機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)

機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-5"\h\z.設(shè)計(jì)題目 1\o"CurrentDocument"課程設(shè)計(jì)目的和任務(wù) 1\o"CurrentDocument"課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與基本要求 1機(jī)構(gòu)簡介 4\o"CurrentDocument"參考數(shù)據(jù) 5\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)要求 5\o"CurrentDocument".設(shè)計(jì)方案比較 6\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)方案一 6設(shè)計(jì)方案二 7\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)方案三 8最終設(shè)計(jì)方案 9\o"CurrentDocument"速度，加速度多邊形計(jì)算與分析 10\o"CurrentDocument"速度、加速度多邊形計(jì)算與分析 10虛擬樣機(jī)實(shí)體建模與仿真 13ADAMS的樣機(jī)建模 13\o"CurrentDocument"虛擬樣機(jī)仿真結(jié)果分析 14\o"CurrentDocument"滑塊水平位移仿真曲線 14\o"CurrentDocument"滑塊水平運(yùn)動(dòng)速度仿真曲線 14滑塊水平運(yùn)動(dòng)加速度仿真曲線 15帶刮片擺桿角速度仿真曲線（一） 15帶刮片擺桿角速度仿真曲線（二） 15\o"CurrentDocument"課程設(shè)計(jì)總結(jié) 16\o"CurrentDocument"機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)總結(jié) 16設(shè)計(jì)過程 17設(shè)計(jì)展望 17參考文獻(xiàn) 18心 得 體 會(huì) 18二題目：汽車風(fēng)窗刮水器課程設(shè)計(jì)目的和任務(wù)下雨的時(shí)候，大車小車前檔風(fēng)玻璃上的雨刮器就會(huì)齊齊動(dòng)作，兩只雨刮片以固定的轉(zhuǎn)軸柱為中心作擺動(dòng)，將前檔風(fēng)玻璃的雨水刮去，還司機(jī)一個(gè)有效的視野。雨刮器看似簡單，實(shí)際上構(gòu)造并不簡單。雨刮器總成含有電動(dòng)機(jī)、減速器、四連桿機(jī)構(gòu)、刮水臂心軸、刮水片總成等。當(dāng)司機(jī)按下雨刮器的開關(guān)時(shí)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速經(jīng)過蝸輪蝸桿的減速增扭作用驅(qū)動(dòng)擺臂，擺臂帶動(dòng)四連桿機(jī)構(gòu)，四連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)安裝在前圍板上的轉(zhuǎn)軸左右擺動(dòng)，最后由轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)雨刮片刮掃擋風(fēng)玻璃。生活中我們發(fā)現(xiàn)，雨下得很大時(shí)使用雨刷感覺不錯(cuò)，可是當(dāng)下小雨啟動(dòng)雨刷時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)雨刷會(huì)在玻璃面上留下擦拭不均的痕跡；還有，有的時(shí)候會(huì)卡在玻璃上造成視線不良。這種情況表明雨刷已硬化。若排除此故障，應(yīng)先了解一下雨刷的工作原理。原來，雨刷是借馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)作用，靠連接棒轉(zhuǎn)變成一來一往的運(yùn)動(dòng)，并將此作用力傳達(dá)至雨刷臂及雨刷本身。當(dāng)雨刷的橡膠部分硬化時(shí)，雨刷便無法與玻璃面緊密貼合，或者雨刷一有了傷痕便會(huì)造成擦拭上的不均勻，形成殘留污垢。有些人認(rèn)為雨刷片的長度越長、刷的面積越大、視野越好。其實(shí)，雨刮器片并非越長越好。加長雨刷片長度雖然可以增加視野可見的范圍，但相對(duì)地也會(huì)增加雨刮器馬達(dá)、雨刮桿的負(fù)擔(dān)。當(dāng)然，要加長當(dāng)然可以，但要保證絕不能妨礙雨刮器的正常工作。課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和基本要求機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是在機(jī)械原理課程完成后集中進(jìn)行的教學(xué)環(huán)節(jié)，它是在教師指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立完成的。