机械制造工艺学课程设计说明书

机械制造工艺学课程设计说明书（通用12篇）

机械制造工艺学课程设计说明书 篇1

学院:工学院 姓名: 学号: 班级:机制104班 指导教师:杨卫平二O一二年十二月 目录(自动生成的目录参考 绪论........................................................................................................................-11.2 超声加工相关技术概述..................................................................................-11.2.3 旋转超声加工技术................................................错误!未定义书签。1.3 超声加工技术的国内外研究现状........................................错误!未定义书签。

1.3.1 超声振动切削的研究进展....................................错误!未定义书签。1.3.2 超声复合加工的研究进展....................................错误!未定义书签。1.3.3 超声表面光整加工的研究进展............................错误!未定义书签。1.3.4 旋转超声加工的研究进展....................................错误!未定义书签。1.4 课题研究依据及本文所做的工作........................................错误!未定义书签。旋转超声磨削及其加工机理分析........................................................................-42.2 传统磨削中的材料去除机理................................................错误!未定义书签。

2.2.1 塑性材料的去除机理............................................错误!未定义书签。2.2.2 脆性材料的去除机理............................................错误!未定义书签。2.3 超声加工的材料去除机理....................................................错误!未定义书签。

2.3.1 传统超声加工中的材料去除机理........................错误!未定义书签。2.3.2 旋转超声加工中的材料去除机理........................错误!未定义书签。2.4 旋转超声磨削的材料去除机理............................................错误!未定义书签。

2.5 本章小结................................................................................错误!未定义书签。总结..........................................................................................错误!未定义书签。

参考文献........................................................................................错误!未定义书签。

致谢................................................................................................错误!未定义书签。

i 1 课程设计任务及要求 1.1 课程设计任务

机械制造工艺学课程设计要求学生在完成机械制造工艺学理论知识学习、进行了生产实习后,通过课程设计实践性教学环节,获得综合运用所学知识进行工艺规程及工艺装备设计的基本能力。主要锻炼学生能理论联系实际,正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量;根据保证工序质量要求,结合工程背景,提出工装设计任务并完成符合生产实际的工装设计;学会使用手册及图表资料,并掌握与本设计有关的各种资料的引用和标注。

本次课程设计任务: 某机床厂年生产CA6140车床5000台,请完成该车床上,零件号为831004、毛坯为铸件、材料为ZG45法兰盘的工艺规程设计及满足相应工序要求的夹具设计。零件技术要求如下图所示。

图1 CA6140车床法兰盘零件图 企业年生产纲领

⑴CA6140车床生产纲领为5000台/年,每台产品831004法兰盘数量1件;⑵831004法兰盘备品率为2%,废品率为0.4%。企业现有生产条件

⑴毛坯为外协件,生产条件可根据需要确定;⑵现可供选用的加工设备有: •车床:CA6140、C3163、C5140 •铣床:X5030A、X6132、X2010-30 •刨床:B6050、BC6063、B2010

•磨床:M1432、M2120、M7140、MT1040A •镗床:TX619T、TX6210、TPX6111B、TK4163 •钻床:Z525、ZX50、Z3050、Z4116 1.2 课程设计要求

学生必须按机械制造工艺学课程设计指导书要求,完成以下课程设计任务,主要包括以下几个部分: [1] 零件图一张

[2] 机械加工工艺卡片一套

[3] 课程设计说明书(不少于2000字一份 [4] 一人一个资料袋 附图:零件实物图

图2 CA6140车床831004法兰盘2 零件技术要求及其结构工艺性分析 2.1 零件技术要求

从设计任务中给定的零件图可知,该零件尺寸精度中,最高精度等级为IT6、最低精度为未注公差;形状精度均为未注公差;位置精度要求两侧平面相对φ20mm内孔轴心线端面跳动公差0.03mm、其余各几何要素间相互之间位置精度均为未注公差;各加工表面的表面粗糙度值(Ra最大6.3微米、最小值0.4微米;毛坯采用ZG45钢材料铸造而成;其形状是由简单的回转面、平面组合而成,几何特征如下图所示。其主要是在进给机构中起到连接件的作用。

图2 CA6140车床831004法兰盘三维图 2.2 零件的结构工艺性分析 2.2.1 传统超声加工技术

CA6140 车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计 超声加工方法是近40 年来逐步发展的一种新型加工方法，它不仅能加工硬质合金、淬火钢等脆性金属材料，而且适合于半导体和不导电的非金属硬脆材料（如半导体硅片、玻璃、陶瓷

以及金属基碳化硅复合材料等）的精密加工和成形加工[1, 7, 8]。在难加工材料 和精密加工中，超声波加工方法具有普通加工无法比拟的工艺效果，具有广泛的应用范 围[1, 15]。1.传统超声加工的原理 传统超声加工是利用工件做超声振动，并沿工具头振动方向施加一定压力，通过液 体磨料来加工材料。如图 1-1 所示，其原理为：加工时，超声波发生器通过换能器产生 超声频振动，该振动振幅（约有 5μm）一般比较小，不能满足需求，需用变幅杆将换能 器的振动振幅放大后（振幅为 20~30μm），再传给工具。换能器 超声波发生器 超声振动 加压 工具 磨料喷嘴 工 件 变幅杆 磨料 工件 图 1-1 超声加工示意图 由于工具与工件间充满了液体（水或煤油）与磨料（如氧化铝或碳化硅等）混合的 悬浮液，且工具以很小的压力压在工件上。工作液中悬浮的磨粒在工具的超声振动下以 高速不断冲击工件加工表面，使该表面受到很大的压强而产生材料的变形，当应力超过 其强度极限时，材料将发生破坏而成粉末状去除。同时由于悬浮工作液的扰动，促使磨 料以高速抛磨工件的加工表面。此外，悬浮工作液受工具端部的超声振动而产生的“空 化”现象在工件表面形成液体空腔，促使液体渗入被加工材料的缝隙处，而空腔的瞬时 闭合又引起强烈的液压冲击，加快了工件材料的机械破除作用，并有利于加工区域磨料 悬浮液的均匀搅拌和磨蚀产物的排除。磨料悬浮液的循环流动使磨料不断更新，并带走 被粉碎下来的材料微粒，工具逐渐渗入到材料中，工具形状便复现在工件上。因此，超 声加工是磨粒在超声振动下的机械冲击和抛磨作用与超声空化作用的综合结果，其中磨 料的连续冲击和抛磨起着主要作用。2.传统超声加工的特点 由超声加工的原理和过程可以看出，超声加工具有如下特点：-2-CA6140 车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计 1 由于超声加工是靠磨料及液体分子的不断冲击和空化作用来进行加工的，因此 适合加工各种硬脆材料，如玻璃、陶瓷、宝石、半导体等，尤其是电加工难以加工的导 电性能差的材料。2 由于去除工件材料主要依靠磨粒瞬时局部的冲击作用，故工件表面的宏观切削 力很小，切削应力、切削热更小，不会产生变形及烧伤。加工精度高，尺寸精度可达 0.01~0.02mm，表面粗糙度也较低，可以达到 Ra0.63~0.08um，很适于加工薄壁、窄缝、低刚度零件。3 工具可用较软的材料、做成较复杂的形状，且不需要工具和工件作比较复杂的 相对运动，便可加工各种复杂的型腔和型面。一般超声加工

机械制造工艺学课程设计说明书 篇2

关键词：机械制造工艺,课程设计,存在问题,教学改革

1. 课程设计主要内容

通常, 机械制造工艺课程教学采用理论教学、生产实习、课程设计等三个阶段分段实施, 学生经过60 ~ 90 学时的基础理论课学习后, 由指导教师带领, 深入合作企业进行为期数周的生产实习。通过在生产现场的观察和学习, 进一步了解和熟悉机械零件的典型加工方法和工艺过程, 课堂教学的理论知识得以加深。

学生经生产现场实习后, 一般集中进行为期三周的课程设计, 对所学习的理论、工厂的实践知识开展应用练习。本课程设计一般围绕如下四个方面进行: 指导教师下达设计任务, 为学生提供零件图、设计要求, 讲解设计过程及注意事项; 学生针对设计题目进行零件的结构分析和工艺设计, 通过分析、讨论、计算, 确定毛坯结构和尺寸, 并设计完成该零件的工艺过程卡, 编制详细的机械加工工序卡; 针对所编制的机械加工工艺过程, 选择典型表面的加工工序进行专用夹具结构设计, 通过方案分析, 选取和设计定位元件、夹紧机构、导向元件、夹具体等关键部件, 并设计出夹具装配图、若干典型零件图; 学生完成设计报告, 提交设计成果, 然后根据每个人的设计内容、平时成绩, 进行成绩的评定。

2. 课程设计存在的问题分析

(1) “三多三少”问题

机械制造工艺课程设计是机械专业的知识综合运用并有机结合起来的训练过程, 涉及机械制造工艺学、金属切削原理与刀具、金属切削机床及机床夹具设计、机械制图、公差与技术测量等内容, 应用知识较多, 设计内容包括工艺规程制定、专用刀具、专用夹具设计等三方面内容, 参加设计的学生人数较多。同时, 学生综合运用理论知识和信息资料的能力比较欠缺; 为期3 周的设计时间偏少, 指导课程设计的教师人数较少。

( 2) “三不”问题

学生自主性不强。首先, 学生对课程设计重要性认识不够, 比较懈怠, 造成前松后紧的学习局面; 其次, 设计初始阶段, 不能从设计题目和任务中发现主要问题, 不会把已学知识与需要设计的内容相结合, 一味等待和依赖指导教师, 甚至需要指导教师提出设计方案; 再次, 针对一些参考资料提供的设计思路和方法不能进行合理选择, 生搬硬套, 导致设计方案不合理, 设计思路混乱, 不能体现创造性。有小部分同学对设计中出现的困难有畏难情绪, 期待抄袭别人的设计成果, 独立自主性较差。图纸绘制不规范, 说明书撰写不规范。部分学生图纸尺寸标注不合理, 设计的工装零件制造工艺性和装配工艺性差。设计说明书中对设计方案的提出解决问题思路和方法不能明确表述; 设计原理、计算方法阐述条理不清楚和内容不对应, 缺少参考文献或引用的参考文献格式错误等。

( 3) 成绩评定问题

课程设计成绩评定一般依据三部分: ⑴出勤及平时表现; ⑵设计、图纸及说明书质量; ⑶答辩情况。指导教师不可能长期呆在设计教室, 出勤靠学生的自觉性, 学生图纸内容相似, 说明书内容相同, 答辩时间较短, 提问问题有限。据此评定成绩必然存在弊端。

