机械原理课程设计说明书模版3

PAGE河北工业大学机械原理课程设计说明书河北工业大学机械原理课程设计设计说明书作者：学号：学院：班级：题目：同组人：指导教师：年月日

摘要题目：_________________________摘要：（介绍任务目标，功能分析结果，执行装置、电动机、传动装置方案设计结果，并对方案的可行性和进一步改进方向作出说明）关键词：（关键词一般为名词，能够代表你的设计内容，一般为3-5个）河北工业大学机械原理课程设计说明书-目录目录 11设计任务 22国内外研究现状 23执行装置方案设计 23.1功能分析 23.2总功能实现的原理 33.3执行构件工艺动作设计分解 43.4机构型综合 43.5工作循环图设计 63.6执行机构尺度综合 74原动机选择 74.1原动机类型选择 74.2原动机功率和转速确定 75传动系统设计 75.1总传动比计算 75.2传动比分配与传动装置设计（各传动传动比） 76总体设计方案 96.1总体布局方案 96.2总体设计方案 97机构运动分析 98机构动力学特性分析 99结论 9参考文献 9设计感言 10说明书完成后，右键点击目录，选择“更新域”，选择只更新页码，即可自动更新页码。

（提交说明书时，把红色注解和提示部分都删除）1设计任务（设计任务书中规定的任务，使用要求、技术条件及工作环境）2国内外研究现状（介绍国内外该题目已有解决方案，并从可行性、可制造性、能耗和环保等方面比较已有方案的优劣）要求：如果有专利的分析专利，如果没有专利，通过网络、图书馆等查已有设计方案。要求图文并茂3执行装置方案设计3.1功能分析（1）总功能描述（以下图、表题中****是指设计任务书中要设计的机械或设备）（用黑箱模型表达设计对象的功能，如核桃去壳总功能）分离核桃仁和壳分离核桃仁和壳核桃核桃仁核桃壳功能描述（动词+名词）能量物料信息能量物料信息图1****的总功能（2）功能分解如上述分离核桃仁和核桃壳，总功能可以分解为破碎核桃壳和筛分核桃仁和壳两个分功能，进一步分解到可求解的基本功能。参看慕课插入功能分解结果（功能树和功能结构）图2****的功能分析结果(功能树和功能链）3.2总功能实现的原理（1）功能元实现原理求解根据功能分解结果，功能元原理求解结果如表1所示。（根据任务要求每个功能元至少提两种实现原理）可文字说明，也可图文说明，如果有复杂原理图，可手绘后扫描，插入图片。如分离核桃仁和核桃壳，可采用的原理（参看慕课案例）表1****的功能实现原理的形态学矩阵功能元实现原理可用原理1可用原理2可用原理3可用原理4功能元1功能元2……（2）系统总功能实现的原理从每个功能元选择1个可用原理组合起来就是一个完整系统的实现原理（可在表1中标出）；从所有组合中选择一个（或两个）进入后续设计过程。选择的原则：1）预计后续设计实现的困难程度；2）预计的制造成本和使用成本；3）环保因素；4）产品安全因素；5）生产效率；3.3执行构件工艺动作设计分解根据选定的原理，设计各个执行构件的动作如表2所示。（如分离核桃壳与核桃仁采用的原理靠外力压破核桃，其主要功能上料装置和压头和分离装置的执行构件是其执行构件，压头可采用的运动是直线运动，也可以是曲线运动，或螺旋运动等），工艺动作设计分解可以按照物料处理过程进行工艺动作设计。亦可用形态学矩阵分析后选定1到2个解。以下提示部分最终报告需删除表2****的执行构件工艺动作设计形态学矩阵功能元所选原理构件名称可用动作1可用动作2可用动作3可用动作4功能元1功能元23.4机构型综合（1）各执行构件运动的实现机构求解根据执行构件的所选工艺动作确定执行机构如表3所示。例如执行构件往复直线运动（如冲头），可以实现的机构有曲柄滑块机构、肘杆机构、直动推杆凸轮机构等。可用形态学矩阵（如下）组织执行装置的解。表3****的执行机构选型形态学矩阵构件名称执行构件所选动作/运动可用机构1可用机构2可用机构3可用机构4构件1所选动作构件2所选动作……以下参考部分完成后需删除（2）机构型综合从执行机构形态学矩阵中每个执行构件可用机构中选择一个机构组合成整机的执行机构方案；从所有组合方案中选择一个（或两个）进入后续的设计过程。可在前面表中标出，或者在这里详细说明。（选择标准同前）3.5工作循环图设计根据工艺要求，保证各执行构件的时序上的协调关系，设计工作循环图如图3所示。某些机械的多个执行构件在完成同一任务时，需有准确而协调的运动时间和运动顺序的安排，以防止出现某一执行构件工作不到位或两个以上执行构件在同一空间发生干涉。