每個(gè)學(xué)生都應(yīng)明確課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求，擬定設(shè)計(jì)計(jì)劃，保證設(shè)計(jì)進(jìn)度、設(shè)計(jì)質(zhì)量，按時(shí)完成課程。在設(shè)計(jì)過程中，提倡獨(dú)立思考、深入鉆研，主動(dòng)地、創(chuàng)造性地進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。要求設(shè)計(jì)態(tài)度嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍，反對(duì)不求甚解 ，這樣才能確保課程設(shè)計(jì)達(dá)到教學(xué)基本要求 ，并在設(shè)計(jì)思想、方法和技能等方面得到良好的訓(xùn)練和提高。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)步驟1）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)。即根據(jù)給定的原始數(shù)據(jù)和工藝要求，構(gòu)思并選定機(jī)構(gòu)方案；2）設(shè)計(jì)上述各機(jī)構(gòu)。根據(jù)選定的方案采用各機(jī)構(gòu)，如凸輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其組合機(jī)構(gòu)等，即具體機(jī)構(gòu)的尺度綜合，求出機(jī)構(gòu)的主要尺寸；3）根據(jù)上面求得的尺寸，按比例畫出全部機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖及運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖；4）據(jù)此對(duì)上述機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，并進(jìn)行基于 ADAM歆件的機(jī)構(gòu)建模與運(yùn)動(dòng)仿真。即繪制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)線圖，或進(jìn)一步進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析；5）編寫設(shè)計(jì)說明書。設(shè)計(jì)說明書編寫要求課程設(shè)計(jì)說明書是學(xué)生證明自己設(shè)計(jì)正確合理并供有關(guān)人員參考的文件，它是課程設(shè)計(jì)的重要組成部分。收集整理課程設(shè)計(jì)報(bào)告工作關(guān)系到課程設(shè)計(jì)的成敗，通過這項(xiàng)工作，能提高學(xué)生的技術(shù)概括能力和表達(dá)能力。編寫說明書也是科技工作者必須掌握的基本技能之一。因此，學(xué)生在校期間就應(yīng)加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練。課程設(shè)計(jì)說明書應(yīng)在課程設(shè)計(jì)過程中逐步形成，課程設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)，再作必要的補(bǔ)充和整理。而設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容視設(shè)計(jì)任務(wù)而定，大致包括：1）設(shè)計(jì)題目（包括設(shè)計(jì)條件和要求）。2）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖或設(shè)計(jì)方案的確定。3）全部原始數(shù)據(jù)。4）完成設(shè)計(jì)所用方法及其原理的簡要說明。5）建立設(shè)計(jì)所需的數(shù)學(xué)模型并列出必要的計(jì)算公式、計(jì)算過程及說明，寫出設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果。6）繪出計(jì)算機(jī)程序框圖，寫出自編的程序?；?qū)⒒?ADAMSC件的機(jī)構(gòu)建模與仿真方法過程描述出來。7）用表格列出計(jì)算結(jié)果并畫出主要曲線圖。8）對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析討論，寫出課程設(shè)計(jì)的收獲和體會(huì)。9）列出主要參考文獻(xiàn)資料。