3. 教学问题及改革方案

教学是教与学的有机统一, 授课只是教学的一部分, 对于专业课应尽量与实践相结合。改进授课方法, 完善实践环节是确保教学改革成果转化为学生知识和能力的有效途径。

( 1) 充分调动学生积极性, 解决学生对课程设计的重要性认识不足的现状

在进行本课程设计时, 学生已进入倒数第二学期, 很多同学进入毕业前的忙乱或茫然阶段, 找工作、考研或对即将离校后的生活不知所措, 对课程设计兴趣不高, 学习态度不够端正, 没有正确认识到课程设计对学习和培养工程师基本设计素质的重要影响, 这些不良情绪往往会造成他们不能积极主动地投入课程设计工作。

在以往的教学实施过程中, 总有部分学生对待课程设计不负责任、敷衍了事, 无法达到预期的教学要求和课程设计目的。为改善现状, 笔者深入学生中与他们进行交流、沟通, 了解学生所处的状态, 积极引导、解决他们面临的问题。

在开展课程设计时, 首先第一日需要做到是为学生讲解, 课程设计的必要性及其意义, 通过集中动员, 使学生能够充分了解课程设计的地位、作用, 以便其今后能够积极配合相关工作, 与此同时, 为学生讲解所设计的相关任务, 让学生能够从本质上端正态度, 进而主动参与到课程设计中。

( 2) 课程设计选题单一, 缺乏先进性

长期以来, 不少学校所开展的课程设计, 都多以零件等机床夹具设计、工艺设计等为主, 由于这些课程都为实际操作课程, 且内容多为金属切削机床与减速箱等操纵部件, 这些课程内容更利于进行课程设计, 同时也容易把握任务设计点。但这些题目往往已经经过较长时间的运用, 这使得学生多多少少都会出现相互抄袭或者重复运用等情况, 极不利于学会创新设计思维的运用。

为此, 在开展课程设计前, 指导教师需精心准备, 尽量深入工厂寻找难易适中的零件, 有条件时同时准备好待加工的零件实物。在任务课题充裕的情况下允许学生选择自己感兴趣的任务, 从而提高完成任务的积极性。

( 3) 合理安排设计时间, 采用先进设计手段解决时间紧任务重、绘图手段落后问题

机械制造工艺课程设计内容通常需要进行大量的计算、分析以及绘图等工作, 相较于以往的课程设计, 设计难度也有相应的增加, 这就需要学生在进行课程设计期间, 积极调动思维, 并在实践中充分运用所学的各项知识。但由于在进行设计的过程中, 往往只有两周或者三周的时间, 在进行设计初期, 学生通常不知道从何下手, 加之时间较为短暂, 又需要解决定位误差分为以及工艺参数计算等各项问题, 为了能够在规定时间内完成任务, 经常需要加班赶工, 导致他们多表现出疲劳状态。甚至还有部分学生为了能够在规定时间内解决问题, 出现抄袭他人成果的情况。

在学生进行课程设计期间, 大多数学生都选择了手工绘图, 一方面手工绘图需要花费较长的时间, 致使任务量因此增加; 另一方面目前绝大部分企业均运用计算机绘图技术, 并且学生在校的这段时间也多采用计算机绘图方法, 仅通过运用手工绘图的方式是无法有效锻炼学生计算机绘图能力的, 这就与实际情况发生了非常显著的脱节现象。这样一来, 课程设计的质量就很难得到保证, 无法有效达到预期效果。针对上述问题, 本文对课程设计的时间以及主要任务进行了相应的调整, 将以机械制造工艺》为例, 将课程设计与其实习环节和教学环节进行了结合, 提前公布设计题目, 让学生在学习中熟悉设计题目, 并引导他们掌握相关知识, 同时在进行实习期间, 也提出更具有针对性地学习和参观, 这样一来, 学生能够带着设计题目参与到学习中, 不仅能够充分掌握零件的特点、结构和功能, 同时也能够最大程度上激发其参与兴趣。

(4) 构建机械制造工艺课程设计教学新体系

①构建课程的理论教学体系———第一层次

在进行理论教学体系的构建时, 应当严格按照 “一点” 充实“三化”的原则, 其中 “三化”主要是指模块化、基础化和综合化。在对课程理论教学体系构建过程中, 必须严格按照 “逆向思维”的方式来完成构建, 构建的过程主要为 “一点”→综合化→模块化→基础化。首先结合相关 “知识点”对其进行综合化模块的构建, 并将 “知识点”作为客观依据, 在课程体系构建中, 充分把握其系统性、科学性和完整性, 使其成为培养创新型人才和应用型人才的重要力量。然后, 按照综合化完成模块化的全面构建, 模块化模块的主要内容, 同样应将综合化作为主要依据, 对模块化的内容进行构建; 最后根据模块化的内容完成基础化的构建, 基础化模块的内容必须充分结合学生所掌握的技能方法和基本知识, 使其更加贴近学生的实际情况, 更利于学生知识、技能的提升。

②构建课程的实践教学体系———第二层次

在对课程实践教学体系进行构建时, 应将其分为支持系统与主导系统两大方面。其中主导系统由可将其分为课程设计和实验教学两大部分, 其主要是将实践教学体系作为主要核心, 由教学组织形式、焦旭为目的和教学方法等内容组合而成。支持系统则主要是由相应师资力量与硬件实验设备组合而成, 在对其实践教学改革中, 其实验室建设是无法得到有效改革。

为此, 在进行课程教学期间, 需要充分结合理论教学的主要内容性质来对其进行设计, 并将其设置为典型项目或者相应任务。在进行实践教学时, 其项目的案例或者任务则需要将企业需求与社会需求作为主要导向, 充分运用产学研等项目为企业培养更多优秀的人才, 争取做到企业需求与课程学习有机结合。

4. 结语

近年来教学实践证明, 机械制造技术课程的教学改革有利于培养学生的动手能力和创新能力, 这对学生的专业学习和毕业后的培养具有扎实的理论基础。

参考文献

[1]王素玉.机械制造技术基础[M].北京:清华大学出版社, 2011.

机械制造工艺学课程设计说明书 篇3

关键词：机械制造工艺学；考核模式改革；工程素质；试题类型；知识构成

中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）11-0048-02

工科类高校是为社会培养工程技术人才的摇篮，而培养出来的工程技术人员的质量如何，则与培养计划、方法、过程等息息相关。怎样才能培养出符合社会要求的具有工程技术素质、能很快胜任工程师工作的合格学生，是值得探索和研究的问题。“实践出真知”，这是人类发展历史证明的绝对真理。要使学生有真知，就必须使其参与社会实践活动，必须对现行的教学模式进行改革，使学生随时可以带着问题去生产实践中寻找答案，探索究竟。工科学生的专业培养计划中，有若干门专业课及与这些专业课联系的实践教学环节，如实验、实习、课程设计、毕业设计等。从这些专业课入手，进行考核模式的改革，对提高工科学生的培养质量具有不可低估的促进作用。以下是作者在机械设计制造及其自动化专业的专业课——机械制造工艺学课程教学实践中对课程考核模式改革所作的探索和思考，愿与同行们讨论。

一、工艺学课程考核模式改革的必要性

机械制造工艺学是机械设计制造及其自动化专业以及相关机械类专业的一门专业课，课程的研究内容具有很强的实践性。同时，课程所包含和涉及的知识面非常广泛，需要多门课程的支持。所以，机械制造工艺学课程的知识和信息对从事机械制造业的工程技术人才来说具有较强的综合性。在机械设计制造及其自动化专业教学计划中，机械制造工艺学课程的教学通常安排在三年级第二学期。在课程理论学习之前，与机械产品设计、制造相关的理论知识来源于课堂，实践知识来源于金工实习。学生们了解的加工方法有限，工艺及加工装备方面的知识近乎为零。由于学生实践知识缺乏，所以在课程内容的理解、掌握上存在较大困难。常常会出现“知其然，不知其所以然”的局面，这通过对考试成绩的了解及后续进行的工艺实习就可以得到验证。往往考试成绩挺好，而在实际生产环境中提问与课程理论相联系的问题时，却不能很好回答；不能独立地较为全面地分析并说出任何一道工序所涉及的工艺知识；有的学生甚至不了解机械加工方法。来到生产现场，不仅实际生产中很简单的问题不懂，也不会结合课堂所学理论进行分析思考。这并不是说学生笨，而是目前的教育教学模式缺乏根据需要随时实践的教学机制，说明传统的应试学习模式还在大学延续，束缚着学生真知的形成。考核模式改革的核心，就是将课程考核与生产实际相结合，使工科大学生从传统的应试学习转变为工程素质学习。

高校的教育教学改革是常态，机械制造工艺学课程的教改也不例外，而针对考试模式的改革，大都停留在建立试题系统，随机组题考试，让学生多做试题，领会和掌握课程知识点这个层面上，这样的改革对培养合格的工程技术人才还远远不够。为了培养出适合社会需要的创新型、知识型、应用型人才；为了提高学生的实践能力、工程设计能力、应用知识的能力，拟探索研究出适合机械制造工艺学课程考核的新模式新方法，并为其他专业课甚或专业基础课提供借鉴。

二、工艺学课程考核模式改革的内容及解决的问题

针对机械制造工艺学课程，以培养学生分析问题、解决问题、处理实际工程问题的能力为出发点，以学生走出校门能很快胜任工程师工作为目的，对传统的考核模式进行以下几个方面的改革。

1.考核方式方法及地点的改革探讨。考核方式方法及地点的探讨研究，拟解决传统的闭卷考试难以全面反映学生实际工程素质及能力的问题。传统的课程考核常常是在教室里进行闭卷笔试。采取这种考核的结果，往往使考核的内容具有一定的局限性，妨碍了学生运用所学知识解决实际问题能力的提高。事实上，像机械制造工艺学这类实践性很强的课程，考试的地点可以扩大，考核的方式方法可以灵活多样。可以在课堂上提问考核；可以在生产车间研究实际问题考核；可以理论与实践结合自己提出问题并解答考核；可以生产车间现场出题考核；可以在生产实习过程中提问考核；可以对具体工艺问题分析写出研究论文考核，等等，而不仅仅是教室里的闭卷考核。地点扩大了，考核的方式方法多样了，考核的内容就可能做到理论联系实际，进而达到培养学生工程素质的目的，考核的成绩就能反映出学生运用知识的能力、分析解决实际问题的能力等。

