分），统一发送至：jkliu@一、设计题目1、设计要求1）双齿条往复式移动机构原理如下图所示2 3 41-上齿条2-下齿条3-不完全齿轮4-框架图1双齿条往复式移动机构原理图2）当双齿条向右运动时需产生不小于1000N的推力。
3）运动的最大速度0.05m/s。
4）往复运动行程土50mmm。
2、需完成工作1）论述其原理，给出不卡死的条件。
2）给出结构设计（必须给出齿条的支承、导向、齿轮的支承）。
3）提示：图中虽然给出了齿条由两侧推杆支承和导向，也可以把支承和导向设计在齿条上，然后在右侧设计一个推杆。
二、工作原理介绍本装置是利用不完全齿轮的定向转动，通过改变齿轮与齿条的啮合位置来实现往复运动。
假设齿轮转向为逆时针，转速为■ rad/so结合图1所示，当不完全齿轮的有齿部分与上部齿条啮合时，齿条向左运动，速度v = -「r （向右为正方向）；当不完全齿轮的有齿部分与下部齿条啮合时，齿条向右运动，速度v=「r。
当齿轮与齿条不啮合时，运动台（即齿条）停止运动。
三、不卡死条件如图1所示，当不完全齿轮的轮齿与上下两个齿条同时接触时，机构会出现卡死现象。
为了防止在运动过程中机构卡死，必须保证r f：2 arcs in其中:::齿轮与齿条不啮合时所能的转动角度；r f :不完全齿轮有齿部分齿根圆半径；r a:不完全齿轮有齿部分齿顶圆半径；四、齿轮齿条设计1、齿轮结构设计由不卡死条件:::2 arcsin^其中：::不完全齿轮有齿部分对应的圆心角；r f :不完全齿轮有齿部分齿根圆半径，r^ (z 2)m/ 2 ；r a:不完全齿轮有齿部分齿顶圆半径，r f =(z-2.5)m/2 ；z:完全齿轮齿数。
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y机械设计大作业说明书大作业名称：机械设计大作业设计题目：螺旋传动设计班级：12设计者：学号：112指导教师：张锋设计时间：2014.9.30哈尔滨工业大学目录设计任务书 (1)设计过程 (2)一、设计题目 (2)二、选择螺杆、螺母的材料 (2)三、耐磨性计算 (2)四、螺杆强度校核 (3)五、螺母螺纹牙的强度校核 (4)六、自锁条件校核 (5)七、螺杆的稳定性校核 (5)八、螺纹外径及凸缘设计 (6)九、手柄设计 (6)十、底座设计 (7)十一、各部分尺寸及参数 (8)1.梯形螺纹 (8)2.六角头螺栓 (8)3.开槽锥端紧定螺钉 (8)4.手柄 (8)5.螺杆 (8)6.螺母 (8)7.结构尺寸 (9)参考文献 (9)设计任务书题目：设计螺旋起重器(千斤顶)设计原始数据：起重量F Q=40kN，最大起重高度H=200mm。
说明：螺旋起重器的结构见右图，螺杆7和螺母6是它的主要零件。
螺母6用紧定螺钉5固定在底座8上。
转动手柄4时，螺杆即转动并上下运动。
托杯1直接顶住重物，不随螺杆转动。
对这一装置主要的要求是：保证各零件有足够的强度、耐磨性、能自锁、稳定性合格等。
工作量：1.设计计算说明书一份，主要包括起重器各部分尺寸的计算，强度，自锁性，稳定性校核等。
2.装配图一张，画出起重器的全部结构，标注出必要的尺寸与零件编号，填写标题栏与明细表。
设计过程一、设计题目设计起重量F Q =40kN ，最大起重高度H =200mm 的螺旋起重器（千斤顶）。
二、选择螺杆、螺母的材料螺杆采用45钢调质，由参考文献[2]表10.2查得抗拉强度σb =600MPa ，σs =355MPa 。
由于千斤顶属于低速重载的情况，且螺母与螺杆之间存在滑动磨损，故螺母采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸铝青铜螺母材料用铝青铜ZCuAl10Fe3。
