第一篇：机械原理课程设计结题报告（最终版）
——机械原理课程设计
自动网球发球机
班级 : 05020604
小组成员 : 吴军（061201）
周少丰（061209）毛海龙（指导老师 ：葛文杰
机械原理课程设计报告
目录
一、设计背景简介：...............................................3
二、初始设想方案简介..............................................3 类牛头刨床机构。................................................3
三、最终选择方案简介：............................................4
四、功能的实现....................................................4
五、送球部分相关参数的计算与选定..................................6
（一）机构尺寸的计算............................................6
（二）参数确定过程及考虑因素.....................................7
六、出球部分相关计算与参数选定....................................8
1、相关计算.....................................................8
2、电动机转速的确定.............................................8
3、选取相关参数.................................................9
七、设计项目总结..................................................9
八、参考文献.....................................................10 附录：组内成员及完成的相关任务和上交文件清单.....................10
一、设计背景简介：
起源于法国的网球现在成为了全世界最流行的球类运动之一，深受户外运动人士的喜爱。但事实上，作为一个对抗性的运动，当你只有一个人的时候，或许也只能徒唤奈何了，而我们的这个网球发球机的设想，便是为了应对这种情况而产生的。尽管可能无法获得如同与人对抗时的乐趣，但对于技术的提高与自身的锻炼还是有很大的帮助的。
二、最初设想方案简介。
类牛头刨床机构：
原理：主要采用的是牛头刨床的急回原理，因为急回现象存在着较大的瞬时速度，在击球的同时使球获得大的动能，从而实现抛球。优点：该机构可以实现送球与抛球的协调统一，由于采用的是牛头刨床的急回原理，故结构可以稍微小一些。
缺点：由于是连杆机构，所以运动速度不可能过大，因此，球的抛射距离不会很远。
三、最终选择方案简介：
具体的运动情况请点击参看三维运动动画。
原理：主要靠得是两个高速反方向旋转的轮把球挤压并抛射出去。优点：机构体积相对来说比较小，机构平稳性比较好。可以实现抛球与送球的协调统一。
缺点：球的抛出速度计算比较复杂，只能采用经验公式来粗略计算。
四、功能的实现
1.其中将上面皮带轮做成圆锥形，如图：
这样皮带在转动过程中将沿着圆锥体左右运动，也就可以起到改变上面大皮带轮转速的作用。
由于上面皮带轮速度可变，因此上下轮的速度有如下关系：
即：上轮速度小于下轮速度，上下轮速度相同，上轮速度大于下轮速度
因此也就分别实现了上旋球，平击球，下旋球。
2.通过调整基座上可调支架的长度，并用销钉将其夹紧可以起到调节发球机整体高度的目的。
3.利用上面一个偏心轮的运动，可以将球有规律的发出，并且通过改变偏心轮的转速可以调整发球的间隔。
4.利用偏心轮的运动以及齿轮与齿条机构实现发球机在一定角度内的转动，以此实现发球角度的自动改变。如图：
综上，发球机最终的简图为：
五．送球部分相关参数的计算与选定
1.机构尺寸的计算
(齿轮连杆等效图)
1、偏心轮及相关尺寸
两个偏心轮采用相同的尺寸：偏心轮：直径20cm，偏心到圆心的距离5cm，长杆L=20cm，短杆 L=5cm。
2、齿轮及齿条尺寸
齿轮分度圆直径为20cm，齿条长度为7cm
3、滑块尺寸 75×68×68
4、大轮及皮带轮的尺寸
两个大轮大小为30cm，两个大轮之间距离为65mm 下面及右边的两个皮带轮直径为20cm，圆锥形的上皮带轮大径为21cm，小径为19cm 2.参数确定过程及考虑因素
1、由球的直径（正常状态下约为65.41-68.58mm），确定筒的截面为69×69，留出适当空间方便下球。
