机械原理课程设计指导2010

机械(jīxiè)原理课程设计精品资料1)注重多学科知识的综合(zōnghé)应用；2)注重(zhùzhòng)总结与实践经验的积累；3)充分发挥创造思维和想象能力，灵活应用各种设计方法与技巧。精品资料一、机械原理(yuánlǐ)课程设计的目的完成(wánchéng)指定机械传动系统的方案设计机械传动系统设计的好坏，对机械系统能否完成预期的工作任务，以及工作质量的优劣和产品的竞争力起决定性的作用。需要创新精品资料创新的类型：变参数设计(shèjì)－－齿轮设计(shèjì)；改进型设计(shèjì)－－由尖顶从动件变为滚子从动件；开发性设计(shèjì)。精品资料二、机械(jīxiè)原理课程设计的必要性检验(jiǎnyàn)知识的掌握程度；市场竞争的需要；为机械创新设计做准备。精品资料三机械传动(jīxièchuándònɡ)系统的方案设计机械(jīxiè)传动系统：由若干种不同机构组合而成，能实现机械(jīxiè)工艺过程所需运动的系统。拟定机械的功能原理执行机构的型式设计执行系统的协调设计执行机构的尺度设计方案的评价与决策精品资料图1设计(shèjì)流程精品资料四、基本(jīběn)理论和方法(一)功能(gōngnéng)原理设计1.功能(gōngnéng)分析功能(gōngnéng)分析法(Functionanalysis)是系统设计中拟定功能(gōngnéng)原理方案的主要方法。一台机器所能完成的功能(gōngnéng)，称为机器的总功能(gōngnéng)(Totalfunction)。

功能(gōngnéng)分析法就是将机械产品的总功能(gōngnéng)分解成若干功能(gōngnéng)元(Functionelement)，然后求解功能(gōngnéng)元，再将其组合，得到满足总功能(gōngnéng)要求的多种解决方案，以供评价选择。精品资料图1功能(gōngnéng)分解精品资料例：半自动平压模切机的工作原理：印刷、包装行业用于压制纸盒、纸制品的专用设备。该设备可用于对各种规格的纸板进行压痕、切线。经压痕、切线的纸板在沿切线去掉边料后，沿压出的压痕可折成各种纸盒、纸箱，亦可对各种高级精细的纸材凹凸痕，压制成各种富有立体感的精美(jīngměi)凸凹商标或印刷品。图2半自动平压模切机工作(gōngzuò)原理精品资料功能(gōngnéng)分解工艺(gōngyì)动作分解：模切机的模切动作包括纸板输送、定位夹紧、纸板停顿时凹模和凸模加压进行冲压模切，然后将纸板送到收纸台。这一系列工艺(gōngyì)动作可分解为如下三个执行机构分别完成的3组工艺(gōngyì)动作：模切机构在纸板停顿时进行冲压模切走纸机构定位夹紧机构精品资料半自动平压模切模切机构走纸机构定位夹紧机构总功能分功能图3半自动平压模切机功能分解精品资料2.功能求解⑴根据(gēnjù)机构的基本功能，归纳整理为功能元。半自动平压模切模切机构走纸机构定位夹紧机构运动(yùndòng)如何从原动件传递到各执行端？此过程即为整理功能元及求解的过程原动件的动力从哪里来？即原动机是什么？精品资料⑵列出功能(gōngnéng)元解的目录。为了便于设计人员进行功能(gōngnéng)原理的构思，可以将有关的功能(gōngnéng)元解，按一定的分类排序原则，用矩阵表的形式列出。⑶注意功能(gōngnéng)求解的技巧图5功能分析精品资料图4基本功能元及符号(fúhào)表示精品资料例：半自动平压模切机的分功能---模切机构的功能求解假设原动机为电动机，电动机水平放置(fàngzhì)，凸模、凹模上下布置图2半自动平压模切机工作(gōngzuò)原理精品资料则半自动平压模切机的模切机构应具备以下3个基本功能(gōngnéng)元：运动位移或速度缩小功能(gōngnéng)：减小位移量（或速度），以实现增力要求运动轴线变向功能(gōngnéng)：将水平轴运动变换为铅垂方向运动运动形式变换功能(gōngnéng)：将转动变换为往复移动根据以上分析，可构思出如下功能(gōngnéng)－技术矩阵精品资料12345A连杆机构凸轮机构齿轮机构蜗轮蜗杆机构螺旋机构B锥齿轮机构摩擦轮机构C连杆机构凸轮机构螺旋机构齿轮齿条机构摩擦轮机构功能(gōngnéng)元解表1执行机构功能(gōngnéng)形态学矩阵精品资料矩阵中的三个功能元可选不同(bùtónɡ)的解，模切功能由三个功能元组成，故也有多个解。图6基本功能结构图将各分功能(gōngnéng)分析完，整合总功能(gōngnéng)的结构精品资料图7半自动平压模切机的执行(zhíxíng)系统设计方案精品资料减速运动分支轴平移轴平移模切机构夹紧机构走纸机构ABCDEB图8半自动平压模切机运动(yùndòng)转换功能框图精品资料12345A圆柱齿轮机构蜗轮蜗杆机构带传动链传动摆线针轮传动B圆柱齿轮机构链传动带传动C曲柄滑块机构不完全齿轮齿条机构移动从动件凸轮机构D凸轮机构不完全齿轮齿条机构E槽轮机构不完全齿轮机构凸轮分度机构功能(gōngnéng)元解表2平压模切机功能(gōngnéng)形态学矩阵精品资料注意：机械执行系统的功能原理(yuánlǐ)及运动方案设计的多方案性为实现同一预定的功能目标，可以选择不同的功能原理(yuánlǐ)来实现，选用不同的技术原理(yuánlǐ)来完成。