設(shè)計(jì)說明書的格式要求：1）說明書一般用A4紙打印，要求步驟清楚、敘述簡明、文句通順、書寫端正。2）對(duì)每一自成單元的內(nèi)容，都應(yīng)有大小標(biāo)題，使其醒目突出，建議加上目錄。3）通過課程設(shè)計(jì)說明書的編寫，學(xué)生應(yīng)該學(xué)會(huì)整理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、繪制圖表和簡圖，用工程術(shù)語表達(dá)設(shè)計(jì)成果的方法。4）對(duì)所用公式和數(shù)據(jù)，應(yīng)標(biāo)明來源——參考資料的編號(hào)和頁次。5）說明書應(yīng)加上封面，并與圖紙一起裝訂成冊(cè)。1.31.3機(jī)構(gòu)簡介汽車風(fēng)窗刮水器是用于汽車刮水刷的驅(qū)動(dòng)裝置。如圖 1-(a)所示，風(fēng)窗刮水器工作時(shí)，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪裝置1-2,傳至曲柄搖桿裝置2'-3-4。電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，刮水桿4作左右往復(fù)擺動(dòng)，要求左右擺動(dòng)的平均速度相同。其中，刮水刷的工作阻力矩如圖1-(b)所示。圖1汽車風(fēng)窗刮水器機(jī)構(gòu)簡圖及阻力線圖參考數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)見表1所示表1設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)內(nèi)容曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析曲柄搖桿機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析符號(hào)%K（扇面）lABXiLDS4 G4JS4Mi單位r/minmmNkgm2 一Nmm數(shù)據(jù)30112060180100150.01500設(shè)計(jì)要求.對(duì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析作機(jī)構(gòu)1-3個(gè)位置的速度多邊形和加速度多邊形，以上內(nèi)容與后面的動(dòng)態(tài)靜力分析一起畫在2號(hào)圖紙上，整理計(jì)算說明書。.在Solidworks/Adams中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真和動(dòng)力學(xué)仿真，作出位移、速度、加速度線圖

二.設(shè)計(jì)方案比較設(shè)計(jì)方案一分析：搖桿2轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)搖桿3,搖桿3帶動(dòng)雨刷4上下移動(dòng)，從而達(dá)到刮水效果。該方案優(yōu)點(diǎn)：雨刷刮水面積較大；結(jié)構(gòu)相對(duì)較簡該方案缺點(diǎn):中間固定部位過長，影響視線;雨刷向上移動(dòng)的時(shí)，又將雨水向上刮，從而影響效率。分析：此刮雨器由凸輪機(jī)構(gòu)組成，凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)雨刷向上運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最高度時(shí)，雨刷因重力隨凸輪向下運(yùn)動(dòng)，但此方案有以下缺陷:.由凸輪帶動(dòng)極其不穩(wěn)定，.凸輪與擋板間有動(dòng)摩擦產(chǎn)生了磨損.僅靠雨刷重力來克服摩擦力，很可能經(jīng)常導(dǎo)致雨刷靜止在最高端.電機(jī)不僅要克服雨刷與玻璃的摩擦還要克服雨刷的重力，浪費(fèi)資源.3設(shè)計(jì)方案三方案3簡圖1、7、8支座4連桿2、3搖桿5、6擺桿分析：搖桿2轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)搖桿3,搖桿3帶動(dòng)連桿移動(dòng)，從而使擺桿5、6左右以一定頻率擺動(dòng)，達(dá)到刮水的效果。該方案優(yōu)點(diǎn)：.整體構(gòu)建布局可以在汽車上較為容易實(shí)現(xiàn)；.機(jī)構(gòu)簡單實(shí)用，在滿足運(yùn)動(dòng)要求前提下大大節(jié)省了材料；.設(shè)置了急回特性（推桿快，收桿慢），因?yàn)樵诠纹鸸吻?，擋風(fēng)玻璃上附著的雨水量相對(duì)較多，對(duì)司機(jī)觀察前方路線不利，這時(shí)刮片需快速刮清雨水，而在回程時(shí)玻璃上雨量較少，這時(shí)慢刮可進(jìn)一步刮凈雨水，是玻璃保持相對(duì)較長的清晰度。同時(shí)急回特性的運(yùn)用也提高了雨刮器的工作效率；.在雨刮器收桿的時(shí)候，刮片貼緊擋風(fēng)玻璃下沿時(shí)間較長，這就可以讓雨刷器間隔工作，剩去了需脈沖控制讓雨刷器間隔工作這一步。2.4最終設(shè)計(jì)方案：方案三三、加速度，速度多邊形的計(jì)算與分析3.1加速度，速度多邊形的計(jì)算與分析1)由已知條件可得：Vb=WABXLabWb=30兀/60m/sLab=60mmVAb=0.188m/saB=VAB2XLAB=0.592m2/s選比例尺：nv=V/pb=9.42(m/s)/mNa=aJp'b'=29.5(m2/s)/m理論力學(xué)公式：V=VB+VBcac=ab+acb+acb

