【正文】 合機(jī)構(gòu)中選擇一種機(jī)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求。上述增力部件是一種力矩放大機(jī)構(gòu)，力矩放大必然以減速為代價(jià)，所以從運(yùn)動的角度上看，應(yīng)選擇一種減速比為時(shí)間為二至四周。2. 尺度綜合及傳動質(zhì)量指標(biāo)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)選型設(shè)計(jì)完成后，尺度設(shè)計(jì)計(jì)算的任務(wù)就是對機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的基本尺寸進(jìn)行計(jì)算并檢驗(yàn)有關(guān)傳動質(zhì)量指標(biāo)，要求使用FORTRAN語言或C語言編制程序上機(jī)計(jì)算。時(shí)間為 七周。3. 變速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)開始擰松螺母時(shí)，希望增力部件能夠擴(kuò)大輸入力矩；螺母擰松后，所需的扳動力矩減小，這時(shí)希望能以1:1的速比將螺母快速旋下，以提高工作效率。變換機(jī)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)的就是這個(gè)目的。要求能滿足對增力部件體積小，重量輕，操作方便的要求。時(shí)間為二周。4. 撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書撰寫格式如下：一、問題的提出二、設(shè)計(jì)要求三、機(jī)構(gòu)選型設(shè)計(jì)四、尺度綜合、運(yùn)動和力分析及傳動質(zhì)量指標(biāo)的檢驗(yàn)五、變速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)六、附錄（計(jì)算機(jī)程序，參考書目）5. 答辯。時(shí)間為一周四、參考方案對于鐵路、橋梁、化工容器、通用機(jī)械行業(yè)的大鎖緊力矩螺栓聯(lián)接，目前常用的增力工具有以下幾種：1) 電動扳手以電動機(jī)為動力、通過皮帶減速器或其它減速器將電機(jī)的轉(zhuǎn)動減速輸出，從而擴(kuò)大輸出力矩，汽車修理業(yè)常用這種扳手。如圖3所示。其特點(diǎn)是輸出力矩大，可實(shí)現(xiàn)鎖緊力矩控制；缺點(diǎn)是需要電源、整機(jī)體積較大，不能作為隨車工具使用。2) 液壓扳手如圖4所示，這種扳手實(shí)際上是四桿機(jī)構(gòu)中的一種導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，其導(dǎo)桿是一種往復(fù)式油缸，通過向油缸兩側(cè)充油，實(shí)現(xiàn)油缸活塞的往復(fù)運(yùn)動。活塞的往復(fù)運(yùn)動帶動擺桿擺動，通過棘輪機(jī)構(gòu)使擺桿的往復(fù)擺動轉(zhuǎn)化為螺母套筒單向間歇運(yùn)動從而擰緊或擰松螺母，這種扳手可實(shí)現(xiàn)力矩控制，方法是采用溢流閥控制油缸的油壓，使其達(dá)到一定壓力時(shí)卸荷。3) 長力臂扳手這種扳手適合于人力使用，通過增長力臂擴(kuò)大輸出力矩，為減少長度，力臂常作成伸縮式，由于操作習(xí)慣的問題使其力臂長度有限，從而增力比有限，使用起來不太方便。對于車輛維修尚可使用，但對于鐵路養(yǎng)護(hù)，則很不方便。以上介紹的幾種增力扳手對于鐵路養(yǎng)護(hù)、車輛維修并不十分理想。本課程設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一種人力驅(qū)動、滿足鐵路養(yǎng)護(hù)、車輛維修、易于攜帶的一種增力扳手。五、補(bǔ)充知識現(xiàn)將本課程設(shè)計(jì)過程中可能遇到的有關(guān)知識補(bǔ)充如下：2) 一對外嚙合直齒圓柱齒輪的傳動質(zhì)量指標(biāo)檢驗(yàn)檢驗(yàn)項(xiàng)目：a: 齒輪是否根切b: 是否發(fā)生過渡曲線干涉c: 重合度是否足夠d: 齒頂是否變尖按《機(jī)械原理》教材覆蓋的內(nèi)容，要求檢驗(yàn)a、c、d三項(xiàng)指標(biāo)。