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1、武汉工程大学机械原理课程设计任务书、说明书课题名称：机械原理课程设计 专业班级：2004级机电班 学生学号：2004011196 学生姓名： 学生成绩： 指导教师： 课题工作时间：2006年6月19日 至 2006年6月30日 目录第一章: 机械原理课程设计摘要和前言1-1:中英文摘要 31-2:前言 3-4课程设计的目的 4课程设计的任务 4第二章:机械原理课程设计过程2-1：设计题目 4-52-2：确定任务 52-3：方案拟定 5-62-4：机构简图 6-72-5:机构结构分析 7-82-6：机构运动分析 8-102-7: 程序拟定 10-11第三章: 机械原理课程设计总结3-1：致谢 1
2、13-2：参考文献 11第四章:机械原理课程设计-附录4-1:附录（一）：程序框图 124-2:附录（二）：vb程序代码 12-164-3:附录（三）：曲线图 16-20第一章:机械原理课程设计摘要和前言1-1:摘要.中文摘要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,学生通过此次设计,学习机构运动方案的确定,培养分析向设计机械能力,以及开发创新的能力.以机械系统方案设计与拟定为结合点,进一步巩固和另深学生所学的理论知识. 明确课程设计目的、步骤，根据自己的设计题目对设计内容进行分析，确定输入，输出件运动型式（即功能原理分析）。关键字:机构运动分析 机
3、构结构设计 曲柄滑块.英文摘要 Mechanical principle course design is to make student more overall , has solid system and deepens the important link of method and the basic principle of mechanical principle course, student studies the definite, training analysis of organization sport scheme through designing this t
4、ime to the ability of designing mechanical ability as well as development innovation. With mechanical systematic scheme design with will count surely to combine , it is further solid is deep additionally the theoretical knowledge that student studies. The own design title of definite course design p
5、urpose, step and basis is analysed for designing content , determines input and export sport type ( function principle analysis ). Keyword: Organization sport is analysed Organization structure is designed Crank slide block 1-2:前言: 机械原理是一门以机器和机构为研究对象的学科.机械原理课程设计是使学生较全面的、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
6、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。我们将从机构的运动学以及机器的动力学入手,研究机构运动的确定性和可能性,并进一步讨论的组成原理.,从几何的观点来研究机构各点的轨迹、位移、速度和加速度的求法,以及按已知条件来设计新的机构的方法.机械原理课程设计所研究的问题又可归纳为二类:(1) 根据已有的机构和主要参数来分析该机构和所组成机构的各种特性,即结构分析,运动分析.(2) 根据预期的各种特性来确定新的机构的形式,结构和参数,即机构的设计问题.,如机构的运动设计,机构的平衡设计以及速度的调节.电子计算机的应用为此次课程设计提供方便,我们可以利用vb作
7、图,从而能看到机构的仿真运动.这算是我们开始学习专业的第一次亲自实践过程.课程设计的目的: 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
8、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。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。课程设计的任务: 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.第二章:机械原理课程设计过程2-1:课程设计题目：往复送料机构工作原理:该装置是用
