機械原理課程設(shè)計.ppt

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1、機械設(shè)計基礎(chǔ)A1課程設(shè)計,課程設(shè)計的目的,從系統(tǒng)方案設(shè)計出發(fā)，融會貫通各章的理論和方法，分析和解決與實際問題。 培養(yǎng)初步的機構(gòu)選型及確定運動方案的能力 對運動學(xué)和動力學(xué)的分析與設(shè)計有一個較完整的概念 提高運算、繪圖、運用計算機完成機械系統(tǒng)整體分析和設(shè)計 查閱有關(guān)資料的能力 培養(yǎng)學(xué)生表達、歸納、總結(jié)和獨立思考與分析的能力。,課程設(shè)計的意義,國民經(jīng)濟發(fā)展的要求：需質(zhì)量優(yōu)、性能好、效率高、能耗低、價格廉的機械產(chǎn)品，機械原理課程設(shè)計內(nèi)容是產(chǎn)品設(shè)計的重要內(nèi)容。 機械產(chǎn)品自動化的要求：各種機械均需生產(chǎn)和操作過程的自動化，或者實現(xiàn)某一工藝動作過程。 創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求 鞏固、掌握、運用機械原理知識理論的要求

2、,設(shè)計步驟,設(shè)計題目,已按學(xué)號分發(fā)(共7組題目） 可以自選其他已有的題目 （一周內(nèi)找老師更改，登記） 可以結(jié)合明年機械設(shè)計大賽自選題目（明年5月參賽， 主題為“珍愛生命，奉獻社會”，內(nèi)容為“在突發(fā)災(zāi)難中，用于救援、破障、逃生、避難的機械產(chǎn)品的設(shè)計與制作”）,時間安排,學(xué)院安排的時間： 1819周（專用周，但可能被占用） 提前下題，提前完成 最后完成時間： 第19周周五下午3點前必須答辯結(jié)束,幾點要求,每班同一題目的同學(xué)組成一個小組 （一般為學(xué)號加減7） 每組選出組長一名，負責(zé)協(xié)調(diào)、組織本組成員的設(shè)計（定題后報給老師） 答辯前每組自報每個組員的自評成績（由高到低排序，由本組成員討論、綜合貢獻

3、大小而定） 答辯時按組逐一進行 充分發(fā)揮團結(jié)協(xié)作、群策群力的精神,答辯時完成的工作,圖紙一張（A0/ A1，手繪/CAD） 機構(gòu)運動方案簡圖 機械傳動方案圖 運動循環(huán)圖 說明書一份（同一封面、紙張，左側(cè)裝訂） 任務(wù)書；功能分析；功能分解及工藝動作；原始數(shù)據(jù)及計算；方案設(shè)計思路及討論改進；執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計步驟；機構(gòu)上機分析檢驗過程；對所設(shè)計的結(jié)果進行討論；感想及建議；附錄(程序源代碼）,機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計,1、機械系統(tǒng)設(shè)計的一般原則 1.1 機械的結(jié)構(gòu)組成,1.2 機械系統(tǒng)設(shè)計的一般原則,采用簡短的運動鏈 有較高的機械效率 合理安排傳動順序 合理分配傳動比（前小后大） 保證機械安全運轉(zhuǎn),2、機械

4、運動方案設(shè)計的過程和內(nèi)容,,,一、功能原理設(shè)計 根據(jù)預(yù)期實現(xiàn)的功能考慮相應(yīng)的原理,功能原理設(shè)計思路是：分析功能要求，根據(jù)功能要求 提出可能實現(xiàn)它的功能原理,功能原理設(shè)計 實例1,辦公室取紙器設(shè)計 預(yù)期實現(xiàn)的功能是：辦公室取便條用，每 次取一張 實現(xiàn)的原理有：,摩擦力,靜電吸力,切向力,功能原理設(shè)計 實例2,自動送料板裝置 實現(xiàn)的原理有： 用頂吸法吸走頂部一張料板 用底部氣吸法吸出料板的邊緣，然后夾走 將料板從底部推出，然后用夾板抽走 用摩擦板從頂部推出一張料板，然后夾走 用摩擦輪將料板從底部滾出，然后夾走,二、執(zhí)行系統(tǒng)的運動規(guī)律設(shè)計,根據(jù)功能原理提出的工藝動作，進