哈工大《机械系统设计》课程小论文－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－机械系统设计小论文班级：学号：姓名：从构件到系统的上升在大二下学期与大三的上学期我们分别学习了《机械原理》、《机械设计》，在大三的下学期里，我们又学习了今天的这门课程《机械系统设计》。
在学习的过程中，在老师的讲解下，我逐渐地又接触到了越来越多的原来的《机械原理》，以及《机械设计》的知识，以及我们在大三小学期里的做得机械设计的课程设计也对我们对于这门课程的理解和学习产生了良好的促进作用。
现在我对于这样的三门课程的联系与区别有了一些理解。
我认为《机械原理》、《机械设计》主要是介绍了各种各样的机械机构，以及在各种各样的机械机构的连接与传动的过程中产生的磨损，从而产生的对于各种各样的机械机构的机械效率的讨论以及如何才能够增加系统的机械效率。
当然还有对于各种机构的设计时依据何种标准，用哪些公式以及其中的道理。
如圆柱齿轮的传动设计，再如我们做的“蜗轮蜗杆减速器”的课程设计。
然而现在我们学的这一科目《机械系统设计》更家强调的是整个系统，整个系统应该实现的功能，哪些是必要功能，哪些是非必要功能。
设计系统的时候应该遵循哪些原则。
整个系统由哪几大子系统组成，以及各个系统是如何进行在系统的高度上进行选择机构，如何进行装配。
在这其中，我们所学的《机械设计》的知识自然而然的融入到系统设计之中，我们所学的齿轮、轴承以及各种各样的连杆机构成为我们在系统的高度上分析和设计机构的基础知识。
下面将从课程的研究对象与内容、学习目的与作用、学习的特点与学习方法等方面具体地说明系统设计与机械原理设计的联系与区别。
首先，在研究对象和内容方面，《机械原理》的研究对象和内容：机械原理是研究机械运动学和动力学分析和设计基本理论的技术基础。
机械是机器和机构的总秤，在日常的生活中和工程中见到的缝纫机、洗衣机、复印机等等都被称之为机器。
各种机器的构造、用途、还有性能虽然各不相同，但是他们的组成、运动和功能方面来看：机器是一种人为实物组合的具有确定的机械运动的装置，用来完成有用功、转换能量和处理信息，以代替或是减轻人类的劳动。
2021年哈工大继续教育机械工程专业课作业第2部分参考2021年哈工大继续教育机械工程专业课作业第2部分参考,有利于学生进一步分析和更好的完成作业。
仅做参考,特此提示。
2021年黑龙江省专业技术人员继续教育知识更新培训机械工程专业作业参考4-5题说明：中、高级职称学员“专业课作业”为论述题1-5题；同时提交3000字左右“学习心得”一篇。
论述题4.试述轮式移动机器人的位置控制精度远不如操作臂型机器人定位精度，为实现大范围内灵活移动和较高操作定位精度，试给出采用轮式移动机器人与操作臂型机器人联合创新设计的方案及完成作业控制策略。
机器人如何知道自己所在的位置？移动机器人一边移动一边知道自己所处的位置是非常重要的而且也是必须的。
移动机器人是用计算机控制来工作的。
计算机对所有的信息进行数字处理，移动机器人的位置和姿态是用数字表示的。
即在地面上建立二维坐标系，将移动机器人坐标位置与方向用数值表示即可以了。
机器人的移动环境地图可以描述在同一坐标系中，从当前的位置姿态来看立即就能明白移动机器人在地图上位于何处。
测程法：是移动机器人推定当前所处位置和姿态常用的方法，是对车体速度积分的方法。
车体的速度是根据车轮单位时间转过的角度求得的。
因此，由单位时间内车轮转角的积分就可以计算出移动机器人当前所的位置和姿态。
这些物理量当然能够有传感器测得。
上述有关移动机器人位置和姿态推算的测和法是最基本的方法。
可是，当机器人车轮一旦产生滑移，如上所述方法中积分挖法就会产生误差。
行走距离越远产生的误差就越大。
车轮的回转角、角速度的测量方法独立二轮驱动型移动机器人的行进方向速度V和回转角速度ω可用公式计算出来。
因此为用测程法计算行进方向速度V和回去转角速度ω，测量回转轴转角的传感器除上述提到的光电编码器外，还有测速电机、电位计等等。