2、确定滑块宽、高为68×68。
3、滑块长度也可由送球的通道长度确定了，为了保证送球平稳，准确，特取75，比68稍大，利于滑块的滑进，不易卡住！且与连杆的铰接点并不在中间位置，这是防止齿轮打到滑块！
4、连杆长度及偏心轮尺寸的确定。滑块长度为75，综合考虑，尤其考虑实际情况，取长杆L=20cm，短杆L=5cm，直径20cm，偏心到圆心的距离5cm。
5、为了使网球发出时平稳有力，则大皮带轮的直径应远大于网球直径，且间距略小于网球直径。因此取大轮的直径为30cm，间距为65mm 6.为了提高传动效率，并实现球的旋转，取圆柱皮带轮直径20cm，圆锥皮带轮直径在19cm-21cm之间。
7.下面一个偏心轮需要带动齿轮齿条机构运动，因此需要计算齿轮及齿条的尺寸。经过计算得发球机需要转过的角度为21度，取齿轮分度圆直径为20cm，则齿条长度最小为3.66cm，考虑实际情况，取齿条长度为7cm
六、出球部分相关计算与参数选定
1、相关计算: 网球发球装置的放置高度约为1.25m 出球点距离网高点的垂直高度h=0.336m 将速度分解为竖直方向和水平方向 竖直方向：
由于H12*g*t2其中，H10.336m,H20.914m 解得：t10.262s,t20.243s水平方向：
由于 Lv*t其中 L15.5m，t10.243s 解得：v=22.63m/s即时速81.5km/h 因此发球机距离球网的距离为：L2v*t222.63*0.2625.9m2.电动机转速的确定： 上下轮的速
度
有
如
下
关
系
：
不管哪种情况下，网球的速度都可以认为等于上下轮速度的平均值，但由于上下轮之间的速度差异极小，因此可以近似认为网球的速度等于下轮的速度。又由于网球速度为22.63m/s,所以下轮的速度为22.63m/s.由大皮带轮的直径为30cm，解得皮带轮转速为1450r/min.3、选取相关参数
轮速：1450r/min 传动比为1：1 电动机功率：7.5kw
七、设计项目总结
刚刚开始设计的时候,坦白的说真的不知道从何下手。尽管老师给我们讲过相关的知识,但是毕竟“纸上得来终觉浅,绝知此事须躬行”,一开始我们整个小组真的有一种无处下手的感觉。
经过对于课程设计教材上的一些设计实例的研究，我们渐渐确定了设计的方向，但是由于考虑到大小等多种因素，我们先期的多个设计方案都被否决了。在很长的一段时间里，我们都为该采用什么样的方案而苦苦思考，小组在一起开了很多次会，最终确定了最后的方案。
之后的工作基本就按部就班了，大家基本都在规定的期限内完成了自己的任务，然后我将大家完成的任务做了整理和修改。制作了三维演示动画，当然制作过程也经历了不少的挫折，尽管最后的结果不是特别理想，但是我们已经尽了我们的最大努力了。
在整个设计的过程中，我们经历了很多挫折，但最终还是完成了预订的设计任务，在最后总结一下整个过程中的经验，并对整个设计的不足进行总结。
经验：
1、在设计中要早作计划，要进行充分的讨论，论证
2、整个组内既要注意分工，也要注意进行必要的交流。
3、随机应变，对于预料之外的变化要妥善处理。
不足：由于方案本身的限制，使得很多的参数都是通过估算决定的，这尽管有一定的根据，但是缺乏实践的验证。缺乏具体实验的验证，这是本次设计最大的不足。
最后，我们要感谢葛文杰老师对我们的指导。同时，还要感谢小组其它组员的配合与协作及班级其他同学的帮助。
八、参考文献：
1、机械原理（第七版）孙桓 陈作模 葛文杰主编 西北工业大学出版社
2.机械原理与设计课程设计 王三民主编 机械工业出版社
附录1：组内成员及完成的相关任务
吴军 原理的主要设计、制作演示FLASH动画、3D动画，以及主要的计算过程
周少丰 参与设计，运动简图绘制 毛海龙 参与设计、语言描述及文档组编
附录2：上交文件清单 报告书： WORD版
三维演示动画
第二篇：机械原理课程设计格式
机械原理课程设计格式
目录
一、设计题目
1、题目及设计要求
2、基本数据
二、功能分解
三、机构选型
实现每个工艺动作机构的选型
四、机械运动方案的拟定
1、机构组合方式
2、机械运动方案的拟定（拟定2～3个方案，并画出相应的运动方案示意图）
3、方案的评价
4、方案的确定（在图纸上画出机械运动方案简图）
五、运动循环图
六、机构尺寸的确定及设计计算
1、传动比计算
2、机构尺寸的确定
3、连杆机构的设计（进行运动分析，并画出运动线图）
4、齿轮机构的设计（几何参数设计）
5、凸轮机构的设计（根据选定从动件的运动规律设计凸轮轮廓线图，在图纸上单独绘制轮廓线图，保留作图轨迹）
注意：如果采用解析法进行设计，如果是用计算机编程，建立数学模型，写出流程框图，程序列在附录，附录附在设计说明书后面。
七、总结
八、参考文献