工作循环图是以图的形式表达机构中有多个执行构件时（如冲头和送料推杆），各执行构件的运动协调关系的。杆机构的极位夹角设置和凸轮机构的推程运动角、远休止角、回程运动角和近休止角的设计由工作循环图决定。工作循环图有三种形式：图3****各执行构件的工作循环图3.6执行机构尺度综合按照工作要求（行程、转角等）和工作循环图(规定了机构的极位夹角和凸轮推程运动角等角度)设计机构的尺寸（杆机构的杆长、凸轮的廓线）。需对每个执行机构尺寸设计进行详细说明。4原动机选择4.1原动机类型选择可选电动机（有电的条件下）（交流、直流、控制电机）、柴油机和汽油机（野外作业）、液压马达和液压缸（大功率、大载荷，需附带液压系统）、气动马达和汽缸（需压力气源）。4.2原动机功率和转速确定根据输出动力和运动参数（力和速度、转矩和转速），并考虑传动装置效率（估计，各种传动效率见下页表1）计算或查找类似设计类比。根据计算结果选择标准的原动机（可查手册或产品样本）5传动系统设计5.1总传动比计算主传动（主要工作机构，如冲床的冲压机构）的传动比计算，根据选择的原动机的转速和工作装置的工作转速（见设计要求）计算总传动比。计算各主执行机构到其它执行机构（如送料机构）之间的传动比（根据工作循环图）。5.2传动比分配与传动装置设计（各传动传动比）根据总传动比和各类传动的传动比范围和各传动机构的特点，设计传动系统示意图如图4所示。插入传动系统原理图图4****传动系统示意图把总传动比分配到各级传动，画出传动系统示意图，并标明传动比。各种传动的性能、传动比范围和效率如图。附表常见机械传动的主要性能类型传递功率（KW）速度（m/s）效率传动比特点开式闭式一般范围最大值普通V带传动≤50025~300.94~0.972~4≤7传动平稳、噪声小、能缓冲吸振；结构简单、轴间距大、成本低。外廓尺寸大、传动比不恒定、寿命短。链传动（滚子链）≤100≤200.90~0.930.95~0.972~6≤8工作可靠、平均传动比恒定、轴间距大、对恶劣环境能适应。瞬时速度不均匀、高速时运动不平稳，多用于低速传动。圆柱齿轮传动一级开式直齿≤750斜齿和人字齿≤500007级精度≤255级精度以上斜齿轮15~130一对齿轮0.94~0.96一对齿轮0.96~0.993~7≤15~20承载能力和速度范围大、传动比恒定、外廓尺寸小、工作可靠。效率高、寿命长、制造安装精度要求高、噪声较大、成本较高。一级减速器3~6≤12.5二级减速器8~40≤60圆锥齿轮传动一级开式直齿≤1000曲齿≤15000直齿＜5曲齿5~40一对齿轮0.92~0.952~4≤8一级减速器一对齿轮0.94~0.982~3≤6蜗杆传动一级开式单头通常≤50最大达750滑动速度vs≤15个别达35一对蜗轮副0.50~0.6015~60≤120结构紧凑、传动比大、传动平稳、噪声小。效率较低、制造精度要求较高、成本较高。双头一对蜗轮副0.60~0.70一级减速器单头一对蜗轮副0.70~0.7510~40≤80双头一对蜗轮副0.75~0.82＞三头一对蜗轮副0.82~0.92二级减速器70~800≤3600NGW行星减速器一级达6500高低速均可0.97~0.993~9≤13.7体积小、效率高、重量轻、传递功率范围大，要求有均载均衡机构、制造精度要求较高。二级0.94~0.9810~60≤150圆锥-圆柱齿轮减速器10~25≤40蜗杆-圆柱齿轮减速器60~90≤480圆柱齿轮-蜗杆减速器60~80≤250圆柱摩擦轮传动通常≤20最大达200通常≤200.70~0.880.90~0.962~4≤8运转平稳、噪声小、有过载保护作用、结构简单、轴和轴承受力大、磨损快。6总体设计方案6.1总体布局方案按照工艺要求，考虑各执行机构的空间布置，并从简化传动系统的角度对执行系统的空间布置进行优化。最终形成执行系统空间布局图如图5所示。插入空间布局图图5****执行系统空间布局图（系统轴测图）从人机工学（人与机器协调关系和提高人的作业效率的学科）角度考虑设计对象工作高度和空间位置；然后设计原动机安装位置和各个传动的空间位置，修正传动系统设计方案。用至少两个视图画出空间布置图（见指导书）6.2总体设计方案根据执行系统空间布局，优化传动系统方案，形成最终****系统总体设计方案如图6所示。画出整机机构的机构运动简图；或采用轴测图表达。（总体设计方案如果在空间布局图中已经表达清楚，此处不需要重复）插入总体设计方案（包括执行部分、电动机和传动系统）图6****总体设计方案7机构运动分析应用矢量方程图解法对主要连杆机构运动分析结果和仿真结果如图7所示。并比较图解法的误