下面將詳細(xì)檢驗(yàn)公式內(nèi)容列出。a: 齒輪是否根切條件： 式中，x1，x2分別為齒輪2的變位系數(shù)，z1，z2分別為齒輪2的齒數(shù)，下同。c: 重合度是否足夠條件： 式中： ε12——重合度 αaαa2——齒輪1，2的齒頂圓壓力角 αw——齒輪1，2的嚙合角d: 齒頂是否變尖條件： 式中： SaSa2——齒輪1，2的齒頂厚度 dada2——齒輪1，2的齒頂圓直徑 α——分度圓壓力角 αaαa2——齒輪1，2的齒頂圓壓力角 m——齒輪模數(shù)3) 一對內(nèi)嚙合直齒圓柱齒輪的傳動質(zhì)量指標(biāo)檢驗(yàn)檢驗(yàn)項(xiàng)目：a: 是否發(fā)生過渡曲線干涉b: 是否發(fā)生齒頂重迭干涉c: 齒頂是否變尖d: 是否發(fā)生根切e: 重合度是否足夠f: 切齒過程中是否發(fā)生頂切（用齒輪插刀加工內(nèi)齒輪時(shí)）g: 是否發(fā)生徑向進(jìn)刀干涉（用齒輪插刀加工內(nèi)齒輪時(shí)）按《機(jī)械原理》教材覆蓋的內(nèi)容，要求檢驗(yàn)c、d、e三項(xiàng)。下面將詳細(xì)檢驗(yàn)公式內(nèi)容列出。c: 齒頂是否變尖條件： 對外齒輪2 對內(nèi)齒輪3 式中： SaSa3——外齒輪內(nèi)齒輪3的齒頂厚度 dada3——外齒輪內(nèi)齒輪3的齒頂圓直徑 α——分度圓壓力角 αaαa3——外齒輪內(nèi)齒輪3的齒頂圓壓力角d: 是否發(fā)生根切條件： 對外齒輪2 內(nèi)齒輪無根切現(xiàn)象e: 重合度是否足夠條件： 式中： ε23——內(nèi)嚙合的重合度 αw——內(nèi)嚙合的嚙合角六、本課程設(shè)計(jì)題目參考書目漸開線齒輪變位系數(shù)的選擇，朱景梓等編，人民教育出版社。機(jī)械原理電算程序集，高教出版社，1987。三、載重汽車的起重后板一、問題的提出在汽車的裝卸作業(yè)中，常常需要將貨物由地面裝到車廂上或?qū)④噹系呢浳镄兜降孛嫔?。對有叉車的作業(yè)場合這是不成問題的，但如果沒有叉車，則裝卸比較費(fèi)力費(fèi)時(shí)。如能利用載重汽車的車廂后板設(shè)計(jì)出一個(gè)起重平臺，則可以較好地解決這個(gè)問題。二、設(shè)計(jì)要求和有關(guān)數(shù)據(jù)汽車車廂的參數(shù)如圖所示，有如下設(shè)計(jì)要求：1. 后板起升過程中保持水平平動。2. 后板在完成起升任務(wù)后可與車廂自動合攏。3. 起升、合攏所用動力部件采用伸縮油缸，油缸應(yīng)安裝在車廂下面，且在后板與車廂合攏后，兩只油缸的活塞桿應(yīng)縮進(jìn)油缸體內(nèi)以防止在行車過程中飛石等碰傷活塞桿。4. 、。5. 起升機(jī)構(gòu)、合攏機(jī)構(gòu)的最小傳動角γmin≥40176。三、設(shè)計(jì)任務(wù)及進(jìn)度安排1. 機(jī)構(gòu)選型設(shè)計(jì)選擇一種能夠使后板水平平動且構(gòu)件少、體積緊湊的機(jī)構(gòu)。選型往往與分析計(jì)算交叉反復(fù)進(jìn)行。例如，選擇了一種機(jī)構(gòu)，經(jīng)計(jì)算分析后發(fā)現(xiàn)該機(jī)構(gòu)效果不好，就要否定這個(gè)機(jī)構(gòu)，選擇新的機(jī)構(gòu)，直到滿足設(shè)計(jì)要求。機(jī)構(gòu)選型設(shè)計(jì)的時(shí)間為2～3周。2. 尺度綜合及運(yùn)動、動力分析、傳動質(zhì)量指標(biāo)檢驗(yàn)尺度綜合即是要對所選機(jī)構(gòu)的基本尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。在動力分析中，要求求出在起升過程中起升油缸的輸出力即起升機(jī)構(gòu)的平衡力及各運(yùn)動副反力、要求繪出各力的變化曲線。由于起升機(jī)構(gòu)運(yùn)動速度較低，各構(gòu)件重量相對于起升重量較小，所以在力分析過程中可省略各構(gòu)件重力及慣性力。機(jī)構(gòu)尺度綜合后應(yīng)檢驗(yàn)γmin≥40176。這部分工作的時(shí)間為六周。3. 撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書撰寫格式如下：一． 