机械原理课程设计指导 书.doc

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1、2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作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北京市教育委员会共建项目专项资助2010年目 录目 录2第1章概述41.1 机械原理课程设计的目的和任务41.1.1 课程设计目的41.1.2 课程设计任务41.2 课程设计所采用方法41.3课程设计具体要求51.3.1任务书51.3.2目录61.4实习61.4.1要求71.4.2实习地点7第2章 设计示范82.1概述82.2方案设计实例82.2.1牛头刨床传动方案设计。82.2.2方案评价准则102.2.3 蛙式打夯机和2K-V型行星传动机构方案设计简

2、介102.3 用解析法进行机构的运动综合和分析（复数矢量法）122.3.1牛头刨床主体机构的设计122.3.2 导杆机构的运动分析132.3.3 计算流程图142.4 应用图解法进行平面机构的运动综合和分析142.4.1设计题目142.3.2 设计要求142.4.2 机构简图和已知数据142.4.3 设计步骤15第3章 课程设计题目、原始数据及要求173.1 课程设计题目173.2要求173.2.1牛头刨床主体机构的设计173.2.2自动包装机传动系统的研究和设计183.2.3自行车制动系统及传动系统的研究和综合183.2.4机械手传动机构的研究与设计（4个不同机械手）183.2.5缝纫机送布

3、机构等的研究与设计193.2.6多功能清洁车的研究与设计193.2.7摆式运输机的设计193.2.8插床主体机构的设计203.2.9 齿轮机构的设计213.2.10关于自选题目21第4章 课程设计成绩评价体系224.1 方案、图纸和设计报告评价224.1.1 方案分析与评价224.1.2 图纸评价224.1.3设计报告评价224.2 成绩评定22第5章 往届同学的设计感想235.1机械设计感想235.2机械原理课程设计感想255.3机械原理课程设计感想265.4机械原理课程设计感想275.5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

4、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。1.1 机械原理课程设计的目的和任务1.1.1 课程设计目的1）综合运用机械原理课程的理论和实践知识，分析和解决与本课程有关的实际问题，促进所学理论知识的巩固、深入和归纳；2）培养学生的创新设计能力、综合设计能力与团队协作精神；3） 加强学生动手能力的培养和工程实践的训练，提高学生针对实际需求进行创新思维、综合和工艺制作等实际工作能力； 4）提高学生运算、绘图、表达、运用计算机、搜集和整理资料能力；5）为将来从事技术工作打基础。1.1.2 课程设计任务结合一个简单或中等复杂程度的机械系统，

5、让学生根据使用要求和功能分析，开拓思路，敢于创新，巧妙地构思其工作原理和选择工艺动作过程；由所选择的工作原理和工艺动作过程综合应用所学过的各类常用机构的结构组成、运动原理、工作特点及应用场合等知识，进行机构的选型、创新与组合，构思出各种可能的运动方案，并通过方案评价、优化筛选，选择最佳方案；就所选择的最佳运动方案，应用计算机辅助分析和设计方法（也可以使用图解法）进行机构尺度综合和运动分析；由运动方案和尺度综合结果绘制机构系统运动简图。1.2 课程设计所采用方法机械原理课程设计的方法原则上可以分为两类。1） 图解法运用某些几何关系式或已知条件等，通过几何作图求得结果，所需尺寸可直接从图上量取。其

6、显著优点是可以将分析和综合结果清晰地表示在图纸上，直观、形象、便于检查正确与否。缺点是作图繁琐，精度不高。2） 解析法以机构参数来表达各构件间的函数关系，建立机构的位置方程或机构的封闭环路方程，解方程求得未知量。利用计算机可以计算大量重复工作，快速获得计算结果，且精度较高，能解决较复杂问题。以上两种方法各有特点，可以互为补充。1.3课程设计具体要求机械原理课程设计最终上交的材料为图样，设计（或研究）报告以及编写的程序等。图样主要包括的内容为运动方案中的机构系统运动简图及其运动循环图，图解及解析法分析和设计的某些机构位置图。要求图样比例合适、布置合理、线条分明、清晰准确、曲线光滑，运动副等符号符

