【正文】 設(shè)計(jì)任務(wù) ⑴ 完成主執(zhí)行機(jī)構(gòu) 、 進(jìn)給機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)的選型與設(shè)計(jì)計(jì)算 ， 選擇原動(dòng)機(jī) ， 擬定機(jī)械傳動(dòng)方案 ， 確定傳動(dòng)系統(tǒng)各輪齒數(shù)和模數(shù) ， 畫(huà)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖和轉(zhuǎn)速圖； ⑵ 按工藝要求進(jìn)行協(xié)調(diào)設(shè)計(jì) ， 畫(huà)出主執(zhí)行機(jī)構(gòu)和進(jìn)給機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)圖； ⑶ 對(duì)主執(zhí)行機(jī)構(gòu)和進(jìn)給機(jī)構(gòu)用解析法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析 ， 用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法對(duì)主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一個(gè)位置加以驗(yàn)證 ， 并根據(jù)計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果畫(huà)出刨刀位移圖 ， 速度圖和加速度線圖； ⑷ 用圖解法對(duì)主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一個(gè)位置進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析 。多用于工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、船舶、車(chē)輛等。一般機(jī)械系統(tǒng)中應(yīng)用最多。 排 門(mén) 閉 關(guān) 氣 直角坐標(biāo)式工作循環(huán)圖 餅干包裝機(jī)工作循環(huán)圖中 ，橫坐標(biāo)表示參考構(gòu)件的轉(zhuǎn)角 ，縱坐標(biāo)表示執(zhí)行構(gòu)件的轉(zhuǎn)角 。 270186。 ? ?0 讓刀運(yùn)動(dòng) 執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)速度的協(xié)調(diào)配合 范成法加工時(shí) ， 刀具與齒坯之間必須保持精確的傳動(dòng)比 。 當(dāng)選定執(zhí)行構(gòu)件及其運(yùn)動(dòng)后 ， 還必須使這些執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)以一定的次序協(xié)調(diào)動(dòng)作 ， 使其統(tǒng)一于一個(gè)整體 ， 互相配合 ， 以完成預(yù)期的工作要求 。只要適當(dāng)設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線，就能使從動(dòng)滑塊按預(yù)定的復(fù)雜規(guī)律運(yùn)動(dòng)。 串聯(lián)組合 特點(diǎn) 前一級(jí)子機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件 ， 作為后一級(jí)子機(jī)構(gòu)的輸入構(gòu)件 ， 依次串聯(lián) 。 例如 ， 采用具有過(guò)載保安性的帶傳動(dòng)或摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)防止機(jī)械的過(guò)載損壞；設(shè)置具有自鎖功能的機(jī)構(gòu)防止起重機(jī)械的起吊部分在重物作用下自行倒轉(zhuǎn)等 。 在進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì)時(shí) ， 應(yīng)充分考慮工作要求 、 生產(chǎn)條件和動(dòng)力源情況 。 精確直線導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 近似直線導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 在同一制造精度條件下，前者的實(shí)際傳動(dòng)誤差約為后者的 2~3倍。 齒輪加工 范成原理 仿形原理 工作原理相同 ， 運(yùn)動(dòng)方案不同 。 隨著科技發(fā)展 ， 新工藝 、 新材料的出現(xiàn) ， 微電子技術(shù) 、 信息處理技術(shù)及控制技術(shù)等對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的滲透和有機(jī)結(jié)合 ， 與設(shè)計(jì)相關(guān)的基礎(chǔ)理論的深化和設(shè)計(jì)思想的更新 ， 使機(jī)械設(shè)計(jì)跨入了現(xiàn)代設(shè)計(jì)階段 ， 該階段使用的新興理論和方法稱為現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 。 同學(xué)們應(yīng)注意了解 、 學(xué)習(xí)和掌握前人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) ， 同時(shí)又要發(fā)揮主觀能動(dòng)性 ， 勇于創(chuàng)新 ， 鍛煉發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 、 分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力 。 