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1、机械原理课程设计说明书 设计题目 舍徽书写机 班 级 13级成型三班 学生姓名 指导教师 2015年7月8日原始数据：生产效率 30个/min； 滑块推程 9cm；齿轮转速 30r/min设计要求：1、 不完全齿轮传动比为1:1；2、 推送机构和升降机构周期相等；3、 升降机构远休时间和写字机构周期相等；4、 写字机构中两个凸轮能完成此动彼停的配合。项目成员及具体分工：张建雷 ：速度，加速度，力的图解法分析及对组内工作的协调，图纸绘制；朱林东 ：三维运动仿真图的制作；闫晓尧 ：速度，加速度，力分析解析式的建立及编程，并提供程序代码；高建栋 ；说明书的制作整理。目录一 选题意义.1二 工作原理及
2、机构选型.1三 机器工作拟定运动循环图.1四 提出工作机构方案及方案评定.2五 方案选择.5六 机构运动简图绘制.7七 凸轮轮廓曲线设计.8八 运动学分析.8九、解析法.13十、 误差分析. 18十一、 机构运动仿真.18十二、主要参考文献.20十三、 心得体会.20附录1：机构三维图片附录2：解析法程序代码 一、 选题意义有助于更了解机构的特性和各种机构之间的配合关系，提高利用机原知识解决实际问题的能力二、 机构选型该机构由输送机构、升降机构、写字机构、输出机构四种机构组成。输送机构作用是将材料运到指定位置，并与材料前面的挡板起固定板材的作用。升降机构作用是将到达指定位置的板材升高到与写字笔
3、接触，写字机构完成写字工作，输出机构作用是将写完字的材料送出。三、机器工作运动循环该机构主要实现功能是将木板材料经由输送机构输送到写字机正下方，由升降机构升起板材与写字笔接触，此时输送机构有一段间歇时间，利用这段时间由写字机构完成写字（输送机构在此时停歇，是为了让推头与板材前面的挡板将板材夹住，防止板材在写字时出现滑动），最后由输出机构垂直于板材前进的方向将板材输出，输送机构开始返程，回到初始状态后进行下一块板材的输送。四 提出工作机构方案及方案评定输送机构：方案一：凸轮连杆机构优点：通过改变推程，远休回程三个阶段对应的角度来任意改变三者在一个周期内所占的时间比缺点:受凸轮尺寸的影响推头的行程
4、比较短，可能无法达到指定的位置。方案二：不完全齿轮与曲柄滑块组合机构优点：1.Z1与Z2不啮合时，滑块处于休止状态。2.要求Z1=Z2，保证两个齿轮的传动比为1：1。3.设计成偏心滑块机构，具有急回运动。写字机构：“6”数字是利用1，2两个凸轮相互组合来完成书写的，中间的数字1由3凸轮单独完成书写.如图，AB两点写出两个6字，C点写出1字升降加输出机构：方案一：优点：将此机构垂直于进给方向放置，当凸轮转动时，托盘托着板材上升，1推板向左移动，当板材写完字降下来后，正好被向右移动的推板推出。缺点：1的推程太短方案二：优点：可以控制1的推程长短五 方案选择通过对各个机构方案的优缺点进行分析确定了如
5、下几个方案输入机构：升降加输出机构：六 机构运动简图绘制根据实际情况，在A1图纸上画出机构运动简图，步骤如下：1. 确定该机构的原动件、曲柄滑块机构及执行构件。2. 该机构为六杆机构，5个活动构件，7个低副，0个高副自由度P=3X5-7X2=13. 确定机架，选择六杆输送机构所在的平面作为绘制简图的投影面。4. 根据实际情况，选择1:2比例尺，用构件和运动副的符号绘制出机构运动简图。七、 凸轮轮廓曲线设计图为写字机构中两个组合凸轮的位移曲线。在两个凸轮的相互作用下完成写字工作八、运动学分析1、 初状态：速度、加速度分析图：由生产效率为30个/min可以确定曲柄AB转速为30N/min，因AB杆
6、长为70mm，由此可确定VB=X0.14m=0.44m/s；由AB杆VB=0.44m/s可得AB杆加速度aB=(VB)2/AB=1.4m/s2,其余各点加速度可其余各点的速度、加速度分别可通过多边形矢量图以及投影定理得出。其中速度分析图比例尺为0.067m/s/mm，加速度分析图比例尺为0.139m/s2/mm。输出点F速度VF=0m/s，加速度aF=0.139m/s2/mm速度矢量方程加速度矢量方程力分析图：图中2、4杆为二力杆，3杆与5滑块考虑质量（惯性力要加进去），首先对杆组进行整体受力分析，标出杆组受到的各个外力，然后画力的矢量图确定出每个力的大小。矢量方程：2、末状态：速度加速度分析
7、图:输出点F点速度VF=0m/s，加速度aF=1.2m/s2/mm力分析图：九、 解析法过程力分析位移速度加速度分析解析法图像 力的解析曲线速度加速度的解析曲线位移的解析曲线十、误差分析解析图解误差初状态速度 m/s-0.0080 加速度 m/s20.1090.139 27%末状态速度 m/s-0.090 加速度 m/s20.951.2 26%十一、 机构仿真仿真曲线：位移：速度：加速度：十二、主要参考文献1.机械原理（第二版） 安子军 国防工业出版社. 2009.82.画法几何及机械制图十三、心得体会张建雷：通过这次三级项目，我收获了很多东西。首先，我学到了很多课本之外的知识，在课设中，每当
