原理课程设计

1、 机械系统的运动方案及机构的创新设计 机械原理 课程设计 机械系统的运动方案及机构的创新设计 一、课程设计目的：一、课程设计目的： 1. 综合运用理论知识，进行机械系统运动方案设计和主要 机构的设计。3训练从事机械设计工作的基本技能，包括设计计算、查 阅资料、工程绘图、计算机操作等方面的能力。2培养分析问题、解决问题的能力及创新意识和创造能力。 机械系统的运动方案及机构的创新设计 二、课程设计题目二、课程设计题目题目题目1 1: : 牛头刨床刨刀的往复运动机构设计牛头刨床刨刀的往复运动机构设计要求：要求：实现刨刀往复直线运动；实现刨刀往复直线运动；刨刀要有急回特性；刨刀要有急回特性；刨刀工作行

2、程速度平稳。刨刀工作行程速度平稳。 机械系统的运动方案及机构的创新设计 题目题目2 2: : 颚式破碎机设计颚式破碎机设计要求：要求：实现动颚板往复摆动；实现动颚板往复摆动；原动件上驱动力尽可能小；原动件上驱动力尽可能小；减小主轴的速度波动。减小主轴的速度波动。二、课程设计题目二、课程设计题目 机械系统的运动方案及机构的创新设计 题目题目3 3: : 压床主运动机构设计压床主运动机构设计要求：要求：实现冲头往复直线运动；实现冲头往复直线运动；原动件上驱动力尽可能小；原动件上驱动力尽可能小；减小主轴的速度波动。减小主轴的速度波动。二、课程设计题目二、课程设计题目 机械系统的运动方案及机构的创新设

3、计 题目题目4: 4: 专用机床的刀具进给和工作台转位机构设计专用机床的刀具进给和工作台转位机构设计要求：刀具进给机构要求：刀具进给机构实现刀具的往复直线运动；实现刀具的往复直线运动；刀具要有急回特性；刀具要有急回特性；刀具往复运动满足特定运动刀具往复运动满足特定运动规律。规律。要求：工作台转位机构要求：工作台转位机构实现工作台间歇转动；实现工作台间歇转动；每次转位角每次转位角90；工作台转位与刀具进给运动协调工作台转位与刀具进给运动协调二、课程设计题目二、课程设计题目 机械系统的运动方案及机构的创新设计 题目题目5 5: : 汽车风窗刮水器机构设计汽车风窗刮水器机构设计要求：要求：实现雨刮往

4、复摆动；实现雨刮往复摆动；往复摆动平均速度相同；往复摆动平均速度相同；二、课程设计题目二、课程设计题目 机械系统的运动方案及机构的创新设计 题目题目6: 6: 推瓶机构设计推瓶机构设计推头轨迹推头轨迹要求：要求：实现推头特定运动轨迹；实现推头特定运动轨迹；推头往复运动有急回特性；推头往复运动有急回特性；推头工作行程速度尽可能均匀。推头工作行程速度尽可能均匀。二、课程设计题目二、课程设计题目 机械系统的运动方案及机构的创新设计 题目题目7: 7: 铁板输送机构设计铁板输送机构设计要求：要求：实现输送铁板时的间歇运动；实现输送铁板时的间歇运动；停歇时间短暂；停歇时间短暂；输送铁板时运动较平稳。输送

5、铁板时运动较平稳。二、课程设计题目二、课程设计题目 机械系统的运动方案及机构的创新设计 课题课题8: 8: 半自动平压模切机机构设计半自动平压模切机机构设计要求：要求：实现下模往复直线运动；实现下模往复直线运动；下模往复运动具有急回特性；下模往复运动具有急回特性；原动件上驱动力尽可能小。原动件上驱动力尽可能小。二、课程设计题目二、课程设计题目 机械系统的运动方案及机构的创新设计 1. 原动机选择原动机选择三、课程设计内容：三、课程设计内容：3. 传动系统设计传动系统设计4. 系统运动方案组成及评价选择系统运动方案组成及评价选择5. 执行机构运动尺寸设计或运动参数确定执行机构运动尺寸设计或运动参