格式：罗洪量主编.《机械原理课程设计指导书》（第二版）.北京：高等教育出版社，1986年。2 JJ.杰克（美）主编.《机械与机构的设计原理》（第一版）.北京：机械工业出版社，1985年。
注意事项：
1、设计说明书用钢笔、中性笔书写，书写要规范、认真，采用统一的课程设计用纸；
2、对自成单元的内容应有大小标题，做到层次分明醒目突出；
3、编写说明书时应做到条例清楚、叙述简明、重点突出、计算正确、文句通顺、书写整洁；
4、所用的公式和数据应注册来源（参考资料的编号和页次）；
5、全部计算中所用的符号和脚注必须前后一致、不能混淆；
6、绘制机械运动简图时应采用规定的符号、按比例作图；
7、对计算结果应有简明的结论。如果实际所取的数值与计算结果有较大的差异，应作必要的解释，说明原因。
第三篇：机械原理课程设计
机械原理课程设计
培养和提高学生的创新思维能力是高等教育改革的一项重要任务．机械原理是机械类专业必修的一 门重要的技术基础课，它是研究机械的工作原理、构成原理、设计原理与方法的一门学科，特别是机械原理
课程中关于机械运动方案的设计是机械工程设计中最具有创造性的内容，对培养学生的创新设计能力起
着十分重要的作用．机械原理课程设计是机械原理教学的一个重要实践环节，以往我们在机械原理课程设
计中存在着很多不足，主要问题是学生完成课程设计后，在后续课程的学习与实践中，不能正确地选用和
设计机构，特别是创造性设计能力与分析解决实际工作问题的能力、动手能力和适应能力显得不足．高等
学校工科本科《机械原理课程教学基本要求》中，对机械原理课程设计提出的要求是：“结合一个简单的机
械系统，综合运用所学的理论和方法，使学生受到拟定机械运动方案的训练，并能对方案中某些机构进行
分析和设计”．它要求针对某种简单机械进行机械运动简图设计，其中包括机器功能分析、工艺动作过程确
定、执行机构选择、机械运动方案评定、机构尺度综合等．依据这一基本精神，要求把培养学生的创新设计、开拓能力作为一条主线贯穿于课程设计的始终，在深入掌握机械原理基本知识、强化学生运算能力和绘图
基本功的同时，开展创造性教育，培养学生创造性设计能力．如何在机械原理课程设计中体现这种能力培
养，几年来我们不断地对课程设计内容、设计方法和设计手段等进行了一些探索与实践． 1 合理安排课程设计内容，培养学生创新思维能力
对于机械原理课程设计的内容选择，以往教学中存在着两种不同的看法：一种认为选用已有的典型机 械，对其进行比较系统的运动分析与受力分析等，以加深学生对机械原理课程各章节内容的理解和掌握；
另一种认为根据某些功能要求，要求学生独立地确定机械系统的运动方案，并对其中的某些机构进行设
计．前者侧重于分析，后者则侧重于设计．我们在课程设计内容选择问题上也进行了多年探索，如以培养学
生的运算、绘图的基本技能和巩固基本知识为主要目的，选用对典型机械进行分析设计的题目，但是在后
续的课程教学中发现学生创造性设计新机械的能力与分析解决实际工作问题的能力和适应能力显得不
足．我们也曾经尝试只给出设计题目，让学生自己独立地进行机械运动方案确定和对其中某些机构进行设
计．虽然这种设计内容能够促使学生主动地进行独立思考，自觉地进行一些相关资料的查询，但是由于学
生没有进行过一次比较系统的设计过程训练，大多数学生不知从哪里下手，较难进入设计状态，设计
过程
中出现多次反复修改使得设计进度非常缓慢．从最后的设计结果来看，只有少数学生比较理想，多数学生的设计都出现了一些错误，设计结果不能满足题目要求，而且由于多次修改使得图面质量较差．经过多年的探索与实践，我们认为在机械原理课程设计中，分析与设计都是很重要的两个环节，对典型机械的分析__和学生独立创新机械的设计对于学生来说都是不能缺少的．那么怎样才能在有限的设计时间内把这些内
容都安排进去而又同时能保证设计质量呢?我们结合现有实际条件，交给学生的课程设计内容是：先进行
典型的机械分析，然后进行创新机械设计．我们选择了牛头刨床传动方案作为课程设计题目，要求学生不
能照搬现有牛头刨床传动方案，每个学生必须至少提出一种新的传动方案，并且提出的方案越多越好．学
生在方案构思过程中，积极查阅资料，热烈讨论，表现出了极大的主动性，提出了很多方案，最后经过归纳
得出l0种可以实现刨床运动要求的方案，如图I所示．在这一过程中，使学生突破了固有传动方案模式，拓宽了方案构思思路，得到了一次提高创新思维能力的训练．
第四篇：机械原理课程设计
机械原理 课程设计说明书
设计题目：牛头刨床的设计
机构位置编号：11 3
方案号：II
班 级： 姓 名： 学 号：
年 月 日
目录
一、前言………………………………………………1
二、概述
§2.1课程设计任务书…………………………2 §2.2原始数据及设计要求……………………2
三、设计说明书
§3.1画机构的运动简图……………………3 §3.2导杆机构的运动分析…………………4 §3.3导杆机构的动态静力分析3号点……11 §3.4刨头的运动简图………………………15
