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1、武汉工程大学机械原理课程设计说明书课题名称：缝纫机导针及紧线机构专业班级：2012级过控三班小组成员： 指导教师： 课题工作时间：2014.6.16至 2014.4.26 摘 要我们这次设计运用解析法建立了所设计的五杆机构的运动特效数学模型，利用Matlab运动仿真求出各铰接点和杆件的运动变化情况。然后基于Visual Basic程序设计运动仿真，绘出相应铰接点运动特性曲线，并将用解析法基于Matlab环境下运行的结果与Visual Basic程序设计仿真运动值进行比较。进而对此次设计的可行性进行了验证。另外，基于Visual Basic在进行三维实体模型设计的局限性，我们还运用Solidwo
2、rks对机构进行了三维实体模型设计，并进行了仿真运动。由于时间有限，设计中仅运用onCosmosmoti对机构进行了仿真运动及动画制作，而为对机构中各零件进行轨迹跟踪，以及对零件的速度、加速度进行分析。关键字 ：齿轮连杆机构，解析算法，Visual BasicAbstract： hinge point motion curve, and the analytic method is based on the results of running under Matlab environment with the Visual Basic programming simulation exerc
3、ise values. And thus the feasibility of the design were verified. In addition, the Visual Basic-based three-dimensional solid model during the design limitations, we use Solidworks for the institutions of the three-dimensional solid model design and simulation exercise. Due to time constraints, we o
4、nly use Cosmosmotion simulationexercise for institutions and animation, but not in all parts of the body trajectory tracking, as well as parts of thevelocity, acceleration, force, reaction force, torque and finite elementanalysis.Key words: Gear linkage；Parsing algorithm：Visual Basic第一章 前言1.1. 机械原理课
5、程设计的目的 机械原理课程设计是使学生较全面、系统巩固和加深机械原理课程的基本原理和方法的重要环节，是培养学生“初步具有确定机械运动方案，分析和设计机械的能力”及“开发创新能力”的一种手段。其目的是： 1) 以机械系统运动方案设计与拟定为结合点，把机械原理课程中分散于各章的理论和方法融会贯通起来，进一步巩固和加深学生所学的理论知识。 2) 使学生能受到拟定机械运动方案的训练，具有初步的机构选型与组合和确定运动方案的能力。 3) 使学生在了解机械运动的变换与传递及力传递的过程中，对机械的运动、动力分析与设计有一个较完整的概念。 4) 进一步提高学生运算、运用流行软件编写应用程序和技术资料的能力。
6、5) 通过编写说明书，培养学生表达、归纳、总结和独立思考与分析的能力。6）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合用机械设计课程和其他先修课程的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。 7）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。 8）通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力，确定尺寸和掌握机械零件，以较全面的考虑制造工艺，使用和维护要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法。 9）学习进行机械设计基础技能的训练，例如：计算，绘图，查阅设计资料和手册，运用标准和规范等。1.2. 机械原理课程
7、设计的任务 要达到课程设计的目的，必须配以课程设计的具体任务：按照选定的机械总功能要求，分解成分功能，进行机构的选型与组合；设计该机械系统的几种运动方案，对各运动方案进行对比和选择；对选定方案中的机构连杆机构、凸轮机构、齿轮机构，其他常用机构，组合机构等进行运动分析与参数设计；通过计算机编程，将机构运动循环图在计算机屏幕上动态地显示出来，并给出相应的运动参数值或绘制出三维零件图、并进行装配，完成三维动画。1.3. 机械原理课程设计的方法机械原理课程设计的主要方法，是采用解析法建立求解问题的数学模型，在此基础上应用目前流行的可视化编程语言（如：VB）编写求解程序，显示所设计机构的运动图形、运动参
8、数值及机构仿真。1.4. 机械原理课程设计的步骤功能原理方案的设计和构思 根据所选机械所要实现的功能(功用)采用有关的工作原理，由工作原理出发设计和构思出工艺动作过程。机械运动方案的设计机械运动方案通常用机械运动示意图来表示，它是根据功能原理方案中提出的工艺动作过程及各个动作的运动规律要求，选择相应的若干个执行机构，并按一定的顺序把它们组合成机械运动示意图。这个机构系统应能合理地、可靠地完成上述工艺动作。机械运动方案中所画出的表示机构结构型式、机构相互联接情况的示意图是进行机械运动简图设计尺度设计的依据。. 机械运动模型的建立 确定已知参数；作所选机构的封闭矢量图形，并建立相应的机构的位置矢量