7. 編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)工作的整理和總結(jié) ，是課程設(shè)計(jì)的最終成果之一 ， 是老師了解設(shè)計(jì) 、 審查設(shè)計(jì)是否合理的重要技術(shù)文件 ， 也是評(píng)定課程設(shè)計(jì)成績(jī)的重要依據(jù) 。 機(jī)械動(dòng)力設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括動(dòng)態(tài)靜力分析 ， 功能關(guān)系 、 真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解 ， 速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)和機(jī)械的平衡計(jì)算等 。 機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案取決與機(jī)械的工作原理 。 ⑷ 對(duì)設(shè)計(jì)題目進(jìn)行深入分析 ， 注意收集相關(guān)資料 ， 通過(guò)分析比較 ， 發(fā)揮自己的創(chuàng)造性 ， 提出幾種可行的運(yùn)動(dòng)方案 。 與課程配套的機(jī)械基礎(chǔ)課程綜合設(shè)計(jì)是學(xué)生首次較全面地進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 、 運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì) 、 動(dòng)力學(xué)分析 、 零部件工作能力設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)十分重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié) 。 ⑺ 在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意將方案構(gòu)思 、 機(jī)構(gòu)分析以及設(shè)計(jì)計(jì)算等所有工作都仔細(xì)記錄在筆記本上 ， 便于形成設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 。 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括擬定機(jī)械的工作原理 ，確定執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)目和運(yùn)動(dòng)形式 ， 選擇原動(dòng)機(jī)類型 ， 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型與組合 ， 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)示意圖等 。傳動(dòng)系統(tǒng)通常有帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)以及各種齒輪傳動(dòng)組成。 設(shè)計(jì)和計(jì)算 、 繪圖和校核 、 完善和提高 ， 以及方案設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常常需要交叉進(jìn)行 。 5. 正確處理傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)的關(guān)系 ， 優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)化系列化產(chǎn)品 ， 力求做到技術(shù)先進(jìn) ， 安全可靠 ， 經(jīng)濟(jì)合理 ，使用維護(hù)方便 。 不同的工作原理 ， 需要不同的工藝動(dòng)作 ， 所設(shè)計(jì)出的機(jī)械其性能 、 結(jié)構(gòu) 、工作品質(zhì) 、 適用場(chǎng)合等都會(huì)有很大的差異 ， 這必須根據(jù)更具體的工作要求 ， 如強(qiáng)度 、 精度壽命以及產(chǎn)量 、 效率 、 成本 、環(huán)保等諸多因素綜合考慮確定 ， 同時(shí)盡可能在滿足要求的前提下多采用幾個(gè)方案 。 例如 ，為了實(shí)現(xiàn)刀具的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng) ， 既可以采用齒輪齒條機(jī)構(gòu) 、螺旋機(jī)構(gòu)；也可以采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 、 凸輪機(jī)構(gòu)；還可以機(jī)構(gòu)組合或結(jié)構(gòu)變異創(chuàng)造發(fā)明新的機(jī)構(gòu)等 。 例如 ， 在相同的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)下 ， 行星輪系的尺寸和重量較定軸輪系顯著減小；在從動(dòng)件移動(dòng)行程較大的情況下 ， 采用圓柱凸輪要比盤(pán)形凸輪尺寸更為緊湊 。 若為了改善受力狀況 、 增加機(jī)構(gòu)剛度等而必須引入虛約束時(shí) ， 應(yīng)注意結(jié)構(gòu) 、 尺寸設(shè)計(jì)的合理性 。 空間約束條件 驅(qū)動(dòng)軸必須水平布置 。 