5、行運動分解，構(gòu)思出恰當(dāng)?shù)倪\動規(guī)律。 加工內(nèi)孔機床的運動規(guī)律設(shè)計：,工件作等速轉(zhuǎn)動，刀具作縱向等速運動，進給運動是刀具的徑向進給（車床）,執(zhí)行系統(tǒng)的運動規(guī)律設(shè)計,根據(jù)功能原理提出的工藝動作，進行運動分解，構(gòu)思出恰當(dāng)?shù)倪\動規(guī)律。 加工內(nèi)孔機床的運動規(guī)律設(shè)計：,工件固定不動，刀具繞被加工孔的中心線轉(zhuǎn)動，進給運動是刀具的徑向、縱向運動。（鏜床）,執(zhí)行系統(tǒng)的運動規(guī)律設(shè)計,根據(jù)功能原理提出的工藝動作，進行運動分解，構(gòu)思出恰當(dāng)?shù)倪\動規(guī)律。 加工內(nèi)孔機床的運動規(guī)律設(shè)計：,工件固定不動，采用不同尺寸的專用刀具（鉆頭和鉸刀）等速轉(zhuǎn)動和縱向送進運動。(鉆床),執(zhí)行系統(tǒng)的運動規(guī)律設(shè)計,根據(jù)功能原理提出的工藝動作，進行

6、運動分解，構(gòu)思出恰當(dāng)?shù)倪\動規(guī)律。 加工內(nèi)孔機床的運動規(guī)律設(shè)計：,工件和刀具均不轉(zhuǎn)動，只讓刀具作直線運動。（拉床）,計算機的繪圖機的運動規(guī)律設(shè)計,圖紙固定不動，而繪圖筆作橫向和縱向的移動，從而在繪圖紙上繪出任意形狀復(fù)雜的平面曲線。 繪圖筆僅作x方向運動，讓繪圖紙繞在卷筒上繞x軸作往復(fù)轉(zhuǎn)動，這兩個運動的合成可以在圖紙上繪出復(fù)雜的平面圖形。,3.1 動力機類型的選擇 電動機 交流異步電動機（推薦使用） 直流電動機 伺服電動機 液動機（液壓馬達、液壓油缸） 氣動機（氣缸） 需完成工作：選定電機，定出轉(zhuǎn)速、功率,三、機構(gòu)構(gòu)型設(shè)計,3.2 機構(gòu)選型,3.2.1 傳動系統(tǒng)機構(gòu)選型 傳動系統(tǒng)：減速增力/(增速

7、） 帶傳動（含同步帶）和鏈傳動 齒輪傳動（輪系） 螺旋機構(gòu) 其他新型減速機構(gòu) 連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu) 需完成工作：選定傳動機構(gòu)，定出各級傳動比，圖紙上畫出傳動系統(tǒng)圖，并標(biāo)出傳動比,3.2.2 執(zhí)行機構(gòu)選型,選型方法： 1、按照執(zhí)行構(gòu)件所需的運動特性進行機構(gòu)選型 2、按照動作功能分解與組合原理進行機構(gòu)選型 執(zhí)行系統(tǒng)是機械系統(tǒng)中的重要組成部分。 執(zhí)行系統(tǒng)由一個或多個執(zhí)行機構(gòu)組成。 機械執(zhí)行機構(gòu)選型是總體方案設(shè)計的核心。,按照運動特性選型（1）定速比轉(zhuǎn)動變換機構(gòu),齒輪機構(gòu) 蝸輪蝸桿 輪系（定軸、周轉(zhuǎn)、復(fù)合） 帶傳動 鏈傳動 摩擦輪 特殊的連桿機構(gòu),按照運動特性選型（2）連續(xù)轉(zhuǎn)動往復(fù)移動（擺動）,連桿機構(gòu)

