机械原理课程设计(修改)课件

机械原理课程设计四冲程内燃机时间：二周时间：二周一、目的一、目的二、要求二、要求三、参考资料三、参考资料四、四、课程设计的内容课程设计的内容五、课程设计的步骤五、课程设计的步骤六、课程设计的进度表六、课程设计的进度表主 要 内 容一、目的结合一个简单的机械系统，综合运用所学理论，使学生受到结合一个简单的机械系统，综合运用所学理论，使学生受到确定运动方案的初步训练，要对方案中某些机构进行分析和确定运动方案的初步训练，要对方案中某些机构进行分析和设计。通过设计提高学生利用技术资料、运算和绘图的能力。设计。通过设计提高学生利用技术资料、运算和绘图的能力。（1 1）使所学过的分散的知识点成为一个比较完整的体系。）使所学过的分散的知识点成为一个比较完整的体系。包含了机构运动简图、运动分析、动态静力分析、齿轮、包含了机构运动简图、运动分析、动态静力分析、齿轮、连杆、凸轮等机构及动平衡、速度波动的调节、运动循环图连杆、凸轮等机构及动平衡、速度波动的调节、运动循环图等内容。等内容。（2 2）加强能力培养）加强能力培养自学能力：用图解法进行机构的运动分析、凸轮轮廓线设计自学能力：用图解法进行机构的运动分析、凸轮轮廓线设计.查找资料的能力：要把四冲程内燃机设计好，光靠教材上所查找资料的能力：要把四冲程内燃机设计好，光靠教材上所学的知识是不够的，适当找一些参考书，并经过认真学习，学的知识是不够的，适当找一些参考书，并经过认真学习，才能确定出一个较好的运动方案。才能确定出一个较好的运动方案。创新能力创新能力通过课程设计，还可以培养整理数据的能力、绘图能力、以通过课程设计，还可以培养整理数据的能力、绘图能力、以及运用计算机的能力及运用计算机的能力 由此可见，机械原理课程设计是机械类学生的一个重要由此可见，机械原理课程设计是机械类学生的一个重要的实践性教学环节。的实践性教学环节。二、要求（1 1）要有良好的学风及严格的纪律）要有良好的学风及严格的纪律在规定的时间内，一律要在指定教室内做课程设计，以便教师进在规定的时间内，一律要在指定教室内做课程设计，以便教师进行指导。上午：行指导。上午：8:00-11:308:00-11:30；下午：下午：2:30-5:302:30-5:30每个教室，在黑板的右下角，贴上班级学生名单，以便教师点名。每个教室，在黑板的右下角，贴上班级学生名单，以便教师点名。无故缺席、三次点名不到者，向学院递交取消该生课程设计成绩无故缺席、三次点名不到者，向学院递交取消该生课程设计成绩的申请报告的申请报告课程设计成绩的评定，与遵守纪律情况、图面质量、说明书质量、课程设计成绩的评定，与遵守纪律情况、图面质量、说明书质量、运动方案是否合理、答辩等因素有关。运动方案是否合理、答辩等因素有关。（2 2）每位同学都要独立完成自己的设计任务，特别是作图、说）每位同学都要独立完成自己的设计任务，特别是作图、说明书部分的内容。明书部分的内容。（3 3）图面质量的要求）图面质量的要求图幅、线型、边框、及标题栏等均要符合国标。图幅、线型、边框、及标题栏等均要符合国标。不能徒手画图：曲线要用曲线板、小圆要用模板、包括角速度、不能徒手画图：曲线要用曲线板、小圆要用模板、包括角速度、角加速度的方向也不能徒手画出，要用直尺。角加速度的方向也不能徒手画出，要用直尺。图纸上不要写有关的计算公式、计算结果。图纸上不要写有关的计算公式、计算结果。（4 4）说明书要求）说明书要求说明书不得随意涂改、要保持整洁。说明书不得随意涂改、要保持整洁。说明书要有封面、目录、参考资料等内容。说明书要有封面、目录、参考资料等内容。统一写在发放的机械原理课程设计说明书上。统一写在发放的机械原理课程设计说明书上。（5 5）所有图纸所有图纸要叠好（按）所有图纸所有图纸要叠好（按4 4号图纸的大小），连同说明书号图纸的大小），连同说明书一起装在档案袋内。一起装在档案袋内。（6 6）按规定时间来答辩。）按规定时间来答辩。（8 8）分组）分组 在进行动态静力分析时，按在进行动态静力分析时，按“指导书指导书”P9P9，6 6个人完成一个方个人完成一个方案，每个人完成五个位置的力分析（按表中规定的位置），共完案，每个人完成五个位置的力分析（按表中规定的位置），共完成成3030个位置的力分析，这样就有个位置的力分析，这样就有3030个数据来画出个数据来画出 曲线。曲线。因此，要求每位同学都要按进度完成设计任务，要有整体观念。因此，要求每位同学都要按进度完成设计任务，要有整体观念。每个方案组要确定一个组长，组长要负起整个方案组的各项工作，每个方案组要确定一个组长，组长要负起整个方案组的各项工作，包括：分工、纪律、进度包括：分工、纪律、进度等。等。每个班分组时，剩下的人不足每个班分组时，剩下的人不足6 6个人时，把剩余的人分到各方案组个人时，把剩余的人分到各方案组去。去。三、参考资料各种机械原理教材。各种机械原理教材。