2.考试在整个教学过程中的位置安排问题探讨。传统的课程考核往往紧紧安排在课堂理论教学结束之后，学生们在完成试卷时靠的就是记忆，往往所答知识并不理解。考题中如包含与生产实际问题相关的题目，学生就做不出全面完整的答案。如果把课程考试放在实践教学环节之后，就可能做到学生考试时笔下所写心里了然。故拟探索根据专业课程的特点和相关教学环节的具体内容，将课程考核安排在一个较为恰当的位置上。在机械设计制造及其自动化专业的教学计划中，与机械制造工艺学课程相关的教学环节有三个，即机械制造工艺学理论授课及实验、机械制造生产实习、机械制造工艺学课程设计。如果机械制造工艺学课程考试安排在机械制造生产实习之后甚或包括课程设计之后，学生们在完成卷面考试时笔下所写就是其理解和领会的知识；学生的考核成绩就能真实地反映出学生对课程知识理解、掌握及应用的能力，而不仅仅是反映学生记忆的功夫，还将大大树立学生对专业的信心，强化学生从工程的视角思考问题的意识。

3.试题知识结构构成研究。研究专业课试题知识结构构成，拟解决传统的闭卷考试试题知识结构偏重课程理论，轻知识应用、轻理论联系实际的问题。对实践性很强的专业课，试题内容偏重理论是非常不利的。这不仅影响学生将课程理论与生产实践的有机结合，还不利于学生分析问题、解决问题能力的培养，更不符合为社会培养所需工程技术人才目标的要求。所以，专业课试题知识结构构成要做到理论知识与实践知识并重。例如，机械制造工艺学课程考试的一道问答题，仅仅要求学生回答“粗、精基准的选择应遵循的原则”是不够的，还应给出具体零件图样，让学生根据零件图上的要求选出粗、精基准等。学生要完成考题，不仅要掌握课程知识点的理论知识，还必须具备一定的实践知识和理论联系实际的能力。以此敦促学生重视各个教学环节，做到学有所获、学而能用、学而会用，达到提高学生工程素质的目的。通过对试题知识构成和学生成绩的关联分析，发现概念、原理、定义甚或是计算等需要背、记的考题，学生失分少；实际结构分析、理论联系实际的设计类考题，学生失分较多。这说明在当前教学模式运作的条件下，学生缺乏理论与实际结合等工程能力的训练和实践过程。

4.试题类型的开发和研究。传统的闭卷考试的试题类型，不利于训练学生分析问题、解决问题的能力。如果背得多记得牢，就能考出高分。所以，开发研究出适合提高学生知识运用能力，理论联系实际能力，思考、分析、解决问题能力的试题类型，对促进学生良好从业素质的培养、形成和提高具有非常重要的作用。传统的试题类型主要有：判断题、填空题、选择题、问答题、计算题等。以机械制造工艺学课程为例，在上述题型中，仅判断题在概念清晰的基础上要作一定的分析、思考和判斷才能做对，其余题型基本上考的都是记忆功夫。对实践性很强的专业课，为培养提高学生的理论联系实际、分析解决问题的实际工作能力，在考题的类型上下工夫是很有必要的。例如，像机械制造工艺学课程考核，联系实际的考题类型有：分析题、结构题、设计题等。如工艺过程的分析与制订、分析实际加工案例提出问题并解答、根据加工要求设计定位方案、夹具结构分析与纠错、根据装配精度要求建立尺寸链并求解等。还可以给传统的只需背书类的问答题中融入结合实际的知识元素，使机械制造工艺学课程考试的成绩反映出学生的真才实学。

机械制造工艺学课程设计说明书 篇4

一、课程设计的目的与要求

1、运用机械制造工艺学及有关课程(工程材料与热处理、机械设计、公差与技术测量、金属切削机床、金属切削原理与刀具等)的知识，结合生产实践，独立地分析和解决工艺问题，初步具备编制中等复杂程度零件机械加工工艺规程的能力。

2、掌握查阅、应用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。

二、课程设计的内容

1、根据生产类型，对零件进行工艺分析，绘制零件图；

2、选择毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图(零件——毛坯合图)；

3、拟订零件的机械加工工艺过程；

4、选择各工序的加工设备及工艺装备(刀具、夹具、量具、辅具)，确定各工序切削用量及工序尺寸，计算某一代表工序的工时定额；

5、填写工艺文件；

6、撰写设计说明书。具体要求：

1、零件CAD图 1张

2、机械加工工艺过程卡片 1套

3、机械加工工序卡片 1套

机械综合课程设计说明书目录 篇5

第一章 总体方案拟定

1、设计参数

2、总体方案分析（原动力、传动系统、布局等）

3、设计方法（三维建模、零部件设计、设计检验等）

1机械原理课程设计说明 篇6

希望大家提高认识，端正态度，按照课程设计的相关要求，严格执行、踏实完成。现将相关事宜说明如下：

1.课程设计设计选题见课程设计任务书。

2.设计课题共14题，每5人一组，按照学号顺序排列，如学号1、2、3、4、5，完成任务书中的任务书（1）中的设计题目。另学号71,72完成（1），（2）设计题目。

3.课程设计具体内容要求见设计任务书。按照任务书的要求完成相关图纸、说明书（设计说明书不少于20页，统一使用A4白纸，手写，不得使用电子版）。

4.课程设计的最终成绩按照课程成绩评分表的相关标准评定。

5.时间安排：18周-19周为课程设计时间；上交截止时间19周周日（6月23日）；答辩采取自愿原则，20周按照拟答辩人数安排答辩时间。

6.最终上交材料：

（1）图纸（按照任务书要求完成）。

（2）设计任务书（装订顺序：设计说明书封页→设计说明书正文→湖北文理学院理工学院机械与汽车工程系课程设计评分标准（封底））。

7.参考资料：机械原理课程教材；机械原理课程设计手册等。

8.课程设计指导时间安排：临近考试，指导不安排集体时间，以小组为单位和老师联系具体指导时间。

另：最终课程设计材料上交以班级为单位，学委负责收集，整理好（按学号排列，小号在上）一起上交。

机械制造工艺学课程设计说明书 篇7

一、机械制造工艺学课程特点

机械制造工艺学课程具有理论内容丰富、实践性强、综合性强三个特点, 下面将分别进行介绍。学习机械制造工艺学需要研究零件加工工艺和产品加工工艺之间的共性问题, 这样就需要掌握零件加工工艺以及产品加工工艺等大量的理论知识, 包括基本概念、基本理论等。另外, 机械制造工艺在实际生活中的应用较为广泛, 与实际生活间的联系较为紧密, 因此在学习过程中往往需要金工实习、课程设计等进行实际操作, 以便提高动手能力, 真正提高综合素质。最后, 机械制造工艺学和其他学科之间的联系较为紧密, 或者说机械制造工艺学需要在机械制图、机械设计、金属工艺学等课程基础知识上进行更深层次的学习。所以机械制造工艺学注定是一门综合性较强的学科。

二、课程内容新体系探究

在传统的教学模式中教师往往会针对教材中的理论知识进行讲解, 但是这种教学模式会导致理论知识学习和实践相分离, 理论知识冗杂导致学生的学习兴趣普遍不高, 另外, 金工实习、课程设计等的缺失也会使学生对机械加工工艺流程、装配工艺流程、机床夹具设计等方面的知识匮乏, 动手操作能力差, 很难满足企业对人才的要求, 因此, 本文将对机械制造工艺学教学新思路进行探究。

(一) 激发学习兴趣

“兴趣是最好的老师”并非空穴来风, 学生在尚未动手实践时, 对机械制造工艺学的整体认识偏低, 再加上课程本身综合性强、涉及内容广、理论知识复杂, 联系不紧密, 在记忆时也会有一定的困难, 所以大部分学生的学习兴趣会遭到打击。因此, 在教学时, 教师可以在讲解绪论时, 让学生明白本门课程的学习背景、研究对象、学习要求、课程特点等, 其中, 尤其应该让学生注意本门课程与生活实际之间的关系, 以及在实际生活中的应用, 以便消除学生的畏惧心理。为了避免学生缺乏感性认知, 在教学时教师可以采用现场教学法, 比如在讲解铸造时, 可以将学生带到铸造的现场, 分步骤依次讲解各个工序, 让学生在观看全过程增强记忆力的同时, 增加了对知识点的认知, 从而完整、系统性地掌握这部分知识。

(二) 运用多媒体教学

机械制造工艺学的教学如果能合理地运用多媒体技术, 对工艺等知识进行展示, 不但可以增加学生的感性认知, 也可以大大减轻教师的授课劳动量, 更能直观地展示出三维实物复杂的运动状态。但是如果教师太过于依赖多媒体, 在课堂上一味用多媒体演示, 就会使学生一直盯着多媒体课件, 造成视觉疲劳, 在一定程度上也会影响学生的学习效率。因此, 教师在教学时, 既要运用多媒体, 也要板书。板书并不意味着浪费时间, 在教师板书的时候, 学生可以有时间回忆教师所讲的知识点, 不清楚的知识点也可以有时间做笔记, 所以, 板书并不是降低课堂效率, 而是提高课堂效率。

(三) 培养团队合作能力

由于《机械制造工艺学》这门学科知识的抽象性, 学生在独自学习时, 很容易遇到各种问题, 但是仅凭个人力量无法解决这些问题。这是就需要教师将学生分组, 以小组为单位进行学习。比如, 在分析加工随机误差和系统误差出现原因以及解决办法时, 教师可以将学生分成若干个小组, 每个小组通过讨论后选择一个代表对小组的讨论结果进行汇报, 通过小组讨论的形式让每一位学生都参与到课堂的学习中去, 每一位学生都对问题进行讨论, 通过讨论增强自己的语言表达能力、团队合作能力, 能对抽象的问题有更清晰而系统的把握。

(四) 运用实验教学

对于实践性很强的机械制造工艺学这门课程, 实验教学是必要的, 生产实习是学生获得机械加工感性知识以及加深对课堂内容理解的一个重要环节, 在这个环节中, 教师要了解到学生在后续实习中企业的具体情况, 另外, 课程设计就是在学生结束课程学习后对课本知识进行综合运用的一个考验, 也是毕业设计的一次训练, 教师在这个阶段要注意总结学生在完成课程设计过程中出现的错误, 还有学生课程设计作品上存在的不足。

三、小结

机械制造工艺学课程设计说明书 篇8

关键词：教学改革 实践教学 职业技能

职业教育既要满足受教育者就业的需求，也要为学生毕业后不断接受教育奠定基础。根据社会对人才需求的变化趋势，应构建适应教学目标的课程体系。课程体系改革首先应注重以就业为导向的培养目标，坚持“手脑并用、做学合一”的教学原则，突出职业技能训练。突出职业岗位工作过程在课程结构中的逻辑主线地位，使学生成为探索知识的主体。

