机械工程-机械原理课程设计指导书

机械原理课程设计手册一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握机械基本原理，包括力与运动的相互关系、简单机械的构造及功能；2. 掌握并能够运用基本的机械制图方法，阅读并制作简单的机械图；3. 掌握机械设计的基本流程，能够运用相关知识对简单机械装置进行设计和分析。

技能目标：1. 能够运用物理学原理对机械系统进行简单的受力分析；2. 能够运用制图软件或手工绘制基本的机械图纸，展示清晰的机械结构；3. 能够运用小组合作的方式，进行机械设计项目的讨论与实施。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对于机械工程学科的兴趣，激发学习动力；2. 增强学生的团队协作意识，提高沟通协调能力；3. 培养学生严谨的科学态度和问题解决能力，形成积极的探究精神。

课程性质分析：本课程为机械原理的入门课程，旨在帮助学生建立对机械系统的基本认识，学会基本的制图与设计方法，同时结合实际操作，增强学生的实践能力。

学生特点分析：考虑到学生所在年级，具备一定的物理知识基础和空间想象能力，但可能缺乏实际动手操作经验，因此课程设计需兼顾理论讲解与实践操作。

教学要求：1. 确保学生掌握机械原理的基本理论知识；2. 通过案例分析和实际操作，提升学生的技能应用能力；3. 培养学生积极的情感态度，形成良好的价值观。

二、教学内容1. 引言：介绍机械原理的基本概念，机械系统的组成及分类。

- 教材章节：第一章 机械原理概述2. 力与运动：讲解力的作用效果、运动状态及受力分析。

- 教材章节：第二章 力与运动3. 简单机械：介绍杠杆、轮轴、斜面等简单机械的原理与应用。

- 教材章节：第三章 简单机械4. 机械制图：教授制图的基本知识，包括视图、剖面图、尺寸标注等。

- 教材章节：第四章 机械制图5. 机械设计：阐述机械设计的基本流程，包括需求分析、方案设计、详细设计等。

- 教材章节：第五章 机械设计6. 实践操作：组织学生进行简单机械装置的设计、制作与测试。

- 教材章节：第六章 实践操作教学内容安排与进度：1. 引言（1课时）2. 力与运动（2课时）3. 简单机械（2课时）4. 机械制图（3课时）5. 机械设计（3课时）6. 实践操作（4课时，含小组讨论、制作、测试及评价）三、教学方法1. 讲授法：- 对于机械原理的基本概念、力学原理等理论性较强的内容，采用讲授法进行教学，确保学生能够系统地掌握相关知识。

