機(jī)械原理課程設(shè)計(jì).ppt

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1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)A1課程設(shè)計(jì),課程設(shè)計(jì)的目的,從系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)出發(fā)，融會(huì)貫通各章的理論和方法，分析和解決與實(shí)際問(wèn)題。 培養(yǎng)初步的機(jī)構(gòu)選型及確定運(yùn)動(dòng)方案的能力 對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的分析與設(shè)計(jì)有一個(gè)較完整的概念 提高運(yùn)算、繪圖、運(yùn)用計(jì)算機(jī)完成機(jī)械系統(tǒng)整體分析和設(shè)計(jì) 查閱有關(guān)資料的能力 培養(yǎng)學(xué)生表達(dá)、歸納、總結(jié)和獨(dú)立思考與分析的能力。,課程設(shè)計(jì)的意義,國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求：需質(zhì)量?jī)?yōu)、性能好、效率高、能耗低、價(jià)格廉的機(jī)械產(chǎn)品，機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)內(nèi)容是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。 機(jī)械產(chǎn)品自動(dòng)化的要求：各種機(jī)械均需生產(chǎn)和操作過(guò)程的自動(dòng)化，或者實(shí)現(xiàn)某一工藝動(dòng)作過(guò)程。 創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求 鞏固、掌握、運(yùn)用機(jī)械原理知識(shí)理論的要求

2、,設(shè)計(jì)步驟,設(shè)計(jì)題目,已按學(xué)號(hào)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(jī)械設(shè)計(jì)大賽自選題目（明年5月參賽， 主題為“珍愛(ài)生命，奉獻(xiàn)社會(huì)”，內(nèi)容為“在突發(fā)災(zāi)難中，用于救援、破障、逃生、避難的機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作”）,時(shí)間安排,學(xué)院安排的時(shí)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(shí)間： 第19周周五下午3點(diǎn)前必須答辯結(jié)束,幾點(diǎn)要求,每班同一題目的同學(xué)組成一個(gè)小組 （一般為學(xué)號(hào)加減7） 每組選出組長(zhǎng)一名，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、組織本組成員的設(shè)計(jì)（定題后報(bào)給老師） 答辯前每組自報(bào)每個(gè)組員的自評(píng)成績(jī)（由高到低排序，由本組成員討論、綜合貢獻(xiàn)

3、大小而定） 答辯時(shí)按組逐一進(jìn)行 充分發(fā)揮團(tuán)結(jié)協(xié)作、群策群力的精神,答辯時(shí)完成的工作,圖紙一張（A0/ A1，手繪/CAD） 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖 機(jī)械傳動(dòng)方案圖 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 說(shuō)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(dòng)作；原始數(shù)據(jù)及計(jì)算；方案設(shè)計(jì)思路及討論改進(jìn)；執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟；機(jī)構(gòu)上機(jī)分析檢驗(yàn)過(guò)程；對(duì)所設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行討論；感想及建議；附錄(程序源代碼）,機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì),1、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則 1.1 機(jī)械的結(jié)構(gòu)組成,1.2 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則,采用簡(jiǎn)短的運(yùn)動(dòng)鏈 有較高的機(jī)械效率 合理安排傳動(dòng)順序 合理分配傳動(dòng)比（前小后大） 保證機(jī)械安全運(yùn)轉(zhuǎn),2、機(jī)械

4、運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的過(guò)程和內(nèi)容,,,一、功能原理設(shè)計(jì) 根據(jù)預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能考慮相應(yīng)的原理,功能原理設(shè)計(jì)思路是：分析功能要求，根據(jù)功能要求 提出可能實(shí)現(xiàn)它的功能原理,功能原理設(shè)計(jì) 實(shí)例1,辦公室取紙器設(shè)計(jì) 預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能是：辦公室取便條用，每 次取一張 實(shí)現(xiàn)的原理有：,摩擦力,靜電吸力,切向力,功能原理設(shè)計(jì) 實(shí)例2,自動(dòng)送料板裝置 實(shí)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(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì),根據(jù)功能原理提出的工藝動(dòng)作，進(jìn)

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

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

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

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

9、個(gè)復(fù)雜的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)，都可以認(rèn)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(shí)現(xiàn)功能元的求解。,基本功能元及符號(hào)表示,按照動(dòng)作功能分解與組合原理進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型,按照動(dòng)作功能分解選型精鍛機(jī)主機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）,總功能：當(dāng)加壓執(zhí)行構(gòu)件（沖頭）上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，能鍛出較高精度的毛坯 要求：驅(qū)動(dòng)軸必須水平布置 ，加壓執(zhí)行構(gòu)件沿鉛垂方向移動(dòng)。 試構(gòu)思該執(zhí)行機(jī)構(gòu)的若干方案。,按照動(dòng)作功能分解選型精鍛機(jī)主機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）,1、進(jìn)行動(dòng)作功能分解。根據(jù)題目要求，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)具有以下功能： 運(yùn)動(dòng)形式變換功能：將驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)變換為沖頭的移動(dòng) 運(yùn)動(dòng)軸線變向功能：將水平軸運(yùn)動(dòng)變換為鉛垂方向運(yùn)動(dòng)