技校机械制造工艺基础课程的设置在教学内容上与企业生产严重脱节，理论教学与实践教学结合不紧密，教学形式上大部分仍以课堂讲授为主，这样就使得培养的职业人才难以满足现在企业的用人需求。因此，在课程设置上，必须充分体现以学生为中心，遵循“以应用为目的、以必需和够用为度”的原则，减少理论课学时，增加课题任务教学课时。整合后的课程，我们采用理实一体化教学模式，以校企合作产品作为课程载体，采用工作过程为导向的教学模式，以培养学生的职业能力为核心，对课程的理论和实践教学模式进行改革，取得了良好的效果。

一、改革教材

调整教材结构，突出专业特点。在认真分析原有教材的基础上，对教材的知识内容进行了重新规划，突出教材的适用性、有效性，主要体现在以下方面：

第一，将原教材中属于热加工工艺的铸造、锻造和焊接三个章节的内容合并为一个单元，介绍常见的毛坯制造方法与过程，并对机械加工类专业必须了解的有关影响机械加工方法和质量的毛坯材料机械性能、毛坯上常见缺陷等内容进行了删减。

第二，将原教材第五章到第十章有关各种机床的切削加工和第十一章有关精密、特种加工的知识内容进行了分解重组，分别安排为介绍机床构造、刀具类别和介绍金属切削加工方法及其工艺特点这两个单元。

第三，切削加工基础知识、机械加工工艺过程、典型零件加工和装配工艺章节，各自成为独立单元，作为本课程的重点知识内容。

二、改革课程

理实一体化技校课程教学改革是在借鉴德国等发达国家先进的职教理念基础上，在汲取其理念精髓，开拓思路，并加以本土化吸收与改造中进行的；作为机械工程及数控专业的学生首先应该掌握机械制造工艺基础的基本概念和主要原理，了解主要加工方法及其应用。有鉴于此，采用基于工作过程的课程教学模式，可以从企业中精选一些比较典型的生产实例作为学生的学习任务，以完成典型零件的加工任务为主线，以机械制造工艺规程编制为核心，将实训、理论知识及课程设计三部分内容有机整合起来。同时，在教学上侧重职业技能训练，在学时上偏重实践教学，最终根据完成各阶段工作任务所需知识选择理论教学内容，做到实践教学与理论教学同步进行，并将教学与企业生产实际相结合。例如：拿一张主轴类零件图纸，要求学生根据零件图，读懂图样、制定加工工艺规程、加工零件。训练学生运用已学的知识，应用到实际生产中，让他们真正感觉到学有所用，从而提高学生学习理论课的自觉性。使学生们获得一个完整的机加工过程概念。不仅可以巩固已学的知识，强化学生的专业思想，也可以使学生通过操作进一步加深对机械生产的理解，并对企业实际工艺和流程有一个完整了解，自觉规范工作行为，养成良好的职业习惯。根据教学内容需要，积极创造条件组织学生到企业参观学习，让学生在校内外实训基地进行实际操作。

为了使学生掌握的理论知识向实践能力转化，应采用理论教学、实训教学、现场教学、课堂讨论等多种形式相结合的方法来进行教学，要根据不同章节的特点和学生所要掌握专项技能的要求，把实训、现场教学等实践性教学环节融入到教学过程中，尽量为学生创造动手操作的机会，不断强化应用、强化实践，在教学进程中做到理论教学、实训交叉进行。综上所述，我们可以构建“一条主线、两套体系、多个教学模块”作为机械制造工艺基础课程内容体系。一条主线是指以典型产品的制造作为课程载体和主线，将学生所学理论知识和所需掌握的职业技能有机地联系起来；两套体系是指实践教学体系和理论教学体系；多个教学模块是指根据企业产品制造流程，安排多个理论教学和实践教学模块，设计不同的学习情境，理论联系实际，工学结合，多层次实践训练，提高学生实际操作技能，巩固所学基础知识。

三、改革考试考核方法

机械制造工艺基础课程以岗位需要为考试、考核内容。在改革考试、考核方法上，转变传统的考试观念，树立以“能力测试”为中心的现代考试观念，采取答卷与口试、理论考试与实践考试、答辩和现场测试相结合等多种方式。以考试促进教学，注意平时学生的学习态度，通过对本课程学习能力的考核，调动学生的学习兴趣，同时把能力培养贯穿于整个教学的始终。

四、改革难点

实训基地要求高，学生要完成从图纸到产品的整个制造过程，那么实训基地就必须具备从毛坯制造的铸、锻、焊，到常规金属切削加工的车、铣、磨、钻，以及数控加工、热处理、表面处理等生产条件。而一般院校的实训基地只能完成车、铣、钻、数控加工等工序，难以完成精磨、珩磨等精加工工序，导致学生难以做到对机械产品制造工艺过程的全面了解。

教学组织困难，每讲授完一种加工方法及相应的机床课程后，就必须安排学生到校内实训车间进行讲解与实践操作，这种模式教学效果好，但教学组织难度大，同时还需要协调实训指导教师和理论教师的教学进程相适应。上述课题任务教学模式，要求教师必须是“双师型”教师，具有较高的职业能力和渊博的学识。在教学任务的完成过程中，应督促教师不断更新知识，不断充实自己，既要教基本理论，又要亲自动手示范。

五、改革效果

作为课程载体的典型零件来自校企合作的真实产品，教学内容与企业生产实际紧密结合，学生能够有更多的机会到企业学习和了解现代制造企业常用的制造技术、设备，并能真实接触和了解企业的工艺管理、生产运作、质量管理等知识，从多方面加深对企业工作的了解和认识，对他们毕业后尽快适应工作岗位有很大帮助。在实践中，掌握了工作体系技能理论的同时，实践技能得到提高。在课题任务的完成过程中，学生自己初定方案，然后由教師总结出几种可行的方案，引导学生分析利弊，再提出自己的改进方案，培养了学生解决问题的能力和团队协作的能力，以迅速适应职业岗位。

新的教学模式适合技校学生的学习特点。一方面，学生参与度高，学习兴趣大；另一方面，因为有明确的工作任务、有实物零件、有老师的示范操作，学生对理论知识、实践操作技能的理解和掌握更容易。学生逐渐养成了勤于动脑和乐于动手的好习惯。

学生的读图、加工工艺规程编制、实际加工操作等方面的技能和理论知识水平都有所提高，特别是综合应用能力显著增强。由于在教学内容上设计与企业实际工作环境很接近，学生对以后要从事的工作有比较清晰的了解，对自己的能力和不足也有清醒的认识，从而在以后的学习中更加具有主动性。

在制造业迅猛发展的今天，高技能人才在招聘市场上备受青睐。培养复合型高技能人才以适应就业市场需求，是职业教育的宗旨，而新的教学方法更能适应高技能人才的培养目标。

（作者单位：邢台技师学院）

机械制造工艺学课程设计说明书 篇9

2目前我国机械制造工艺学课程实践教学现状以及存在的问题

2.1目前我国机械制造工艺学课程实践教学现状分析

我国大部分高校机械制造工艺学课程实践教学环节的设计比较落后、薄弱。一方面，机械制造工艺学课程实践周期比较短，一般该课程的设计时间为2-3周，机械制造工艺生产实习时间为2-3周；另一方面，机械制造工艺学课程实习内容主要是以参观、听指导教师或者是企业工作人员的讲解为主，学生基本上没有主动参与、动手以及思考的机会。该课程设计题目具有极强的固定性，而且内容相对比较少，导致大部分学生出现抄袭的现象。此外，容易受到实践、外部条件的影响与约束，学生无法更好的深入了解、接触生产工艺过程与操作流程。对于工艺装备与工艺管理等方面的内容也无法掌握，从而无法更好的深入了解学习过的机械制造工艺学理论知识。

2.2机械制造工艺学课程实践教学存在的问题

虽然我国大部分高校都对机械制造工艺学课程实践教学内容、模式等进行了创新与改革，但是从整体上来分析，还处于一个初级的摸索阶段。因此在实践中难以取得良好的教学效果与成绩，其主要存在以下这几个方面的问题：第一，大部分有关的企业不愿意接受高校实习生，实习单位无法解决。我国绝大部分的企业都是不愿意接受高校的学生到单位进行实习与学习的。原因主要有：一方面担心学生的安全出现问题；另一方面，企业的生产任务比较紧，担心实习生因为不熟悉工作内容与环境，导致生产出现问题。同时，企业受到资金与生产规模的限制，无法长时间的接收大量的实习生到企业进行顶岗实习。第二，缺乏比较系统的实践教学指导教材与专业的指导老师。开设机械制造工艺学课程的大部分高校都具备实践教学课程设计与实习。关于课程设计方面的指导书所中比例较大，但是实习指导书所占比例较少，主要是因为实习单位无法固定，导致实习的具体内容无法确定下来，最终形成了低质量、零散的实习教材。加上企业出于生产标准与规格的限制，无法安排学生进行实际操作，只能参观工艺流程，企业也无法培养专业的实习指导老师或者师傅，导致学生实习缺乏质量保证，实践教学质量也就无法有效提高。第三，课程设计时间在实习之前，缺乏感性认知，效果不明显。对于机械制造工艺学课程来说，其设计一般是在理论课程完全结束之后，实习课程开始之前。因此，学生只具备了理论知识，缺乏对该工艺过程的了解与认识，不利于学生实践能力的培养与提高。

3机械制造工艺学课程实践教学体系的改革

3.1优化实践教学体系

教师可以根据该课程的具体内容，在理论教学的过程中，结合校内实习产地与相关的实践项目，形成理论与实践一体化的教学模式。进一步减少理论课程的学时，增加实践课程的学时。通过开展一些设计性、操作性、探索性的机床与拆装实验，使学生参与到实验过程中，加强对理论知识的理解能力，提高实践动手的能力。在理论课程结束之后，教师可以对课程进行设计，以一些零部件、科研设备等产品为教学工具，进一步加深学生对机械制造工艺理论知识的理解程度；培养学生实际解决问题的能力。