轮式移动机器人的控制方法：由与位移成比例的操纵机构操纵的直线行走；与位移、位移的时间微分成比例操纵方法的直线行走；独立二轮驱动型移动机器人的直线行走。
《机械创新设计》大作业2012. 09—2012.11一、设计题1．设计题说明：（1）可查阅参考资料借鉴已有的设计和思路，但是需要加入自己的设计思考和改进、改造等，完全照抄照搬的设计将不被认可。
（2）设计题要求：a. 给出设计对象的功能描述，尽量清晰、明确、全面；b. 给出简单的设计方案和设计思路；c ．给出机构设计图或者示意图，二维CAD 或三维实体图。
（3）共4道题，第1题为（多功能病床）必做题，后面3题是三选二。
2．设计题目（共4题，第1题必做，后面3题是三选二）（1）设计多功能、便于病人使用的病床。
病床的功能及结构等自行拟定和设计。
（2）自动窗帘机电一体化系统设计具体要求：a. 基本要求：根据室外光线明暗程度，窗帘可以自动打开和关闭。
(能区分室内光线与室外光线)b. 更高要求（非必须要求）可控性更好，例如可以遥控维护性更好，易拆装、易修理、结构简单合理c. 高附加值功能（非必须要求）d. 设计自动窗帘的机电系统方案说明（文字+简单的机构图示）（3）创意折叠桌子结构设计要求：简要的功能和结构描述+二维CAD 图或者三维实体图（4）新型横动竖刷式牙刷结构设计要求：简要的功能和结构描述+二维CAD 图或者三维实体图二、根据TRIZ 理论中技术进化法则，设想和规划如下产品的发展趋势或技术路线：（1）轴承 （2）手机 （3）儿童滑板车 （4）牙刷-刷牙工具 （5）除草设备例：键盘的发展路线三、创意设计题。
从生活中的实际需求，或者某些不方便的经历中，提炼出至少三个新创意、新点子、新想法，并给予一定说明（包括创意根源、思路、方案描述、示意图或设计图、实施方案等，尽可能详尽）。
刚性键盘液晶触摸屏 柔性键盘 折叠键盘 虚拟激光键盘。
哈工大机械设计大作业哈尔滨工业大学机械设计大作业：汽车零部件设计引言：本次机械设计大作业的题目是汽车零部件的设计，本文将详细介绍该零部件的设计需求、设计方案、设计计算以及制造工艺等相关内容。
一、设计需求：该汽车零部件是一种在车辆发动机舱内起到隔热保温作用的零部件，其要求具备以下特点：1.具备良好的隔热保温性能，能够有效降低发动机舱内的温度。
2.具备良好的耐高温性能，能够在高温环境下长时间稳定工作。
3.具备较高的强度和刚度，能够承受汽车运行时的振动和冲击力。
二、设计方案：为了满足上述设计需求，我们选择使用陶瓷材料作为该零部件的材料，该材料具备良好的隔热性能和耐高温性能，并且具备较高的强度和刚度。
三、设计计算：1.隔热性能计算：根据该零部件的尺寸和所使用的陶瓷材料的导热系数，计算出其热传导率，进而计算出其隔热性能。
2.强度计算：根据该零部件所承受的力和所使用的陶瓷材料的弹性模量，计算出其应力和变形情况，进行强度计算。
3.刚度计算：根据该零部件所承受的力和所使用的陶瓷材料的弹性模量，计算出其刚度，并与设计要求进行对比。
四、制造工艺：1.材料选取：根据设计方案选择合适的陶瓷材料，并进行材料实验验证其性能。
2.模具设计：根据零部件的几何形状设计合适的模具，并制造出模具。
3.注塑成型：使用模具对陶瓷材料进行注塑成型，并在合适的温度和压力条件下进行成型工艺。
4.烧结处理：对注塑成型后的零部件进行烧结处理，使其形状固定并获得良好的耐高温性能。
5.精加工：对烧结后的零部件进行精加工，如修磨、打磨等工艺，以达到设计要求的尺寸和表面质量。
五、结论：通过对该汽车零部件的设计需求、设计方案、设计计算以及制造工艺的详细论述，我们可以得出结论：1.该零部件的设计方案合理，能够满足设计需求。
2.该零部件所选用的陶瓷材料具备良好的隔热保温性能和耐高温性能。
3.该零部件的制造工艺合理，能够实现零部件的精确加工。