机械原理课程设计指导书机械原理课程设计指导书一、前言机械原理课程是机械工程专业的重要课程之一，为学生提供了理解和掌握机械基本原理的基础。

在课程设计中，学生需要根据所学知识，选题设计机械结构或进行机械元件的计算。

本指导书针对机械原理课程设计，旨在对学生进行详细的指导，帮助学生顺利完成设计任务。

二、课程设计要求1.任务简介本次设计任务要求学生根据机械原理课程所学知识，选择一个机械结构或元件进行设计。

设计内容应包括机械结构或元件的图纸绘制、力学计算、材料选用及性能参数的计算等内容。

设计过程中应体现出完整的设计思路和严谨的设计方法。

2.任务要求（1）设备或结构选题应具有一定代表性和创新性，难度适宜。

（2）选题应能够反映机械原理课程所掌握的理论和方法。

（3）设计过程中应注意结论的严谨性、数据的准确性和完整性。

（4）设计过程中应充分发挥专业知识和专业技能。

（5）设计文档应包括设计思路、图纸、计算过程、结论及评价等内容。

三、设计流程1.选题在设计之前，需首先明确设计对象。

学生需要根据自己的兴趣和所学知识，选择一个机械结构或元件进行设计。

选题要求符合任务要求，具有一定的代表性和创新性。

2.方案设计选定设计对象之后，学生需要进行方案设计。

首先需要明确设计目标和要求，包括结构尺寸、负荷等方面的要求。

其次，要根据目标要求，选择合适的材料和工艺，并确定适当的加工精度。

3.图纸绘制图纸是机械结构或元件制作的重要依据，学生需要根据设计方案绘制相关图纸。

图纸应包括整体图、局部图、零配件图等内容，并注明尺寸、标注、公差等要素。

4.力学计算机械结构或元件的承载能力是设计过程中重点考虑的问题之一。

学生需根据机械原理课程所学知识，进行结构的力学计算，分析机械结构或元件的受力情况，并评估其承载能力。

5.材料选用及性能参数计算材料对机械性能的影响非常重要，学生需要根据设计要求，选择合适的材料，并计算材料的性能参数，如强度、韧性、硬度等。

一、课程设计的意义、内容及步骤随着生产技术的不断发展，机械产品种类日益增多，对产品的机械自动化水平也越来越高，因此，机械设备设计首先需要进行机械运动方案的设计和构思、各种传动机构和执行机构的选用和创新设计。

本指导书旨在根据高校工科本科《机械原理课程教学基本要求》的要求：结合一个简单的机械系统，综合运用所学理论和方法，使学生能受到拟定机械运动方案的初步训练，并能对方案中某些机构进行分析和设计，针对某种简单机器（即工艺动作过程较简单）进行机构运动简图设计。

设计过程指从明确设计任务到编制技术文件为止的整个设计工作的过程，该过程一般来讲包括四个阶段：1)明确设计任务和要求；2)原理方案设计；3)技术设计；4)施工设计。

本次设计的主要内容主要完成前两个任务，完成的步骤如下；二、机械原理课程设计的基本要求1.设计结果体现创新精神。

2.方案设计阶段以小组为单位，组织学生参观讨论，分析机器的结构、传动方式、工作原理，给出至少两种运动方案，并对其进行比较，从中选出最优方案。

3.方案确定以后，进行机构尺寸综合和机构运动分析时，每个学生的参数不同，独自设计。

若发现尚未达到工作要求，应审查方案，调整机构的尺寸，重新进行设计。

4.每个学生绘制一张图纸，应包括机械系统运动方案简图和机械运动循环图，一两个主要机构的运动分析及设计程序。

5.写一份设计说明书，最后进行答辩。

6.成绩的评定。

课程设计的成绩单独评定。

应以设计说明书、图样和在答辩中回答问题的情况为依据，参考设计过程中的表现，由指导教师按五级计分制（优、良、中、及格、不及格）进行评定。

二、机械运动简图设计内容1.功能分解机器的功能是多种多样的，但每一种机器都要完成某一工艺动作过程。

将机械所需完成的工艺动作过程进行分解，即将总功能分解为多个功能元，在机械产品中就是将工艺动作过程分解为若干个执行动作。

设计者必须把动作过程分解为几个独立运动的分功能，然后用树状功能图来描述，使机器的总的功用及各分功能一日了然。

机械原理课程设计指导书————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：机械原理课程设计指导书（机械设计制造及自动化等专业适用）北京林业大学工学院机械设计教研室司慧北京市高等学校教育教学改革立项项目专项资助（2007-34）2010年3月目录目录 (2)第1章概述 (4)1.1 机械原理课程设计的目的和任务 (4)1.1.1 课程设计目的 (4)1.1.2 课程设计任务 (4)1.2 课程设计所采用方法 (4)1.3课程设计具体要求 (5)1.3.1任务书 (5)1.3.2目录 (6)1.4实习 (6)1.4.1要求 (7)1.4.2实习地点 (7)第2章设计示范 (8)2.1概述 (8)2.2方案设计实例 (8)2.2.1牛头刨床传动方案设计。