§3.5飞轮设计………………………………17
§3.6凸轮机构设计…………………………19 §3.7齿轮机构设计…………………………24
四、课程设计心得体会……………………………26
五、参考文献………………………………………27
一〃前言
机械原理课程设计是高等工业学校机械类专业学生第一次较全面的机械运动学和动力学分析与设计的训练，是本课程的一个重要实践环节。是培养学生机械运动方案设计、创新设计以及应用计算机对工程实际中各种机构进行分析和设计能力的一门课程。其基本目的在于：
⑴．进一步加深学生所学的理论知识培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力。
⑵.使学生对于机械运动学和动力学的分析设计有一较完整的概念。
⑶.使学生得到拟定运动方案的训练并具有初步设计选型与组合以及确定传动方案的能力。
⑷.通过课程设计，进一步提高学生运算、绘图、表达、运用计算机和查阅技术资料的能力。
⑸.培养学生综合运用所学知识，理论联系实际，独立思考与分析问题能力和创新能力。
机械原理课程设计的任务是对机械的主体机构连杆机构、飞轮机构凸轮机构，进行设计和运动分析、动态静力分析，并根据给定机器的工作要求，在此基础上设计凸轮，或对各机构进行
运动分析。
二、概述
§2.1课程设计任务书
工作原理及工艺动作过程 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图(a）所示，由导杆机构1-2-3-4-5带动刨头5和削刀6作往复切削运动。工作行程时，刨刀速度要平稳，空回行程时，刨刀要快速退回，即要有极回作用。切削阶段刨刀应近似匀速运动，以提高刨刀的使用寿命和工件的表面 加工质量。切削如图所示。
§2.2.原始数据及设计要求
三、设计说明书(详情见A1图纸)
§3.1、画机构的运动简图
以O 4为原点定出坐标系，根据尺寸分别定出O 2点B点，C点。确定机构运动时的左右极限位置。曲柄位置图的作法为，取1和8’为工作行程起点和终点所对应的曲柄位置，1’和7’为切削起点和终点所对应的曲柄位置，其余2、3„12等，是由位置1起，顺ω2方向将曲柄圆作12等分的位置，如下图：
§3.2 导杆机构的运动分析
11位置的速度与加速度分析 1）速度分析
取曲柄位置“11”进行速度分析。因构件2和3在A处的转动副相连，故VA2=VA3，其大小等于W2lO2A，方向垂直于O2 A线，指向与ω2一致。
曲柄的角速度 ω2=2πn2/60 rad/s=6.702rad/s υA3=υA2=ω2〃lO2A=6.702×0.09m/s=0.603m/s（⊥O2A）
取构件3和4的重合点A进行速度分析。列速度矢量方程，得
υA4= υA3 υA4A3 大小 ?
√ ? 方向 ⊥O4B ⊥O2A ∥O4B 取速度极点P，速度比例尺µv=0.01(m/s)/mm，作速度多边形如下图
由图得
υA4=0.567m/s
υA4A3 =0.208m/s
用速度影响法求得
VB5=VB4=VA4*04B/O4A=1.244m/s 又
ω4=VA4/O4A=2.145rad/s 取5构件为研究对象,列速度矢量方程,得
vC = vB vCB 大小
? √ ? 方向 ∥XX ⊥O4B ⊥BC 取速度极点P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm, 作速度多边行如
上图。则图知，vC5= 1.245m/s
Vc5b5=0.111m/s
ω5=0.6350rad/s
2）加速度分析
取曲柄位置“11”进行加速度分析。因构件2和3在A点处的转动副相连，故aA2n=aA3n,其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。ω2=6.702rad/s, aA3n=aA2n=ω22lO2A=6.702×0.09 m/s2=4.0425m/s2 取3、4构件重合点A为研究对象，列加速度矢量方程得：
aA4 = aA4n aA4τ
= aA2n
aA4A2k
aA4A
2大小:
?
ω42lO4A
?
√
2ω4υA4 A2
?
方向: ? A→O4 ⊥O4B A→O2
⊥O4B
∥O4B 取加速度极点为P＇,加速度比例尺µa=0.1（m/s2）/mm, 作加速度多边形如下图所示.由图可知
aA4=2.593m/s2 用加速度影响法求得
aB4= aB5 = aA4* L04B / L04A =5.690 m /s2 又
ac5B5n =0.0701m/s2 取5构件为研究对象,列加速度矢量方程,得
ac5= aB5 ac5B5n a c5B5τ 大小
?