9、曲柄滑块机构做成的,将曲柄的转动转化为往复移动,在本次研究中采用的是心曲柄滑块机构,偏心距等于零,导路中心通过曲柄转动中心.最终起到将物料移动的作用. 曲柄滑块机构在工程及其他方面的应用:曲柄滑块机构在机械中的一种常用机构，在自动化和半自动化机械中应用较普遍,它可以通过主动件的转动转化为从动件的移动,根据需要,选择偏心距的大小,需要有急回特性的可加大偏心距的大小. 当曲柄整周回转时，滑块往复移动。对心曲柄滑块机构的滑块最大行程s为曲柄长度的两倍，若增加曲柄长度，可以增大行程。偏置的曲柄滑块机构具有急回运动特性，当曲柄长度或偏距加大时，急回特性显著，而连杆长度减小时，急回特性减缓。应用举例：手动
10、冲孔钳、车门起闭机构 2-2.确定任务：将物料从a位置移动到b位置h为最大行程=2000mm要求机构无急回特性。选择曲柄为原动件.2-3.方案拟定能实现物料从a位置移动到b位置有三种方案可供选择。1 凸轮机构2 曲柄滑块机构3 正弦机构比较以上的三个方案，分别对以上三个方案进行分析，最终我们选择出最好的方案，以下是详细的分析：方案比较： 方案项目凸轮机构曲柄滑块机构正弦机构动力传动力较小有理想的传动力没有良好的动力源设计制造制造比较困难制造简单较前者复杂完成任务可以完成任务理想的完成任务不能很好的完成尺寸要求较大尺寸合适尺寸要求较大综合比较，最终选择方案（2）。2-4.机构简图图中杆AB为一曲
11、柄，以AB为原动件，带动滑块移动，从而实现将物料从a位置送到b位置. (附VB动画演示)物料的移动过程2-5.机构结构分析1. 曲柄滑块机构综合分析:(1) 此机构是通过电机带动曲柄AB做整周转动,带动BC做如图所示曲线的摆动,从而使滑块C沿机架做往复的移动.(2) 活动构件N=3,低副PL=4,高副=0.所以此机构的自由度F=3x3-2x4=1.(3) 此机构取e=0为对心曲柄滑块机构.(4) 机构各杆尺寸确定: 根据任务需求,H=60mm,而H=2L1(AB杆),所以L1=30mm.L2(BC杆)的长度可任意取值,但根据驱动力的要求L2=120mm.2-6.机构运动分析.位置分析:如图所示
12、,该机构的闭矢量方程式为:L1+l2=xc展开后分别取虚部和实部得:即: .速度分析将式(e)对时间求导得 两边乘以 后,展开取实部得将式(f)展开后取虚部得: 即: 加速度分析将式(f)对时间求导得 两边乘以 ,展开后取实部得:将(g)展开后取虚部得:在一些情况下,比如在计算往复原动机慢性力的平衡时,只需知道滑块近似加速度时,便可按下面方法来计算求解. 式中为曲柄与连杆长度之比,由利用利用牛顿二项式定理展开成级数得:这个级数收敛得很快,当=1/3时,取其前两项便可准确到小数点后三位数字.因此将经整理后得距离xc的近似值为在将上式对时间求导,测得速度和加速度的近似值为:2-7.程序拟定 2-7
13、-1程序内容分析Form 1 中有四个text 框，分别用来输出院系，专业，姓名，学号。有三个Label框，它们分别是进入，返回，结束。其中进入表示进入下个界面，也即窗中form2.返回表示回到form1中结束表示结束程序的运行窗口form2中有10个Label框，分别输入h,e,l1.,l2,xc,vc,ac,w,vb.后面对应有10个text 框在form2左面高二个时钟按钮，分别用控制机构的正反转。在form2的最下方有六个Command按钮，它们分别是计算，正转，反转，显示运动规律，返回，暂停。其中计算按钮是用来得用已经给定的数来算出l1,l2。正反转是用来控制机构转向。在窗口form
14、2中有二个timer，是用来控制时间的改变，从面起到控制曲柄的转速。在form2的上方有二个picture，它们分别用来输出速度曲线图和加速度曲线图。这个在picture前有注示。在程序的运行中我们点 进入/计算/正转/反转。就可以在vb界面中看到动画图。2-7-2下面是数学模型中的符号和程序中的符号对照表：heL1L2xcvcacwvb行程偏心距长度比曲柄连杆位移速度加速度角速度B点速度程序中的变量和程序语言：Const pi = 3.1416，表示圆周率Cls表示清楚运动轨迹Line 表示画线Circle 表示画圆Fornext表示循环语句2-7-3:编程用到子程序名Private Sub
15、 Form_Load()Private Sub Timer1_Timer()Private Sub Timer2_Timer()Private Sub Command1_Click()Private Sub Command2_Click()Private Sub Command4_Click()第三章: 机械原理课程设计总结3-1致谢课程设计说明书是技术说明书的一种，我们毕业后都要接触实际的技术工作要会写技术报告、可行性论证报告、产品说明书等文件。通过这次课程设计使我明白了设计说明书的格式和一些宝贵的心得，两个星期的课程设计快要结束了，在此我想感谢学校的领导为我们开了这门重要的学科。当然更要感
16、谢我们的指导老师徐建生，在他的耐心辅导之下，我们终于在两个星期完成了课程设计。其中也许多困难,在程序调试不出来的时候我几次都想放弃,还好在老师的耐心的指导下,我才得以顺得完成这次设计.希望学校能多给我们自己动手尝试的机会,我想那样我们会尝到更多的东西.3-2:参考文献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.