8、 曲柄滑塊、曲柄搖桿、擺動導(dǎo)桿 多桿機構(gòu) 凸輪機構(gòu) 組合機構(gòu) 凸輪連桿組合機構(gòu) 齒輪連桿組合機構(gòu),按照運動特性選型（3）連續(xù)轉(zhuǎn)動變速轉(zhuǎn)動(周期性）,雙曲柄機構(gòu) 回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機構(gòu) 多桿機構(gòu) 非圓齒輪機構(gòu),按照運動特性選型（4）連續(xù)轉(zhuǎn)動間歇運動,棘輪機構(gòu) 槽輪機構(gòu) 不完全齒輪機構(gòu) 凸輪性間歇機構(gòu) 齒輪連桿組合機構(gòu) 凸輪齒輪組合機構(gòu) ,按照運動特性選型(5)連續(xù)轉(zhuǎn)動軌跡運動,連桿機構(gòu) 四桿機構(gòu) 五桿機構(gòu) 凸輪連桿組合 齒輪連桿組合,按照運動特性選型（6）運動的合成與分解,差動機構(gòu)（2自由度） 差動輪系 差動螺旋 2自由度連桿機構(gòu) 2自由度組合機構(gòu),功能求解 根據(jù)機構(gòu)的基本功能，歸納整理為功能元。任何一

9、個復(fù)雜的機構(gòu)系統(tǒng)所要實現(xiàn)的運動，都可以認為是由一些基本的功能元按一定規(guī)律組成的，根據(jù)功能元就易于找到相應(yīng)的功能載體，實現(xiàn)功能元的求解。,基本功能元及符號表示,按照動作功能分解與組合原理進行機構(gòu)選型,按照動作功能分解選型精鍛機主機構(gòu)設(shè)計（1）,總功能：當(dāng)加壓執(zhí)行構(gòu)件（沖頭）上下運動時，能鍛出較高精度的毛坯 要求：驅(qū)動軸必須水平布置 ，加壓執(zhí)行構(gòu)件沿鉛垂方向移動。 試構(gòu)思該執(zhí)行機構(gòu)的若干方案。,按照動作功能分解選型精鍛機主機構(gòu)設(shè)計（2）,1、進行動作功能分解。根據(jù)題目要求，該執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)具有以下功能： 運動形式變換功能：將驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動變換為沖頭的移動 運動軸線變向功能：將水平軸運動變換為鉛垂方向運動

10、 運動位移或速度縮小功能：減小位移量（或速度），以實現(xiàn)增力要求,按照動作功能分解選型精鍛機主機構(gòu)設(shè)計（3）,2、構(gòu)思出完成加壓執(zhí)行機構(gòu)總體功能的功能-技術(shù)矩陣圖。,,按照動作功能分解選型精鍛機主機構(gòu)設(shè)計（4）,滿足精鍛機功能要求的六種基本功能結(jié)構(gòu),按照動作功能分解選型精鍛機的四種方案,回設(shè)計過程,,四、運動循環(huán)圖設(shè)計,用來描述機構(gòu)系統(tǒng)在一個工作循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件運動間相互協(xié)調(diào)配合的示意圖稱為機構(gòu)系統(tǒng)運動循環(huán)圖，簡稱運動循環(huán)圖。 運動循環(huán)圖形式： 直線式運動循環(huán)圖（或稱矩形運動循環(huán)圖） 圓周式運動循環(huán)圖 直角坐標(biāo)式運動循環(huán)圖,實例：半自動制釘機,制造如圖所示一枚鞋釘?shù)墓に囘^程所繪制的運動循環(huán)圖,該