√
w52 Lbc
? 方向
∥XX √
c→b
⊥BC 作加速度多边形如上图，则
″
aC5B5τ= C5´C5·μa =2.176m/s2
aC5 =4.922m/s2
3号位置的速度与加速度分析 1)速度分析
取曲柄位置“3”进行速度分析，因构件2和3在A处的转动副相连，故VA3=VA2，其大小等于w2〃lO2A，方向垂直于O2 A线，指向与w2一致。
曲柄的角速度 ω2=2πn2/60 rad/s=6.702rad/s υA3=υA2=ω2〃lO2A=6.702×0.09m/s=0.603m/s（⊥O2A）取构件3和4的重合点A进行速度分析，列速度矢量方程，得，VA4
=VA3
VA4A3
大小
?
√
?
方向
⊥O4B
⊥O2A
∥O4B 取速度极点P，速度比例尺µv=0.01(m/s)/mm，作速度多边形如下图
VA4=pa4〃µv= 0.487m/s VA4A3=a3a4〃µv= 0.356 m/s w4=VA4⁄lO4A=1.163rad/s VB=w4×lO4B= 0.675m/s
取5构件作为研究对象，列速度矢量方程，得
υC =
υB
υCB
大小
?
√
? 方向 ∥XX(向右)
⊥O4B
⊥BC
取速度极点P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm, 作速度多边形如上，则
Vc5=0.669m/s
Vcb=0.102m/s
W5=0.589rad/s 2）.加速度分析
取曲柄位置“3”进行加速度分析。因构件2和3在A点处的转动副相连，故aA2n=aA3n,其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。ω2=6.702rad/s，9 aA2n=aA3n=ω22lO2A=6.702×0.09 m/s2=4.0426m/s2 取3、4构件重合点A为研究对象，列加速度矢量方程得：
aA4 =aA4n aA4τ = aA3n aA4A3K aA4A3v 大小: ? ω42lO4A ? √ 2ω4υA4 A3 ? 方向 ? B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B ∥O4B（沿导路）取加速度极点为P＇,加速度比例尺µa=0.1（m/s2）/mm, 作加速度多边形下图所示：
则由图知：
aA4 =P´a4´〃μa =3.263m/s2 aB4= aB5 = aA4* L04B / L04A =4.052 m/ s2 取5构件为研究对象,列加速度矢量方程,得
ac = aB acBn a cBτ
大小 ? √ ω5l2CB ? 方向 ∥X轴 √ C→B ⊥BC 其加速度多边形如上图，则 ac =p ´c〃μa =4.58m/s2 §3.3 导杆机构的动态静力分析 3号点 取3号位置为研究对象：
①.5-6杆组共受五个力，分别为P、G6、Fi6、R16、R45, 其中R45和R16 方向已知，大小未知，切削力P沿X轴方向，指向刀架，重力G6和支座反力R16 均垂直于质心，R45沿杆方向由C指向B，惯性力Fi6大小可由运动分析求得，方向水平向左。选取比例尺μ=(40N)/mm，受力分析和力的多边形如图所示：
已知：
已知P=9000N，G6=800N，又ac=ac5=4.58m/s2 那么我们可以计算 FI6=-G6/g×ac =-800/10×4.5795229205 =-366.361N 又ΣF=P G6 FI6 F45 FRI6=0，方向 //x轴 → ← B→C ↑ 大小 9000 800 √ ？ ？ 又
ΣF=P G6 Fi6 R45 R16=0，方向
//x轴
→
←
B→C
↑ 大小
8000
620
√
？
？ 由力多边形可得：F45=8634.495N
N=950.052 N 在上图中，对c点取距，有
ΣMC=-P〃yP-G6XS6 FR16〃x-FI6〃yS6=0 代入数据得x=1.11907557m ②.以3-4杆组为研究对象（μ=50N/mm）
已知： F54=-F45=8634.495N，G4=220N aB4=aA4〃 lO4S4/lO4A=2.261m/s2 , αS4=α4=7.797ad/s2
可得：
FI4=-G4/g×aS4 =-220/10×2.2610419N=-49.7429218N MS4=-JS4〃aS4=-9.356 对O4点取矩：
MO4= Ms4 Fi4×X4 F23×X23-R54×X54-G4×X4 = 0 代入数据，得：
