北京信息科技大学毕业设计（论文）题目：机械原理课程系列教具的设计（1）学院：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：祝千皓班级/学号机械1104/2011010108指导老师/督导老师：王科社起止时间：2015 年 3 月 1 日至2005 年 6 月 25 日任务书摘要机械原理是机械类学科的核心课程，关于机械原理的学习直接影响该机械类学生对于整个机械系统的掌握。
所以，在思考如何将机械原理课程的教学变得更加有效，让学生对于枯燥空洞的理论知识理解更加充分时，教具的使用就变得尤为重要。
纵观现如今机械类教具的市场，大多为简单的模型类教具，虽然可以直观的观察典型机构的具体构造，但对于知识点的展示不够充分，很难让学生在观察中深刻理解体会知识点如何运用，把理论联系到实际操作。
所以，本次毕业设计的目的是以机械原理为基础，设计一套紧贴教材与习题的多功能教具。
在设计时要保证方便教师的教学，并且轻便好携带。
整套教具包含平面机构平台，平面四杆机构平台，凸轮机构平台，传动机构平台及轮系机构平台几个方面。
各个平台之间要做到相互联系，既能整合成一个整体，又可以进行拆分进行单独讲解。
我在整个系统中完成的是平面机构的结构分析平台和平面四杆机构曲柄存在条件探究平台的设计，主要包括虚约束和自由度的讲解，铰链四杆机构展示和曲柄摇杆机构展示。
论文首先系统综述了国内外关于教具设计应用的概况，并提出了设计新型教具的方案，根据方案，设计了本套教具的传动方式和空间结构，并为以后本套教具的应用提出方案。
现已完成的工作位：任务说明说的撰写，平面机构的结构设计平台和平面四杆机构曲柄存在条件探究平台的装配图及零件图，部分机构的三维建模及其动画演示。
关键词：机械原理；教具；平面机构；自由度；四杆机构；曲柄摇杆AbstractMechanical principles are mechanical core curriculum subjects, learning about the direct impact of the mechanical principles of students in mechanical control for the entire mechanical system. So, in thinking about how to mechanical principle course teaching more effective, so that students theoretical knowledge for boring holes when more fully understood, the use of teaching aids becomes particularly important.Looking now mechanical aids market, mostly simple model class teaching aids, although you can visually observe the specific structure typical organization, but for showing insufficient knowledge points, it is difficult for students to observe a profound understanding of the knowledge experience how to use, the theory to practice.Therefore, the purpose of this design is based on mechanical principles, based on the design of a multi-function close to teaching aids and exercises. Designed to ensure that teachers' convenience, and good light to carry. Aids package contains plane mechanism platform, flat platform four institutions, the cam mechanism platform, transmission platforms and train mechanism platform aspects. To do interlinkages between the various platforms, both integrated into a whole, and can be split individually to explain.I finished the entire system structural analysis platform plane bodies and plane crank four-bar mechanism design platform to explore the presence, including explanation of the virtual constraint and freedom, hinged four-bar mechanism and a crank rocker mechanism showcase display. Firstly, systematic review of the domestic and international overview of teaching aids design applications, and proposed solutions to design new teaching aids, according to plan, design and spatial structure of the transmission mode of this set of teaching aids, and a proposal for the future application of this set of teaching aids. Bit of work has been completed: the mission statement said, writing, design platform plane bodies and plane crank four-bar mechanism to explore the presence of platform assembly drawings and part drawings, 3D modeling and animation parts of the organizationKeywords: Mechanical principles; teaching aids;plane institutions; freedom; four bodies; crank-rocker目录任务书 (I)摘要 (Ⅱ)Abstract (Ⅲ)第一章概述 (1)1.1 研究的意义 (1)1.2 研究的现状及已有成果 (1)1.3 研究内容 (3)1.3.1 研究方向 (3)1.3.2 研究内容 (3)1.3.3 系统功能 (4)第二章平面机构的结构分析设计 (4)2.1 平面机构概述 (4)2.2 教具的整体介绍 (4)2.3 虚约束机构 (4)2.4 一自由度机构 (6)2.4.1 自由度的计算 (7)2.4.2 机构级别的判别 (7)2.5 二自由度机构 (8)2.5.1 自由度的计算 (9)2.5.2 机构级别的判别 (9)2.6 本章小结 (10)第三章平面连杆机构的结构设计 (10)3.1 平面机构概述 (10)3.2 教具整体介绍 (10)3.3 平面四杆机构 (10)3.3.1 平面四杆机构曲柄存在条件 (11)3.3.2 四杆机构的变化 (11)3.3.3 平面四杆机构的急回特性和机构的压力角传动角 (14)3.4 曲柄滑块机构 (14)3.4.1 曲柄存在条件讨论 (15)3.5 本章小结 (16)第四章教具平台设计计算及关键部分设计 (16)4.1 平面机构驱动电机的选择计算 (16)4.1.1 火车轮的转矩计算 (16)4.1.2 二自由度圆盘的转矩计算 (18)4.1.3 大电机的选择计算 (18)4.1.4 小电机的选择计算 (20)4.2 传动部分设计计算 (21)4.2.1 同步带的选取 (22)4.2.2 传动轴的设计计算 (26)4.3 X型剪式升降台设计 (28)第五章三维设计与仿真 (29)第六章技术经济分析 (30)6.1 技术分析 (30)6.2 经济分析 (31)第七章结束语 (32)后记 (32)参考文献 (33)第一章概述二十一世纪，随着现代科学技术的飞速发展，机械知识的应用方向越来越多样化，如今的机械专业毕业生也面对着各种各样的挑战，所以打好基础尤为重要。
“机械原理”作为机械类专业一门非常重要的基础课,其任务是使学生掌握机构学和机械系统动力学的基本理论以及常用机构的分析和设计方法,并拥有设计机械系统运动方案的能力。
学好“机械原理”对于学生在以后的工作是非常有帮助的。
然而虽然我国在近些年以来对“机械原理”课程的教学方式和教学内容方式方法进行过很多次的改革,编写出了多种多样的教材和研发教学软件,在教学手段的现代化方面也做了许多工作,但是从我大学期间学吸机械原理课程的效果来看,“机械原理”的教学效果还是存在一些问题。
因为机械学科需要一定的空间想象能力，学生在学习期间面对复杂的原理和公式，很难自我代入到空间模型当中，理论知识与实践不能很好地结合在一起，其结果就变成了会计算公式却不认识实物。
所以这时教具就体现出了它的优点。
通过运用教具，教师可以更加方便直观的介绍知识要点，讲解理论原理。
1.1研究的意义机械原理是所有机械类课程的基础，学好机械原理对于学生在以后的学习设计中会有很大帮助。
然而在当今大学中，对于课程的讲解方式仍显单一，多数仍然在延续着教师在课堂上讲，学生在下面记笔记的模式，这对于需要极强空间想象能力的机械学科来说，效果并不很明显。
虽然现如今教具已经慢慢出现在课堂之中，但其种类多数为模型，无法做到动手实践，所以仍然效果甚微，达不到期望。
在此背景下，我设计的教具有以下意义：1.紧贴课本知识点设计出实物教具，让学生在课堂上就能做到能观察能动手，理论联系实践，使教学更加生动化。