(8)2.2.2方案评价准则 (10)2.2.3 蛙式打夯机和2K-V型行星传动机构方案设计简介 (10)2.3 用解析法进行机构的运动综合和分析（复数矢量法） (12)2.3.1牛头刨床主体机构的设计 (12)2.3.2 导杆机构的运动分析 (13)2.3.3 计算流程图 (14)2.4 应用图解法进行平面机构的运动综合和分析 (14)2.4.1设计题目 (14)2.3.2 设计要求 (14)2.4.2 机构简图和已知数据 (14)2.4.3 设计步骤 (15)第3章课程设计题目、原始数据及要求 (17)3.1 课程设计题目 (17)3.2要求 (17)3.2.1牛头刨床主体机构的设计 (17)3.2.2自动包装机传动系统的研究和设计 (18)3.2.3自行车制动系统及传动系统的研究和综合 (18)3.2.4机械手传动机构的研究与设计（4个不同机械手） (18)3.2.5缝纫机送布机构等的研究与设计 (19)3.2.6多功能清洁车的研究与设计 (19)3.2.7摆式运输机的设计 (19)3.2.8插床主体机构的设计 (20)3.2.9 齿轮机构的设计 (21)3.2.10关于自选题目 (21)第4章课程设计成绩评价体系 (22)4.1 方案、图纸和设计报告评价 (22)4.1.1 方案分析与评价 (22)4.1.2 图纸评价 (22)4.1.3设计报告评价 (22)4.2 成绩评定 (22)第5章往届同学的设计感想 (23)5.1机械设计感想 (23)5.2机械原理课程设计感想 (25)5.3机械原理课程设计感想 (26)5.4机械原理课程设计感想 (27)5.5机械设计课程设计感想 (27)第1章概述机械原理课程设计是机械类各专业学生第一次课程设计，是重要的实践性教学环节，对于培养学生机械系统运动方案设计和创新设计能力、解决工程实际中机构分析和设计能力等有着十分重要意义。

机械原理课程设计指导书题Ⅰ 四冲程内燃机设计一． 已知条件： 在图示的四冲程内燃机中活塞行程 H = （mm ） 活塞直径 D= （mm ） 活塞移动导路相对于曲柄中心的距离 e= （mm ） 行程速比系数 K=连杆重心2c 至A 点的距离 2AC l = 系 数 AB l (mm) 曲柄重量 1Q = (N) 连杆重量 2Q = (N) 活塞重量 3Q = (N) 连杆通过质心轴2c 的转动惯性半径c ρ 2c ρ= 系数AB l 2(m 2m ) 曲柄的转速 n 1= (rpm) 发动机的许用速度不均匀系数 [δ]=曲柄不平衡的重心到O 点的距离 OC l = OA l （mm ） 开放提前角：进气门：-10°；排气门： -32° 齿轮参数：m=3.5（mm ）； α=20°；a h *=12Z ='2Z =14； 3Z ='3Z =72 ；1Z =36示功图见P10图2所示。

二．设计任务1. 机构设计按照行程速比系数K 及已知尺寸决定机构的主要尺寸，并绘出机构运动简图（4号图纸）。

（凸轮要计算出装角后才画在该图上） 2. 选定长度比例尺作出连杆机构的位置图以活塞在最高位置时为起点，将曲柄回转一周按顺时针方向分为十二等分，然后找出活塞在最低位置时和活塞速度为最大时的曲柄位置（即曲柄旋转一周共分十五个位置）并作出机构各位置时的机构位置图，求出滑快的相对位移。

3. 作出机构15个位置的速度多边形求出这15个位置的BA V 、2C V 、B V 、ω2的数值，并列表表示。

（表一） 4. 作出机构的15个位置的加速度多边形求出15个位置的n BA a 、t BA a 、BA a 、2α 、2C a 、B a 的数值，并列表表示。

（表二）5.用直角坐标作滑快B 点的位移曲线B S =B S （φ），速度曲线)(ϕB B V V =及加速度曲线)(ϕB B a a =。

机械原理课程设计指导书南昌大学机械设计及理论教研室前言本指导书是总结最近几届机械原理课程设计教学工作的基础上编写的。

目的在于指导学生在设计中根据给定的机器工艺、功能，正确进行机械运动简图的型综合及尺度综合，进一步提高学生机械运动简图设计能力，培养学生的分析和综合能力，培养学生创新能力。

设计内容基本覆盖了主要教学内容。

机械原理课程设计是机械原理教学工作的一个重要环节，是工科机械类学生入学后第一次接触到的大型综合设计，设计时间紧，内容多。

从教学角度出发，既需要活跃学生思维，又必须保证设计工作有序进行，这也是编写本指导书的另一目的。

为了进一步完善机械原理课程设计教学工作，殷切希望参加设计的学生通过设计提出宝贵的改进意见。

机械设计及理论教研室2005年12月一、机械原理课程设计的目的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。

二、设计内容小平面刨削机运动简图设计及分析三、机器的工艺功能要求和原始参数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。