3.2基于实践教学新体系的实习条件建设与管理

首先，可以加强校内与校外实习基地的建设。主要是加强教师科研基地的建设以及大学生实践创新基地的建设，在原有的基础上增设机床设备，为该课程的实习提供一定的物质基础。其次，由于校内的实习基地与空间有限，设备也比较少，因此，需要加强校外实习基地的建设，主动与企业进行联系与沟通，展开良好的合作，借助企业的平台，提高学生实践能力。最后，制定实习基地运行管理制度。为了更好的展开实践教学工作，需要建立稳定的、长期合作的校内与校外实习基地，通过制定一套完整的实习基地运行管理制度，使实践教学得到明确依据的保障。

3.3加强实践教学指导教师队伍建设

在校内的实习基地中，需要建设一批高素质、高技术的师资人才、科研人员，并深入到学校，有针对性的对校内实践教学工作进行指导。创造一切有利条件，营造一个良好的工作环境，吸引更多的年轻教师到校外实习基地进行学习与指导，帮助学生获得更好的实践效果。

4结束语

电子制造工艺课程改革与实践 篇10

【摘要】针对电子制造工艺课程的特殊性，重新调整和设计了电子制造工艺课程教学内容，改革课程的教学方法和考核方式，提高了教学质量，培养了学生自主学习能力和创新能力。

【关键词】电子制造工艺  教学内容  教学方法

【中图分类号】G642.0                          【文献标识码】A      【文章编号】2095-3089（2015）05-0052-02

电子制造工艺课程是工科学生的一门重要基础课程，对提高学生综合能力起着重要作用。为提高电子制造工艺课程教学质量，培养学生自主学习能力和创新能力，在学校的宜伦学院进行了课程教学的改革与实践。

一、电子制造工艺的特殊性

电子制造工艺是一门与实际紧密贴合的课程，强化学生的设计和动手能力和工程能力。电子工艺的工艺流程包括设计、试验、装配、焊接、调整、检验等。现代电子制造工艺可以通过对各种器件进行数学建模，并借助计算机软件进行分析、计算、仿真来进行简化，解决传统设计和调试中存在的问题。

电子制造工艺课程通常开设时段较早，同时课程课时有限，通常在16学时，相关专业课程未学习，因此有必要对电子制造工艺教学进行改革，在有限的时间内，调动学生的兴趣，提高教学质量，提升学生自主学习能力。

二、电子制造工艺课程教学内容设计

电子制造工艺课程教学内容设计重点关注以下几点：

1.以电子基本工艺知识和有关设计要求为基础，联系电子行业发展，以现代先进电子工艺技术为主导;结合目前电子产品制造工艺的发展要求，即小型化、集成化、功能化、绿色制造、可靠性、电磁兼容测试等要求，同时结合学校实训中心现有设备，课程设置上包括电子制造工艺基础理论、电子产品设计、PCB制板、SMT表面贴装、直插件焊装、电磁兼容测试等环节。

2.以典型的电子工艺实训案例为线索贯穿整个授课内容，以典型产品为例进行授课，一方面能让学生更加清晰的了解电子产品从设计到制作的完整流程，同时也能更好的培养学生的设计能力、创新能力和综合解决问题的能力。

3.与学生培养计划中的课程紧密结合，为后续课程奠定基础，课程选择了两个典型的电子产品。

电子功放，电子制造工艺课程与电子分析课程内容相结合，一方面强化了学生对电子分析理论课程相关知识点的理解，避免了电子制造工艺课程授课中学生走马观花的现象，同时可激发学生学习和思考。

单片机开发板与学生下一学期学习的《单片机原理》课程内容相结合，本次学生的作品可以作为后期课程的实验装置，为下学期课程奠定基础。

通过上述分析，电子制造工艺课程的授课内容以电子功放和单片机开发板为主线，介绍相关先进技术和工艺，从产品的设计开始，发现问题，解决问题，从分析思考查阅资料，到动手制作、焊接，功能测试、性能测试，了解先进的测试方法和原理，最后完善作品，完成课程论文。

图1 电子制造工艺课程教学内容设计

在电子制造工艺课程中，利用现有的电磁兼容测试设备，如电磁干扰扫描系统、辐射电磁场抗扰性试验系统、射频场感应的传导抗扰度测试系统等，让学生认识到随着电力电子技术、控制理论的发展，电子产品的高频化和微型化的发展，对电子产品的抗扰性能、敏感性能测试及谐波分析重要性，电磁干扰和电磁污染的危害，并了解相关电磁兼容标准。同时，通过该环节学习，有利于学生了解设计中应关注和避免出现的问题，并进一步完善设计。

三、教学方法的改革

针对电子制造工艺课程的特殊性对其教学方法进行改革。为提高学生学习积极性，课程授课采用学生为主、教师为辅的授课方式。学生在课堂下需要完成大量的查阅文献资料，学习相关知识点，通过邮件或增加课后答疑时间的方式与老师交流，共同讨论找出问题的解决方法，通过分组激起学生竞争意识和团队协作精神，通过课下自学解决课时不足问题，并通过课上任务下达和问题解答引导学生学习，培养学生自主学习能力，同时很好的转变教师与学生的角色，使课堂氛围更为轻松，这种授课方式是对学生的一个挑战，学生需要付出大量的课后时间和精力来完成每一次的任务。

在授课教师团队的组织中，针对不同环节选择具有丰富理论知识和实践经验的教师，确保每个环节的授课质量，并通过典型产品，确保课程内容的连贯。

在课程考核上，为鼓励学生自主学习，尽可能发挥团队合作和创新精神，既考察掌握的知识点，同时考察学生的综合运用知识能力及动手能力。考核内容包括平时成绩和答辩成绩及作品成绩。学生答辩时通过报告、制作PPT、作品进行展示，同时明确各自在项目工作中承担和完成任务的比例， 确保评价的公平公正。这种考核方式，使得学生充分参与小组的工作，避免出现小组中仅有小部分人完成任务，而大部分同学走马观花的现象。

四、总结

通过电子制造工艺课程从授课内容到教学方法的改革探索与实践，很好地提高了教学质量，课程中鼓励学生创新设计，耐心解答学生的疑问，允许学生出错并在错误中加深学习。学生的自主学习能力得到提高，能真正深入研究，做到动脑探索和正动手实干的很好结合，理论与实际的结合，综合能力、创新能力、自学能力及团队协作能力得到提高。

参考文献：

[1]何勇.实践课程的教学改革研究[J].湖南农机，2012，39（11）.

[2]张祖林，吕刚，胡进德.电子产品制造工艺[M].武汉：华中科技大学出版社.

[3]王平珍.地方高校大学生自主学习能力培养[J].邢台学院学报，2012，27（3）.

机械制造工艺学课程设计说明书 篇11

认真上好第一堂课上第一节课时, 应该先让学生对本课程有大致的了解, 激发他们的学习兴趣, 增加他们学习的自信心。我从机械制造工艺的发展史讲起, 随着科学技术的进步, 各种新技术、新工艺、新材料和新设备不断涌现, 机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本的方向发展, 如各种少切削、无切削工艺的问世, 已使愈来愈多的零件改变了传统的制造工艺, 从而节省了大量金属, 并大幅提高了生产率。再如, 高硬度刀具材料的出现, 实现了对工件淬硬表面的切削, 加工精度和加工表面可与磨削相比。采用硬滚工艺加工的硬齿面齿轮, 使用寿命显著提高, 特别是计算机、数控技术的广泛应用, 使工艺过程的自动化程度大大提高。而工艺过程在生产中占有重要地位, 需要大量的相关技术人才, 为社会提供了大量的就业机会。教师要使学生相信:“天生我才必有用”, 从社会需要、个人需要入手, 激发学生对本课程的学习兴趣。同时第一堂课应给学生留下良好的印象, 尽快缩短师生间的距离, 因为“良好的开端是成功的一半。”

课堂教学要直观形象考虑到学生的年龄特点和基础水平, 我将知识性和趣味性结合起来, 在教学中充分利用教具、挂图、实物进行直观性教学, 引导学生积极思维, 对学生认识问题和接受知识起到了良好的作用。例如, 在讲到普通外圆车刀的5个独立的基本角度和刀具静止参考系时, 5个主要基础坐标平面根本不存在, 是假想的。为了便于观察和讲解, 一开始我采用挂图的形式让学生了解几个假想平面的关系, 接下来根据几个面的关系要求制作了模型, 再拿上一把普通外圆车刀, 放置在做好的模型中, 刀具的五个独立的基本角度就十分明显了, 并且要求每位学生画一幅刀具切削部分的主要角度图。这样讲起课来得心应手, 学生学起来也容易领会, 挂图、教具和实物的利用, 可便于教师对问题的分析, 较好地集中学生的注意力。

授课语言力求准确规范教师授课必须先吃透教材, 记准规定, 授课语言应准确无误、通俗易懂、逻辑严谨、层次分明。例如, 在车削外圆时, 切削过程中产生的切削热大部分由切屑带走, 传入刀具的切削热只占很小的一部分, 传入工件的切削热, 会导致工件受热膨胀和伸长, 从而影响加工精度。学生会问到底各占多大比例, 此处必须说明, 分别是:切屑70%~80%, 刀具15%~20%, 工件5%~10%, 这样, 通过具体数据说明, 学生就会明白, 虽然传入刀具的切削热只占很小一部分, 但由于刀具切削部分体积很小, 温度容易升高, 在高速切削时仍可达1000℃以上, 致使刀具材料软化, 切削性能降低, 磨损加快, 进而影响加工质量, 缩短刀具寿命。

重视教师主导, 积极评价, 促进师生互动教学过程总离不开师生间的问与答。对每一名学生而言, 他们内心都渴望受到重视, 渴望得到成功。有时候学生会产生一些稀奇古怪的想法, 此时教师如给以严厉批评、训斥、指责, 将会压抑学生的思想, 从而阻止学生创造性思维的发展。因此, 教师应鼓励学生多问, 多给学生表达的机会, 即使说错了, 也应肯定点滴可取的见解, 要客观、公正, 更要热情诚恳, 尊重学生, 宽容地对待学生, 充分调动他们的积极性。例如, 在讲拉削时, 我以挂图的形式展示了卧式拉床的示意图, 由于拉削时拉力较大, 所以拉床一般采用液压传动, 并对拉孔时所用的拉刀结构重点讲解。拉刀不同于其他类型的刀具, 它有校准部起校正和修光作用, 可以提高加工精度和减小表面粗糙度值。突然有位学生提问:“老师, 拉刀那么长, 怎么拉孔?”我表扬了他, 告诉学生拉孔前必须有预制孔, 由于孔达不到规定的要求, 才采用拉孔, 而拉刀沿轴线的直线移动是主运动, 于是, 学生豁然开朗, 课堂气氛特别活跃。这样一问一答, 促进了师生间的互动, 激发了学生的上进心, 学生都想提问题, 从而形成了良好的竞争氛围。