“机械原理课程设计指导书机械原理课程设计指导书”杨忠秀主编杨忠秀主编 机械工业出版社机械工业出版社 20032003年年机构运动方案及机构设计机械原理课程设计题例及指导机构运动方案及机构设计机械原理课程设计题例及指导 姜琪姜琪主编主编 高教出版社高教出版社 19911991年年4 4月月机械原理电算程序集机械原理电算程序集 高教出版社高教出版社机械原理计算机辅助设计机械原理计算机辅助设计 华南理工大学出版社华南理工大学出版社 19891989年年3 3月月机械原理课程设计机械原理课程设计 周明傅等编周明傅等编 上海科技出版社上海科技出版社 19871987年年四、课程设计的内容已知条件：活塞行程 H （mm）活塞直径 D=（mm）活塞移动导路相对于曲柄中心的距离 e=（mm）行程速比系数 K=连杆重心C2至A点的距离lAC2=系数lAB(mm)曲柄重量Q1=(N)连杆重量Q2=(N)活塞重量Q3=(N)连杆通过质心轴的转动惯性半径 曲柄的转速n1=(rpm)发动机的许用速度不均匀系数 =曲柄不平衡的重心到O点的距离lOC=lOA（mm）开放提前角：进气门：-10；排气门：-32齿轮参数：m=3.5（mm）；=20；ha*=1 Z2=Z2=14；Z3=Z3=72；Z1=36五、课程设计的步骤 1.机构设计机构设计 按照行程速比系数按照行程速比系数K及已知尺寸决定机构的主要尺寸，及已知尺寸决定机构的主要尺寸，并绘出并绘出机构运动简图（机构运动简图（4号图纸）。（凸轮要计算出安装角后才画在该号图纸）。（凸轮要计算出安装角后才画在该图上）图上）2、选定长度比例尺作出连杆机构的位置图 以活塞在最高位置时为起点，将曲柄回转一周按顺时针方向分为十二等分，然后找出活塞在最低位置时和活塞速度为最大时的曲柄位置（即曲柄旋转一周共分十五个位置）并作出机构各位置时的机构位置图，求出滑快的相对位移。3.作出机构15个位置的速度多边形 求出求出这1515个位置的个位置的VBA,V VC2C2,V,VB B,2的数值，并列表表示。（表一）的数值，并列表表示。（表一）、4.作出机构的15个位置的加速度多边形 求出求出1515个位置的个位置的 ,的数值，并列表表示。（表二）的数值，并列表表示。（表二）5.用直角坐标作滑快B点的位移曲线 ,速度曲线 及加速度曲线 。（把以上把以上2、3、4、5作在一张作在一张2号图纸上号图纸上）6.6.动态静力分析静力分析6.1 6.1 概念概念:动态静力分析根据理论力学中所讲的达朗伯原理，将惯动态静力分析根据理论力学中所讲的达朗伯原理，将惯性力视为一般外力加在构件上，仍可采用静力学方法对其进行受性力视为一般外力加在构件上，仍可采用静力学方法对其进行受力分析。这样的力分析称为动态静力分析。力分析。这样的力分析称为动态静力分析。惯性力惯性力惯性力偶矩惯性力偶矩6.2 6.2 各平面运动副中副反力的未知要素各平面运动副中副反力的未知要素 (当不考虑摩擦时当不考虑摩擦时)6.3 6.3 动态静力分析方法动态静力分析方法(1)计算活塞上的气体压力（N）F活塞的面积（cm )(2)求作用于构件上的惯性:(3)计算活塞上受力的大小及方向：（4）把作用在构件2上的反力R12分解为 和 ，取 求出(5)以构件2、3为示力体，取 ,求 和（6）以构件3为示力体，取 ，求 （7）以构件1为示力体，（构件1的重力忽略不计），取 求出 再由 ，求出（8）用茹可斯基杠杆法，把速度多边形转90，把所有外力平移到速度多边的相应点上，取 求出 ，并与 值进行比较。（9）用一张4号图纸大小的方格纸作出 曲线=6.4 6.4 动态静力分析步骤动态静力分析步骤6.5 6.5 动态静力分析静力分析结果结果（1 1号号图纸）求出机构在各位置时各运动副的反力及应加于曲柄OA的平衡力矩并用速度多边形杠杆法检验。（每人完成五个位置）各种数据均要列表表示：(1)将各个位置的 、等数值列于表三。表三。（2）列出各个位置的的 计算公式，并计算出其数值。(3)将各个位置的 、等数值列于表四表四。、（4）将各个位置的 、等数值列于表五。表五。、7.用直角坐标作出曲线 （用方格纸绘制）（用方格纸绘制）（统一用“动态静力分析”所求得的值）8.计算当不考虑机构各构件的质量和转动惯量时的飞轮转动惯量 。（1）在本课程设计中，决定飞轮的转动惯量时，不考虑机构各构件的质量和转动惯量。(2)把 曲线作为 曲线（驱动力矩曲线)（3）根据一个波动周期内的输入功等于输出功求阻抗力矩（常数），并作出阻抗力矩曲线 阻抗力矩的纵坐标H：（(4)根据上面各单元的面积求相应的功,并求出最大盈亏功 （5）根据许用不均匀系数 ,求出等效构件上所需的等效转动惯量：(6)确定飞轮的转动惯量：不考虑各构件的质量和转动惯量:9.计算发动机功率。10.对曲柄滑快机构进行机构部分平衡（平衡A点的质量）（1）把连杆的质量代换到A、B点由上面的方程组可求得：（2）把曲柄A点的质量用距O点为a=0.5r的平衡质量 平衡 11.用图解法设计凸轮的实际轮廓曲线 注意：作图过程一定要详细，不能简化。12.绘制内燃机的工作循环图（4号图纸）。号图纸）。根据工作循环图及曲柄的位置，求出凸轮的安装角，把凸轮画在机构运动简图上。13.最后，将设计过程写成20页左右的详细说明书。六、课程设计的进度表