四、机器的工艺动作分解及要求根据机器的工艺功能要求，其工艺动作分解如下：1．刨刀的切削运动：往复移动，近似匀速，具有急回特性。

2．工件的横向进给运动：间歇移动，每次移动量相同，在刨刀空回程后期完成移动，要求移动量小且调整容易。

工件刨去一层之后能方便地作反向间歇横向移动进给，同样要求反向进给量每次相同且易调整。

3．刨刀的垂直进给运动：间歇移动，工件刨去一层之后刨刀下移一次，移动量调整方便。

机械原理课程设计指导书机电学院第一章牛头刨床总体设计（作图法）任务书一、机械原理课程设计的目的：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。

其基本目的在于：（１）、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。

（２）、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。

（３）、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。

（４）、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。

二、机械原理课程设计的任务：机械原理课程设计的任务是对机械的主体机构（连杆机构、凸轮机构、齿轮机构以及其他机构）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、齿轮；或对各机构进行运动分析。

要求学生根据设计任务，绘制必要的图纸，编写说明书。

三、机械原理课程设计的方法：机械原理课程设计的方法大致可分为图解法和解析法两种。

图解法几何概念较清晰、直观；解析法精度较高。

根据教学大纲的要求，本设计主要应用图解法进行设计。

1设计题目：牛头刨床1.）为了提高工作效率，在空回程时刨刀快速退回，即要有急回运动，行程速比系数在1.4左右。

2.）为了提高刨刀的使用寿命和工件的表面加工质量，在工作行程时，刨刀要速度平稳，切削阶段刨刀应近似匀速运动。

2、牛头刨床机构简介牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图4-1。

电动机经皮带和齿轮传动，带动曲柄2和固结在其上的凸轮8。

刨床工作时，由导杆机构2-3-4-5-6带动刨头6和刨刀7作往复运动。

刨头右行时，刨刀进行切削，称工作行程，此时要求速度较低并且均匀，以减少电动机容量和提高切削质量，刨头左行时，刨刀不切削，称空回行程，此时要求速度较高，以提高生产率。

为此刨床采用有急回作用的导杆机构。

刨刀每切削完一次，利用空回行程的时间，凸轮8通过四杆机构1-9-10-11与棘轮带动螺旋机构（图中未画），使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。

机械原理课程设计指导书一、机械原理课程设计的目的与任务1、课程设计的目的机械原理课程设计是继机械原理课程之后独立的设计课程。

其目的是进一步加深学生对所学知识的理解。

使学生对于机构分析与综合的基本理论、基本方法有一个系统的完整的概念，培养学生综合运用所学知识独立解决机构设计问题的能力和使用计算机解决工程技术问题的能力。

同时培养学生的创新精神。

2、课程设计题目牛头刨床机构的设计3、课程设计的任务课程设计的任务是根据要求拟定和论证机器的主体机构的设计方案，并对选定方案进行运动分析，确定飞轮转动惯量，对进给凸轮机构和齿轮机构进行设计计算，最后完成设计图纸，设计说明书（16开纸），打印计算结果和图表结果。

课程设计包括，主体机构设计，凸轮机构设计，齿轮机构设计三个部分。

主体机构由学生自定设计方案，进给凸轮机构和齿轮机构采用统一设计方案。

4、课程设计的准备和注意事项在课程设计前要阅读指导书，复习有关课程内容，拟定主体机构的设计方案前要查阅有关资料，了解各种机构及其使用场合。

二、主体机构设计图1 牛头刨床机构图2 切削力主体机构是指实现刨刀往复运动（主运动）的传动机构，设计方案由学生在作方案比较和论证的基础上自选。

1、主体运动的运动要求和动力要求（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1.3-1.5之间。

（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2所示，在切削行程的两端留出一点空程。

具体数据由表1选定。

2、设计要求在满足运动要求和动力要求的条件下，每人拟出2个设计方案。

确定每个方案的机构尺寸，绘出机构运动简图，并对每个方案进行运动分析，在此基础上对所拟定方案的各种性能进行多方面的分析和比较，从而选定一个比较合理的设计方案，最后对选定的方案用图解法作一个一般位置的运动分析，包括机构运动简图，速度，加速度矢量图，一起画在1号图纸上。