精品资料各种(ɡèzhǒnɡ)剪切机构

精品资料精品资料精品资料在进行机构形式设计时，除应满足基本功能所要求的运动形式或运动轨迹外，还应遵循(zūnxún)以下几项原则：（二）执行机构的型式(xínɡshì)设计与系统的协调根据各基本动作或功能的要求，选择或创造合适的机构型式来实现这些动作的工作过程，称为执行机构的型式设计，又称为机构的型综合。

1.机构尽可能简单

2.具有较好的动力学特性

3.机构安全可靠精品资料一个执行(zhíxíng)构件１、执行(zhíxíng)构件的运动设计1)执行构件的数目

取决于机械分功能或分动作的多少，两者不一定相等，要具体分析确定。如立式钻的方案:精品资料2)执行构件的运动形式(xíngshì)和运动参数复合(fùhé)运动往复摆动执行构件运动形式回转运动每分钟转数rpm——由两个以上单一运动合成间歇回转停歇往复直线停歇单向直线沿可变曲线运动连续回转沿固定曲线运动曲线运动直线运动往复直线每分钟转位次数、转角大小、运动系数每分钟摆动次数、转角大小、行程速比系数每分钟行程数目、大小、行程速比系数每循环停歇次数、位置、时间、行程大小和工作速度。——每次进给量的大小。

精品资料2、各执行构件间运动的协调配合(pèihé)和机械的工作循环图1）各执行构件间运动的协调配合(pèihé)关系a)运动彼此独立无需协调配合：外圆磨床的砂轮和工件的两个运动彼此独立。故应为每个运动单独设计各自的运动链。砂轮工件砂轮架精品资料b)动作协调(xiétiáo)配合：图示冲床的两个执行构件中，要求：▲送料构件将原料送入模孔上方(shànɡfānɡ)后，冲头才可进入模孔进行冲压；▲当冲头上移一段距离后，才能进行下次送料动作。精品资料c)各执行构件(gòujiàn)运动速度的协调配合：范成法加工时，刀具与齿坯之间必须(bìxū)保持精确的传动比。对于有运动协调配合要求的构件，往往采用以一台原动机，通过传动系统分配运动，实现协调动作。精品资料2）机械的工作（运动(yùndòng)）循环图定义：设计机械时，用以表示机械在一个工作循环过程中，各执行构件之间运动(yùndòng)配合关系的图形。定标件：用其运动位置（转角或位移）作为确定其它执行构件运动先后次序的基准。形式：直线式、圆周式、直角坐标式三种。▲直线式工作循环图退回停止冲制进给冲头送料器曲柄转角φ