7、合国家标准。设计（或研究）报告内容主要包括，设计任务书与给定条件、题目及设计（研究）背景分析、资料搜集与整理、机构系统运动方案的论证与比较、某些机构分析与设计的原理与方法、分析思路、计算程序及其说明、计算结果分析、收获与体会、参考文献等，具体内容与格式如下。1.3.1任务书1.3.1.1设计参数如自拟题目 自拟题目的设计参数需要根据背景调查，结合设计自行拟定。1.3.1.2设计任务1）绘制整机工作的运动循环图2）设计减速系统3）设计执行机构1.3.1.3要求1）设计报告正文中包含： 必要的图示说明、解析式推导过程 编制程序的流程框图 解析式与程序中的符号对照表 源程序清单 打印结果（含量纲的数

8、表、图形）2）设计报告格式要求 word打印设计报告（标点符号正确，无错别字，用语规范） C语言（或其它）进行运动分析与受力分析 excel（或其它）打印数表与曲线 cad绘制机构运动简图 Flash、PPT或Inventor （或其它）表现运动情形。3）课程设计报告装订顺序 统一格式的封皮 统一格式的任务书 统一格式的目录 正文 设计总结（心得体会、建议等言简意赅） 统一格式的参考文献1.3.2目录1.3.2.1机器简介1）机器功能简介2）设计参数3）设计任务1.3.2.2绘制整机工作的运动循环图1.3.2.3设计减速系统1）计算减速比2）传动方案：构思2-3种方案，绘制传动简图3）分配各级

9、减速比，说明过载保护装置4）设计齿轮传动 对其中的齿轮机构进行变位传动设计，编程计算主要几何尺寸，校核啮合性能1.3.2.4设计执行机构如刨床主传动机构1）运动方案论证 至少构思3个运动方案，绘制机构示意图 选定运动方案，设计机构运动尺寸，绘制机构运动简图2）机构运动分析如凸轮机构设计：设计从动件运动规律，初选基圆半径等，设计凸轮廓线，校核压力角、曲率半径，输出最终结果绘制输出构件的位移、速度、加速度图运动分析后对运动方案的修正与说明3）机构受力分析主传动机构有此项内容计算等效驱动力矩、等效阻力矩绘制等效驱动力矩、等效阻力矩图设计飞轮转动惯量，确定电动机功率受力分析后对运动方案修正与说明设计总

10、结参考文献1.4实习实习环节是学完机械原理课程后对机器的再行认识，使学生对机器设备有较完整的认识。但设计时不能依赖这些设备，即不能完全抄袭现有设备。要有自己的构思和创新点。1.4.1要求1）机器动力源、工作原理、主要技术参数（如生产率、电机型号、电机转速、电机功率、适应参数范围等）；2）包含哪些执行机构，执行机构自由度是多少；3）从电机到执行构件的传动比是多少，传动方案等；4）分析存在的不足，不拘泥于“机械、机构”的研究范畴，尝试从功能角度提出改进创意。1.4.2实习地点 主要实习地点为金工厂及实验室（工402）。第2章 设计示范2.1概述提高产品的科技含量和技术创新水平，就需要提高对产品设计

11、和开发的能力，加强对产品设计技术的研究。英国从20世纪60年代开始，就以国家政策和财力来支持发展与推广设计新技术；德国提出“设计就是科学”，且其设计学的发展已初具规模；美国设有“设计委员会”；日本同样也非常重视设计技术的发展，将设计看作是技术、经济、美学和人机学的一体化整体，并极力推广和采用新技术，从而大大提高了机械产品在国际市场的竞争力。研究掌握产品创新设计的理论与方法，并应用于产品设计中，提高产品综合设计技术，通过制造，使设计的产品能够在产品质量、价格、交货期及功能、款式(造型、色彩)等方面满足用户不断发展的需求，提供优质高效、价廉物美的产品，才能在激烈的市场竞争中取得优势，赢得用户，取得

