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机械原理课程设计说明书设计课题台式电风扇摇头机构设计指导教师郑丽娟完成日期 2 0 1 1 年 7 月 8 日1.摘要2.机构设计任务书2.1 设计目的2.2 课程题目2.3 工作原理2.4 设计要求2.5 设计背景3.机构方案设计3.1思路来源3.2思路流程3.3方案选择与比较3.3.1方案选择3.3.2 方案综合分析3.3.3主方案分析4.典型机构的设计和运动分析4.1轮系设计及分析4.2移动从动件圆柱凸轮机构设计——理论廓线设计4.3 设计注意要求5.动力分析5.1传动比计算5.1.1 总传动比计算5.2.2分配各级传动比5.2传动参数的计算5.2.1各零件转速的计算5.2.2各零件功率的计算5.2.3各零件输入转矩的计算5.2.4各构件的传动参数汇总5.3齿条、齿轮传动5.4蜗杆上任一点（扇叶安装位置）运动分析：6.心得体会7.参考文献8.附件1.摘要机械原理课程设计旨在让我们在掌握一定理论知识之后，对现实的机械产品进行分析与设计，为了更好地将机械原理课程的理论与实际想结合，我们组设计的研究课题是台式电风扇的摇头机构。
此摇头机构由一个电机驱动，通过一定数量的齿轮组成轮系进行传动，可以实现电风扇扇叶在预定的工作角度内转动，有较强的适应性与稳定性。
本说明书将首先对我们组设计的电风扇摇头机构以及工作方式借助Matlab等辅助软件进行分析、研究，并进行Pro/E动画仿真模拟，然后对主要构件的具体设计方案、制作方法以及Solidworks三维图样进行展示与说明，最后对整个机构的设计方案进行总结、评价与比较。
关键词摇头机构三维设计分析评价2.机构设计任务书2.1设计目的a)综合运用机械设计课程和其他课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识。
b)通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识熟悉掌握机械设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。
c)通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行全面的机械设计基本技能的训练。
开放性实验报告实验名称:机构创新组合与设计开放性实验院系:机械与材料工程学院专业：机械与材料工程学院班级学号：学生姓名：指导老师：起止时间：201４．12.2-２０1４.１2.１9２０14年１2 月１６日机构组合创新设一、实验目的与要求1.目的1）加深学生对机构组成理论的认识，熟悉杆组概念，为机构创新设计奠定良好的基础。
2）利用若干不同的杆组,拼接各种不同的平面机构,以培养学生机构运动创新设计意识及综合设计的能力。
3）训练学生的工程实践动手能力。
2.要求1）根据所拆杆组，按不同顺序排列杆组,分析可能组合的机构运动方案有哪些，并能用运动简图表示出来。
2）通过实验,了解位移、速度、加速度的测定方法；转速及回转不匀率的测定方法3）通过比较理论运动曲线与实测运动曲线的差异，并分析起原因，增加对运动速度特别是加速度的感性认识。
二、实验仪器与设备一组机构系统创新组合模型(包括４个架)基本配置所含组件如下:1.接头接头分单接头和组合接头两种：单接头有5种形式，组合接头有4种形式。
（1）单接头J１螺纹分左旋和右旋两种。
方头的侧面上,为12×1２方通孔。
(2）单接头J2螺纹分左旋和右旋两种。
方头的侧面上，为φ12圆通孔。
（3）单接头Ｊ3螺纹全部为右旋,方头的侧面上为１2×１2方通孔，且螺杆端有一段φ12的过渡杆,根据长度的不同分为６种，即:从短至长适应一到六层的分层需要,便于不同层次联接选择。
(4）单接头Ｊ4为Ｌ形状,两垂直面上,一面为方通孔，另一面为圆通孔。
(5)单接头Ｊ5有一方孔，其两垂直右旋螺杆上有一端带有φ１2圆柱，根据圆柱长度不同分为6种,即:从短至长适应一到六层的分层需要,便于不同层次联接选择。
（6）组合接头J1/J７有两种,J1与J7之间可相对旋转。
两种组合接头组合形状一样,但其中一种为一右旋和一左旋螺纹，另一种为两左旋螺纹。
(7）组合接头J６/J４,J6与J４之间可相对旋转。
摘要基于Pro/E的装载机工作装置的实体建模及运动仿真摘要：装载机是一种应用广泛的工程机械。
有其广泛的空间，但由于装载机传统开发模式存在的开发周期长、过程繁杂、开发成本高、性能测试困难等问题，本文将仿真技术引入装载机开发领域，完成以下工作：1．介绍了装载机的发展历史及前景，装载机的种类，介绍了仿真技术产生的背景、在国内的发展状况以及仿真技术的实际意义。
2．对液压缸作出了合理的选择。
3．简述了Pro/E软件在工程设计中的应用，利用Pro/E构建装载机的三维实体模型，并对其进行装配，在Pro/E 环境下进行了装配干涉检验。
