機(jī)械原理課程設(shè)計

前言

　　機(jī)械原理課程設(shè)計是使學(xué)生全面、系統(tǒng)地掌握和深化機(jī)械原理課程的基本理論和方法，培養(yǎng)學(xué)生初步具有機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計和分析能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計，特別是機(jī)構(gòu)系統(tǒng)方案創(chuàng)新設(shè)計能力的重要實踐環(huán)節(jié)。　　我國自從啟動精品課程建設(shè)以來，已有多所院校的機(jī)械原理課程被評為國家級精品課程和省級精品課程。在精品課程建設(shè)過程中對于機(jī)械原理課程設(shè)計這一實踐環(huán)節(jié)也積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗。從另一個角度出發(fā)，機(jī)械原理課程的研究對象及機(jī)構(gòu)和機(jī)器的概念在不斷拓展和發(fā)展，相應(yīng)的機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)器人學(xué)等學(xué)科的前沿知識也在迅速發(fā)展和不斷更新，特別是以機(jī)構(gòu)和機(jī)器系統(tǒng)方案設(shè)計為對象的現(xiàn)代設(shè)計理論與方法及對設(shè)計方案的評價方法在不斷發(fā)展與完善。教材中應(yīng)體現(xiàn)學(xué)科的最新成果，特別是應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)的前沿知識。本書正是為了適應(yīng)這一需要而編寫的?！　”緯菣C(jī)械原理課程的配套教材，以培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)方案創(chuàng)新設(shè)計能力為目標(biāo)，全書共3大篇：第1篇為機(jī)械原理課程設(shè)計指導(dǎo)部分，主要介紹機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計的一般過程、機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計、機(jī)械傳動系統(tǒng)的設(shè)計、執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計、機(jī)械運(yùn)動方案的評價等；第2篇為機(jī)械原理課程設(shè)計資料部分，主要給出了連續(xù)轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)和換向機(jī)構(gòu)、行程增大機(jī)構(gòu)和可調(diào)機(jī)構(gòu)、差動機(jī)構(gòu)和液氣動機(jī)構(gòu)、實現(xiàn)預(yù)期軌跡和預(yù)期位置的機(jī)構(gòu)等的設(shè)計實例，同時提供了常用基本機(jī)構(gòu)的計算機(jī)輔助設(shè)計程序及機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計中常用到的平面機(jī)構(gòu)的設(shè)計知識等；第3篇為機(jī)械原理課程設(shè)計題目部分，主要介紹幾種典型的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)方案設(shè)計實例，提供了有實際意義的機(jī)械原理課程設(shè)計題目、原始數(shù)據(jù)及要求等?！　”緯勺鳛楦叩仍盒C(jī)械類各專業(yè)的教學(xué)用書，也可作為與機(jī)械相關(guān)的專業(yè)及科技人員從事產(chǎn)品開發(fā)和創(chuàng)新的參考用書?！　⒓颖緯帉懙娜藛T有李瑞琴（第1~6章，第13~16章，第8章和第10章）、喬峰麗（第11章）、苗鴻斌（第12章）、梅瑛（第7章）、薄瑞峰（第9章）。全書由李瑞琴教授擔(dān)任主編，由喬峰麗副教授擔(dān)任副主編。　　在編寫本書的過程中，參閱了一些同類論著，在此特向其作者表示衷心的感謝，同時也得到了相關(guān)學(xué)者、老師、同學(xué)及編輯的熱情關(guān)注和大力支持，在此也一并表示感謝！　　由于作者水平有限，書中疏漏之處在所難免，懇請廣大讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　《高等院校機(jī)械類統(tǒng)編教材·機(jī)械原理課程設(shè)計》以培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)方案創(chuàng)新設(shè)計能力為目標(biāo)。全書共分3篇：第1篇為機(jī)械原理課程設(shè)計指導(dǎo)部分，主要介紹機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計的一般過程、機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計、機(jī)械傳動系統(tǒng)的設(shè)計、執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計、機(jī)械運(yùn)動方案的評價等；第2篇為機(jī)械原理課程設(shè)計資料部分，主要給出了連續(xù)轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)和換向機(jī)構(gòu)、行程增大機(jī)構(gòu)和可調(diào)機(jī)構(gòu)、差動機(jī)構(gòu)和液氣動機(jī)構(gòu)、實現(xiàn)預(yù)期軌跡和預(yù)期位置的機(jī)構(gòu)等的設(shè)計實例，同時提供了常用基本機(jī)構(gòu)的計算機(jī)輔助設(shè)計程序及機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計中常用到的平面機(jī)構(gòu)的設(shè)計知識等；第3篇為機(jī)械原理課程設(shè)計題目部分，主要介紹幾種典型的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)方案設(shè)計實例，提供了有實際意義的機(jī)械原理課程設(shè)計題目及要求等?！陡叩仍盒C(jī)械類統(tǒng)編教材·機(jī)械原理課程設(shè)計》可作為高等院校機(jī)械類各專業(yè)機(jī)械原理課程設(shè)計的教學(xué)用書，也可作業(yè)與機(jī)械相關(guān)性的專業(yè)及科技人員從事產(chǎn)品開發(fā)和創(chuàng)新的參考用書。