9、多边形方程；将矢量方程转换为直角坐标方程，求出机构各关键点的位置坐标方程；将位置方程两边对时间分别求一次、二次导数，联立求出机构的速度和加速度方程。(或者根据机构简图绘制三维零件图并进行相应的运动分析)根据所求出的位置、速度、加速度方程，应用可视化编程语言编制可视化的计算和动画显示程序，上机调试、运行通过。（若进行了三维绘制及运动分析，则这一步可取消）编写设计说明书。第二章 综述2.1 设计题目及目的设计题目：缝纫机导线及紧线机构设计及其运动分析机械原理课程设计主要目的是为学生在完成课堂教学基本内容后提供一个较完整的从事机械设计初步实践的机会。2.2 设计内容介绍我们所设计的缝纫机导线及紧线机
10、构所用的为齿轮连杆机构其优点是结构简单，制造方便2.3 设计机构 原动机的运动形式的选择：齿轮连杆机构相对于简单连杆机构而言，使用齿轮连杆机构可以达到以下这些目的：结构简单、紧凑、设计方便，可实现从动件任意预期运动第三章 机械结构及运动3.1 结构示意图该机构由O1轴上齿轮驱动齿轮2，O2轴上还固接有曲柄O2A和O2C，曲柄滑块机构O2AB的滑块为缝纫针杆，曲柄摇杆机构O2O3DC的连杆上点E为紧线头，针杆与紧线头协调动作，完成缝纫和紧线过程。图3-1 结构示意图3.2 原始数据表3-1 构件原始数据齿轮转数 rpm200齿轮转数 rpm230模 数 mm 1.25中 心 距 mm54距 离
11、mm40针杆冲程 mm36杆 长 mm34杆 长 mm29角 度 deg42 deg120 deg144 deg10 deg80杆 长 1.3 0.3第四章 所选机构的运动分析与设计4.1导杆I参数确定图4-1 导杆I参数导杆两端外圆直径15mm导杆两端内圆直径8mm导杆两端圆心距55mm4.2 导杆II参数确定图4-2导杆II参数4.3导杆III参数确定图4-3导杆III参数4.4滑块参数的确定图4-4 滑块参数滑块（正方体）边长3mm4.5左齿轮尺寸确定图4-5 左齿轮尺寸4.6右齿轮尺寸确定图4-6 右齿轮尺寸第六章 仿真动画制作我们运用Solidworks对机构进行了三维实体模型设计，
12、并进行了仿真运动模拟。图5-1 运动模拟图图5-2 运动模拟图心得体会机械设计课程设计是机械课程中一个重要的环节通过了几个周的课程设计使我从各个方面都受到了机械设计的训练，对机械的有关各个零部件有机的结合在一起得到了深刻的认识。在此次课程设计过程中，大家一起设计这个虽然简单却很实用的五杆机构，从中学到了很多东西。从刚开始对课程设计什么都不懂到学到一些基础，并且完成所设计的课程内容，一步步做到最后。虽然这个过程中遇到了不少困难，但是在小组成员的讨论下，把自己能解决的问题弄清楚搞明白，与老师交流我们的设计，对指导老师所提出的问题及不足之处进行完善修改。对于这次的课程设计，有些地方做的可能还不够好，
13、但是学到了经验，在不同的方案中我们没能做到最好却得到了不一样的体会，有失败有成功，把理论用到实际的设计中来，收获了了喜悦和成果。大家一起共同努力，也学到团队合作的力量，把每个人不同的想法结合起来就能得到一些很不错的经验。虽然不能够做到最好，把所设计的装置所有的问题都很好的解决，但是每一件事都有其不足之处，那就需要我们认真的去发现改进，把做得到的做好，不会的要去了解学习，可以向其他人学习请教，取长补短，时时刻刻去学习知识并在实践中学以致用，还要有团队意识，这样我们才能把事情做的更好。这次做的是缝纫机机构的设计，总的来说，这个课程设计的综合性还是很强的，和平时课堂上的内容相互补充，各有侧重。平时我
14、们讲课做题目都是以图解法为基本方法，因为图解法简单直观，易于掌握，且计算量比较小。解析法比较准确但是计算量是很大的，所以要借助计算机来计算，这就对编程能力有一定的要求。不过还好，只要掌握MATLAB简单的用法就可以了，可以借助MATLAB强大的绘图功能生成所需的运动分析图，简化了解析法的工作。此外，单从理论的角度而言，其综合考查的范围是比较广的，包括齿轮的各种参数的计算，变位等。此外，还考察了平面连杆机构和机构的速度加速度分析。我觉得这是一次不错的体验，吧自己所学的知识综合起来使用，达到对已有知识进一步巩固的目的，更锻炼了自己综合运用知识的能力，总而言之，本次课设对我来说是一次很好的机会。 由
15、于在设计方面我们没有经验，理论知识学的不牢固，在设计中难免会出现问题，如：在选择计算标准间是可能会出现误差，如果是联系紧密或者循序渐进的计算误差会更大，在查表和计算上精度不够准确。课程设计运用到了很多知识，例如将理论力学，材料力学，机械设计，机械原理，互换性与测量技术等，是我对以前学习的知识有了更深刻的体会。通过课程设计，基本掌握了运用绘图软件制图的方法与思路，对计算机绘图方法有了进一步的加深，基本能绘制一些工程上的图。 在设计的过程中，培养了我综合应用机械设计课程及其他课程的理论知识和应用生产实际知识解决工程实际问题的能力，在设计的过程中海培养出了我们的团队精神，大家共同解决了许多个人无法解
16、决的问题，在这些过程中我们深刻地认识到了自己在知识的理解和接受应用方面的不足，在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。参考文献1.机械原理课程设计 沈乃勋等编 高等教育出版社 公开出版 1998年。 2.机械原理与设计课程设计 王三民主编 机械工业出版社 公开出版 2005年。 3.机械原理（第七版） 郑文纬吴克坚主编 高等教育出版社 公开出版 1997年。 4.Visual Basic 6.0入门与提高 王钦编著 人民邮电出版社 公开出版 2002年。 5.Visual Basic程序设计 王汉新编著 科学出版社 公开出版 2002年。彭杨丶王孝生 主要负责设计唐烺乾 主要负责制作动画王孝生 主要负责说明书制作