MO4=-9.356-49.742×0.29 F23×0.4185 8634.495×0.574 220×0.0440=0 故：
F23=11810.773N Fx Fy G4 FI4 F23 F54 = 0 方向： ？ ？ √ M4o4 √ √ 大小： √ √ → √ ┴O4B √
解得：
Fx=2991.612N Fy=1414.405N 方向竖直向下
③.对曲柄分析，共受2个力，分别为F32,F12和一个力偶M,由于滑块3为二力杆，所以F32=F34，方向相反，因为曲柄2只受两个力和一个力偶，所以F12与F32等大反力。受力如图：
h2=72.65303694mm,则，对曲柄列平行方程有，ΣMO2=M-F32〃h2=0 即
M=0.0726*11810.773=0，即M=858.088N〃M
§3.4刨头的运动简图
§3.5飞轮设计
1.环取取曲柄AB为等效构件，根据机构位置和切削阻力Fr确定一个运动循的等效阻力矩根据个位置时
值，采用数值积分中的梯形法，计算曲柄处于各的功
。因为驱动力矩可视为
，确定等效驱动力常数，所以按照
矩Md。
2.估算飞轮转动惯量 由
确定等效力矩。
§3.6凸轮机构设计
1.已知：摆杆为等加速等减速运动规律，其推程运动角o=10o，回程运动角0'=70o，摆杆长度=70远休止角001lo9D=135mm，最大摆角max=15o，许用压力角[]=38.2.要求:(1)计算从动件位移、速度、加速度并绘制线图。（2）确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径，划出凸轮实际轮廓线，并按比例绘出机构运动简图。
3.设计步骤：
1、取任意一点O2为圆心，以作r0=45mm基圆；
2、再以O2为圆心，以lO2O9/μl=150mm为半径作转轴圆；
3、在转轴圆上O2右下方任取一点O9;
4、以O9为圆心，以lOqD/μl=135mm为半径画弧与基圆交于D点。O9D即为摆动从动件推程起始位置，再以逆时针方向旋转并在转轴圆上分别画出推程、远休、回程、近休，这四个阶段。再以11.6°对推程段等分、11.6°对回程段等分（对应的角位移如下表所示），并用A进行标记，于是得到了转轴圆山的一系列的点，这些点即为摆杆再反转过程中依次占据的点，然后以各个位置为起始位置，把摆杆的相应位置
画出来，这样就得到了凸轮理论廓线上的一系列点的位置，再用光滑曲
线把各个点连接起来即可得到凸轮的外轮廓。
5、凸轮曲线上最小曲率半径的确定及滚子半径的选择
（1）用图解法确定凸轮理论廓线上的最小曲率半径min：先用目测法估计凸轮理论廓线上的min的大致位置（可记为A点）；以A点位圆心，任选较小的半径r 作圆交于廓线上的B、C点；分别以B、C为圆心，以同样的半径r画圆，三个小圆分别交于D、E、F、G四个点处，如下图9所示；过D、E两点作直线，再过F、G两点作直线，两直线交于O点，则O点近似为凸轮廓线上A点的曲率中心，曲率半径minOA；此次设计中，凸轮理论廓线的最小曲率半径min 26.7651mm。
凸轮最小曲率半径确定图（2）凸轮滚子半径的选择（rT）
凸轮滚子半径的确定可从两个方向考虑： 几何因素——应保证凸轮在各个点车的实际轮廓曲率半径不小于1~5mm。对于凸轮的凸曲线处CrT，对于凸轮的凹轮廓线CrT（这种情况可以不用考虑，因为它不会发生
失真现象）；这次设计的轮廓曲线上，最
小的理论曲率半径所在之处恰为凸轮
上的凸曲线，则应用公式：minrT5rTmin521.7651mm；滚
子的尺寸还受到其强度、结构的限制，不能做的太小，通常取rT(0.10.5)r0
及4.5rT22.5mm。综合这两方面的考虑，选择滚子半径可取rT=15mm。
然后，再选取滚子半径rT，画出凸轮的实际廓线。设计过程 1.凸轮运动规律 推程0≤2φ≤δo /2时：
2max12204max120,0024max2 120
推程δo /2≤φ≤δo时：
2max1max(220)04max1(20)002,04max2120
回程δo δs01≤φ≤δo δs δ'o/2时：
2max1max2'204max1'200,0'24max21'20
回程δo δs δ’o/2≤φ≤δo δs δ’o时：2max1(0')2'204max1('20')00'2,0'4max21'20
2.依据上述运动方程绘制角位移ψ、角速度ω、及角加速度β的曲线，由公式得出如下数据关系（1）角位移曲线：
（2）角速度ω曲线:
（3）角加速度曲线:
4）、求基圆半径ro及lO9O2
3.由所得数据画出从动杆运动线图
§3.7齿轮机构设计 1、设计要求：
计算该对齿轮传动的各部分尺寸，以2号图纸绘制齿轮传动的啮合图，整理说明书。
