机械原理课程设计-仿生尺蠖

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1、16XXX学校课程设计资料袋机械工程学院（系、部）2011~2012学年第二学期课程名称机械原理课程设计指导教师XXX职称教授学生姓名XXX专业班级机械大类1011班学号题目仿生尺蠖成绩起止日期2012年5月20日～2012年6月20日目录清单序号材料名称资料数量备注1课程设计任务书12课程设计说明书13课程设计图纸若干张45616机械原理设计说明书仿生尺蠖起止日期：2012年5月20日至2012年6月20日学生姓名XXX班级机械1011班学号成绩指导教师(签字)机械工程学院2012年5月29日16目　录0.设计任务书…………………………………………………………31.工作原理和工艺动作分解……

2、……………………………………42.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图………………………53.执行机构选型………………………………………………………64.运动方案的选择和评定………………………………………85.传动方案的设计………………………………………96.机构运动简………………………………………………………97.机械传动系统和执行机构的尺寸………………118.参考资料……………………………………………………………159.设计总结……………………………………………………………1516XXX学校课程设计任务书2010—2011学年第2学期机械工程学院（系、部）机械大类专业机械1011班级课程名

3、称：机械原理课程设计设计题目：仿生尺蠖完成期限：自2012年6月13日至2012年6月20日共1周内容及任务一、设计的任务与主要技术参数设计仿生尺蠖，模拟自然界尺蠖的爬行方式，在管道内爬行实现爬行运动，达到探测管道内部情况的目的。要求结构简单紧凑，布局合理。技术要求：1、管道内径80-100㎜；2、管道为金属管道；3、管道总体呈现直线形状。二、设计工作量要求：对设计任务课题进行工作原理和工艺动作分解，根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图，进行执行机构选型，构思该机械运动方案，并进行的选择和评定，确定机械运动的总体方案，根据任务书中的技术参数，确定该机械传动系统的速比和变速机构，作出机构运动简图

4、，对相关执行机构的具体尺度进行分析与设计。要求有设计说明书一份，相关图纸一至两张。进度安排起止日期工作内容7.5-7.7构思该机械运动方案7.7-7.8运动分析及作图7.9整理说明书与答辩主要参考资料［1］朱理．机械原理［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2010［2］邹慧君．机械原理课程设计［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2010指导教师：XXX2012年6月1日系（教研室）主任：XXX2012年6月10日161.工作原理和工艺动作分解根据任务书的要求，该机械的应有的工艺过程是，机构应具有前足、后足和一个转向装置。前足和后足的运动形式如下：仿生尺蠖和其他机器设计不同，自然界有真实的运动对象供参考。对

5、单独的尺蠖前头（即前足）和后尾（后足）进行观察和运动分析，发现尺蠖在迈进的时候，前足抬起前伸抓地，后足在前足前伸时蹬地，在前足抓地后抬起前伸，同时带动身体前进，在到达极限位置后，前足再次抬起前伸抓地。如此循环前进运动。相对于地面，两足的运动轨迹大致相同（如图1-1）。图1-1参照其他动物如家畜，要实现前进必须有两个动作，即抬腿、迈进。因此仿生尺蠖前后足设计成两部分，一部分实现抬起功能，另一部分实现迈进功能，这样就能实现尺蠖前进运动。尺蠖的转向是通过整个身体的各个关节调整转向的，由于水平有限，在此简化该运动过程。图1-2根据四驱车的转向装置可设计防身尺蠖的转向机构如图1-2所示。162.根据工艺

6、动作和协调要求拟定运动循环图拟定运动循环图的目的是确定各机构执行构件动作的先后顺序、相位，以利于设计、装配和调试。仿生尺蠖主动件每转完成一个运动循环所以拟订运动循环图时，以该主动件的转角作为横坐标(0°、360°)，以前足、后足执行构件的抬起、落下、前伸、抓地（蹬地）为纵坐标作出运动循环图。运动循环图主要着眼于运动的起迄位置，根据上述表述作出仿生尺蠖的运动循环图如图2-1所示。图2-1163.执行机构选型由上述分析可知，仿生尺蠖前后足需实现两个功能，设计两个机构，一个机构实现抬起功能，另一个机构实现迈进功能。此外，当各机构按运动循环图确定的相位关系安装以后应能作适当的调整，故在机构之间还需设置

7、能调整相位的机构。前后足运动过程大致相同，下面以前足为例加以说明。抬起和迈进机构均为往复摆动机构，能实现摆动的机构有如下几种：摆动导杆机构摆动凸轮机构摆动圆柱凸轮机构曲柄摇杆机构曲柄滑块机构16抬起机构在迈进机构收回时有一个停歇阶段，因此还需加一个能实现间歇运动的机构，槽轮机构、棘轮机构、凸轮机构均能实现间歇运动。如果抬起机构选择了凸轮机构则不需要再加实现间歇运动的机构。棘轮机构槽轮机构能实现预想