综上所述，本次机械设计大作业详细介绍了汽车零部件的设计需求、设计方案、设计计算以及制造工艺等内容，并得出了相应的结论。
机械机构创新设计及应用大作业（2016年春季学期）题目：偏心轮-闭合导杆机构原理及设计姓名：学号：班级：专业：机械设计制造及其自动化日期：2016.6.15哈尔滨工业大学机电工程学院要求1按附录的撰写规范独立完成课程论文撰写，拒绝雷同，否则按零分处理2必须双面打印，注意排版，不允许2-3行占一页的情况出现3装订时左上角订一枚钉4打印时去掉附录页5大作业需同时提交打印稿和电子文档予以存档，电子文档由班长收齐（缺电子文档得零分），统一发送至：jkliu@设计题目13——偏心轮-闭合导杆机构原理及设计（3人）设计要求及工作内容偏心轮-闭合导杆机构原理如图1所示，导杆移动行程不小于±10mm，最大推力不小于10N。
图1 摆动导杆与双滑块机构正文1偏心轮-闭合导杆机构原理简单来说，偏心轮-闭合导杆机构是将回转运动转换成往复直线运动的一种机构。
从其机械原理上讲，轮的中心不在旋转点上，一般指代的就是圆形轮，当圆形没有绕着自己的中心旋转时，就成了偏心轮。
偏心轮也是凸轮的一种，其组成的工作机构是一种高副机构，在这里偏心轮为主动件，做等速的连续回转运动，而从动件做直线的往复摆动。
原理图如下：（可以将偏心轮简化成）图2 偏心轮运动原理图从上图来考虑，在不考虑竖直方向的位移时，随着偏心轮的回转运动，水平方向就会产生往复摆动的运动。
图3 偏心轮尺寸图根据图3，不难看出导轨的移动行程为±（e+R），只需保证（e+R）≥10mm即可。
2偏心轮-闭合导杆结构设计图4 设计基本方案考虑到为高副机构，所以增加了偏心轮的厚度。
以减缓由于长时间的线接触，应力大，产生磨损。
在偏心轴两端加轴颈，保证有足够的强度承受住偏心轮转动时的离心力。
图5 动力输入偏心轮动力的传入，选择在偏心轮两端轮轴上伸长轴并加入键和齿轮。
通过齿轮的转动带动轴系的转动，传递到偏心轮上。
设计时，应当计算偏心轮两端轴系的弯矩和扭矩，并保证其寿命可靠。
机械机构创新设计及应用大作业（2015年春季学期）题目：双齿条往复式移动机构原理及结构设计姓名：学号：25班级：1208101专业：机械设计制造及其自动化日期：哈尔滨工业大学机电工程学院要求1按附录的撰写规范独立完成课程论文撰写，拒绝雷同，否则按零分处理2大作业需同时提交打印稿和电子文档予以存档，电子文档由班长收齐（缺电子文档得零分），统一发送至一、设计题目1、设计要求1) 双齿条往复式移动机构原理如下图所示。
1-上齿条 2-下齿条 3-不完全齿轮 4-框架图1 双齿条往复式移动机构原理图2) 当双齿条向右运动时需产生不小于1000N 的推力。
3) 运动的最大速度s 。
4) 往复运动行程±50mmm 。
2、需完成工作1) 论述其原理，给出不卡死的条件。
2) 给出结构设计（必须给出齿条的支承、导向、齿轮的支承）。
3) 提示：图中虽然给出了齿条由两侧推杆支承和导向，也可以把支承和导向设计在齿条上，然后在右侧设计一个推杆。
二、工作原理介绍本装置是利用不完全齿轮的定向转动，通过改变齿轮与齿条的啮合位置来实现往复运动。
假设齿轮转向为逆时针，转速为ω rad/s 。
结合图1所示，当不完全齿轮的有齿部分与上部齿条啮合时，齿条向左运动，速度r v ω-=（向右为正方向）；当不完全齿轮的有齿部分与下部齿条啮合时，齿条向右运动，速度r v ω=。
当齿轮与齿条不啮合时，运动台（即齿条）停止运动。
三、不卡死条件如图1所示，当不完全齿轮的轮齿与上下两个齿条同时接触时，机构会出现卡死现象。
为了防止在运动过程中机构卡死，必须保证af r rarcsin 2<α其中:α：齿轮与齿条不啮合时所能的转动角度； f r ：不完全齿轮有齿部分齿根圆半径； a r ：不完全齿轮有齿部分齿顶圆半径；四、齿轮齿条设计1、齿轮结构设计由不卡死条件：af r r arcsin2<α其中:α：不完全齿轮有齿部分对应的圆心角；f r ：不完全齿轮有齿部分齿根圆半径，2/)2(m z r a +=； a r ：不完全齿轮有齿部分齿顶圆半径，2/)5.2(m z r f -=；z ：完全齿轮齿数。