由圖一的速度多邊形及加速度多邊形，根據(jù)比例尺得到:VC=0 V BC=0.188m/saCAn=0aBCAn=0.197m/s 2aC=p'c'*na=1.6225m/s2（二）由圖二的速度多邊形及加速度多邊形，根據(jù)比例尺得到:VC=0.149m/sV BC=0.031m/sacn=0.319m/s2aBcn=0.005m/s2ac=p'c'*iia=0.59m/s24)（三）由圖三的速度多邊形及加速度多邊形，根據(jù)比例尺得至上Vc=0.119m/sVBC=0.188m/saCn=0.118m/s2aBcn=0.197m/s2ac=p'c'*na=0.24m/s2四,虛擬樣機(jī)實(shí)體建模與仿真4.1ADAMS/View的樣機(jī)建模（b）五.虛擬樣機(jī)仿真結(jié)果分析利用ADAM防真軟件對(duì)已建立模型的搖桿的位移、速度、加速度進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并輸出所需要的數(shù)據(jù)及曲線，如下：滑塊水平位移仿真曲線滑塊水平運(yùn)動(dòng)速度仿真曲線MtCb)MtCb)滑塊水平運(yùn)動(dòng)加速度仿真曲線帶刮片擺桿角速度仿真曲線（一）帶刮片擺桿角速度仿真曲線（二）六.課程設(shè)計(jì)總結(jié)6.1機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)總結(jié)：首先我們確定搖桿的長度，并用 CAXAB出了它的運(yùn)動(dòng)簡圖，之后用ADMAS進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。通過這次課程設(shè)計(jì)我學(xué)會(huì)了 ADMASfc件的基本操作掌握了更多的使用工具。并且在此設(shè)計(jì)過程中也培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)作精神。在學(xué)完機(jī)械原理這門課程的同時(shí)，作為一名合格的機(jī)械學(xué)生， 需要將所學(xué)的應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)中去，提高我們綜合運(yùn)用機(jī)械原理課程理論分析的能力，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際來分析和解決工程問題。根據(jù)已知機(jī)械的工作要求， 通過制定設(shè)計(jì)方案、合理選擇機(jī)構(gòu)的類型、正確地對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和受力進(jìn)行分析和計(jì)算，讓我們對(duì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)有一個(gè)較完整的概念。同時(shí)也訓(xùn)練我們收集和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料以及計(jì)算、制圖和數(shù)據(jù)處理及誤差分析的能力，并在此基礎(chǔ)上利用計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論知識(shí)，初步掌握編制計(jì)算機(jī)程序并在計(jì)算機(jī)上計(jì)算來解決機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)問題的基本技能。完成了整個(gè)課程設(shè)計(jì)，收獲頗多，尤其是在軟件應(yīng)用上面，同時(shí)對(duì)機(jī)械原理的知識(shí)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。縱觀課程設(shè)計(jì)過程，我們各組員任務(wù)分配明確，相互溝通交流，互幫互助，工作有條不紊地前進(jìn)。短短的兩周讓我們受益匪淺：首先要對(duì)問題認(rèn)真重視，然后就是數(shù)學(xué)思想的完美性的思考，將機(jī)構(gòu)放之現(xiàn)實(shí)生活中我們要考慮的問題，安全、穩(wěn)定、美觀、便捷、經(jīng)濟(jì)。這是最復(fù)雜和困難的，也是想的最多的地