6、数确定6. 机构运动分析或动态静力分析机构运动分析或动态静力分析8. 编写设计计算说明书编写设计计算说明书2. 执行机构设计执行机构设计7. 飞轮设计飞轮设计（参考任务书的要求） 机械系统的运动方案及机构的创新设计 1、原动机的选择、原动机的选择 原动机类型：原动机类型：电动机、液压马达、内燃机、气动马达电动机、液压马达、内燃机、气动马达交流异步电动机直流电动机伺服电动机步进电动机原动机运动参数：电动机转速原动机运动参数：电动机转速 3000r/min、 1500r/min、 1000r/min、 750r/min 机械系统的运动方案及机构的创新设计 2、执行机构的设计、执行机构的设计 根据任

7、务书给定的工艺动作要求，确定执行构件的数目、运动根据任务书给定的工艺动作要求，确定执行构件的数目、运动参数、机构类型及运动协调关系。参数、机构类型及运动协调关系。执行机构设计内容：执行机构设计内容：（1 1）. .确定执行构件数目确定执行构件数目（2 2）. .确定执行构件运动参数确定执行构件运动参数运动形式运动形式（直线运动、回转运动、曲线运动） 运动特点运动特点（连续式、间歇式、往复式）运动范围运动范围（极限尺寸、转角及位移）运动速度运动速度（等速、不等速） 机械系统的运动方案及机构的创新设计 连续转动 直线移动 连续转动 往复摆动 连续转动 间歇转动 直线移动移动 直线移动 连续转动 任

8、意轨迹（3 3）. .选择执行机构类型选择执行机构类型 机械系统的运动方案及机构的创新设计 1 1）实现连续转动）实现连续转动 直线移动的机构直线移动的机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构直动推杆凸轮机构直动推杆凸轮机构齿轮齿轮- -齿条机构齿条机构螺旋机构螺旋机构 机械系统的运动方案及机构的创新设计 2 2）实现连续转动）实现连续转动 往复摆动的机构往复摆动的机构曲柄摇块机构曲柄摇杆机构摆动推杆凸轮机构摆动导杆机构 机械系统的运动方案及机构的创新设计 槽轮机构槽轮机构 3 3）实现连续转动）实现连续转动 间歇转动的机构间歇转动的机构曲柄摇杆曲柄摇杆+棘轮机构棘轮机构间歇式凸轮机构间歇式凸轮机构不完全

9、齿轮机构不完全齿轮机构 机械系统的运动方案及机构的创新设计 4 4）实现直线移动）实现直线移动 直线移动的机构直线移动的机构双滑块四杆机构双滑块四杆机构直动推杆板状移动凸轮机构直动推杆板状移动凸轮机构 机械系统的运动方案及机构的创新设计 四杆机构（连杆曲线）四杆机构（连杆曲线） 凸轮全移动副机构凸轮全移动副机构 5 5）实现连续转动）实现连续转动 任意轨迹的机构任意轨迹的机构 机械系统的运动方案及机构的创新设计 6 6）举例：牛头刨床刨刀的往复运动机构设计）举例：牛头刨床刨刀的往复运动机构设计方案z-1摆动导杆摆动导杆+摇杆滑块摇杆滑块机构机构D方案z-2偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构方案z

10、-3转动导杆转动导杆+曲柄滑块机构曲柄滑块机构 机械系统的运动方案及机构的创新设计 3、传动系统的设计、传动系统的设计 传动系统传动系统连接原动机与执行机构的部分连接原动机与执行机构的部分（1）传动系统设计任务：）传动系统设计任务：2）选择）选择传动类型传动类型；3）合理安排传动机构的顺序；）合理安排传动机构的顺序；4）合理分配）合理分配传动比传动比；5）确定各级传动机构的参数和尺寸。）确定各级传动机构的参数和尺寸。1）确定系统的总传动比；）确定系统的总传动比；执行机构原动件转速原动机转速总i 机械系统的运动方案及机构的创新设计 （2）传动系统设计的一般原则）传动系统设计的一般原则：1）运动链

11、尽可能短；）运动链尽可能短；2）使机械有较高的效率；）使机械有较高的效率；4）保证机械安全可靠；）保证机械安全可靠；3）满足传动要求的前提下有较好的经济性；）满足传动要求的前提下有较好的经济性；5）尽量考虑环境条件。）尽量考虑环境条件。 机械系统的运动方案及机构的创新设计 蜗杆传动蜗杆传动锥齿轮传动锥齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动（3）常用传动类型：）常用传动类型： 齿轮传动机构 带传动机构 链传动机构 周转轮系机构 机械系统的运动方案及机构的创新设计 带传动、链传动带传动、链传动平带传动滚子链传动 机械系统的运动方案及机构的创新设计 周转轮系机构周转