《机械机构创新设计及应用》大作业（2014年春季学期）大作业一题目：设计题目2——偏载力矩配平机构设计大作业二题目：题目2——消除滚动螺旋传动消除间隙的方法姓名王硕学号1110811002班级1108110专业机械电子专业报告提交日期2014年6月12日哈尔滨工业大学机电工程学院大作业要求1.完成课堂布置的2道大作业题，拒绝雷同和抄袭，否则均为零分；2.大作业最好包含自己的体会等；3.大作业统一用该模板撰写，字数不限，表达清晰完整即可；4.正文格式：小四号字体，行距为1.25倍行距；5.用A4纸双面打印（节约用纸）；左侧装订，1枚钉；6.大作业需同时提交打印稿和电子文档予以存档，电子文档由班长收齐（缺电子文档得零分），统一发送至：shanxiaobiao@；7.此页不得删除。
评语：教师签名：年月日设计题目2——偏载力矩配平机构设计1设计要求1) 一水平转动轴系存在偏载，偏载力矩300Nm2) 转动轴转角范围0~150°3) 转动轴最大转速300°/s2需完成工作1) 完成原理设计，给出原理图2) 完成设计计算3) 完成大致的结构设计及说明包含的主要的零部件参数及其功能一、原理设计系统存在偏载力矩，考虑采用气缸带动齿条与轴系的齿轮配合来消除系统偏载力矩，由于采用汽缸推动存在不平行度误差，所以考虑在汽缸与基座处加一球形铰链消除不平行误差。
转动轴转角范围决定齿条长度，转动轴最大速度决定采用的气缸的伸出速度。
原理图如下图所示二、 设计计算选取斜齿轮，齿轮模数为13m =，齿数为140z =，螺旋角为19o，根据计算得齿轮分度圆直径,111cos 340cos19113.46o d m z mm mm β=⨯⨯=⨯⨯=; 齿轮转过角度，52150/3606θππ=⨯=, 齿条行程，， 汽缸推力，1223005309.730.113M F N N d ⨯⨯===；气缸推进速度，2300/360113cos19/295.65/o v mm s mm s π=⨯⨯⨯⨯= 三、选取主要零件的型号齿条：选取ATLANTA 公司的斜齿齿条，HPR 高精度齿条，该齿条适用于与导轨配合的机床情况，具体型号如下：HPR 29 30 100型斜齿齿条，模数3，长度1000mm ，齿数100；气缸：选取SMC 公司的汽缸，选取薄型缸带导CQM 系列汽缸，标准如下图最终选取，C QM B 100 TF -150, 缸径100mm，满足推力要求，速度300mm/s 满足要求，行程150mm。
球形铰链：选取天津瑞基公司生产的球形铰链，选取QJ-60型球形铰链即可，球柄直径20mm，输出臂厚度25mm，长度41。
总结感受：这次的大作业设计让我感触良多，我这个题应该是唯一一个没有原理图的，所以拿到题我就和同组的成员讨论怎么做。
后来在以前留过的一个老师提出要有兴趣自主完成的小作业中找到了影子，才算确定下方案。
计算过程中，又遇到很多麻烦，SMC型气缸的参数局限太多，行程大的力小，力够的速度不足，最终经过一次次修改终于确定了一个可以用的型号，期间的痛苦只有做过才能理解。
感谢老师这次的大作业，让我得到了又一次充分的锻炼，不管是从设计，计算还是网上找资料，查型，选手册，这一次的经历确实很重要。
消除滚动螺旋传动消除间隙的方法摘要：滚动螺旋传动是生产中常见的一种传动方式，其具有传动比大，效率高等优点。
但是由于装配或加工误差，会造成滚动传动中出现间隙，这将影响传动的精度，所以在实际应用中消除滚动螺旋传动间隙是很重要的，本文将简要说明几种常见的方法。
关键词：滚动螺旋传动、间隙、预紧、双螺母查齿式一、滚动螺旋传动用滚动体在螺纹工作面间实现滚动摩擦的螺旋传动，又称滚珠丝杠传动.滚动体通常为滚珠，也有用滚子的。