17、Visual Basic程序设计 王汉新编著 科学出版社 公开出版 2002年。第四章:机械原理课程设计-附录4-1:附录（一）：程序框图4-2:附录（二）：vb程序代码Private Sub Form_Load()Text1.Text = 机械工程学院Text2.Text = 04级机电班Text3.Text = 邱 静Text4.Text = 2004011196End SubPrivate Sub Image1_Click()End SubPrivate Sub Label1_Click()Form2.Show 1End SubPrivate Sub Label2_Click()Unlo
18、ad Form1End SubPrivate Sub Label3_Click()EndEnd SubPrivate Sub Command1_Click()H = Text1.Text = Text2.Texte = Text3.TextL1 = H / 2l2 = L1 / Text4.Text = L1Text5.Text = l2w = Text9.TextEnd SubPrivate Sub Command2_Click()Timer1.Enabled = FalseTimer2.Enabled = FalseEnd SubPrivate Sub Command3_Click()En
19、dEnd SubPrivate Sub Command4_Click()Picture1.Scale (-10, 400)-(10, -400)Picture1.Line (-10, 0)-(10, 0)Picture1.Line (0, -400)-(0, 400)Picture2.Scale (-10, 50)-(10, -50)Picture2.Line (-10, 0)-(10, 0)Picture2.Line (0, -200)-(0, 200)Call Timer1_TimerEnd SubPrivate Sub Command5_Click() Timer2.Interval =
20、 100 正转Timer2.Enabled = TrueTimer1.Enabled = FalseEnd SubPrivate Sub Command6_Click()Timer1.Interval = 100 Timer1.Enabled = True Timer2.Enabled = FalseEnd SubPrivate Sub Form_Load()End SubPrivate Sub Timer1_Timer()Const pi = 3.1416H = Text1.Text = Text2.Texte = Text3.TextL1 = H / 2l2 = L1 / Text4.Te
21、xt = L1Text5.Text = l2w1 = Text9.TextStatic 1, 2, vb, vc, ac, Xc1 = 1 - w1 * pi / 180xa = 5000: ya = 2000Xb = xa + L1 * Cos(1)Yb = ya + L1 * Sin(1)2 = arc * Sin(-L1 * Sin1 / l2)Xc = Xb + l2Yc = yaClsDrawWidth = 2Line (xa, ya)-(Xb, Yb) 画杆件Line (Xb, Yb)-(Xc, Yc)Line (Xc - 200, Yc - 100)-(Xc + 200, Yc
22、- 100) 画滑块Line -(Xc + 200, Yc + 100)Line -(Xc - 200, Yc + 100)Line -(Xc - 200, Yc - 100) Line (xa - 150, ya + 150)-(xa, ya)Line -(xa + 150, ya + 150)Line -(xa - 150, ya + 150)Circle (xa, ya), 50 画交接圈Circle (Xb, Yb), 50Circle (Xc, Yc), 50For i = 0 To 5DrawWidth = 1Line (xa - 150 + i * 50, ya + 150)-(
23、xa - 150 + (i - 1) * 50, ya + 150 + 60)Line (xa + 1100, ya)-(xa + 5000, ya)vb = w1 * L1vc = -L1 * w1 * (Sin1 + ( / 2) * Sin(2 * 1)ac = -L1 * w1 * w1 * (Cos(1) + * Cos(2 * 1)Xc = L1 * (Cos(1) + (1 / ) - ( / 4) + * Cos(2 * 1) / 4)Text10.Text = vbText6.Text = XcText7.Text = vcText8.Text = acNext iFor j
24、 = 0 To 10Line (xa + 3000 + j * 100, ya)-(xa + 3000 + (j - 1) * 100, ya + 100)Next jPicture1.PSet (1, vc / 4)Picture2.PSet (1, ac / 160)End Sub Private Sub Timer2_Timer()Const pi = 3.1416H = Text1.Text = Text2.Texte = Text3.TextL1 = H / 2l2 = L1 / Text4.Text = L1Text5.Text = l2w1 = Text9.TextStatic
25、1, 2, vb, vc, ac, Xc1 = 1 + w1 * pi / 180xa = 5000: ya = 2000Xb = xa + L1 * Cos(1)Yb = ya + L1 * Sin(1)2 = arc * Sin(-L1 * Sin1 / l2)Xc = Xb + l2Yc = yaClsDrawWidth = 2Line (xa, ya)-(Xb, Yb) 画杆件Line (Xb, Yb)-(Xc, Yc)Line (Xc - 200, Yc - 100)-(Xc + 200, Yc - 100) 画滑块Line -(Xc + 200, Yc + 100)Line -(X
26、c - 200, Yc + 100)Line -(Xc - 200, Yc - 100) Line (xa - 150, ya + 150)-(xa, ya)Line -(xa + 150, ya + 150)Line -(xa - 150, ya + 150)Circle (xa, ya), 50 画交接圈Circle (Xb, Yb), 50Circle (Xc, Yc), 50For i = 0 To 5DrawWidth = 1Line (xa - 150 + i * 50, ya + 150)-(xa - 150 + (i - 1) * 50, ya + 150 + 60)Line
27、(xa + 1100, ya)-(xa + 5000, ya)vb = w1 * L1vc = -L1 * w1 * (Sin1 + ( / 2) * Sin(2 * 1)ac = -L1 * w1 * w1 * (Cos(1) + * Cos(2 * 1)Xc = L1 * (Cos(1) + (1 / ) - ( / 4) + * Cos(2 * 1) / 4)Text10.Text = vbText6.Text = XcText7.Text = vcText8.Text = acNext iFor j = 0 To 10Line (xa + 3000 + j * 100, ya)-(xa + 3000 + (j - 1) * 100, ya + 100)Next jPicture1.PSet (1, vc / 4)Picture2.PSet (1, ac / 160)End Sub4-3:附录（三）：曲线图