4．在Pro/ENIEER MECHANISM环境下进行运动仿真,得出装载机工作的性能曲线。
关键字：装载机工作装置液压缸仿真技术三维建模Abstract：Loader is a kind of engineer machine that is widely applied in engineer project, which has wildely space, Aim to the problems that exist in traditional research way of loader, for example the research cycle is long, the cost is long, the cost is high and the performance test is complex etc, this paper leads virtual prototype technology into research of loader. The following research works are completed:1.The development foreground, the category and loader’s history is introduced, also the background of simulationtechnology come into being, developing status in local and the significance of virtual prototype technology is introduced.2.To brief introduce the Pro/E software which application in the field of engineering, the 3D modeling is used byPro/E software, which is built and interferential test of assembly in Pro/E environment is completed.3.The simulated motion in Pro/E environment is completed, and the capability curve is reached.4. A rational choice for the hydraulic actuating cylinder.Keywords: Loader, Working mechanism, hydraulic actuating, Simulation technology, 3D modeling目录摘要 (I)1 前言 (1)1.1 装载机的简介 (1)1.1.1 装载机的发展历史及前景 (1)1.1.2 装载机的种类 (1)1.1.3 本章小结 (3)1.2 运动仿真技术简介 (4)1.2.1 运动仿真技术产生的背景 (4)1.2.2 运动仿真技术 (4)1.2.3运动仿真技术在国内外的发展概况 (4)1.2.4 发展运动仿真技术的重要意义 (4)1.2.5 总结 (5)1.3 Pro/ENGINEER软件在工程设计中的应用 (5)1.3.1 Pro/ENGINEER软件介绍 (5)1.3.2 运动仿真技术对装载机设计理念的影响 (6)1.4 本章小结 (7)2 液压缸的选择 (8)2.1 本章小结 (8)3 装载机工作装置三维实体建模 (9)3.1 工作装置零件建模 (9)3.1.1 动臂的生成 (9)3.1.2 铲斗的生成 (10)3.1.3 底座的生成 (11)3.1.4 连杆的生成 (11)3.1.5 摇臂的生成 (12)3.1.6 液压缸筒的生成 (12)3.1.7 液压缸盖的生成 (13)3.1.8 液压缸活塞的生成 (13)3.1.9 连接销轴的生成 (13)3.2 工作装置装配模型建模 (14)3.2.1 底座模型装配 (15)3.2.2 动臂模型装配 (15)3.2.3 铲斗模型装配 (16)3.2.4 液压缸体模型装配 (16)3.2.5 摇杆模型的装配连接 (17)3.2.6 连杆模型与铲斗模型和摇杆模型的装配连接 (17)3.2.7 销钉模型的连接 (17)3.2.8 本章小结 (20)4 装载机工作装置运动仿真 (21)4.1 概述 (21)4.2 创建装载机工作装置的机械运动仿真 (21)4.2.1 连接轴设置 (21)4.2.2 创建快照 (22)4.2.3 定义伺服电动机................................................................................. 错误！未定义书签。