12、较好的经济效益。机械产品的设计开发，首先是机械系统方案的创新构思和设计。机械系统方案设计的好坏，对产品设计的成败起决定性作用，对保证机械能否完成预定的功能，能否正常、稳定、可靠地工作及工作质量的优劣都是十分关键的。成功的设计往往是基于系统方案的突破和创新，系统方案设计是富有创造性的工作。机械系统方案设计是一项综合的、复杂的、涉及知识面和经验等因素的任务，它有规可循，但无定律可守。它需要宽广的知识积累，需要丰富的实践经验支持，更需要思维扩展、发散和创新意识。机械原理作为机械工程专业的一门技术基础课，帮助学生了解、认识机械的基本工作原理，理解和掌握机械的共性的基本结构组成、功能特点等理论知识，掌握

13、机构运动学和机器动力学的基本理论知识和分析方法，成对机构的选型、组合、变异和演化的设计能力，进而建立对机械系统运动方案的构思和设计能力。机械原理课程与其它机类的专业基础课相比，特别强调创新教育，培养创新意识和创新能力，把创新教育渗透到各个教学环节，贯穿整个培养过程。特别是通过生动的案例分析，激发学生的兴趣和创新欲望，从而加强培养创新意识，激发创新精神。2.2方案设计实例2.2.1牛头刨床传动方案设计。已知数据：曲柄转速nAB90r/min，刀架行程H0.32m，行程速比系数K1.2。如图所示，可以归纳出下面八种传动方案。方案2方案1 方案3方案4 方案5方案6方案8方案7图2-1 牛头刨床传动

14、方案设计分析表21 牛头刨床运动方案评价方案项目构件数目运动副数目高副数目最大压力角12345678666466357774773500000011较小较小中等较大较大中等中等中等2.2.2方案评价准则1）从实现功能的质量考虑，机构应尽可能工作构件在工作行程有较平稳的速度，且速度应可调。同时还要保证机构具有较小的压力角。2）从结构的合理性、经济性考虑，机构应简洁，构件数目和运动副数目越少造价越低。对于运动副型式来说，低副能传递较大的力，且制造简单，而高副可以精确实现给定运动规律，但加工困难，易磨损，不能传递较大的力。表2-1为从构件数目、运动副数目、高副数目、最大压力角四个方面对八种牛头刨床运

15、动方案进行评价的情况。由于机械压力角的大小不但由传动方案决定，还与机构尺寸有关，在仅给出机构外形尺寸、刨头行程和行程速比系数的情况下，只能定性地对各个方案中的压力角大小进行比较，所以以较小、中等、较大来表示各方案中最大压力角的大小程度。方案7、8采用了凸轮机构，凸轮机构能得到理想的运动规律，但凸轮制造困难且不宜用在切削阻力较大的场合。方案5、6中的机构是由两个四杆机构串联得到的，两级机构都有压力角存在，其传力性能不理想。方案4 最简洁，但最大压力角较大。方案1、2、3采用导杆机构串联滑块机构的形式，由于导杆机构压力角为零，所以机构压力角仅由后一级基本机构的压力角决定。这其中，方案1、2的最大压

16、力角可以取得较小值，是较理想的方案。进一步考虑，由于移动副与转动副相比，其摩擦阻力较大、配合精度低、易产生楔紧及自所现象，因此，具有较少移动副的方案1更理想。除了以上从传力性能和结构的经济性方面进行评价外，还要评价方案实现刨头具有平稳工作速度的质量。因此，选择方案1、3、4、5，利用计算机辅助分析（绘出运动线图），通过四种运动线图的比较，方案1、3可以实现较平稳的运动速度，而方案4的速度最不平稳。2.2.3 蛙式打夯机和2K-V型行星传动机构方案设计简介1）蛙式打夯机蛙式打夯机是回转件不平衡状态的有效利用(如图2-2所示)。借助在旋转的大带轮上加一偏心重锤形成的不平衡质量，产生一个较大的离心惯