10、 運(yùn)動(dòng)位移或速度縮小功能：減小位移量（或速度），以實(shí)現(xiàn)增力要求,按照動(dòng)作功能分解選型精鍛機(jī)主機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）,2、構(gòu)思出完成加壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)總體功能的功能-技術(shù)矩陣圖。,,按照動(dòng)作功能分解選型精鍛機(jī)主機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（4）,滿足精鍛機(jī)功能要求的六種基本功能結(jié)構(gòu),按照動(dòng)作功能分解選型精鍛機(jī)的四種方案,回設(shè)計(jì)過(guò)程,,四、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖設(shè)計(jì),用來(lái)描述機(jī)構(gòu)系統(tǒng)在一個(gè)工作循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)間相互協(xié)調(diào)配合的示意圖稱為機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，簡(jiǎn)稱運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖形式： 直線式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖（或稱矩形運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖） 圓周式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 直角坐標(biāo)式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖,實(shí)例：半自動(dòng)制釘機(jī),制造如圖所示一枚鞋釘?shù)墓に囘^(guò)程所繪制的運(yùn)動(dòng)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(shí)例：半自動(dòng)制釘機(jī),工藝過(guò)程示意圖（俯視）所示.,整個(gè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)由四個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所組成（圖中只畫出各凸輪機(jī)構(gòu)的執(zhí)行構(gòu)件），分別完成四個(gè)工序。,半自動(dòng)制釘機(jī)四個(gè)工序,鐓頭：沖頭1左進(jìn)鐓出釘頭。在鐓鍛過(guò)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(jìn)，前三次每次送進(jìn)量約為三分之一釘長(zhǎng)度，第四次送進(jìn)略大于前三次送進(jìn)量。 壓緊、擠方：由沖頭3在前三次送料后的停歇時(shí)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(shí)完成擠尖、切斷工序，最后完成一枚鞋釘?shù)闹谱鳌?直線式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖,繪制方

12、法：將機(jī)械在一個(gè)工作循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件各運(yùn)動(dòng)區(qū)段的起止時(shí)間（或轉(zhuǎn)角）和先后順序，按比例繪制在直線軸上，形成長(zhǎng)條矩形圖,機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng),圓周式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖,繪制方法：以原點(diǎn)O為圓心，作若干個(gè)同心圓環(huán)，每一個(gè)圓環(huán)代表一個(gè)執(zhí)行構(gòu)件。由各相應(yīng)圓環(huán)分別引徑向直線表示個(gè)執(zhí)行構(gòu)件不同運(yùn)動(dòng)區(qū)段的起始和終止位置。,直角坐標(biāo)式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖,繪制方法：以橫坐標(biāo)軸代表機(jī)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(shí)際上就是各執(zhí)行構(gòu)件的位移線圖。,機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則,運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖需滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)： 動(dòng)作先后的順序性要求 動(dòng)作在時(shí)間上的同步性要求 在空間布置上的協(xié)調(diào)性要求改進(jìn) 操作上的協(xié)同

13、性要求 的動(dòng)作安排要有利于提高勞動(dòng)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(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì),連桿機(jī)構(gòu)的各桿長(zhǎng) 凸輪機(jī)構(gòu)的具體尺寸 齒輪機(jī)構(gòu)的模數(shù)、齒數(shù)、中心距等 其他機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵尺寸 設(shè)計(jì)方法： 解析法 圖解法 實(shí)驗(yàn)法,機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力分析,運(yùn)動(dòng)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(xì)說(shuō)明，是否符合題目要求，如何體現(xiàn)。,方案評(píng)價(jià),是否符合題目要求？,說(shuō)明書包含的內(nèi)容,任務(wù)書； 功能分析； 功能分解及工藝動(dòng)作； 原始數(shù)據(jù)及計(jì)算； 方案設(shè)計(jì)思路及討論、改進(jìn)； 執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟； 機(jī)構(gòu)上機(jī)分析檢驗(yàn)過(guò)程； 對(duì)所設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)； 感想及建議； 附錄(程序源代碼）,洗瓶機(jī)推瓶機(jī)構(gòu) 提示,推頭可走軌跡,洗瓶機(jī)推瓶機(jī)構(gòu) 提示,洗瓶機(jī)推瓶機(jī)構(gòu) 提示,軋輥機(jī)構(gòu) 提示,軋輥機(jī)構(gòu) 提示,軋輥機(jī)構(gòu) 提示,鐵板輸送機(jī)構(gòu) 提示,四工位機(jī)床 提示,四工位機(jī)床 提示,四工位機(jī)床 提示,平壓模切執(zhí)行、傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 提示,平壓模切執(zhí)行機(jī)構(gòu) 提示,平壓模切執(zhí)行機(jī)構(gòu) 提示,平臺(tái)印刷機(jī)板臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu) 提示,平臺(tái)印刷機(jī)板臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu) 提示,平臺(tái)印刷機(jī)滾筒傳動(dòng) 提示,平臺(tái)印刷機(jī)滾筒傳動(dòng) 提示,精壓機(jī) 提示,精壓機(jī) 提示,精壓機(jī) 提示,Working Model 簡(jiǎn)介,簡(jiǎn)介及單擺 連桿機(jī)構(gòu)建模及分析 凸輪機(jī)構(gòu)建模 齒輪機(jī)構(gòu)建模,