11、鞋釘分為釘頭、釘桿、釘尖三部分，釘桿成四方錐形,實例：半自動制釘機,工藝過程示意圖（俯視）所示.,整個機構(gòu)系統(tǒng)由四個執(zhí)行機構(gòu)所組成（圖中只畫出各凸輪機構(gòu)的執(zhí)行構(gòu)件），分別完成四個工序。,半自動制釘機四個工序,鐓頭：沖頭1左進鐓出釘頭。在鐓鍛過程中，沖頭3壓緊鋼絲料。 送料：由送料夾持器2分四次間歇送進，前三次每次送進量約為三分之一釘長度，第四次送進略大于前三次送進量。 壓緊、擠方：由沖頭3在前三次送料后的停歇時間內(nèi)將釘桿擠壓成方錐，在其余工作循環(huán)中沖頭3保持與釘桿接觸，起壓緊作用。 擠尖、切斷：在第四次送料后，由切斷刀4同時完成擠尖、切斷工序，最后完成一枚鞋釘?shù)闹谱鳌?直線式運動循環(huán)圖,繪制方

12、法：將機械在一個工作循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件各運動區(qū)段的起止時間（或轉(zhuǎn)角）和先后順序，按比例繪制在直線軸上，形成長條矩形圖,機構(gòu)運動,圓周式運動循環(huán)圖,繪制方法：以原點O為圓心，作若干個同心圓環(huán)，每一個圓環(huán)代表一個執(zhí)行構(gòu)件。由各相應(yīng)圓環(huán)分別引徑向直線表示個執(zhí)行構(gòu)件不同運動區(qū)段的起始和終止位置。,直角坐標(biāo)式運動循環(huán)圖,繪制方法：以橫坐標(biāo)軸代表機械的主軸或分配軸的轉(zhuǎn)角，以縱坐標(biāo)軸代表各執(zhí)行構(gòu)件的角位移或線位移，如圖所示，實際上就是各執(zhí)行構(gòu)件的位移線圖。,機構(gòu)運動,運動循環(huán)圖設(shè)計設(shè)計原則,運動循環(huán)圖需滿足各執(zhí)行機構(gòu)： 動作先后的順序性要求 動作在時間上的同步性要求 在空間布置上的協(xié)調(diào)性要求改進 操作上的協(xié)同

13、性要求 的動作安排要有利于提高勞動生產(chǎn)率 的布置要有利于系統(tǒng)的能量協(xié)調(diào)和效率的提高,,機構(gòu)尺寸設(shè)計,連桿機構(gòu)的各桿長 凸輪機構(gòu)的具體尺寸 齒輪機構(gòu)的模數(shù)、齒數(shù)、中心距等 其他機構(gòu)的關(guān)鍵尺寸 設(shè)計方法： 解析法 圖解法 實驗法,機構(gòu)運動、動力分析,運動分析： 解析法編程分析 模型法利用已有軟件 圖解法(多位置不方便） 分析的結(jié)果需要詳細說明，是否符合題目要求，如何體現(xiàn)。,方案評價,是否符合題目要求？,說明書包含的內(nèi)容,任務(wù)書； 功能分析； 功能分解及工藝動作； 原始數(shù)據(jù)及計算； 方案設(shè)計思路及討論、改進； 執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計步驟； 機構(gòu)上機分析檢驗過程； 對所設(shè)計的結(jié)果進行評價； 感想及建議； 附錄(程序源代碼）,洗瓶機推瓶機構(gòu) 提示,推頭可走軌跡,洗瓶機推瓶機構(gòu) 提示,洗瓶機推瓶機構(gòu) 提示,軋輥機構(gòu) 提示,軋輥機構(gòu) 提示,軋輥機構(gòu) 提示,鐵板輸送機構(gòu) 提示,四工位機床 提示,四工位機床 提示,四工位機床 提示,平壓模切執(zhí)行、傳動機構(gòu) 提示,平壓模切執(zhí)行機構(gòu) 提示,平壓模切執(zhí)行機構(gòu) 提示,平臺印刷機板臺移動機構(gòu) 提示,平臺印刷機板臺移動機構(gòu) 提示,平臺印刷機滾筒傳動 提示,平臺印刷機滾筒傳動 提示,精壓機 提示,精壓機 提示,精壓機 提示,Working Model 簡介,簡介及單擺 連桿機構(gòu)建模及分析 凸輪機構(gòu)建模 齒輪機構(gòu)建模,