17、性力，当其向上时，带动夯靴提升离开地面，向前时拉动打夯机向前移动，向下时以其离心惯性力与夯机的重力形成合力借助夯靴冲击打实地面。仅仅简单的在回转件上加这个偏心重锤，既实现了打夯功能，又起到移动夯机的作用，这一机械系统的运动方案构思可谓巧妙之作。 图2-2 蛙式打夯机2）2K-V型行星传动机构如图2-3所示，是2K-H型行星传动与KHV型行星传动复合组合而成的一种新型行星传动机构。首先从总体结构上看，由124一H形成2KH型结构，即以2个中心轮(1和4)和一个行星架H为基本构件，所以具有2KH型的架体结构。仔细分析其内部结构，主要传动结构H 一34一V仍属于KH 一V型，只是将原始单一转臂中心输

18、入变为多个分布的转臂H 旁路输入，行星轮的自转直接由多个分布的转臂H 同步传递到输出构件V上。这里2KH 中的行星架H不再是普通的行星架，而是KH 一V中的输出构件V。因此从机构的具体组合来分析，这不是2KH型与KHV型的一般串联，也不是这两者的简单的并联组合，而是两者的一种巧妙的结合。这种组合方式与串联和并联既有相同处又有不同处，所以是一种复合。这样的复合机构不能再用现有的行星机构类型来表示，所以按库氏的分类方法来表示，称之为2KV型较为合适。按啮合特征来分类，2KV型传动机构仍属于NW 型。在机构组合上，由于是NW 的啮合方式(负号机构)，具有高效率的特点，内啮合又采用了少齿差的减速方式，

19、可获得大的传动比，形成紧凑的小体积结构。所以在机构组合上，兼顾了2KH负号机构的高效率和少齿差的大速比特征。这种机构组合可谓是机械系统运动方案设计中一个成功的创新。图2-3 2K-V型行星传动机构简图2.3 用解析法进行机构的运动综合和分析（复数矢量法）2.3.1牛头刨床主体机构的设计1）原始数据如下：曲柄转速nAB90r/min刀架行程H0.32m行程速比系数K1.2机架长度AC0.65m连杆 DE与导杆CD的长度比DE/CD0.252）导杆机构（主体机构）的综合根据方案设计，选择方案1。由行程速比系数K计算极位夹角 由刀架的行程H计算导杆长度，导杆的摆角=曲柄长度AB连杆长度DE 为了使连

20、杆DE和滑枕之间传力良好，保证传动角尽量最大，可取滑枕的运动轴线位于GF的中点，如图2-4所示，即 EABCDBFHxELxEREGBDDEYE图2-4牛头刨床主体机构的综合 2.3.2 导杆机构的运动分析A1CBxEEYE134图2-5 牛头刨床运动分析1) 位置分析由封闭矢量图可写出位置方程.和2) 速度分析：将位置方程对时间求导。3) 加速度分析：分别将速度方程对时间求导。2.3.3 计算流程图位置分析：式(1)2 ,rBC , (2)4 ,xE速度分析：加速度分析：start输入:AC,AB,CD,DE,yE,1,1 1= 5I/1801= 5I/180输出运动分析结果End2.2.4

21、 电算程序（略）2.4 应用图解法进行平面机构的运动综合和分析2.4.1设计题目以插床主体机构为例，如图2-6所示，说明运动综合和分析的步骤、方法。2.3.2 设计要求2.3.2.1 按照给定的行程速比系数，综合插床的主体机构；2.3.2.2 对插床主体机构进行运动分析：写出运动分析的数学模型，计算流程和计算程序，并上机计算，打印计算结果，并利用计算结果绘出滑枕的运动线图（可用坐标纸）S（），V（），a（）。利用图解法对机构的两个位置进行运动分析，将解析法和图解法的结果进行比较。2.4.2 机构简图和已知数据该机构是由曲柄1，滑块2，导杆3，连杆4和装刀具的滑块5以及机架6所组成。当曲柄2以等

