机械基础综合课程

1、机械基础课程综合设计指导书重庆大学国家工科机械基础课程教学基地2006年 5 月绪论 11. 机构的选型 91.1主执行机构的选型 91.2辅助执行机构的选型 122. 原动机的选用 143. 拟定传动系统方案 153.1传动系统的选择与设计 153.2有级变速传动系统的转速图 164. 绘制系统工作循环图 195. 机构尺度参数确定 246. 静力分析和初定各构件的质量参数 257. 主执行机构的运动分析 268. 主执行机构的动态静力分析 308.1静定组 308.2主执行机构的动态静力分析图解法 308.3主执行机构的动态静力分析解析法 339. 飞轮设计和原动机功率的校核 3410部分

2、零部件的强度结构设计 36附录：平面连杆机构力分析子程序使用说明 3852参考文献绪论机械基础课程综合设计是“机械原理”和“机械设计”两门课程的综合课程设计， 学生在设计时也涉及“工程制图”、“机械制造技术基础”、“理论力学”、“材料力 学”等基础系列课程内容作。本指导书按着学生将要进行的设计过程编写，适用于所有设计题目。学生阅读本指 导书，并按要求进行课题的设计，可达到综合课程设计的基本要求。有更高要求的学 生，可在指导教师的指导下，查阅其它资料，完成更多更复杂的设计工作。任务书中提出的设计要求和指导教师对学生的要求有可能是“脱离工程实际的要求 而更接近机械原理课程内容训练的要求”。个别学生

3、可在指导教师认可的条件下，展示 其思维的才华，创造性地提出并实施其新颖的设计方案，但对大多数学生来说设计要求 是具有强制性的。其一是内容的强制性：方案中强制性规定了涉及“机械原理”和“机 械设计”两门课程的主要内容。而其中某些内容在实际的设计中可能是没有的；其二是 完成任务所用方法的强制性：设计内容及要求中强制规定了既涉及图解法的内容又涉及 编写程序的任务，而图解法甚至解析法编写程序在实际工程设计中都有可能不采用。其 三是时间的强制性：学生必须在两周内完成设计，而工程实际的设计问题则有可能有更 长的反复设计的时间。因此学生的设计过程中仅涉及机械产品设计过程的主要部分过程 而不是全部过程。机械0

4、.1 机械设计基础系列课程综合设计实践的地位、目标和要求（ 资料来源： 基础课程综合设计大纲 ）“机械原理”和“机械设计”是高等学校工科机械工程类本科生必修的“机械基础 系列课程”中的两门主干技术基础课，在培养工科学生的综合素质、机械设计和创新能 力方面占有不可替代的重要地位。而机械设计基础系列课程综合设计是“机械基础系列 课程”中最重要的实践环节。在机械设计基础系列课程综合设计中，通过加强机械系统 方案的创新构思与设计，加强机械系统多方案的评价与优选，加强设计内容的综合性和 工程性，加强现代机械设计基本功的训练与培养，加强各种现代设计方法与手段的掌握 与应用，使学生具有更高的综合素质，更强的

5、机械设计和创新能力，以适应时代的要 求。通过机械设计基础系列课程综合设计，学生应达到如下要求：1）更好地掌握和加深理解“机械基础系列课程”课程，特别是“机械原理”和“机 械设计”两门课程的基本概念、基本理论和基本方法；2）树立正确的设计思想，了解完整的机械产品设计过程，并重点掌握机械产品的总 体方案设计、运动和动力设计，以及强度和结构设计等重要概念和内容；了解国家当前 的有关技术经济政策；3）具有调查研究、分析比较的能力和机械产品或机械系统总体方案或运动方案创新 设计的能力；4）进一步提高各种现代设计方法和手段应用的能力；5）进一步提高计算和绘图能力，具有运用设计标准、设计规范、设计手册、设计

6、图 册和查阅有关技术资料的能力；6）具有表达设计成果、书写技术报告及科学研究论文的能力。0.2机械产品设计过程机械设计基础系列课程综合设计主要内容（资料来源：黄茂林，秦伟主编机械原理第七章，机械工业出版社，2002）设计机械过程并没有一个通用的固定的程序，而须按具体情况确定。机械设计的一 般进程，可分为产品规划（概念设计）、总体方案设计、结构技术设计生产施工设计（工艺设计）和改进设计五个阶段。其工作内容和任务如表1.1所示。表0.1机械产品设计过程设计阶段工作内容形成文件产 品 规 划 概 念 设 计选题选择设计对象、提出设计题目（设想）调 研 和 预 测市场调查：进行需求、购买行为分析，作销