1 2 3 A 5 4 D C B F E M 子機(jī)構(gòu) II 子機(jī)構(gòu) I 輸入 輸出 齒輪 — 連桿組合機(jī)構(gòu) 并聯(lián)組合 特點(diǎn) 兩個(gè)或多個(gè)子機(jī)構(gòu)并列布置 。 ⑶ 變異法 通過(guò)運(yùn)動(dòng)副形狀 、 尺寸和位置安排上的變化生成新的機(jī)構(gòu)型式 。 它具有指導(dǎo)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 、 安裝和調(diào)試的作用 。 ⑵ 執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)方法 ● 確定機(jī)械的工作循環(huán)周期 ● 確定機(jī)械在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件的各個(gè)行程段及其所需時(shí)間 ● 確定各執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作間的配合關(guān)系 ⑶ 機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 用于描述機(jī)械在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)間相互協(xié)調(diào)配合的圖。曲軸為參考構(gòu)件，轉(zhuǎn)動(dòng)兩轉(zhuǎn)為一個(gè)工作循環(huán)。 180186。 直流電動(dòng)機(jī) 能在恒功率下進(jìn)行調(diào)速，調(diào)速性能好，調(diào)速范圍寬，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大；但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、維護(hù)工作量較大、價(jià)格較高；機(jī)械特性較軟、需直流電源。 控制電動(dòng)機(jī) 主要特點(diǎn) 原動(dòng)機(jī)類型 三 、 傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 1. 設(shè)計(jì)過(guò)程 ⑴ 確定傳動(dòng)系統(tǒng)總傳動(dòng)比 ⑵ 選擇傳動(dòng)類型 ⑶ 擬定傳動(dòng)鏈布置方案 ⑷ 分配傳動(dòng)比 ⑸ 確定各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)和主要幾何尺寸，計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù) ⑹ 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 繩傳動(dòng) 撓性 (件 )傳動(dòng) 2. 傳動(dòng)類型選擇 類型與特點(diǎn) 摩擦輪傳動(dòng) 圓形齒輪傳動(dòng) 撓性嚙合傳動(dòng) 帶傳動(dòng) 機(jī)械 傳動(dòng) 摩擦傳動(dòng) 單級(jí)齒輪傳動(dòng) 齒輪系傳動(dòng) 同步齒形帶傳動(dòng) 螺旋齒輪傳動(dòng) 蝸桿蝸輪傳動(dòng) 圓錐齒輪傳動(dòng) 圓柱齒輪傳動(dòng) 定軸輪系傳動(dòng) 周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng) 鏈傳動(dòng) 非圓齒輪傳動(dòng) 行星輪系傳動(dòng) 差動(dòng)輪系傳動(dòng) 嚙合傳動(dòng) 液壓、液力傳動(dòng) 利用液壓泵、閥、執(zhí)行器等元件實(shí)現(xiàn)的傳動(dòng) 氣壓傳動(dòng) 以壓縮空氣為工作介質(zhì)的傳動(dòng) 電氣傳動(dòng) 利用電動(dòng)機(jī)和電氣裝置實(shí)現(xiàn)的傳動(dòng) 數(shù)控的電力傳動(dòng) 可調(diào) 內(nèi)燃機(jī)調(diào)速傳動(dòng)，電力、液壓及氣壓無(wú)級(jí)調(diào)速傳動(dòng) 可調(diào) 電力、液壓傳動(dòng)中的有級(jí)調(diào)速傳動(dòng) 可調(diào) 周期性 變速 無(wú)級(jí)變速 有級(jí)變速 按速度變化情況劃分的傳動(dòng)類型 非圓齒輪傳動(dòng)，凸輪機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)及組合機(jī)構(gòu) 恒定 機(jī)械無(wú)級(jí)變速器，液力耦合器及變矩器，電磁滑塊離合器，磁粉離合器，流體粘性傳動(dòng) 恒定 帶塔輪的皮帶傳動(dòng)，滑移齒輪變速箱 恒定 變傳動(dòng)比傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)，帶、鏈傳動(dòng)，螺旋傳動(dòng)，不調(diào)速的電力，液壓及氣壓傳動(dòng) 恒定 定傳動(dòng)比傳動(dòng) 傳動(dòng)類型舉例 原動(dòng)機(jī) 輸出速度 傳動(dòng)類型 選擇原則 ● 執(zhí)行系統(tǒng)的工況和工作要求與原動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性相匹配 ● 考慮工作要求傳遞的功率和運(yùn)轉(zhuǎn)速度 ● 有利于提高傳遞效率 ● 盡可能結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的單級(jí)傳動(dòng)裝置 ● 考慮結(jié)構(gòu)布置 ● 考慮經(jīng)濟(jì)性 ● 考慮機(jī)械安全運(yùn)轉(zhuǎn)條件 傳動(dòng)比的合理分配 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)種類 平帶 V帶 摩擦輪 齒輪 蝸桿 鏈 圓周速度 m?s 5?25 5?30 15?25 15?120 15?35 15?40 減速比 ?5 ?8 ? 