22、角速度1回转时，滑枕5往复移动，从而带动刀具进行工作。已知数据见表22。表22 插床主题机构设计原始数据符号LODHBD/BCK1单位mmmmrad/s数据1501501212.4.3 设计步骤2.4.3.1 根据已知条件，进行综合（见图2-6）1）求曲柄OA长度计算极位夹角： 选取比例尺l：取OD50mm，代表LOD，当导杆在两个极限位置时，OAAD,OAD为直角三角形，由图1可知，那么 OA25mm 或由图中直接取OA25mm。 比例尺物理量/代表物理量的线段长。 于是，lLOD/OD，l0.15 m / 50mm，l0.003m/ mm。 曲柄实际长度 LOAOAl0.75m。 2）按给

23、定的冲程H，确定BD杆的长度LBD。 当导杆在两个极限位置时，C1C2之间的距离即为冲程H，对应B1B2之间距离也是H（由图解得H50mm）。由图中几何关系可得 于是，LBDBDl ，LBD0.15m。HOA1A2DB1B2C1C2FG/2 /2 6112345图2-6插床主机构构3）确定导路的位置为使滑枕5在整个行程中有较小压力角，滑枕的导路应通过FG的中心，如图26所示。4）选取适当比例尺，绘制机构运动简图例如取曲柄LOA的图长为25mm，则曲柄长为25mm0.0030.075m。绘制机构运动简图如图27所示。（注：曲柄回转一周共取12个位置，每个学生绘制四个位置，如果A2图纸，曲柄图长O

24、A可以取50mm。）2.3.4.2 用相对运动图解法进行运动分析 1） 求机构上各点的速度 的方向垂直于OA，指向与1相同。 可解。VB利用影像法求得。 可解。选适当比例尺做速度都多边形（四个位置），如图28所示。2.3.4.3 求机构上各点的加速度（略）9OA2B2DC26113450214567810113B4B8B10C10C4C8P图27机构位置图（l0.003mmm）pba1 (a2 )a3cpba3ca1 (a2 )pba3ca1 (a2 )pba3ca1 (a2 )图28 机构在2、4、8、10四个位置的速度图（V0.003ms-1/mm）第3章 课程设计题目、原始数据及要求3.

25、1 课程设计题目 课程设计题目如下表。每个组自选题目，班内不要选重复。表31 课程设计题目序号题目名称实习地点备注1234567*89101112牛头刨床主体机构的分析与设计自动包装机传动系统的研究与设计自行车控制系统和传动系统的研究与设计机械手传动机构的研究与设计（4个题目）缝纫机送布机构等的研究与设计缝纫机缝纫机构等的研究与设计多功能清洁车的研究与设计自选题目参赛题目摆式运输机的设计插床主体机构的设计*齿轮机构设计金工厂工402金工厂工402工402工402工402注：全部题目以班级进行划分，每班3人一组，每组二个题目，其中齿轮机构设计为必做题目。3.2要求3.2.1牛头刨床主体机构的设计

26、题目：牛头刨床主体机构的设计,见设计示范.要求:1) 牛头刨床机构运动简图(1#图纸)；2) 导杆机构的设计(1#图纸)；3) 导杆机构的运动分析(分析方法不限)；4) 计算流程图；5) 电算程序。3.2.2自动包装机传动系统的研究和设计自动包装机在工402。要求：1） 明确包装机的功能及传动线路。2） 测绘包装机传动系统主要尺寸，选择适当比例绘制机器运动简图。3） 绘制该机器的工作循环图。 4） 测定传动系统主要运动参数，包括各轴转速，传动比等。5） 测定传动系统各部分的基本参数，包括齿轮机构的模数，齿数，压力角，凸轮机构从动件的运动规律等。6） 绘制执行部分的运动线图，即S（），v（），a

27、（）图。7） 提出至少一种实现该执行部分运动规律的不同传动方案，绘制机构运动简图。8） 分析该包装机在其行业处于什么样的技术水平，如国内先进、一般等。9） 编写包括上述内容的分析研究报告。3.2.3自行车制动系统及传动系统的研究和综合在金工厂拆装自行车。要求：1） 明确自行车的控制系统和传动系统的工作原理。2） 分析自行车前后轮的制动有什么不同。3） 分析自行车车把转向的工作原理。4） 测绘自行车制动系统和传动系统的主要尺寸，选择适当比例绘制两个系统运动简图。5） 测定传动系统主要运动参数，包括链轮直径，中心距，计算传动比。6） 绘制说明飞轮部分的结构。7） 提出至少一种与所研究的自行车不同的