書籍目錄

第1篇 機(jī)械原理課程設(shè)計指導(dǎo)部分第1章 緒論第2章 機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計的一般過程第3章 機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計第4章 機(jī)械傳動系統(tǒng)的設(shè)計第5章 執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計第6章 機(jī)械運(yùn)動方案的評價第2篇 機(jī)械原理課程設(shè)計資料部分第7章 連續(xù)轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)第8章 往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)第9章 間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)和換向機(jī)構(gòu)第10章 行程增大機(jī)構(gòu)和可調(diào)機(jī)構(gòu)第11章 差動機(jī)構(gòu)和液氣動機(jī)構(gòu)第12章 實現(xiàn)預(yù)期軌跡和預(yù)期位置的機(jī)構(gòu)第13章 機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的計算機(jī)輔助設(shè)計第14章 平面機(jī)構(gòu)的設(shè)計知識第3篇 機(jī)械原理課程設(shè)計題目部分第15章 機(jī)構(gòu)系統(tǒng)方案設(shè)計實例第16章 課程設(shè)計題目及要求附錄 常用電動機(jī)規(guī)格參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　（4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)型綜合。實現(xiàn)同一種運(yùn)動規(guī)律，可以選用不同類型的機(jī)構(gòu)。所謂執(zhí)行機(jī)構(gòu)型綜合，是指究竟選擇何種機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)上述運(yùn)動規(guī)律。例如，為了實現(xiàn)刀具的上下往復(fù)運(yùn)動，既可以采用齒輪齒條機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)；也可以采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)：還可以通過機(jī)構(gòu)組合或結(jié)構(gòu)變異創(chuàng)造發(fā)明新的機(jī)構(gòu)等。究競選擇哪種機(jī)構(gòu)，還需要考慮機(jī)構(gòu)的動力特性、機(jī)械效率、制造成本、外形尺寸等因素，根據(jù)所設(shè)計的機(jī)械的特點進(jìn)行綜合考慮，分析比較，抓住主要矛盾，從各種可能使用的機(jī)構(gòu)中選擇出合適的機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)的型綜合直接影響機(jī)械的使用效果、繁簡程度和可靠性等?！　。?）執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計。一個復(fù)雜的機(jī)械，通常由多個執(zhí)行機(jī)構(gòu)組合而成。當(dāng)選定各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式后，還必須使這些機(jī)構(gòu)以一定的次序協(xié)調(diào)動作，使其統(tǒng)一于一個整體，互相配合，以完成預(yù)期的工作要求。如果各個機(jī)構(gòu)動作不協(xié)調(diào)，就會破壞機(jī)械的整個工作過程，達(dá)不到工作要求，甚至?xí)p壞機(jī)件和產(chǎn)品，造成生產(chǎn)和人身事故。所謂執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計，就是根據(jù)工藝過程對各動作的要求，分析各執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)如何協(xié)調(diào)和配合，設(shè)計出協(xié)調(diào)配合圖。這種協(xié)調(diào)配合圖通常稱為機(jī)械的運(yùn)動循環(huán)圖，它具有指導(dǎo)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計、安裝和調(diào)試的作用?！　。?）執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺度綜合。所謂機(jī)構(gòu)的尺度綜合，是指對所選擇的各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)設(shè)計，確定各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動尺寸，繪制出各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖?！　。?）執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析。對整個執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析和動力學(xué)分析，以檢驗其是否滿足運(yùn)動要求和動力性能方面的要求?！　。?）方案評價與決策。方案評價包括定性評價和定量評價。前者是指對結(jié)構(gòu)的繁簡、尺寸的大小、加工的難易等進(jìn)行評價，后者是指將經(jīng)過運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析后所得到的執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的具體性能與使用要求所規(guī)定的預(yù)期性能進(jìn)行比較，從而對設(shè)計方案做出評價。如果認(rèn)為評價的結(jié)果合適，則可繪制出執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的運(yùn)動簡圖，即完成了執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的方案設(shè)計；如果不認(rèn)可評價的結(jié)果，則需要改變設(shè)計策略，對設(shè)計方案進(jìn)行修改。修改設(shè)計方案的途徑因?qū)嶋H情況而異，既可以改變運(yùn)動參數(shù)，重新進(jìn)行機(jī)構(gòu)尺度設(shè)計，也可以改變機(jī)構(gòu)型式，重新選擇新的機(jī)構(gòu)，還可以改變工藝動作分解的方法，重新進(jìn)行運(yùn)動規(guī)律設(shè)計，甚至可以否定原來所采用的功能原理設(shè)計，重新尋找新的功能原理?！　⌒枰赋龅氖牵x擇方案與對方案進(jìn)行尺度設(shè)計和性能分析，有時是不可分的。因為在實際工作中，如果大體尺寸還沒有確定，就不可能對方案做出確切評價，不能確定選擇哪種方案。所以，這些工作在某種程度上說是并行的?！　【C上所述，實現(xiàn)同一種功能要求，可以采用不同的工作原理：實現(xiàn)同一種工作原理，可以選擇不同的運(yùn)動規(guī)律；實現(xiàn)同一種運(yùn)動規(guī)律，可以采用不同型式的機(jī)構(gòu)。因此，為了實現(xiàn)同一種預(yù)期的功能要求，就可以有許多種不同的方案。機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)方案設(shè)計所要研究的問題，就是如何合理地利用設(shè)計者的專業(yè)知識和分析能力，創(chuàng)造性地構(gòu)思出各種可能的方案并從中選出最佳方案。

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