机械原理课程设计指导书四冲程内燃机设计一． 已知条件： 在图示的四冲程内燃机中活塞行程 H = （mm ） 活塞直径 D= （mm ） 活塞移动导路相对于曲柄中心的距离 e= （mm ） 行程速比系数 K=连杆重心2c 至A 点的距离 2AC l = 系 数 AB l (mm) 曲柄重量 1Q = (N) 连杆重量 2Q = (N) 活塞重量 3Q = (N) 连杆通过质心轴2c 的转动惯性半径c ρ 2c ρ= 系数AB l 2(m 2m ) 曲柄的转速 n 1= (rpm) 发动机的许用速度不均匀系数 [δ]=曲柄不平衡的重心到O 点的距离 OC l = OA l （mm ） 开放提前角：进气门：-10°；排气门： -32° 齿轮参数：m=3.5（mm ）； α=20°；a h *=12Z ='2Z =14； 3Z ='3Z =72 ；1Z =36示功图见P10图2所示。

二．设计任务1. 机构设计按照行程速比系数K 及已知尺寸决定机构的主要尺寸，并绘出机构运动简图（4号图纸）。

（凸轮要计算出装角后才画在该图上） 2. 选定长度比例尺作出连杆机构的位置图以活塞在最高位置时为起点，将曲柄回转一周按顺时针方向分为十二等分，然后找出活塞在最低位置时和活塞速度为最大时的曲柄位置（即曲柄旋转一周共分十五个位置）并作出机构各位置时的机构位置图，求出滑快的相对位移。

3. 作出机构15个位置的速度多边形求出这15个位置的BA V 、2C V 、B V 、ω2的数值，并列表表示。

（表一） 4. 作出机构的15个位置的加速度多边形求出15个位置的n BA a 、t BA a 、BA a 、2α 、2C a 、B a 的数值，并列表表示。

（表二）5.用直角坐标作滑快B 点的位移曲线B S =B S （φ），速度曲线)(ϕB B V V =及加速度曲线)(ϕB B a a =。

机械原理课程设计参考资料石河子大学机电学院机械设计教研室2006年12月目录第1章机械原理课程设计实施方案 (1)1.1机械原理课程设计的目的、任务与意义 (1)1.1.1 机械原理课程设计的目的 (1)1.1.2 机械原理课程设计的任务 (1)1.1.3 机械原理课程设计的意义 (1)1.2机械设计的概念和步骤 (2)1.2.1 机械设计的基本概念 (2)1.2.2 机械原理课程设计的主要内容 (5)1.2.3 机械原理课程设计的方法 (6)1.2.4 机械原理课程设计的日程安排 (6)1.3 机械原理课程设计说明书的编写 (7)1.3.1 课程设计说明书的主要内容 (7)1.3.2 课程设计说明书编写注意事项 (8)1.3.3 课程设计说明书的封面与图纸标题栏格式 (8)第2章机械系统运动方案设计 (9)2.1 机械系统运动方案的构思 (9)2.2常用机构的选型 (10)2.3运动分解和功能分解 (13)2.4应用设计目录进行方案设计 (15)2.5机构的组合 (18)2.6机械运动协调设计及机器运动循环图的编制 (19)2.6.1各执行构件间的协调配合 (19)2.6.2 机械的运动循环图 (20)2.6.3 运动循环图的设计 (22)2.6.4 运动循环图的设计案例 (22)2.7 机械系统运动方案的评价 (26)第3章机构驱动装置的选择 (30)3.1 传动类型的选择 (30)3.1.1 传动系统的基本任务 (30)3.1.2 传动类型的选择 (30)3.1.3 传动类型的分类 (31)3.2传动系统的传动比及其分配 (35)3.2.1 确定总传动比 (35)3.2.2 传动比的分配原则 (35)3.2.3传动系统各级传动比的最佳分配 (36)机械原理课程设计运作方式及评分标准 (38)机械原理课程设计参考题目 (39)第1章机械原理课程设计实施方案1.1机械原理课程设计的目的、任务与意义1.1.1 机械原理课程设计的目的机械原理课程设计是使学生较全面、系统掌握和深化机械原理课程的基本原理和方法的重要环节，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。