投石机机械原理课程设计.doc

机械原理 课程设计说明书 题 目: ___投石机的课程设计_______ 学 院:____________ 专　　业: _________ 班　　级: _________ 姓 名: 学 号: 指导老师:____________ 2013 年 11 月 3 日 课程设计说明书文档模板 第一章 设计任务 第二章 机构方案确定和尺寸计算 第三章 虚拟样机实体建模与仿真 3.1 样机模型建立 3.1.1创建样机几何模型 3.1.2添加样机约束副 3.1.3创建样机运动和动力 3.1.4样机仿真 3.2 模型仿真分析 3.2.1测量样机的运动学和动力学参数 3.2.2仿真结果的保存和结果输出 第四章 虚拟样机仿真结果分析 第五章 设计总结 1 个人工作总结 2 设计过程总结 3 设计展望 参考文献 附图例说明 设计任务 设计一配重式投石机，使投石机在重物作用下投出弹药，并能使机构自动装弹、半自动发射。且最好能用上齿轮机构或四杆机构，使运动机构合理，理论射程达到课程设计要求。大小尺寸在400*400*400以内。 二、机构方案确定和尺寸计算 我们小组经过讨论最终确定了方案。我们设计的投石机分为三个部分：投射机构、发射机构、自动装弹机构。 投射机构：由一根长柄勺、一根细长轴、重物组成，使重物更好地投射出 去。 发射机构：有支架、底座和绕线轴组成，发射时绕线轴绕线将长柄勺拉到 发射位置，发射时松开细线即可发射。 自动装弹装置：有机架和弹簧组成。利用了弹簧的弹性和弹簧恢复原长时的势能。当长柄勺下降到特定高度时，将6字型零件压下，随后z字零件将弹药送出送至长柄勺内。同时6字零件回复原位，给长柄勺一个作用力，有利于发射。 尺寸方案：投石机的关键在于长柄勺重物与弹药长度部分的比例，经过计算和查找资料，我们发现最佳比例为1：5或1:4，最佳投射角速度为45°/S。但考虑到材料强度和阻力，我们最终确定比例为1：3.5。机架高度定为265mm。同时我们在长柄上中部和前部预留几个孔，已达到可调节杆长的目的。 三、虚拟样机实体建模与仿真 3.1 样机模型建立 3.1.1创建样机几何模型 运用proe软件，通过拉伸、旋转、扫描、混合、螺旋扫描等工具进行三维建模，画出零件实体。 自动装弹机构如图所示 投石机结构如图所示 3.1.2添加样机约束副 运用proe装配功能对零件进行装配。以地面为缺省，对底座与支架、装弹机构与发射机构及各需连接的零件间进行螺栓连接。其余零件通过对齐匹配等约束装配。 3.1.3创建样机运动和动力 运用proe软件的机构功能和运动分析功能，选取发射轴的轴线为运动轴添加伺服电动机，模拟长柄勺在抛射弹药时的运动。 3.1.4样机仿真 运用机构分析，选取电动机，设定时间帧数，运动仿真。 3.2 模型仿真分析 3.2.1测量样机的运动学和动力学参数 电动机的角速度设定为10°/s，仿真时间为5s，初始角速度为0 3.2.2仿真结果的保存和结果输出 通过仿真分析在仿真的5s内，杠杆转动了，到达投射位置是的角速度为45°/s。 虚拟样机仿真结果分析 通过运动分析，确定比较合理的尺寸， 优化设计方案。 五、设计总结 1、个人工作总结 这次设计任务我们分工合作，分别负责设计数据、画proe、装配、运动分析等任务。虽然设计得可能没有十分完美，但也是我们积极讨论，用心去做出来的成果。这次设计也告诉我们团队合作尤其重要，高效率生产离不开精密的配合。 2、设计过程总结 我们收集了很多资料，也计算过重要数据，排除计算误差和加工误差，我们的方案基本上可行。我们在勺子上预留了多个孔，已到达调节杆长的目的，同时自动装弹装置在装弹之后，弹簧恢复原长时会给勺子一个作用力，有利于发射。 3、设计展望 我们吸取了古代的投石机的优点：1、简单的机构，2、切实可行的原理。同时我们加上了自动装弹装置，使投石机更加方便实用上档次。我们觉得我们的作品还有很大的改进空间，比如装弹机构存在弹药无法精确到达勺子的问题，以及轴的摩擦问题等。