7、售量预测及 市场占有率预测；进行经济、社会环境分析，作产品社 会效益及产品生命周期预测；进行政策、法规分析，作 产品生产和销售可能性预测。技术调查：进仃产品设计、制造的新技术、新材料的调 研掌握有关产品的国内外水平和发展趋势，作技术可行 性预测及产品成本预测。调研报告确定对策从经济、技术、市场各方面论证新产品开发的必要性和 产品设计、制造、销售上各项措施实施的可能性产品开发可行性论证报告确定设计任务明确设计目标及需要达到的功能目标和性能指标设计任务书设计阶段工作内容形成文件总 体 方 案 设 计目标分 析和功 能原理 设计根据设计任务书中规定的设计任务，进行功能目标分 析，做出工艺动作的分解，

8、明确各个工艺动作的工作原 理，提出设计、工艺等方面需要解决的关键问题功能原理解及功能结构方案方 案 设 计拟定总体方案和基本性能参数、结构参数，进行执行系 统、传动系统的设计，选择原动机。对完成各工艺动作 和工作性能的执行机构的运动方案进行全面创新构思， 对各可行方案进行运动规律设计、机构型式设计和协调 设计总体方案示意 图，机械系统 运动简图，运 动循环图，总 体方案设计计 算说明书万案 评价 与决尺S策对各可行方案进行运动分析、动力分析及有关计算，作 模拟设计试验，以进行功能、性能评价和技术、经济评 价。在可行方案群中选择最优方案，确认其总体设计方 案。结 构 技 术 设 计结构 万案 拟

9、定根据经济性、稳定性、运输安装、管理维修、环境保护等因素，拟定执行系统、传动系统的结构方案以及与原动机之间联接的方案可靠性造型设计从人机工程、民族风格、用户心理感受、易操作性以及 美学观念出发，进行产品造型、色彩表面处理的设计结构设计及材料选择从加工工艺、装配工艺性、摩擦润滑、振动噪音、传 热、腐蚀等因素出发，设计零部件的结构，确定各零件 的相对位置、结构型式及联结方法根据运动、动力计算，强度和刚度计算，选择零件材 料、热处理方法和要求，确定零部件各部分的形状、尺 寸公差、精度及制造安装的技术条件。确定外购的标准 件、元器件规格和技术要求设计图绘制绘制总装配图、各类系统图（包括执行系统、传动系

10、 统、控制系统、润滑系统、气液压系统、电路系统）、 部件装配图和零件图。编制设计计算说明书详细设计图纸及设计说明书设计阶段工作内容形成文件施工 工 艺 设 计工艺设计进行加工工艺、装配工艺设计。制定工艺流程及零部件 检验标准工艺文件及工装设计图，实验工装设计进行加工、装配时必需的工具、量具、夹具和模具的设 计，包括必要的专用加工设备及装置的设计施工设计制定装配调试、试运行及性能测试的步骤及各阶段的技 术指标。制疋包装、运输、基础安装的要求。确疋随机 器提供的备件、专用工具明细表产品使用说明书改进设计阶段引人并行设计观念，将前面各阶段的评价信息反馈到新 一轮的设计中，进行改进设计机械总体方案设计

11、的目的和内容进行总体方案设计的具体目的，就是在通过调查研究进行机械产品规划、确定设计 任务、明确设计的要求和条件的基础上，寻求问题的解法及原理方案构思，进行功能原 理设计，拟定机械功能结构方案，选择机构类型，得出一组可行的机械系统运动方案， 为下一步进行详细的结构设计作好原理方案方面的准备，提出战略性、指导性的意见， 也为最终进行评价、优选决策提供诸如可行性、先进性等等相关技术原理方面详尽的科 学依据。机械系统主要由原动机、传动系统、执行系统和控制系统所组成。总体方案设计的 主要内容就是围绕这几部分的方案设计。1. 执行系统的方案设计主要包括执行系统的功能原理设计、动作及运动设计、执行机构的型式设计、执行系统的协调设计和执行系统的方案评价与决策。2. 原动机类型的选择和传动系统的方案设计其中传动系统的方案