2.齿轮副Z1-Z2的变位系数的确定
齿轮2的齿数Z2确定：
ｉo＇＇2=40＊Z2／16＊13=n0＇＇／no2=7.5
得Z2=39
取x1=-x2=0.5
x1min=17-13／17=0.236 x2min=17-39／17=-1.29
计算两齿轮的几何尺寸：
小齿轮
d1=m＊Z1=6＊13=78mm
ha1=（ha* x1）*m=（1 0.5）*6=9mm
hf1=（ha* c*-x1）*m=（1 0.25-0.5）*6=4.5mm
da1=d1 2*ha1=78 2*9=96
df1=d1-2*h f1=78-9=69
db1=d1*cosɑ=78*cos20˚=73.3
四 心得体会
机械原理课程设计是机械设计制造及其自动化专业教学活动中不可或缺的一个重要环节。作为一名机械设计制造及其自动化大三的学生，我觉得有这样的实训是十分有意义的。在已经度过的生活里我们大多数接触的不是专业课或几门专业基础课。在课堂上掌握的仅仅是专业基础理论面，如何去面对现实中的各种机械设计？如何把我们所学的专业理论知识运用到实践当中呢？我想这样的实训为我们提供了良好的实践平台。
一周的机械原理课程设计就这样结束了，在这次实践的过程中学到了很多东西，既巩固了上课时所学的知识，又学到了一些课堂内学不到的东西，还领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质，更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制，最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化。
其中在创新设计时感觉到自己的思维有一条线发散出了很多线，想到很多能够达到要求的执行机构，虽然有些设计由于制造工艺要求高等因素难以用于实际，但自己很欣慰能够想到独特之处。这个过程也锻炼了自己运用所学知识对设计的简单评价的技能。
五、参考文献
1、《机械原理教程》第7版
主编：孙桓
高等教育出版社
2.《机械原理课程设计指导书》主编:戴娟
高等教育出版社
3.《理论力学》主编：尹冠生
西北工业大学出版社
第五篇：《机械原理》课程设计教学大纲
《机械原理》课程设计教学大纲
课程编码：100790学
时：
27学时
学
分：1学分 开课学期：第五学期 课程类别：实践性教学环节 课程性质：课程设计
适用专业：机械类、非机械类和近机械类
一、课程设计目的与任务：
课程设计教学所要达到的目的是：
1、培养学生理论联系实际的设计思想，训练学生综合运用机械原理课程的理论知识，并结合生产实际来分析和解决工程问题的能力。
2、通过制定设计方案、合理选择机构的类型、正确地对机构的运动和受力进行分析和计算，让学生对机构设计有一个较完整的概念。
3、训练学生收集和运用设计资料以及计算、制图和数据处理及误差分析的能力，并在此基础上利用计算机基础理论知识，初步掌握编制计算机程序并在计算机上计算来解决机构设计问题的基本技能。
课程设计教学的任务是：机械原理课程设计通常选择一般用途的机构为题目，根据已知机械的工作要求，对机构进行选型与组合，设计出几种机构方案，并对其加以比较和确定，然后对所选定方案中的机构进行运动和动力分析，确定出最优的机构参数，绘制机构运动性能曲线。
二、课程设计时间：1周
三、课程设计的教学要求：
机械原理课程设计是在机械原理课程进行中或完成后集中进行的教学环节，它是在教师指导下由学生独立完成的。每个学生都应明确课程设计的任务和要求，拟定设计计划，保证设计进度、设计质量，按时完成课程。在设计过程中，提倡独立思考、深入钻研，主动地、创造性地进行设计工作。要求设计态度严肃认真、一丝不苟，反对不求甚解，这样才能确保课程设计达到教学基本要求，并在设计思想、方法和技能等方面得到良好的训练和提高。
1、机械原理课程设计步骤：
（l）设计准备 认真研究设计任务书，明确设计要求、条件、内容和步骤，收集和阅读有关资料、图纸，复习有关课程知识；准备设计所需的工具和用具，拟定设计计划。
（2）机构方案设计 根据设计任务书的要求，绘制各种方案的机构运动简图，进行机构的选型和组合，研究运动形式的变换与联接，并对机构进行结构分析和性能比较，绘制出传动系统示意图。
（3）机构运动设计 对所选定的机构方案进行运动综合，要求既满足机械的用途、功能和工艺要求，又满足机构原动计运动规律及机构位移、速度和加速度等运动参数的要求，并将机构运动简图、速度图和加速度图以及相应的运动线图画在图纸上。