0˚90˚180˚270˚360˚此例中主轴作为定标件。退回精品资料冲头送料器曲柄转角φ

0˚90˚180˚270˚360˚▲直角坐标式工作(gōngzuò)循环图精品资料机构(jīgòu)和性能一览表输出运动形式输入运动形式机构名称机构简图运动特性动力特性其它特性连续回转连续回转＊常用机构（自己回去(huíqù)总结）精品资料＊机构(jīgòu)的变异构件(gòujiàn)结构形状运动尺寸更换机架或原动件增加辅助构件目的：获得新的机构或特性，已满足使用要求。机构的变异精品资料１）机构的串联(chuànlián)组合＊机构(jīgòu)的组合前一个机构的输出，作为下一个机构的输入，依次串联。一般串联组合：后一级机构的主动件固连在前一级机构的一个连架杆上。51234ω1IIIω1s3s4III特殊串联组合：后一级机构的主动件串接在前一级机构的一个连杆上。123A54DCBFEM精品资料例：前面的半自动平压模切机的型式设计根据功能－技术矩阵图中的3个分功能中各任选一个机构，就可以组合成一个能实现模切机的总体功能的方案。剔除重复和明显不合适的方案后，即可得到(dédào)一系列可供选择的方案。图7为部分方案示意图。精品资料图7模切机构部分(bùfen)方案示意图精品资料拟定走纸机构方案生产工艺对走纸机构的动作要求(yāoqiú)比较简单，就是间歇进给。可选择间歇运动机构带动挠性传动机构完成送纸的工艺动作。间歇运动机构有：不完全齿轮机构，棘轮机构，槽轮机构挠性传动机构有：平带带轮传动机构，双列链轮传动机构由此可组成多种可供选择的送纸机构方案精品资料拟定定位夹紧机构方案输送纸板链上固定有模块1，其上装有夹紧片。生产工艺对定位夹紧机构的要求(yāoqiú)就是控制该夹紧片按时张开和夹紧。为此可选用结构简单，便于设计的滚子移动从动件盘形凸轮机构来控制夹紧片的张开、夹紧。图4半自动平压模切机工作(gōngzuò)原理精品资料（三)机械传动方案(fāngàn)的评价1）评价(píngjià)指标▲机械功能的实现质量——精确性、稳定性、适应性、扩展性；▲机械工作性能——运转的平稳性、传力性能、承载能力等；▲机械的动力性能——冲击、振动、噪声、耐磨性能等；▲机械的经济性——设计工作量大小、制造成本、维修难易、能耗等▲机械结构的合理性——复杂程度、尺寸及重量大小等。精品资料2）方案(fāngàn)评价精品资料精品资料精品资料往复(wǎngfù)摆动电动机气缸(qìɡānɡ)原动件运动形式连续回转往复直线液压马达气动马达内燃机液压马达气动马达直线电机油缸柴油机燃气轮机汽油机直流电动机交流变频变速电动机伺服电动机步进电动机力矩电动机交流异步电动机交流异步电动机的运动参数——同步转数：3000，1500，1000，750，600rpm（四)原动机的类型与选择精品资料（五）合理(hélǐ)分配传动比（1）每一级传动比应在合理范围(fànwéi)内选取；（2）减速传动时，按前小后大的原则分配，有利于减小尺寸传动机构种类平带V带摩擦轮齿轮蜗杆链圆周速度m/s5~255~3015~2515~12015~3515~40减速比≤5≤8~15≤7~10≤4~8≤80≤6~1