28、制动方案，绘制机构运动简图。8） 分析所研究的自行车在其行业处于什么样的技术水平。9） 编写包括上述内容的分析研究报告。3.2.4机械手传动机构的研究与设计（4个不同机械手） 机械手在工402。 要求：1） 明确机械手的动作过程。2） 测绘传动系统主要尺寸，选择1：1比例绘制机器运动简图。3） 明确电动机型号和所表示的内容。4） 测定传动系统各部分的基本参数，比如齿轮机构的模数，齿数，压力角。5） 计算各级传动比。6） 找出并明确该机械手装置损坏的原因。7） 修复全部损坏之处，制定方案，将需要购买件列出清单。8） 进行修复，完成预定动作。9） 用计算机完成机械手动态模拟（软件不限）。10） 撰

29、写包括上述内容的研究报告。3.2.5缝纫机送布和缝纫机构的研究与设计缝纫机在工402。要求：1） 明确传动线路。2） 测绘送布和缝纫机构主要尺寸，绘制工作循环图。3） 选择适当比例绘制机构运动简图。4） 分析各凸轮形状，得出从动件的运动规律。5） 绘制线梭部分的结构图。6） 计算各部分自由度。7） 分析电动缝纫机与机械式缝纫机的主要区别。8） 用计算机模拟缝纫机头部的主要运动，并进行运动规律分析。3.2.6多功能清洁车的研究与设计清洁车在工402。要求： 1）明确行走系统、传动系统、工作系统、离合系统组成和工作原理。 2）绘制整机机构运动简图。 3）明确扫盘转速，计算各部分传动比，工作能力计算

30、和分析。4）分析相关影响工作因素，比如防滑等。 5）提出与所研究机器不同的运动方案。 6）分析该清洁车还可以实现哪些功能？3.2.7摆式运输机的设计60102ABBBCCCDEEEFFH11234512F机构运动简图如图2-9所示。图2-9 摆式运输机示意图3.2.7.1 原始数据表3-2 原始数据 符号单位方案nAB12KHr CD/DEEF/DEr/mindegdegmdeg80110701.280.2400.75285115651.20.25400.82.280120601.150.27400.75275120601.150.3400.721.870125551.120.32400.70

31、1.83.2.7.2 设计步骤和要求1）尝试提出实现此运动的不同运动方案（绘出机构运动简图）。2）根据已知条件，进行机构综合。3）选取适当比例尺，绘制机构运动简图。4）用解析法进行机构的运动分析。写出数学模型，编制运动分析主程序，上机计算，打印输出结果。5）用相对运动图解法，进行机构的运动分析，在A2图纸上作出四个位置速度图解和加速度图解。6）绘出F点的运动线图，即S（），v（），a（）图。7）编写说明书，内容包括：设计任务书，机构的运动学综合，机构的运动分析，包括解析法的数学模型，计算流程和计算程序，说明书要附上打印结果，图解法的矢量方程等。3.2.8插床主体机构的设计机构示意图如图2-6所

32、示。3.2.8.1 原始数据表3-3 原始数据符号单位方案nABKHBD/BCLODr/minmmmm601.52000.75160651.81500.815070210011503.2.8.2 设计步骤和要求1）尝试提出实现此运动的不同运动方案（绘出机构运动简图）。2）根据已知条件，进行机构综合。3）选取适当比例尺，绘制机构运动简图。4）用解析法进行机构的运动分析。写出数学模型，编制运动分析主程序，上机计算，打印输出结果。5）用相对运动图解法，进行机构的运动分析，在A2图纸上作出四个位置速度图解和加速度图解。6）绘出C点的运动线图，即S（），v（），a（）图。7）编写说明书，内容包括：设计任