（4）机构动力设计 在机构的运动设计基础上，根据各构件的质量及转动惯量确定机构的惯性力、惯性力偶矩、各位置的运动副反力及应加于原动件上的平衡力矩，绘制平衡力矩及运动副反力的变化线图，以便清楚地了解在一个运动循环中，平衡力矩及运动副反力的变化情况。
（5）整理说明书 将课程设计的有关内容和设计体会以文字形式编写成说明书。
机械原理课程设计要求学生绘制一张1号图纸，完成规定的设计内容，并书写设计说明书。
课程设计答辩要求如下：
2、课程设计答辩要求：
经过一段集中时间的课程设计后，要进行课程设计的答辩，其目的是进一步检查和总结学生在课程设计过程中对所用有关的理论、概念和方法的理解和应用的情况以及对课程所涉及的有关知识的了解情况，进一步掌握学生独立完成课程设计的程度和能力。学生应正确回答指导教师提出的问题。答辩过程也可以融入课程设计过程中，随时对设计的某一环节提出有关问题，以期达到更准确了解学生对设计的态度、创新意识及独立完成的能力。
3、成绩评定
机械原理课程设计成绩相对机械原课程考试成绩是独立的，单独记载。课程设计成绩分优秀、良好、中等、及格和不及格五级，成绩不及格应重新设计。根据学生的设计态度、设计质量、创新性及答辩情况综合评定学生课程设计的成绩等级。
四、课程设计的内容：
任何一部新的机械都要经过设计、研制、生产和使用等四个阶段，其中设计阶段通常分为机构运动设计和结构设计，机构运动设计是根据机械的设计任务和要求，拟定机械中各机构的方案，利用机械原理课程的理论知识，对该机构方案进行结构分析、运动分析和动力分析，从而设计出满足使用要求、经济可靠、运动性能和动力性能优异的机构。而结构设计则是根据机械中各构件 的工况和失效形式，选择合理的材料，确定合理的几何形状和尺寸，绘制具体零件的工作图、部件装配图和总装图。经过审批投入试制，通过试验考证后才能正式投入生产。因此，机构结构设计是机构运动设计后所进行的设计阶段，是把具有发明创造性的机构方案设计转化为实际应用机械的具休实施设计阶段，而机构方案设计是机构运动设计的重要组成部分，机构运动设计正是机械原理课程设计的主要任务。
机械原理课程设计分为图解法和解析法两大类：
1、图解法
运用所学基本理论中的基本关系式，用图解的方法将其结果确定出来，并清晰地以线图的形式表现在图纸上，具有直观、定性简单、检查解析的正确性方便的特点，尤其在解决简单机构的分析与综合时更为方便。图解法进行课程设计，能培养学生工程图算能力，要求计算准确、作图精确，有利于培养学生严谨的工作作风。
2、解析法
运用求解方程式的方法求解未知量，计算精度高，并可借助计算机，避免大量重复人工劳动，可以迅速得到结果，能够看到全貌。用解析法进行课程设计，能培养学生运用计算机解决工程实际问题的能力。图解法和解析法各有优点，互为补充，两种方法并重。工程实际要求学生（未来的工程技术人员）应熟练地掌握这两种方法。
五、课程设计的参考软件：
C语言，FORTRAN，QBASIC等
六、课程设计的实验内容
指导学生在计算机上完成解析法内容的程序设计，计算位移、速度、加速度和平衡力矩的结果并绘制出曲线。
七、微机实验室安排 上机全部集中在机械学院CAD中心完成（现有微机180台），机械原理课程设计安排上机学时15小时。
八、课程设计报告
收集整理课程设计报告工作关系到课程设计的成败，通过这项工作，能提高学生的技术概括能力和表达能力，其主要内容有：
1、编写课程设计说明书
课程设计说明书是学生证明自己设计正确合理并供有关人员参考的文件，它是课程设计的重要组成部分。编写说明书也是科技工必须掌握的基本技能之一。因此，学生在校期间就应加强这方面的训练。课程设计说明书应在课程设计过程中逐步形成，课程设计结束时，再作必要的补充和整理。而设计说明书的内容视设计任务而定，大致包括：（1）设计题目（包括设计条件和要求）。（2）机构运动简图或设计方案的确定。（3）全部原始数据。
（4）完成设计所用方法及其原理的简要说明。
（5）建立设计所需的数学模型并列出必要的计算公式、计算过程及说明，写出设计计算结果。
（6）绘出计算机程序框图，写出自编的程序。若调用其他子程序．应写出子程序名，并自编出主程序。
（7）用表格列出计算结果并画出主要曲线图。
（8）对设计结果进行分析讨论，写出课程设计的收获和体会。（9）列出主要参考文献资料。
2、设计说明书的编写要求：
（1）说明书应该用钢笔或油笔写在 16开纸上，要求步骤清楚、叙述简明、文句通顺、书写端正。
（2）对每一自成单元的内容，都应有大小标题，使其醒目突出。（3）对所用公式和数据，应标明来源——参考资料的编号和页次。（4）说明书应加上封面装订成册。
九、课程设计参考资料：
安子军.机械原理教程.机械工业出版社,2022