科技信息1.前言Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ（简称Ｐｒｏ／Ｅ）是美国参数技术公司（ＰＴＣ）推出的一套ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ集成软件，它具有先进的参数化设计、基于特征设计的实体造型、单一数据库和便于移植设计思想的特点，是目前进行产品研制开发最为有效的工具之一，最近几年Ｐｒｏ／Ｅ已成为三维机械设计领域里最富有魅力的软件。
它的参数化特征和相关性是区别于其它软件的最大特点。
在基于Ｐｒｏ／Ｅ的虚拟设计中，设计者可以在计算机上仿真产品的实际造型、装配和运动过程，进行生动直观的产品预装配、干涉检测以及产品运动协调性的验证。
在不需要实际制造样机的情况下，解决了大部分装配问题。
这就使得新产品开发的周期大为缩短，使新的产品能尽早占领市场，为企业赢得最佳效益。
2.Pro/E在机械设计中的应用Ｐｒｏ／Ｅ软件作为机械工程设计中最具活力的工具，它主要应用于机械设计的以下诸方面：三维实体造型、工程分析（如应力应变、动态特性、热传导特性分析等）、设计审查与评价（如公差分配审查、干涉检查、运动仿真等）、结构优化、工程图的制作、工程数据库的建立及其操作、工程设计信息的处理、检索和交换等。
在机械设计中使用Ｐｒｏ／Ｅ软件具有更高效率、更高质量、更低成本的优势。
具体表现在以下几方面：（１）可使机械设计更加直观、方便机械是三维实体，甚至是带有相当复杂的运动关系的三维实体。
传统的机械设计是用正投影法形式的二维视图来表达设计人员的三维设想。
经过实践表明，虽然这种方法能准确表达无限的信息，但却存在着一些弊端。
因为无论是设计人员还是加工人员都要经过专门训练才能在大脑中将二维视图转化成三维实体。
设计及绘图过程中稍有不慎，就容易出现错误。
使用Ｐｒｏ／Ｅ软件可以直接在计算机中呈现出设计者的设计概念最真实的三维模型，随时计算出产品的体积、面积、质心、重心、转动惯量等，其最大的好处是三维设计形象直观，设计结构的合理性让人一目了然。
也可以在装配环境中设计新零件，利用相邻零件的位置及形状来设计新零件，可保证新零件与相邻零件的精确配合，避免了单独设计零件出现错误而导致装配的失败。
1引言Pro/E 是当今最为流行的CAD/CAE/CAM 一体化软件之一，Pro/TOOLKIT 是其自带的二次开发工具包。
在Pro/TOOLKIT 中，PTC 向用户提供了大量的C 语言函数库，函数采用面向对象的风格。
通过调用这些底层函数，用户能方便而又安全地访问Pro/E 的数据库及内部应用程序，进行二次开发，扩展一些特定功能[1,2,3]。
本文通过实例说明了应用Pro/toolkit 开发机构自动装配模块的方法。
2自动装配模块的开发Pro/E 中通过Pro/TOOLKIT 工具包开发自动装配模块，首先就是要确定装配元件的位置，位姿和运动方式，通过一个位姿矩阵和运动矩阵就可以有效描述装配空间中装配模型的信息。
装配元件的位置和姿态是通过采用一个位4×4姿矩阵［P ］来决定的。
装配元件从当前的关键位姿点K p 运动到另一关键位姿点K p1，实际上是等价于原位姿发生了一个矩阵变换，到达了一个新的位姿［P 1］。
2.1确定坐标系的位置和姿态我们在两个零部件上设定坐标系，然后让两个坐标系重合实现自动装配。
通过在配合的两个零部件的对应位置建立名字一致的坐标系来实现的。
首先是选择确定两模板上坐标系的位置和姿态，保证零部件正确配合的坐标系位置和姿态是唯一的，选择的原则是保证两零部件在当两个对应的坐标系重合时两零部件能正确配合。
因为一个零部件可能需要与多个零部件之间形成装配关系，因此一个零部件模板上可能需要设定多个坐标系。
给坐标系取名的目的就是使两个零部件对应的坐标系重合，而不至于与其它的坐标系重合。
如图1所示在轴段上设计一键，可以在轴段模板的键槽位置处创建坐标系Shaft_Key_CS1，同时在键的模板匹配位置处也定义坐标系Shaft_Key_CS2，这样当这对坐标系重合时轴段上键槽能与键正确配合。
2.2编写伪代码以图2凸轮与轴装配为例，下面给出Assemble 函数的伪代码如下：Assemble （cam_shaft,cam,shaft ）{……./*获取凸轮参考系句柄*/sprintf（acsys name,cam_shaft_CS1"）;pro_str_to_wstr（ref_csys_name,acsys_name ）;status=prodb_find_csys （（Prohandle ）p_cam,ref_csys_name,&ref_csys ）;……./*获取凸轮参考系句柄*/pro_str_to_wstr（base_csys_name,"cam_shaft_CS2"）;status=prodb_find_csys（（Prohandle ）p_shaft,base_csys_name,&base_ref_csys ）;/*装配部件*/Asm_ref->offset=0;Asm_ref->orientl=0;asm_ref->orient2=0;status=prodb_assemble_component （（Prohandle ）p_asm,（Prohandle ）p_cam,1,asm_ref,&dim_id_array,&asm_status ）;…….}另外，在装配过程中，如果同一装配体中多个同样装配关系（如同一轴上装配多个键或轴承），在这里有一个交互处理的过程，具体如下:当载入一个键（或者轴承）时，用鼠标拾取欲装配的键槽轴段，那么通过坐标系重合，实现了该处的自动装配，其它地方同样处理。