33、务书，机构的运动学综合，机构的运动分析，包括解析法的数学模型，计算流程和计算程序，说明书要附上打印结果，图解法的矢量方程等。3.2.9 齿轮机构的设计已知:一对齿轮传动，其参数和有关数据表3-4。要求每个组选一组数据。表3-4 齿轮机构设计数据方案参数amZ1Z2ah*aC*x1x218511213510515010686616171414202020192028200200200200200111110.250.250.250.250.25设计要求:1) 保证无侧隙啮合，合理选择变位系数x1 ,x2。2) 计算这对齿轮各部分几何尺寸。3) 检查是否根切，是否齿顶变尖，计算重合度。4) 绘制齿

34、轮传动啮合原理图(A2图纸一张)。* 按渐开线形成原理，绘出渐开线齿形。* 绘出三对轮齿，并将中间一对放在啮合节点处(将全齿高h放大到30mm左右)。* 在齿廓侧面画出齿廓工作段。* 标出理论啮合线，实际啮合线；标出啮合角和节点P。5) 将机构简图,原始数据,计算方法和过程写入说明书。3.2.10关于自选题目鼓励和支持学生自选设计题目和创新类设计题目，但需经过指导教师对设计难度和工作量等审定，即审定任务书后方可进行。 第4章 课程设计成绩评价体系4.1 方案、图纸和设计报告评价4.1.1 方案分析与评价创新点评价1） 开发现有机构的新用途或对现有机构略加改进以满足新的工作要求；2） 对现有机构

35、进行改造；3） 发明新机构。方案评价准则1）从实现功能的质量考虑，要保证机构具有较小的压力角；2）从结构的合理性、经济性考虑，机构应简洁，构件数目和运动副数目越少，制造成本就越低，采用列表法对多种方案进行评价。4.1.2 图样评价1）图样上面线条、运动副等代号要符合国家标准。2）比例要合适，保留相关作图线。3）速度图和加速度图等各矢量方向准确。4）标题栏采用机械制图规定的相关作业标题栏。5）图纸幅面符合国家机械制图标准要求。4.1.3设计报告评价1）综述主要阐述选题依据、意义和必要性。2）方案设计与分析对各种方案进行比较，指出最佳方案的创新点。还要有完整的设计过程，最终结果、结论和必要的草图、

36、结构图等。3）小结通过本次课程设计的收获及对本次课程设计教学法改革的建议。最重要的是要求学生提出他所做的方案尚须完善之所在。4.2 成绩评定课程设计成绩按5级评分标准进行，即优秀、良好、中、及格和不及格。参考了有些学校的做法并结合具体情况，机械原理课程设计的成绩评价采用主要考核方案设计的创新程度，同时考察查阅资料、观察能力、计算能力、计算机使用能力及答辩表现等。结合设计题目确定评价标准，最终成绩由个人、小组、答辩教师和指导教师确定。首先学生自己对设计工作进行评定；然后小组成员对组内同学设计工作进行评定（其它同学自愿评定）。对于自己评定优秀（或良好）的同学通过答辩确定成绩，教师根据这些评定结果和

37、实际情况进行适当的修正。第5章 往届同学的设计感想5.1机械设计感想多功能手动清洁车，这个设计是从大三上机械设计的课程设计开始的，而思路的出现及方案的提出是在大二下，从思路、方案、设计直到加工制造及装配调试，走了大概有一年的时间。在整个过程中，每个阶段都有许多想法，在指导老师的建议下，我把这些感想总结下来，为了进一步提高自己，也为了以后少走弯路。想法提出想法的出现，其实是由大二下的机械原理课程设计中所做的草坪作业一体机的机构运动简图得来的。草坪一体机的功能有修剪、打孔、施肥、浇水等，但因为几种作业的频率不同，所以把这几样功能做成一体没有太大的必要；而且各种功能之间的实现有一些相互之间的干扰，比