15 7?10 ?4 ? 8 ? 80 ? 6 ?10 最大功率 kW 200 750?1200 150?250 50000 550 3750 第五節(jié) 機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程 設(shè)計(jì)題目 牛頭刨床外形圖 一、牛頭刨床機(jī)械系統(tǒng) 1. 工作原理 牛頭刨床是用于加工中小尺寸的平面或直槽的金屬切削機(jī)床 ， 多用于單件或小批量生產(chǎn) 。 3號(hào)圖 (或 3號(hào)圖 )一張 (含機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)圖 ， 轉(zhuǎn)速圖 )； ⑷ 1號(hào)圖一張 (傳動(dòng)裝置裝配圖 )； ⑸ 3號(hào)圖一張 (齒輪軸工作圖 )； ⑹ 3號(hào)圖一張 (大齒輪工作圖 )。 ?0 2? ? O F1 F0 F(N) 上模受力圖 3. 設(shè)計(jì)要求與技術(shù)條件 對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力分析時(shí)，為方便起見(jiàn)，所需參數(shù)值建議按如下方式選?。? ● 設(shè)連桿機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件均為等截面均質(zhì)桿 ， 其質(zhì)心在桿長(zhǎng)的中點(diǎn) ， 而曲柄的質(zhì)心則與回轉(zhuǎn)軸線重合； ● 設(shè)各構(gòu)件質(zhì)量按 40kg/m計(jì)算 ， 繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量按2kg?m2/m計(jì)算； ● 轉(zhuǎn)動(dòng)滑塊的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量忽略不計(jì) ， 移動(dòng)滑塊的質(zhì)量設(shè)為 36kg； ● 傳動(dòng)裝置的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (以曲柄為等效構(gòu)件 )設(shè)為30kg?m2。 也可先選定 LAB、 LDE和 A、E點(diǎn)的位置 ， 其方法與上述相同 。th2,float amp。a2) 虛參說(shuō)明 輸入?yún)?shù) m－裝配模式 n n2－參考點(diǎn) (外接運(yùn)動(dòng)副點(diǎn) )編號(hào) n3－待求點(diǎn) (內(nèi)接運(yùn)動(dòng)副點(diǎn) )編號(hào) r1， r1－桿件長(zhǎng)度 RRRⅡ 級(jí)組運(yùn)動(dòng)分析 輸出參數(shù) th1， th2－桿件角位移 w1， w2－桿件角速度 a1， a2－桿件角加速度 RRRⅡ 級(jí)組運(yùn)動(dòng)分析 int kp21(int m,int n1,int n2, int n3,float r1,float r2,float amp。th2,float amp。th2,float amp。a2) RRPⅡ 級(jí)組運(yùn)動(dòng)分析 Y d O X P2 r2 P3 P1 ? ?1 r1 m－裝配模式 n1－參考點(diǎn) (外接運(yùn)動(dòng)副點(diǎn) )編號(hào) n2－參考點(diǎn) (滑塊 導(dǎo)路上選定點(diǎn) )編號(hào) n3－待求點(diǎn) (滑塊中心 點(diǎn) )編號(hào) RRPⅡ 級(jí)組運(yùn)動(dòng)分析 int kp22(int m,int n1,int n2,int n3,float r1,float amp。th1,float beta,float amp。th1,float beta,float amp。ar2) 虛參說(shuō)明 輸入?yún)?shù) RRPⅡ 級(jí)組運(yùn)動(dòng)分析 int kp22(int m,int n1,int n2,int n3,float r1,float amp。th1,float beta,float amp。th1,float beta,float amp。ar2) 虛參說(shuō)明 輸出參數(shù) vr2－ 滑塊中心至其導(dǎo)路上選定點(diǎn) 的速度 ar2－ 滑塊中心至其導(dǎo)路上選定點(diǎn) 的加速度 程序調(diào)用示例 ka22(1,4,6,5,LDE,r5,theta4,w4,vr5,a4,ar5) RPRⅡ 級(jí)組運(yùn)動(dòng)分析 Y O X e ? ? d r2 ?1 P2 P3 P1 ? RPRⅡ 級(jí)組運(yùn)動(dòng)分析 m－裝配模式 n1－參考點(diǎn) (導(dǎo)桿上已知運(yùn)動(dòng)參數(shù)外接運(yùn)動(dòng)副點(diǎn) )編號(hào) n2－參考點(diǎn) (滑塊中心點(diǎn) )編號(hào) n3－待求點(diǎn) (導(dǎo)桿上選定外接運(yùn)動(dòng)副點(diǎn) )編號(hào) int kp23(int m,int n1,int n2,int n3,float e,float amp。 theta,float amp。theta,float amp。ar2) 虛參說(shuō)明 輸入?yún)?shù)