滚动螺旋传动的摩擦系数、效率、磨损、寿命、抗爬行性能、传动精度和轴向刚度等虽比静压螺旋传动稍差，但远比滑动螺旋传动为好。
滚动螺旋传动的效率一般在90%以上。
它不自锁，具有传动的可逆性；但结构复杂，制造精度要求高，抗冲击性能差。
它已广泛地应用于机床、飞机、船舶和汽车等要求高精度或高效率的场合。
滚动螺旋传动的结构型式，按滚珠循环方式分外循环和内循环。
外循环的导路为一导管,将螺母中几圈滚珠联成一个封闭循环。
内循环用反向器，一个螺母上通常有2～4个反向器，将螺母中滚珠分别联成2～4个封闭循环，每圈滚珠只在本圈内运动。
外循环的螺母加工方便，但径向尺寸较大。
为提高传动精度和轴向刚度，除采用滚珠与螺纹选配外，常用各种调整方法以实现预紧。
图一、滚珠丝杠循环方式二、特点滑动丝杠副和驱动力相比1/3由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝杠螺母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。
与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的1/3。
在省电方面很有帮助。
高精度的保证滚珠丝杠副是一般是用世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度、湿度进行了严格的控制，由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。
微量进给可能滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微量进给。
无侧隙、刚性高滚珠丝杠副可以加与预压,由于预压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使螺母部分的刚性增强)。
高速进给可能滚珠丝杠由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。
三、滚珠丝杠副的调整方法滚珠丝杠螺纹副的调整主要是对丝杠螺纹副轴向间隙进行消除。
轴向间隙是指丝杠和螺母在无相对转动时，两者之间的最大轴向窜动量。
除了结构本身的游隙之外，在施加轴向载荷后，轴向变形所造成的窜动量也包括在其中。
一般在机加工过程中消除滚珠丝杠螺纹副的轴向间隙，满足加工精度要求的办法有两种：3.1软调整法：在加工程序中加入刀补数，刀补数等于所测得的轴向间隙数或是调整数控机床系统轴向间隙参数的数值。
但这都是治标不治本的办法。
因为滚珠丝杠螺纹副的轴向间隙事实上仍是存在的，只是在走刀时或工作台移动时多运行一段距离而已。
由于间隙的存在会使丝杠螺纹副在工作中加速损坏，还会使机床震动加剧；噪声加大；机床精加工期缩短等。
3.2硬调整法：是使用机械性的方法使丝杠螺纹副间隙消除，实现真正的无间隙进给。
此种办法对机床的日常工作维护也是相当重要的。
是解决机床间隙进给的根本办法。
但相对软调整过程要复杂一些，并需经过多次调整，才可达到理想的工作状态。
在此我主要对滚珠丝杠螺纹副的硬性间隙调整作较详细地介绍。
滚珠丝杠螺纹副一般是通过调整预紧力来消除间隙（硬调整）的，消除间隙时要注意考虑以下情况：预加力能够有效地减小弹性变形所带来的轴向位移，但不可过大或过小。
过大的预紧力将增加滚珠之间和滚珠与丝母、丝杠间的磨擦阻力，降低传动效率，使滚珠、丝母、丝杠过早磨损或破坏，使丝杠螺纹副寿命大为缩短。
预紧力过小时会造成机床在工作时滚珠丝杠螺纹副的轴向间隙量没有得到消除或没有完全消除。
使工件的加工精度达不到要求。
所以，滚珠丝杠螺纹副一般都要经过多次调整才能保证在最大轴向载荷下，既消除了间隙，又能灵活运转。