相关知识的补充说明《机械制造工艺基础》知识面广、概念性强, 有金属材料及热处理、机械制图、机械制造等方面的知识, 如书中图形涉及材料的牌号及热处理方法、相关尺寸标注、形位公差标注及表面粗糙度的含义等。为使教学顺利进行, 使学生较快掌握知识, 在典型零件的加工一章中, 要求教师对所涉及知识进行及时补充说明。所以, 一开始我就耐心地引导学生看图、识图, 对图中的符号逐一讲解, 并贯穿机械加工的工艺问题。经过一段时间的努力, 大多数学生已能利用图形解决问题, 并且初步掌握了机械加工工艺过程。若一带而过, 必然使学生含糊不清, 对教学产生不利影响。

理论联系实际, 适当安排现场教学《机械制造工艺基础》的理论性较强, 与实践结合紧密。对于重点知识教师要讲清、讲细, 要求学生真正掌握, 能够用于实践。对于难点知识, 学生不易理解和接受, 要引导学生一步一步思考、分析, 并与生活实例结合。例如, 在讲到影响总切削抗力的因素时, 对工件材料、切削用量、切削液的影响学生都非常好理解, 而刀具角度影响则不太好理解。前角增大, 能使被切层材料受挤压变形和摩擦减小, 排屑顺畅, 总切削抗力减小;后角增大, 刀具后面与工件过渡表面和已加工表面的挤压变形和摩擦减小, 总切削抗力减小, 而学生对角度的认识不够深入, 认为会磨即可。于是, 我在课中列举日常生活中的菜刀和斧子来类比, 楔角越小越锋利、越省力, 但易崩刀, 强度差。在教学中还应适当安排现场教学。现场教学不同于课堂教学, 有其特有的要求和特点, 并不是所有的内容都适合进行现场教学。现场教学以实物为主, 强调直观性, 以达到应知应会的目的。现场教学要求学生能将书中理论知识与实物对照。在现场教学时我选定的内容是“CA6140卧式车床简介”。我认真制定教学计划、分析课题内容和教学方法, 查阅相关的图纸资料, 确定了教学重点, 经过精心的准备, 在实习车间与实习教师一起讨论, 现场教学达到了良好的效果, 学生对车床主要部件功用及其传动路线有了深刻的理解, 学习兴趣大增, 反映特别好。

总之, 技校生是一个特殊的群体。教师在教学中应不断吸收新的教学理念, 不断进取, 不断总结, 紧密联系实际。应采用灵活的教学方法, 充分调动学生的学习积极性, 开拓学生的思维方式, 激发他们的求知欲望, 培养他们良好的学习习惯, 引导他们会学习、会探索、会创新, 从而培养出优秀的技能人才, 为社会服务。

摘要：技校《机械制造工艺基础》课程教学要想取得成效应注意认真上好第一堂课;课堂教学要直观形象;授课语言应力求准确规范;须重视教师主导, 积极评价, 促进师生互动;还要注重相关知识的补充说明;并应做到理论联系实际, 适当安排现场教学。

关键词：技校,机械制造工艺基础,教学探讨,现场教学

参考文献

[1]王志聪.工艺课的教学体会点滴[J].职业教育研究, 2006, (6) .

[2]王向阳.《机械加工技术》实习中学生心理特征的分析与引导[J].职业教育研究, 2006, (6) :148.

机械制造工艺学课程设计说明书 篇12

前言

第1章、绪论…………………………………………………………...4

1.1 参赛主题………………………………………………...4

1.2 功能分析………………………………………………...4

1.3 设计方法………………………………………………...4

第2章、轨迹和行走机构选型与计算………………………………6

2.1

轨迹和行走机构选型………………………………….6

2.2

轨迹参数计算………………………………………….7

第3章、控制机构选型与计算………………………….………….10

3.1

控制机构选型………………………………………...10

3.2

放大机构的设计…………………...…………………12

3.3

凸轮的设计………………………………………...…13

第4章、传动机构选型与计算……………………………………16

4.1

传动机构选型………………..……………………….16

4.2

齿轮系的设计…………………….…………………..16

4.2

尺寸参数校核………………………..……………….17 第5章、动力机构选型与计算………………………………………19

5.1

绕绳轮安装位臵分析……………………………..….19

5.2

力分析…………………………………………..…….20

5.3

前轮转向阻力矩的计算………………………...……23

5.4

弹簧劲度系数的计算……………………………….23

5.5

尺寸参数的获取…………………………...………23

5.6

质量属性参数的确定………………..…………….26

5.7

参数的计算…………………………………….…..27

5.8

绕绳轮最大半径的确定……………….…………..29

第6章、微调机构简介………………………………….……….….30

第7章、误差分析及效率计算………………………….…………..31

7.1 误差分析

………………………………...……….31

7.1.1 设计误差……………………………..……………31

7.1.2 参数误差…………………………………………31

7.1.3 加工与装配误差……………………...………….31

7.2 传动效率的计算…………………………….…………32

7.2.1 动力机构效率的计算……………...…………….32

7.2.2 传动机构效率的计算…………………………..33

7.2.3 控制机构效率的计算……………………….….34 第8章、仿真分析………………….………………………..………35

第9章、综合评价及改进方案……………………..………………37

9.1 综合评价………………………….…..…………..37

9.2 改进方案………………………………...………..39

第10章、参考文献…………………………………………..…….40

第11章、附录……………………………………………..…………..40

11.1 机构运动简图及装配图………………...…………………40

11.2 小车三维装配图及爆炸图……………………….………..42

第1章、绪论

1.1 参赛主题

第三届全国大学生工程训练大赛的竞赛主题为“无碳小车越障竞赛”。这次竞赛包含两个竞赛项目。第一个项目与往届竞赛相同，为小车走“S”形线路绕杆。竞赛项目二为小车走“8”字形线路绕杆。通过商量，我们选择的竞赛项目为项目二。

1.2 功能分析

根据本次竞赛规定，竞赛项目二是小车在半张标准乒乓球台（长1525mm、宽1370mm）上，绕相距一定距离的两个障碍沿8字形轨迹绕行，绕行时不可以撞倒障碍物，不可以掉下球台。障碍物为直径20mm、长200mm的2个圆棒，相距一定距离放臵在半张标准乒乓球台的中线上。

小车是在重物下落所带来的重力势能的作用下实现运动和转向。因此，小车需具备能量转换装臵、转向控制装臵、驱动机构等。

1.3 设计方法

在小车的设计过程中，应该充分综合考虑到材料、加工制造、生产成本等个方面因素，以保证小车的设计更加符合实际，削减理论 与实际之间的差距。

小车实现绕“8”字功能，应有相应的轨迹，因此，在进行小车的机构设计时可采用从小车的理论轨迹入手，逆向进行机构设计的方法。在进行机构设计时，应采用发散思维，注意机构的选型与组合，应充分考虑到各机构间的相互关系以及整体效应，注意及时对机构进行调整。

小车的设计方法是保证小车技术含量的关键，在设计方法上，我们在关键部分采用参数化组合设计，以保证设计精度和方案的可行性。再设计流程上，我们循序渐进步步为营，同时兼顾全局。下面是我们的设计流程图。

图1-1 第2章、轨迹和行走机构选型及其

计算

2.1 轨迹和行走机构的选型

为了获得最优的理论轨迹，我们采用列举法，进行逐一筛选。经过商议，列举了以下几种轨迹：

1、双纽线

2、互补正弦曲线

3、相切圆

4、形“8”字折线

5、其他形似“8”的曲线等 双纽线：

其直角坐标以及极坐标方程为：(x2 + y2)2 = 2a2(x2 − y2)，ρ^2=a^2*cos2θ，由此可知极坐标下曲线上任何一点的曲率半径为R2a3cos2。

通过分析，双纽线是所有曲线中经过相同距离的俩个桩的路程是最短的，同时双纽线曲率又大变小再变大在变小，再回到出发点，运动过程没有曲率突变，所有路程都光滑过渡。但是，由于双纽线本身的复杂性，导致控制机构的设计的难度相当大，通过绘图计算，发现四杆机构不能同时满足转向及时间上的控制，而用凸轮机构则导致 凸轮的轮廓曲线太过复杂。互补正弦曲线，相切圆，折线

正弦曲线可以用四杆机构实现，但是由于在端点处存在去两次曲率突变。相切圆、“8”字折线可以很简答的实现，但是也存在曲率突变的问题，这些问题都会严重影响小车的稳定性，因此不采用这些轨迹作为理论曲线。轨迹敲定：

为了保证小车能够稳定实现八字运动，我们最终确定小车的理论轨迹为俩段圆弧通过俩段公切线连接。这样既保证了小车运动过程的平稳性，又同时使得轨迹规律性强，易于控制。

针对这个想法，我们设定了俩种轨迹分别如图（2-1）、（2-2）所示。

图2-1

图2-2 考虑到小车的行走机构，我们拟定了三种小车行走机构的方案，如下：

方案

一、后轮单轮驱动，其他俩轮从动 方案

二、后轮定时驱动，前轮从动 方案

三、后轮同时驱动，前轮从动

针对方案一，左轮与主动轴通过键连接，后轮通过轴承与主动轴相连，即可实现转弯时的差速，简单有效。

针对方案二，采用齿轮系分别驱动左右后轮，其中用互补的的不完全齿轮定时驱动左轮右轮。针对方案三，通过在后轮主动轴上安装差速器来实现差速。通过分析，方案一不能实现轨迹图（2-1），方案二不能实现轨迹图（2-2），方案三则能实现俩种轨迹。由于方案二和方案三需要增加许多齿轮，大大的增加了成本和机构复杂度。况且，方案二的定时控制难度较大，而根据经验方案三可靠度不高，因此，考虑到经济效益以及可靠度，放弃了这两种方案。最终选定的轨迹如图（2-2）所示，实现的方式为方案一。

2.2 轨迹参数计算

理论轨迹的计算及参数确定：

假设：小车尺寸参数：小车宽为2c，轮距为b，前轮最大转角为

轨迹参数：中心距为2p,圆弧半径为R，直线斜率为k，设定不可行区域为直径为200mm的圆。

小车运动场地尺寸：长1525mm，宽1370mm。根据以上参数，建立直角坐标系，理论轨迹下，可列出以下方程：

2p+2R+2c1500 ……..………………………………..(2-1)

2(R+2c)1350…………………………………………..(2-2)

R100+c ………………………………………….……..(2-3)

