機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)

前言

　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)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(dòng)方案設(shè)計(jì)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(jì)，特別是機(jī)構(gòu)系統(tǒng)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)?！　∥覈?guó)自從啟動(dòng)精品課程建設(shè)以來(lái)，已有多所院校的機(jī)械原理課程被評(píng)為國(guó)家級(jí)精品課程和省級(jí)精品課程。在精品課程建設(shè)過(guò)程中對(duì)于機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)這一實(shí)踐環(huán)節(jié)也積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。從另一個(gè)角度出發(fā)，機(jī)械原理課程的研究對(duì)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(shí)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(jì)為對(duì)象的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法及對(duì)設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)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(shí)。本書(shū)正是為了適應(yīng)這一需要而編寫(xiě)的?！　”緯?shū)是機(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(dòng)系統(tǒng)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力為目標(biāo)，全書(shū)共3大篇：第1篇為機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)部分，主要介紹機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的一般過(guò)程、機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)價(jià)等；第2篇為機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)資料部分，主要給出了連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)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(dòng)機(jī)構(gòu)和液氣動(dòng)機(jī)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)預(yù)期軌跡和預(yù)期位置的機(jī)構(gòu)等的設(shè)計(jì)實(shí)例，同時(shí)提供了常用基本機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)程序及機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)中常用到的平面機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)知識(shí)等；第3篇為機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)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(jì)實(shí)例，提供了有實(shí)際意義的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)題目、原始數(shù)據(jù)及要求等?！　”緯?shū)可作為高等院校機(jī)械類各專業(yè)的教學(xué)用書(shū)，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(kāi)發(fā)和創(chuàng)新的參考用書(shū)。　　參加本書(shū)編寫(xiě)的人員有李瑞琴（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(shū)由李瑞琴教授擔(dān)任主編，由喬峰麗副教授擔(dān)任副主編?！　≡诰帉?xiě)本書(shū)的過(guò)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(shí)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(shū)中疏漏之處在所難免，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)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(jì)》以培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力為目標(biāo)。全書(shū)共分3篇：第1篇為機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)部分，主要介紹機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的一般過(guò)程、機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)價(jià)等；第2篇為機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)資料部分，主要給出了連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)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(dòng)機(jī)構(gòu)和液氣動(dòng)機(jī)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)預(yù)期軌跡和預(yù)期位置的機(jī)構(gòu)等的設(shè)計(jì)實(shí)例，同時(shí)提供了常用基本機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)程序及機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)中常用到的平面機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)知識(shí)等；第3篇為機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)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(jì)實(shí)例，提供了有實(shí)際意義的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)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(jì)》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(jì)的教學(xué)用書(shū)，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(kāi)發(fā)和創(chuàng)新的參考用書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1篇 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)部分第1章 緒論第2章 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的一般過(guò)程第3章 機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)第4章 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第5章 執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第6章 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)價(jià)第2篇 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)資料部分第7章 連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)第8章 往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)第9章 間歇運(yùn)動(dòng)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(dòng)機(jī)構(gòu)和液氣動(dòng)機(jī)構(gòu)第12章 實(shí)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)第14章 平面機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)知識(shí)第3篇 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)題目部分第15章 機(jī)構(gòu)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)實(shí)例第16章 課程設(shè)計(jì)題目及要求附錄 常用電動(dòng)機(jī)規(guī)格參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　?。?）執(zhí)行機(jī)構(gòu)型綜合。實(shí)現(xiàn)同一種運(yùn)動(dòng)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(lái)實(shí)現(xiàn)上述運(yùn)動(dòng)規(guī)律。例如，為了實(shí)現(xiàn)刀具的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，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(guò)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(jìng)選擇哪種機(jī)構(gòu)，還需要考慮機(jī)構(gòu)的動(dòng)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(jì)的機(jī)械的特點(diǎn)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(jiǎn)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(jì)。一個(gè)復(fù)雜的機(jī)械，通常由多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組合而成。當(dāng)選定各個(gè)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(dòng)作，使其統(tǒng)一于一個(gè)整體，互相配合，以完成預(yù)期的工作要求。如果各個(gè)機(jī)構(gòu)動(dòng)作不協(xié)調(diào)，就會(huì)破壞機(jī)械的整個(gè)工作過(guò)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(jì)，就是根據(jù)工藝過(guò)程對(duì)各動(dòng)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(jì)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(dòng)循環(huán)圖，它具有指導(dǎo)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、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(duì)所選擇的各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)，確定各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，繪制出各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。　?。?）執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。對(duì)整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和動(dòng)力學(xué)分析，以檢驗(yàn)其是否滿足運(yùn)動(dòng)要求和動(dòng)力性能方面的要求?！　。?）方案評(píng)價(jià)與決策。方案評(píng)價(jià)包括定性評(píng)價(jià)和定量評(píng)價(jià)。前者是指對(duì)結(jié)構(gòu)的繁簡(jiǎn)、尺寸的大小、加工的難易等進(jìn)行評(píng)價(jià)，后者是指將經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)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(duì)設(shè)計(jì)方案做出評(píng)價(jià)。如果認(rèn)為評(píng)價(jià)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(dòng)簡(jiǎn)圖，即完成了執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)；如果不認(rèn)可評(píng)價(jià)的結(jié)果，則需要改變?cè)O(shè)計(jì)策略，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改。修改設(shè)計(jì)方案的途徑因?qū)嶋H情況而異，既可以改變運(yùn)動(dòng)參數(shù)，重新進(jìn)行機(jī)構(gòu)尺度設(shè)計(jì)，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(dòng)作分解的方法，重新進(jìn)行運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)，甚至可以否定原來(lái)所采用的功能原理設(shè)計(jì)，重新尋找新的功能原理。　　需要指出的是，選擇方案與對(duì)方案進(jìn)行尺度設(shè)計(jì)和性能分析，有時(shí)是不可分的。因?yàn)樵趯?shí)際工作中，如果大體尺寸還沒(méi)有確定，就不可能對(duì)方案做出確切評(píng)價(jià)，不能確定選擇哪種方案。所以，這些工作在某種程度上說(shuō)是并行的。　　綜上所述，實(shí)現(xiàn)同一種功能要求，可以采用不同的工作原理：實(shí)現(xiàn)同一種工作原理，可以選擇不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；實(shí)現(xiàn)同一種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可以采用不同型式的機(jī)構(gòu)。因此，為了實(shí)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(jì)所要研究的問(wèn)題，就是如何合理地利用設(shè)計(jì)者的專業(yè)知識(shí)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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