問題的提出、設(shè)計(jì)要求和有關(guān)數(shù)據(jù)二． 機(jī)構(gòu)選型設(shè)計(jì)三． 尺度綜合及運(yùn)動、動力分析、傳動質(zhì)量指標(biāo)檢驗(yàn)四． 自我評價(jià)及展望五． 附錄（計(jì)算程序、圖紙和參考書目）四、設(shè)計(jì)方法提示機(jī)構(gòu)選型設(shè)計(jì)是比較困難的工作，為了開闊同學(xué)們的思路，下面將介紹機(jī)構(gòu)選型設(shè)計(jì)的一些方法和本課程設(shè)計(jì)題目的一些方案提示。根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求，選擇一種可行的機(jī)構(gòu)。一般常用如下方法：1. 借鑒參考法：借鑒國內(nèi)外同類設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)選型設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行修改和改進(jìn)，使其滿足具體設(shè)計(jì)要求。這種參考資料可以從專利說明書、科技圖書、期刊、產(chǎn)品樣板中獲得，在機(jī)構(gòu)選型設(shè)計(jì)中這是最常用的方法。在使用中注意不要照抄照搬，應(yīng)結(jié)合具體情況有所改進(jìn)和創(chuàng)新。2. 功能分解選擇法將具體設(shè)計(jì)要求分解為一系列的功能。在現(xiàn)有機(jī)構(gòu)中尋找可以滿足各個(gè)功能的機(jī)構(gòu)，然后將這些機(jī)構(gòu)有機(jī)地綜合起來，實(shí)現(xiàn)所有的功能、滿足全部設(shè)計(jì)要求。目前國內(nèi)已出版了許多機(jī)構(gòu)應(yīng)用圖集，這些圖集按機(jī)構(gòu)功能分類編寫，有較高的參考價(jià)值。采用這種方法往往可以得到創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)。在可參考方案較少或無參考方案的情況下主要采用這種方法進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型設(shè)計(jì)。五、參考方案采用功能分解選擇法，將起升和收攏分解為平動與擺動兩個(gè)功能，然后在現(xiàn)有各種機(jī)構(gòu)中選擇能實(shí)現(xiàn)平動和擺動的機(jī)構(gòu)?？紤]到動力組件為伸縮式油缸，那幺主動構(gòu)件可以是如圖圖4所示的導(dǎo)桿和擺桿。以圖圖4所示的導(dǎo)桿和擺桿作主動件，選擇機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成平動和擺動。下列幾種機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)平動：1. 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)2. 平行四邊形機(jī)構(gòu)3. 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)4. 凸輪機(jī)構(gòu)5. 齒輪齒條機(jī)構(gòu)6. 組合機(jī)構(gòu)等考慮到車廂的具體結(jié)構(gòu)和使用要求，機(jī)構(gòu)的機(jī)架只能固定在汽車車廂下面的底盤上，此外，還應(yīng)考慮起升機(jī)構(gòu)上升到上限位置時(shí)應(yīng)與地面有一定距離以利于行車，根據(jù)這些限制在上述機(jī)構(gòu)中選擇一種可滿足要求的機(jī)構(gòu)。擺動機(jī)構(gòu)也可以仿照平動機(jī)構(gòu)列出許多，根據(jù)具體要求進(jìn)行篩選即可。六、本課程設(shè)計(jì)題目的參考書目機(jī)械工程手冊，第十八篇，機(jī)構(gòu)選型與運(yùn)動設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，1978。機(jī)構(gòu)與機(jī)械控制裝置，郭景嘉等譯，中國農(nóng)業(yè)出版社，1984。四、鋼筋切斷機(jī)一、 問題的提出鋼筋在建筑上應(yīng)用非常廣泛，它可以用作預(yù)制構(gòu)件，鋼筋混凝土和箍筋等。