又小车转弯时左轮曲率半径满足关系：=

bc…………(2-4)tan

转弯时，小车曲率半径满足R

根据以上式子，线性规划取合理的值，所得结果如下：

=250mm，2p=600mm，R=250，=38.66

2c=150mm，b=200mm.根据以上参数，可作出小车左右轮的轨迹图（2-1）如图所示： 10

图2-1

由于左轮驱动，右轮从动，故需计算左轮有关参数，如图粉色曲线所示。测量计算得：主动轮一个周期走过的路程为 S=3219.23mm，其中直线路程为：S1=331.66*2=663.32mm，弧线路程为：S21278.00*2=2556 第3章、控制机构选型及计算

3.1

控制机构选型

根据小车运动的轨迹，可知小车前轮转向为间歇运动，因此可用不完全齿轮机构，槽轮机构，凸轮机构等做小车前轮转向的控制机构。

在假定小车速率恒定运动的情况下，设小车驱动轮的速率恒定为v，周期为T。忽略过渡阶段，设小车走直线的时间为t1，走弧线的时间为t2。根据小车一个周期内的轨迹可绘制出小车运动循环图

表3-1 小车运动循环分析 0~ t1 t1~ t1+ t2

t1+ t2~2 t1+ t2

2t1+t2~2(t1+ t2)小车启动，走直由直线过渡到轨迹由弧线过轨迹由直线再转线，前轮转角为曲线，并走直渡到直线，前轮回到弧线，前轮左0度。线，前轮右转度。

回转度。

转度。历时t2后回到起始点。

根据上表分析，由于t1t2,故排不采用槽轮机构。不完全齿轮以及凸轮机构均可实现.令：T=60s，后轮半径R1=70mm,前轮R2=20mm,左轮周长C=2R1 则：左轮一周期内所转过的圈数为：r1= 半个周期内，走直线所需圈数：r2=

S1 CSC 12 走曲线所需圈数：r=

3S2 C代入数据即可求得: r1=7.3194r r2=0.7541r r3=2.9262r 根据以上计算，可知，如果用不完全齿轮，在保证一定精度的情况下，导致齿轮过大，且须附加锁止机构，因此成本科及复杂度较高。而小车实现理论轨迹所需控制简单，只需在必要的时候驱动前轮转向即可，而不需考虑转向这个过程。如果用凸轮摇块机构，只需凸轮有四段圆弧即可，所以，凸轮轮廓曲线简单，加工难度大大降低，加工精度也可相应提高。

因此，可初步设计出凸轮摇块机构如图所示：

凸轮推程与推杆到摇块的距离满足关系：=dtan

由于=38.66，考虑到安装，d10mm,则：=8.00mm。

图3-1

3．2

放大机构的设计

由2.1可知，=8.00mm，推程过大，导致凸轮过渡区域过大，严重影响控制精度。为此，设计一个放大机构来保证控制精度。故须增加放大机构。

图3-2 为了后续设计的方便，我们对整个控制机构做了逐步分析计算以确定其大体尺寸参数。如图所示;

图3-3 14 设四杆长度依次为：a,b,c,d，各杆的方向向量为：a，b，c，d。根据几何关系有：

a+b=c+d……………………………………………………….(3-1)acos11bcos21dcos41ccos31…………………………..(3-2)

acos13bcos23dcos43ccos33…………………………..(3-3)1113=…………………………………………………………...(3-4)b2(ac)2d2……………………………………………………….(3-5)1DEtan31………………………………………………………..(3-6)2DEtan33………………………………………………………..(3-7)根据小车尺寸，考虑到安装问题，选定合适参数，令a=20mm,DE20mm,又=38.66，可求得控制机构各尺寸参数如下： b=30mm,c=84mm,1=3.76mm,2=4.08mm。

3.3 凸轮的设计：

凸轮推程为1=3.76mm，回程2=4.08mm，凸轮基圆半径为0，偏距e=0。T=60s,小车走直线所对应凸轮的转角为1=

S1180=36.88，走S2弧线所对应的凸轮的转角为2=1801=143.12。则推杆的运动规律如下表所示：

表3-2 凸轮运动循环分析

序号 1

凸轮运动转角 0~36.88

推杆运动规律 如图位臵2所示，前轮转角位0，推杆处于推程为2的位臵。

36.88~180

推杆由2上升到

1+2，之后保持远休 180~216.88 回程，通过圆弧过渡，回到2位臵，并保持休止 216.88~360 推杆继续回程，推程变为0后保持休止状态

根据推杆的运动规律，为了提高精确度，减少过渡时间，并且保证过渡平滑减少冲击，同时考虑到整体尺寸，设定凸轮基圆半径033.92mm,滚子半径为7mm,则大圆弧半径为138mm，小圆弧半径为230.20mm，可设计图轮轮廓曲线如下图（3-4）所示：

图3-4 根据以上设计，可绘制控制机构总体部署如图（3-5）所示：图3-5

第4章、传动机构及计算

4.1 传动机构的选型

重物下落产生的动力需要经过一定的传动机构调速后传动到凸轮以驱动前轮转向机构使前轮转向。凸轮做整周定速运转，这就要求传动机构末端构件能做整周圆周运动，而传动机构前端也是整周运转构件，所以，可以考虑使用带轮、齿轮、链轮为传动主机构。由于小车整体尺寸比较小，传动距离较短，所以带轮以及链轮机构不能表现其优势，而且这俩种机构传动效率低，精度不够高。再考虑到结构方面，齿轮机构是最好的选择。

4.2 齿轮系的设计

左轮转速：n1S7.3606rpm C凸轮转速：n21rpm 总传动比为：i127.3606

5059 2020因此，传动机构由两级直齿圆柱齿轮传动。

考虑到小车整体尺寸以及加工精度和难度问题，取齿轮的模数为m=1.5。标准齿轮ha1,c0.25,各齿轮参数如下表：

表4-1 齿轮参数

序号 M Z

Alpha(压d/毫da/毫df/毫db/毫b（齿力角)/度 米

米

米

米

宽）/毫米 2 3 4 1.5 1.5 1.5 1.5 20 50 20 59 20 20 20

30.00 33.00 26.25 28.19 20 75.00 78.00 71.25 70.48 10 30.00 33.00 26.25 28.19 20 88.50 91.50 84.75 83.16 10

4.3齿轮尺寸校核：

各齿轮模数等参数都一致，且Zmin=,17，如果齿数最大的齿轮满足齿厚条件，则其他各齿轮也将满足条件。m=1.5,z=59,alpha=20,ha1,c0.25 则，分度圆齿厚：s=齿顶圆半径 ra基圆半径rbdb 2m 2da 2b齿顶圆压力角：aarccos

rrainvatanaa

invtan

则齿顶厚度：sasra2rainvainv r 19 求得：a24.65，inv0.0149,inva0.0287 代入式：得sa1.173mm满足齿厚条件条件。

所以，所有齿轮都不会有齿廓变尖的情况。整理设计后的齿轮系传动机构如下图所示：

图4-1 第5章、动力机构选型及计算

动力机构是驱动小车运动以及驱动前轮转向的原动力机构，其输入能量为铁块下落所提供的重力势能，输出为驱动轴的转动动能。就机构的实现形式而言，用绕绳轮直接连接驱动轴作为动力输出机构最为简便，能量损耗最低。因此，动力机构的关键在于绕绳轮的设计。

小车的运动过程分为启动—稳定运转—停止三个阶段，在启动阶段，小车需要较大的驱动力矩来推动小车前进，稳定运转阶段要求小车的加速度很小，即驱动轮的转速基本稳定不变，停车阶段主要是能量消耗完毕，动能逐渐减少的零，是自动的过程。因此，需要初步计算出小车的启动驱动力矩以及稳定运驱动转力矩。

5.1 绕绳轮安装位臵的确定

理论上，绕绳轮安装在任何一根轴上都能实现小车的驱动和转向，但是，考虑到传动效率以及车体稳定性问题，把绕绳轮安装在驱动轮轴上最合适。

理由如下：如图（4-1）定轴齿轮系

设：后轮驱动阻力矩为：Mr1，前轮转向阻力矩为：Mr2

1、假设绕绳轮桩在齿轮2的轮轴上，重物下落通过绕绳轮产生的驱动力矩为Me，则传递到齿轮1所在轮轴上的力矩变为:MMeR1，因R2此齿轮副转动存在扭矩改变的问题，而Mr2 Mr1，若果绕绳轮不安 装在驱动轮轮轴上的话，会导致齿轮系传力负荷过大，一方面会降低传动效率，另一方面会加速齿轮磨损，而且对齿轮的各方面性能 要求更高。因此，把绕绳轮安装在驱动轮轮轴最合适。

5.2

控制过程力分析

根据小车的轨迹，前轮转向机构一个周期共分为四个阶段，只有在过渡阶段存在力的改变，转向力矩的计算;

前轮转向阻力矩为：Mr2。

摩擦系数：各构件材料均采用5A05铝合金，滑动摩擦系数为：f10.14，与木板的滚动摩阻系数：10.36/mm，摩擦圆半径为，各构件长为：li，转动副销钉半径为R，弹簧的劲度系数为k，推杆最大推程p,暂态推程为x。对转向控制机构做力分想，析：

阶段4：

图5-1 过渡阶段4，各构件的状态如图（5-1）所示，对构件分别做力分析 受力分析图（5-3）如下

图5-2-1 23

图5-2-2

图5-2-3

图5-2-4

图5-2-5 对构件1有：

FR21l1cos1Mr2………………………………（5-1)对构件2有：

FR12FR32………………………………………………..(5-2)对构建3有：

2FR23…………………………...(5-3)（l3cos）FR43l3对构件4有：

FR34cos2FnFf54sin3FN54…………………………..(5-4)对构件5有：

Me5FR45d………………………………………………(5-5)联立上述5式，求得：

1Mr2l3cos2cos2Fn2l3l1cos1d………………………(5-6)cos3fsin3

Me5忽略摩擦的情况下：

同样对各构件分别做力分析可求得：

1Mr2l3cos2cos2Fn2l3l1cos1d…………………………(5-7)cos3

Me5其中：

2fR………………………………………….………..….…(5-8)代入数值得：=0.66mm…………………….................................(5-9)

Fnkx……………………………………………………….(5-10)

5.3

前轮转向阻力矩的计算：

前轮在车体重力的作用下发生变形，由于力很小，前轮变形极小，故可假设前轮与地面接触面为一半径为R深为h的圆柱。则，前轮转动的阻力矩为：

积分得：

Mr2(0RFC2r2f)dr……………………(5-11)2R

Mr2

其中：R2FCR………………………………………(5-12)3FC…………………………………………(5-13)