8、遇到难以解决的问题时，便向老师请教，查阅资料解决，拓展了自己的知识面。其次，我了解到了团队合作的重要性。一个团队中，光靠自己一个人是难以独挡一面的，必须要团队之间相互分工合作，相互补充，才能达到最理想的效果。最后，在做课设之前，我总理所当然的认为这些东西很简单，无论什么问题应该都能轻松解决，可当实际做时，才发现问题原没有想像的那么简单，问题一个一个的接踵而来，有时候经常因为一个问题要考虑一上午。这让我明白了求学要脚踏实地，不能好高骛远。总的来说，这几天的课设虽然很，但还是很充实的，使自己各方面的能力能到提高。朱林东：这次三级项目中，我负责小组的三维机构仿真制作，本人对这方面一直抱有比较浓厚的兴
9、趣，大一时还曾是科协的成员，因此在这方面有一定的基础。但是在本次作图过程中依然遇到了不少困难，让我认识到理论知识运用于实践是需要不断练习的。但我没有放弃，依靠自己摸索和与他人的探讨将问题一一解决。我还尽自己所能帮助同学解决他们遇到的难题，在解决困难中不断学习，极大提升了自己的能力，同时也认识到自己的不足，以后我会不断弥补自己的不足，让自己走得更远。 闫晓尧：本次项目，1.大家分别负责不同的部分，既要保证自己部分的正确性，又要考虑与其他成员的相互配合。这就要求大家必须作为一个整体，让我充分感受到团队合作的重要性，这种意识的建立与培养无论对现阶段的学习还是对以后的工作无疑都非常重要。还有，2.通过
10、本次项目，我发现自己在知识总存在某些欠缺，因此学习在什么时候也不可停止。3.自我学习很重要，但是与他人的交流也不可或缺，多多交流不但可以弥补自己的不足，说不定还会有创造性的灵感迸发出来，使每个人都能有所收获。 高建栋：课程设计是学习和应用的结合体，在整个过程中，首先是对机械原理课本进行了更加深入的学习和了解，也充分认识到自己在各方面的欠缺；其次对于那些非本专业的知识，包括MATLAB等的应用，也有了初步的了解；而且在整个课程设计过程中，充分体会到团队合作的重要性，体会到在团队合作中沟通和理解的重要性，相信这样的经历在以后的学习和生活中会起到举足轻重的作用。 位移程序代码：theta1=0:0.
11、01*pi:10*pi;L1=140; L2=180;L3=200;L4=100;L5=80; L6=300;r=100;omega1=pi;A=2*L1*L3*sin(theta1);B=2*L3*(L1*cos(theta1)-L4);C=L22-L12-L32-L42+2*L1*L4*cos(theta1);theta3=2*atan(A+sqrt(A.2+B.2-C.2).*(B-C).-1);theta4=asin(-(L5*sin(theta3)+r)/L6);S=L5*cos(theta3)+L6*cos(theta4);subplot(3,1,1)plot(theta1,S)速
12、度加速度程序代码 clearsyms theta1L1=140; L2=180;L3=200;L4=100;L5=80; L6=300;r=100;omega1=pi;A=2*L1*L3*sin(theta1);B=2*L3*(L1*cos(theta1)-L4);C=L22-L12-L32-L42+2*L1*L4*cos(theta1);theta3=2*atan(A+sqrt(A.2+B.2-C.2).*(B-C).-1);theta4=asin(-(L5*sin(theta3)+r)/L6);S=L5*cos(theta3)+L6*cos(theta4);dff1=diff(S,thet
13、a1);theta=0:0.01*pi:4*pi;n=size(theta,2);for i=1:n V(i)=double(subs(dff1,theta1,theta(i);end subplot(2,1,1)plot(theta,V) dff2=diff(S,theta1,2);for i=1:n a(i)=double(subs(dff2,theta1,theta(i);endsubplot(2,1,2)plot(theta,a)力分析程序代码fai1=0:0.01*pi:4*pi;L1=0.14; L2=0.18;L3=0.2;L4=0.1;L5=0.3;P=10;a=0.1;A=2
14、*L1*L3*sin(fai1);B=2*L3*(L1*cos(fai1)-L4);C=L22-L12-L32-L42+2*L1*L4*cos(fai1);fai3=2*atan(A+sqrt(A.2+B.2-C.2).*(B-C).-1);D=2*L1*L2*sin(fai1);E=2*L2*(L1*cos(fai1)-L4);F=L12+L22+L42-L33-2*L1*L4*cos(fai1);fai2=2*atan(D+sqrt(D.2+E.2-F.2).*(E-F).-1);fai4=asin(a+0.4*L3*sin(fai3)/L5);P1=P.*cos(fai4).-1;L6=0.4*L3*sin(fai3+fai4).*sin(fai4).-1;P2=P1.*L6.*sin(fai4).*(L3*sin(fai3-fai2).-1;M=L1.*sin(fai1-fai2).*P2;plot(fai1,M)机构仿真连杆凸轮机构：写字机构张建雷16朱林东16闫晓尧16高建栋16