為此，需要鋼筋切斷機(jī)按所要求的鋼筋的規(guī)格的長度將其切斷。目前建筑工地使用的鋼筋切斷機(jī)雖能完成切斷動作，但其執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒有考慮到對切刀運(yùn)動規(guī)律和動力特性的要求，切刀工作過程中產(chǎn)生的沖擊很大，切斷效率較低。因此，有必要將現(xiàn)存的鋼筋切斷機(jī)加以改進(jìn)，重新設(shè)計(jì)，以獲得動態(tài)性能較好的鋼筋切斷機(jī)。二、 設(shè)計(jì)要求和有關(guān)數(shù)據(jù)1. 設(shè)計(jì)要求a. 基本工作要求：用手工將不同規(guī)格的鋼筋按所需長度送至刀口，將其切斷；以后再次送入，作下次截?cái)唷. 運(yùn)動要求：i) 在切斷過程中，要求切斷速度盡可能小，速度盡可能均勻，以保證切削質(zhì)量，減少沖擊。ii) 保證切刀行程H。iii) 切刀空行程中速度盡可能快，以提高效率；iv) 保證切刀的每分鐘切斷次數(shù)（生產(chǎn)率）。c. 動力要求:切刀能產(chǎn)生足夠的沖力克服工作阻力，要有較好的傳動性能。2. 有關(guān)數(shù)據(jù)擬采用三相異步電機(jī)作動力源，初定電機(jī)轉(zhuǎn)速nd＝2880rpm；所切鋼筋的最大直徑dmax＝40mm，動刀通過的距離H=44mm，其生產(chǎn)率分型號依次為34次/ 分、38次/ 分、42次/ 分、刀在切斷過程中所受工作阻力P=400kN，其它行程無阻力。整個(gè)機(jī)器的尺寸范圍為：長寬高≤1600500750mm。三、 設(shè)計(jì)內(nèi)容及任務(wù)進(jìn)度安排1. 分組：按題目所給出生產(chǎn)率要求分為三組2. 任務(wù)和時(shí)間安排(1) 確定機(jī)械的傳動方案及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式（要求對不同結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行比較、評價(jià)、選擇——型綜合）；2周(2) 設(shè)計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖，確定傳動系統(tǒng)的運(yùn)動參數(shù)（列出設(shè)計(jì)方程組、編制程序、上機(jī)運(yùn)算、打印結(jié)果）；3周(3) 對執(zhí)行機(jī)構(gòu)在一個(gè)工作循環(huán)中進(jìn)行運(yùn)動分析、動力分析（列出運(yùn)動分析、動力分析方程式，編制程序、上機(jī)運(yùn)算、打印結(jié)果，畫出一個(gè)工作循環(huán)中工作構(gòu)件的運(yùn)動線圖和平衡力矩線圖）；3周(4) 設(shè)計(jì)飛輪：1周(5) 在三號圖紙上繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖及傳動系統(tǒng)示意圖；1周(6) 完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書；1周格式： 一、設(shè)計(jì)題目及設(shè)計(jì)要求二、設(shè)計(jì)過程（原理和思路）1. 傳動方案及型綜合2. 尺度綜合3. 運(yùn)動、動力分析4. 飛輪設(shè)計(jì)三、設(shè)計(jì)總結(jié)四、附錄（程序、參考書目）(7) 準(zhǔn)備答辯。1周四、提示1. 進(jìn)行機(jī)構(gòu)型綜合時(shí)，從切刀的運(yùn)動方式（往復(fù)擺動、往復(fù)直線運(yùn)動）入手，考慮回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線或擺動運(yùn)動可能有的運(yùn)動形式，如：2. 尺度綜合時(shí)，為簡化程序設(shè)計(jì)計(jì)算過程，可不必采用建立優(yōu)化模型的辦法而把圖解法與解析法相結(jié)合，用“試湊”的辦法、獲得若干組桿長，再用于運(yùn)動、動力分析，從中尋找出最能符合設(shè)計(jì)要求的一組桿長。五、參考書目1.《機(jī)構(gòu)參考手冊》, 〔蘇〕2