5.4 弹簧劲度系数的计算：

为了保证第二过渡阶段弹簧能驱动前轮转向，其劲度系数与阻力矩满足以下关系：

Mr2kx2………………………………………………...…..(5-14)Mr2kxl321………………...………………………………………..(5-15)l312 5.5 参数的获取：

在过渡阶段，前轮的转角处于渐变阶段，为了获取合适的参数，我们采用作图法来获取特殊点参数，以求得最大的驱动力矩。由于实际加工与装配过程中会有较大的误差，因此，这些理论计算的出的数据只能作为一个参考，实际绕绳轮的大小可能还需经过一定的调整。如下图(5-4)所示：

通过作一系列的辅助线，量取相应的尺寸即可。凸轮转动中心到对应位臵滚子的转动中心的距离即连心线长为h0，到滚子与凸轮接触处切线的法线的距离为d，连心线与法线的夹角为3。

图5-3 测得阶段四与阶段二的参数如下表：

表5-1 阶段四数据

h d 13.01 10.06

3

 2 1 2

8.60 39.64

19.84 14.70

1.48 2.46

11.90 6.35

24.30 14.98

1.47 4.65

表5-2 阶段二数据

h d 13.41 9.93

3

 2 1 2

42.95 43.98

18.12 13.05

1.69 2.72

2.98 2.76

15.74 26.17

4.85 7.82 5.6

质量相关参数的确定：

通过三维造型，设计好零件并组装成装配图之后，定义了各个零件的质量属性，通过proe分析测量，获得了小车的质量，重心（如图（5-5）线圈内的坐标系）等数据，记录如下：

图5-4 体积 = 5.7502203e+05 毫米^3 曲面面积 = 3.0700972e+05 毫米^2平均密度 = 4.0046427e-09 公吨 / 毫米^3 质量 = 2.3027578e-03 公吨

根据 PRT_CSYS_DEF 坐标边框确定重心: X

Y

Z 4.9962801e+01 1.5108786e+02 7.8382376e+01 毫米

5.7 参数的确定

根据以上参数，可以计算出，在加上铁块后，各个轮子所受正压力：设，前轮为C，后轮左轮为A，右轮为B。如图（5-6）所示：

图5-5 参照坐标系在m处，测得小车重心坐标系在n处。对小车整体受力分析有：

FAFBFCG……………………………………………………..(5-16)GyGFCyc………………………………………………………..(5-17)GxGFBxB………………………………………………………(5-18)xB150,yC200,xG79,yG50,G22.57N

代入数值，求得：

FC5.64N

FB11.87N

FA5.06N

代入式

:Mr20.0003 Nm(R=0.089mm)……………………(5-19)38.66,第四过渡阶段14.08mm，第二过渡阶段23.74mm，k=24.32 N/m 左轮的滚动摩阻：Mr11(FAFBFC),代入数值：得Mr18.13Nmm 第四阶段：Me558.20Nmm

55.75Nmm 第二阶段：x4.08

Fn0.14N0

0.165N

Me5=72.06Nmm 68.56Nmm 因此，加在绕绳轮上的最大阻力矩为：MR80.19Nmm…………(5-20)5.8 绕绳轮最大半径的确定：

如图所示：绕绳轮的半径为R1 铁块重力为G=9.8N

平衡状态下绕绳轮的受力关系满足下式：

GR1MR

代入数据，解得：

R1=8.18mm

图5-6 至此，所车体有构件尺寸均已确定。

第6章

微调机构简介

由于存在加工误差和转配误差，并且，小车转向存在过渡阶段，因此，小车实际运动轨迹将会与理论轨迹有一定的偏差，为了是小车尽可地能实现尽量多的完整8字绕行，必要的微调机构是比不可少的。

小车转弯的曲率半径由车体尺寸以及前轮转角决定，但是，车子一旦加工完成，车体尺寸无法改动，因此，可以通过改变前轮转角来调整小车的形势轨迹。如图所示：

图6-1 控制前轮转向的摇杆通过螺钉固定连接，但是螺钉相对于摇杆的位臵式可调的，通过改变其相对位臵来改变摇杆的长度，从而调节前轮的转角。

第7章、误差分析及效率计算

7.1 误差分析

7.1.1 设计误差

在进行小车的设计时，添加了一些理想化设计，如在假定小车做匀速运动的情况下完成整个轨迹，据此选定和似的参数，设计出了前轮转向控制机构。实际中，小车不可能做完全的匀速运动，必定会有速度的波动，此外，由于小车在转弯时，不可能突变，过渡阶段很关键地影响着小车的运动轨迹，虽然，我们通过放大机构来提高精度，但是，任然存在一定的误差，因此，在控制机构的设计上存在误差。

7.1.2 参数误差

在第5章所进行的力分析时，采用了参数化设计，涉及到许多的参数，如铝合金与木板的滑动摩擦因素以及滚动摩阻系数等，在计算前轮的变形时，使用的尼龙许用应力也与现实存在一定的差距。因此，在绕绳轮的设计上存在一定的误差，但是这个误差可以通过更换绕绳轮来的待解决。

7.1.3 加工误差及装配误差

加工误差和装配误差的存在，必定会导致小车运动的偏差，然而

这个误差是可以调节的。在进行结构设计时，我们考虑到加工的问题，使设计出的零件尽可能地易于加工，减少成本，因而大大的减少了加工误差。然而，对装配的误差考虑较少，造成整体结构不够紧凑，装配误差比较大。因此，在后续的过程程中，应当对整体结构做相应的调整优化。

7.2 效率的计算

小车主体由动力机构、传动机构和转向控制机构串联而成。令各机构的机械效率为

1、2、3，则小车整体的机械效率为：

总123

7.2.1动力机构的机械效率

如图

所示，绕绳轮与后轮转轴直接固定连接，绳子与定滑轮以及绕绳轮只存在滚动摩擦（或者存在极少量的滑动摩擦，故可忽略不计），因此能量的损耗只在于滑轮与滑轮轴之间的摩擦损耗。滑轮和滑轮轴的材料都是采用5A05铝合金，其滑动摩擦因数为f=0.14，滑轮半径R1=22mm，滑轮与滑轮轴组成的转动副的摩擦圆曲率半径为0.66mm。

对滑轮受力分析如下图(7-1)所示：

图7-1 对转动中心由平衡条件可得：

TR1FrGR1………………………………………….(7-1)

FrGT……………………………………………………..(7-2)联立可求得：

T=GR1……………………………………………...(7-3)R1忽略摩擦的情况下，同理可求得：

TG……………………………………………….……(7-4)又，1T……………………………………………………….(7-5)T联立

代入数据，求得：195.9%..............................................(7-6)

7.2.2

传动机构效率的计算

查阅资料可知，8级精度的直齿圆柱齿轮在有席油润滑的情况下

的传动效率为97%。由于，传动机构为两级齿轮副传动，因此，可计算出传动机构的总机械效率为：

297%97%=94.1%............................................................(7-7)

7.2.3转向控制机构传动效率的计算

过渡阶段，前轮转向控制机构的传动效率可有式

计算可得。联立式 有：

3Me5………………………………………………………(7-8)Me5取最大传动力矩位臵的参数做计算，求得：

3=93.6%..................................................................................(7-9)综合式(7-6)、(7-7)、(7-9)可得：

总84.5%..................................................................................(7-10)

第8章、仿真分析

通过对小车进行机构连接，我们对小车做了运动仿真分析。输出了仿真动画，以及小车前轮的转速，角加速度和角位移图象，如下图所示：

图8-1

通过测量，发现前轮最大转角分别为：34.96度、38.46度。与理论设计的角度38.66存在一定的误差。在时间上，通过测量，过渡阶段主要分配在小车走弧线的阶段，过渡阶段的时间为3.5秒，走直线的时间为6.02秒，走弧线的时间为20.37秒。

小车前轮角速度和角加速度图象如图（8-2）所示，通过测量，小车前轮的最大加速度如图第一个波峰所示，为16.05度/秒。变速阶段与小车前轮角位移改变阶段相对应。

图8-2

小车前轮角加速度图象如左图（8-3）所示，显然，在个别位臵加速度较大，大体变化不大，因此，小车在转向时不会出现急转弯导致小车失衡的情形。

图8-3

第9章、综合评价及方案改进

通过对小车的设计以及运动仿真分析，我们对小车做了整体的综合评价，并提出了改进方案。

9.1 综合评价

9.1.1

不足处

1、小车主要由凸轮四杆机构，齿轮传动机构，以及绕绳轮动力机构组成，机构组成较复杂，零件装配定位难度大。

2、小车整体机构分布不够紧凑，零件分布不够均匀。

3、小车各机构采用串联方式连接，传动效率不够高。

9.1.2

优点

1、小车整体设计采用优化参数设计，控制精度高。

2、在进行机构或零件设计时充分考虑到加工与制造，因此零件相对简单，加工难度低，加工精度高，成本低。

3、小车运动过渡阶段平稳缓和，运行稳定性高。

9.2 方案改进

针对以上分析，我们提出了一下改进方案:

1、保证加工精度和一定加工成本的前提下，优化结构设计，使小车整体结构尽可能的紧凑。

2、在保证实现预定功能的前提下，优化机构设计，尽可能地提高整体机械效率，减少摩擦损耗。

3、优化机构布局，使小车重心尽可能地靠里，增强小车抵抗外界 干扰的能力。

第10章、参考文献

【1】濮良贵，纪名刚.机械设计.8版.北京 ： 高等教育出版社，2006.【2】孙恒，陈作模.，葛文杰.机械原理.7版.北京：高等教育出版社，2006.【3】黄靖远，高志，陈祝林.机械设计学.3版.北京：机械工业出版社，2006.【4】周增文，汤酚则，张亮峰.机械加工工艺基础.长沙:中南大学出版社.2003.【5】徐绍军，云忠.工程制图.2版.长沙：中南大学出版社.2010.41

第11章、附录

附录

1、机构运动简图及装配图

11.1.1 机构运动简图

图11-1

11.1.2 装配图

图11-2

1、摇杆1

2、连杆

3、摇杆2

4、推杆

5、推杆座

6、弹簧

7、凸轮

8、轴承座1

9、齿轮3

10、齿轮2

11、轴承座2

12、齿轮2

13、后轮轴

14、后轮

15、齿轮1

16、轴1

17、轴2

18、车板

11.2三维装配图及爆炸图

图11-3

图11-4 44