12、轮系机构 机械系统的运动方案及机构的创新设计 （4）合理的传动机构顺序及常用传动比：）合理的传动机构顺序及常用传动比： 带传动带传动 链传动链传动 蜗杆传动蜗杆传动 锥齿轮传动锥齿轮传动 直齿轮传动直齿轮传动 斜齿轮传动斜齿轮传动 i = 24 i =10 40 i = 23 i = 4 6 i = 3 5 i = 2 4前后 机械系统的运动方案及机构的创新设计 4、系统方案组成及评价与选择、系统方案组成及评价与选择 方案评价指标：方案评价指标：2）工作性能：）工作性能：1）系统功能：）系统功能：3）动力性能：）动力性能：4）经济性：）经济性：5）结构紧凑性：）结构紧凑性： 实现工艺动作的准确

13、性实现工艺动作的准确性 效率高低、安全可靠性、适用范围效率高低、安全可靠性、适用范围 承载能力、传力特性、振动噪声承载能力、传力特性、振动噪声 加工难易、能耗大小、制造成本加工难易、能耗大小、制造成本 尺寸、重量、结构复杂性尺寸、重量、结构复杂性系统方案的组成：系统方案的组成： = 执行机构执行机构+ 传动机构传动机构 机械系统的运动方案及机构的创新设计 （1） 举例：牛头刨床刨刀传动机构举例：牛头刨床刨刀传动机构方案c-2V带传动蜗杆传动电动机带传动带传动+蜗杆传动蜗杆传动带传动带传动+斜齿轮传动斜齿轮传动+直齿轮传动直齿轮传动 机械系统的运动方案及机构的创新设计 （2） 举例：牛头刨床刨刀

14、运动方案构成举例：牛头刨床刨刀运动方案构成带传动带传动+斜齿轮传动斜齿轮传动+直齿轮传动直齿轮传动带传动带传动+蜗杆传动蜗杆传动 机械系统的运动方案及机构的创新设计 6、机构运动分析、动态静力分析、机构运动分析、动态静力分析 将执行机构原动件运动轨迹分成将执行机构原动件运动轨迹分成5个分点，小组中每人对应个分点，小组中每人对应一个分点的机构位置进行运动分析和动态静力分析。一个分点的机构位置进行运动分析和动态静力分析。 机械系统的运动方案及机构的创新设计 三、课程设计进度：三、课程设计进度：阶段阶段内容内容完成时间完成时间备注备注1 1设计准备设计准备第第天天周五周五落实设计地点；落实设计地点；

15、准备设计用具；准备设计用具；研究分析设计题目。研究分析设计题目。2 2运动方案设计运动方案设计第第 天天周六下周一周六下周一执行机构构思设计；执行机构构思设计；传动系统构思设计；传动系统构思设计；运动方案组成；运动方案组成；方案图草图绘制；方案图草图绘制；下周二下周二实验台上执行机构组装实验台上执行机构组装3 3执行机构尺寸执行机构尺寸设计与分析设计与分析第第天天下周二周三下周二周三执行机构尺寸设计或运动参数求解执行机构尺寸设计或运动参数求解机构运动分析、动态静力分析；机构运动分析、动态静力分析；飞轮设计飞轮设计4 4设计图纸绘制设计图纸绘制第第 天天下周四周五下周四周五四张运动方案图（上机绘制）四张运动方案图（上机绘制）一张手工绘制的机构分析或设计图一张手工绘制的机构分析或设计图5 5编写说明书编写说明书第第 天天下周六周日下周六周日A4A4纸书写（纸书写（15 15 2525页）页）6 6整理设计文件整理设计文件下周，周日下午下周，周日下午上交上交说明书装订、说明书装订、将任务书、说明书、四张方案图、手工将任务书、说明书、四张方案图、手工绘图纸一并装入档案袋绘图纸一并装入档案袋 机械系统的运动方案及机构的创新设计 上上 机机 安安 排排 日日 期期时时 间间地点地点 机