四足机器人设计专业：机械工程及自动化班级：机械4班学号：0801010435 王伟庆0801010432 汪伟伟0801010441 姚志文0801010440 颜卫江0801010430孙雷指导老师：倪文斌2011年12年5日目录一．摘要二．引言三．绪论四．任务五．设计六．运动仿真七．致谢八．参考文献摘要: 本文从机器人的概念入手，本文在将平面连杆机构应用到四足步行机器人腿部机构的基础上，设计了一个四足步行机器人密封装配结构设计方案。
本论文的研究意义在于：将平面连杆机构应用做四足步行机构的腿部机构，提高其跨步能力与柔性；将四足步行机器人的整个控制系统装配在机体中，采用步进电机，实现步行机器人的行走功能、论文的主要工作有：在对传统步行机构总结分析的基础上，提出配在步行机器人的机体中，通过轴传动来驱动步行机构实现步行，为步行机器人的控制方案奠定了基础；论文的最后在分析步行机器人传统控制传感器的基础上，详细分析它的运动原理，并分几种情况分别分析了其监测原理，并在Pro/E的Mechanism模块中实现了仿真将平面连杆机构应用于四足步行机器人的腿部结构，并对其轨迹做了详细计算分析；然后设计了一套四足步行机器人密封装配结构设计方案，建立四足步行机器人单足结构、驱动以及传感器监测的三维实体模型，将机器人的整个控制系统，密封装。
关键字：机器人运动仿真引言：机器人是自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运动预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。
它的任务是协助或取代人类的工作，例如生产业，建筑业或是危险的工作。
现在，国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。
一般来说，人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。
联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义:”一种可编程和多功能的操作机或是为了执行不同的任务而且具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统。
机械制图结合Pro/E的教学模式探析摘要：在机械制图专业课教学中，通过使用pro/e辅助教学，使学生更加直观和简单的掌握知识。
关键词：pro/e；机械专业；教学模式机械制图中pro/e因其庞大的设计能力和良好的运算和展示功能得到了广泛的应用。
在机械专业教学中，机械制图结合pro/e的教学模式同样也对学生的学习起到了很好的辅助效果，为学生在今后的工作中能够很好地运用打下坚实的基础。
一、pro/e在机械制图课程教学中的应用机械制图课程的教学，传统的教学方法是教师课堂授课并借助一些简单的实体模型或者橡皮泥等制作的模型帮助学生更好的理解教学内容，但是毕竟教学模型的种类和数量有限，这对学生对图形的想象和理解较为困难，所以通过现代化的教学方法利用计算机辅助教学工具，对教学内容进行更好的诠释与模拟，可以帮助学生更好地理解和发挥更广阔的思想空间。
机械制图教学中，通过利用pro/e软件辅助教学，结合课程内容提升学生的理解能力，是我们目前很多教师所采用的方式和方法。
pro/e在机械制造方面具有庞大的设计和计算功能，并且具有三维演示模式，这可以轻松帮助学生理解课程内容。
pro/e具有多种设计和演示模块，例如：part模块可以建立三种视图通过二维和三维的形式展示给学生，装配模块可以通过动画演示的方式将机械制造过程和机械组装流程演示出来等。
通过机械制图结合pro/e的辅助教学模式，对教师的教学课件的制作有着较高的要求，要求课件的内容结合教学内容，能够轻松地被学生理解。
1.pro/e的三维图像pro/e软件可以用来设计机械模型，通过设计的二维图形转变成三维图像，能够旋转、修改图形数据演示出图形的逼真效果，从而增强学生对课程的理解，并提升学生的创造能力。
pro/e可以在同一画面上显示出几种类型的图形模式，通过二维图形和三维图像的比对，使学生能够更好地掌握模型的形成过程。
通过pro/e的辅助教学可以提高学生的学习兴趣和发现探索能力，在现代化教学中，对教师的教学方式和方法得以提高。