38、如修剪作业需要小车平稳，采用旋刀式或滚刀式除草，旋刀要设计成一定的曲面，从而旋刀旋转时可以通过空气动力将草吸起，达到很好的修剪效果；打孔作业由于对不同的地面进行作业，其所受到的阻力不同，所以作业时的振动幅度不定，对修剪作业的效果产生影响。将几种功能组合在一起，不仅没有必要，也不能达到设计的效果。但从旋刀式修剪机的设计中，我得到了灵感。头脑发散，由旋刀想到了扫盘，从扫盘扩展开去，可以扫垃圾、扫落叶、扫雪、除冰等等，最后，在综合了各方面因素，查找了相关的产品、专利等后，我们决定设计一辆多功能手动清洁车。该清洁车应该具备以下功能:扫雪、清洁地面、擦拭地板、作为推车运输等等，这是初步的想法。方案设计阶

39、段接下来，就是一个基本方案的确定。首先，是动力源的确定。应选用以人为动力，不消耗燃料，才符合绿色环保的要求。既然动力源选用人力，那么应采用怎样的一种作业方式，是人骑动，拉动还是推动？在考虑了人的作功方式、清洁车的灵便性、对作业效果的要求后，确定采取手推的方式，这样既保证了清洁车的灵活性，又可得到较好的清洁效果。然后是工作机构的确定。不同的功能有着不同的工作机构，扫雪功能中为保证较高的扫雪效率及较好的扫雪效果，采取融合扫雪车与推雪车方式的先推雪、后扫雪的工作方式；清洁功能中，要将道路上的垃圾尘土清扫收集，也是采用圆盘扫盘的旋转将垃圾集中，然后再由圆筒滚子将集中的垃圾收集进入器具中；擦拭功能中，将

40、清洁车的扫盘换为拖布盘，推动小车可以擦拭地面；推车运输功能中，其实就是设计一辆推车，没有工作机构，所以应该将前几项功能中的工作机构去掉，直接应用清洁车母体进行运输。最后，在确定了动力源及工作机构后，要进行传动链的设计。清洁车的多种功能以及要具有一定宽度的作业面积，所以传动机构中应有适宜中等距离传动的链传动或带传动；为扩大作业面积，扫盘有两个，所以需要有分支机构将传动链分为两条，小距离传动采用齿轮，而且将积雪扫除需要有一定的切削力，即在扫盘的直径确定后，扫盘的转速要大于一定的数值。以人推为动力，就是说小车的动力均要从驱动轮的旋转中得到，采取后轮为驱动轮的方案，则采取链传动将动力分为两部分，一部分

41、用于扫盘的旋转，另一部分用于滚圆筒子的旋转。用于扫盘旋转的传动链当中，要有改变传动方向的锥齿轮，及用于增速的齿轮传动。在锥齿轮的啮合中，添加离合器使得两对锥齿轮分别啮合传动，于是可得到两个相反方向的扫盘转动及一个传动的断开，一种用于清除积雪，将积雪扫向两边，另一种将垃圾扫向中间，由其后的圆筒滚子将垃圾扫进收集器，断开时工作机构不运动，可作为推车运输。在进一步的设计中，要注意传动比的设定。然后，是具体的设计阶段。作为手动机械，转速不会很高，对机械强度的校核一般可省略。在具体的设计环节中，最主要的是结构的设计以及对加工方面的考虑。最初，我们设计用空心方钢及轴承焊接成车架（因为有同学见过现实中将轴承焊接固定的情况），加工的轴及齿轮在车架上装配好即可。但后来知道只有简易轴承才能焊接，而符合国标的轴承焊接时需要保温，埋在石灰中，预操作太多；最主要的原因是焊接而成的零部件尺寸精度及形位精度均不好，根本达不到清洁车设计的要求。在清洁车的设计阶段中，工作机构及传动机构等设计都较易地完成，只有轴的固定、轴承的安装方式一直确定不下来。第二种轴承及轴安装方式的设计方案，是弯制一些夹住轴承的钢带，弯制的钢带通过螺栓与车架固定，在装配中通过调整螺栓调整装配。设计阶段，我们采取了这种方案，查阅资料，计算推雪板的角度、扫盘的转速等等，绘制