(1)滚珠丝杠螺纹副轴向间隙的测得要进行轴向间隙的调整的第一步是得知滚珠丝杠螺纹副是否已有轴向间隙和该间隙的数值。
可采用以下方法获得：使用磁力千分表,将其固定于机床某一固定位置。
将表针贴于任意方向工作台的一个侧面，表针要位于工作台移动方向的同向直线上。
记下千分表数值。
然后使此方向的工作台向远离表针的距离移动大约25～50cm再返回程序中原来对表时的工作台位置。
再次对千分表进行读数。
把两个数值进行比较，若差值为零，说明滚珠丝杠螺纹副目前还没有间隙，若差值不是零，说明滚珠丝杠螺纹副已存在间隙，其差值就是此方向工作台所对应的丝杠螺纹副所需要调整的间隙量。
当然，测得丝杠螺纹副轴向间隙量的办法并不只此一种，在此介绍的办法只是一种较简便的办法。
(2)双螺母齿差式丝杠螺母结构的调整单螺母加过盈调整间隙的结构已少见,目前主要采用双螺母结构消除间隙。
虽然双螺母齿差调隙式滚珠丝杠螺纹副的结构较为复杂，但调整操作方便，通过简单的计算就可获得精确的调整量，是目前应用最为广泛的一种结构，现就以它为例进行介绍。
双螺母齿差调隙式丝杠螺纹副结构:如图二图二、双螺母齿差调隙式丝杠螺纹副结构图两个螺母的凸缘上各制有圆柱外齿轮,而且齿数差为1,既:Z2-Z1=1,两个内圈齿数相同,并用螺钉和销钉固定在螺母的两端.调整时先将内齿圈取出,根据间隙的大小,使两个螺母分别在相同方向上转过一个齿或几个齿,这样就使这两个螺母彼此在轴向上接近了一个相应的距离(因为两边的齿数是差是1,所以实际转过的角度是不同的).间隙的消除量(△)可用下式计算；△=nt/ Z2Z1或n=△Z2Z1/t式中n-------两个螺母在同一方向转过的齿数;Z2，Z1 ------齿轮的齿数.滚珠丝杠螺纹副副的调整限度是：使数控机床在额定满载情况下刚好实现无间隙进给为最佳状态。
(3)垫片调隙式：通常用螺钉来连接滚珠丝杠两个螺母的凸缘，并在凸缘间加垫片。
调整垫片的厚度使螺母产生轴向位移，以达到消除间隙和产生预拉紧力的目的。
这种结构的特点是构造简单、可靠性好、刚度高以及装卸方便。
但调整费时，并且在工作中不能随意调整，除非更换厚度不同的垫片。
(4)螺纹调隙式：其中一个螺母的外端有凸缘而另一个螺母的外端没有凸缘而制有螺纹，它伸出套筒外，并用两个圆螺母固定着。
旋转圆螺母时，即可消除间隙，并产生预拉紧力，调整好后再用另一个圆螺母把它锁紧。
四、滚珠丝杠的应用滚珠丝杠轴承为适应各种用途，提供了标准化种类繁多的产品。
广泛应用于机床，滚珠的循环方式有循环导管式、循环器式、端盖式。
预压方式有定位预压（双螺母方式、位预压方式）、定压预压。
可根据用途选择适当类型。
丝杆有高精度研磨加工的精密滚珠丝杠（精度分为从CO-C的6个等级）和经高精度冷轧加工成型的冷轧滚珠丝杠轴承（精度分为从C7-C10的3个等级）。
另外，为应付用户急需交货的情况，还有已对轴端部进行了加工的成品，可自由对轴端部进行追加工的半成品及冷轧滚珠丝杠轴承。
作为此轴承的周边零部件，在使用所必要的丝杠支撑单元、螺母支座、锁紧螺母等也已被标准化了，可供用户选择使用。
滚珠丝杠轴承以多年来所累积制品技术为基础，从材料、热外理、制造、检查至出货，都是以严谨的品保制度来加以管理，因此具有高信赖性。
主要应用于：超高DN值滚珠丝杠：高速工具机，高速综合加工中心机；端盖式滚珠丝杠：快速搬运系统，一般产业机械，自动化机械；高速化滚珠丝杠：CNC机械、精密工具机、产业机械、电子机械、高速化机械；精密研磨级滚珠丝杠：CNC机械，精密工具机，产业机械，电子机械，输送机械，航天工业，其它天线使用的致动器、阀门开关装置等；螺帽旋转式（R1）系列滚珠丝杠：半导体机械、产业用机器人、木工机、镭射加工机、搬送装置等；轧制级滚珠丝杠：低摩擦、运转顺畅的优点，同时供货迅速且价格低廉；重负荷滚珠丝杠：全电式射出成形机、冲压机、半导体制造装置、重负荷制动器、产业机械、锻压机械。
