机械原理课程设计指导--机械系统的运动方案设计及机构创新设计

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1、机械系统的运动方案设计及机构创新设计§1.机械设计的一般进程§2.机械系统运动方案设计本章目录§3.机构的创新设计§4.机械原理课程设计§1.机械设计的一般进程产品规划需求分析选择设计对象、提出设计题目调研预测市场调查：预测销售量及市场占有率；技术调查：预测技术可行性及产品成本；同行调查：预测领先的可能性调研报告可行性论证论证产品开发的必要性和产品设计、制造、销售上各项措施实施的可能性论证报告确定设计任务明确设计目标及需达到的功能和性能指标设计任务书方案设计总体方案示意图；机械系统运动简图；运动循环图；方案设计计算说明书拟定工作原理根据设

2、计任务，明确提出机械所要达到的总功能，拟定实现功能的工作原理及技术手段机构选型及组合选择并组合成满足执行构件运动和动力要求的机构执行构件及原动机运动设计构思执行机构的运动方案并进行运动规律设计、选择恰当的原动机对方案进行有关计算，作模拟试验，进行功能、性能评价和技术、经济评价，选择最优方案评价和决策技术设计生产设计总体装配图；零件工作图；设计计算说明书总体设计确定机器中各种机构、装置的总体布置方案及运动学和动力学参数，为零部件设计做好准备。零部件设计计算、选择零件材料、热处理方法和要求，确定零部件各部分的尺寸、公差、精度及制造安装的技术条

3、件图纸绘制绘制总装配图、各类系统图、部件装配图和零件图。编制设计计算说明书工艺流程卡；工装设计图；基础安装图；使用说明书工艺设计进行加工工艺、装配工艺设计。制定工艺流程及零部件检验标准工装设计进行加工、装配时必要的工具，卡具、夹具和模具的设计，包括必要的专用加工设备及装置的设计施工设计制定装配调试、试运行及性能测试的步骤及各阶段的技术指标。机械系统运动方案设计步骤§2.机械系统运动方案设计拟定机械的工作原理执行机构设计原动机的选择传动系统的设计方案评价与选择机构运动尺寸设计机构性能分析机构运动简图绘制一、拟定机械的工作原理根据机械预期的工

4、艺要求或使用要求，构思出所有可能实现给定要求的功能原理，加以分析比较，从中选择出既能很好地满足预期要求、工艺动作又简单的功能原理。例如，要求设计一自动输送料板的装置。（教材图10-3）二、执行机构的运动设计根据拟定的工作原理和工艺动作过程，确定执行构件的数目运动参数及运动协调关系。运动参数包括：运动形式（直线运动、回转运动、曲线运动）运动特点（连续式、间歇式、往复式）运动范围（极限尺寸、转角及位移）运动速度（等速、不等速）执行机构设计内容：1.确定执行构件数目2.确定执行构件运动参数3.选择执行机构类型4.执行构件的运动协调选择典型机构创

5、新设计机构例：牛头刨床刀架、工作台运动系统执行构件运动形式运动特点机构选择刨头直线移动往复式、急回滑块+摆动导杆机构工作台水平进给间歇式螺旋机构+棘轮机构执行机构的运动协调多个执行构件协调工作以完成同一任务→需有准确而协调的运动时间和运动顺序3.直角坐标式运动循环图——用运动循环图表示运动循环图的表达方式：1.直线式运动循环图2.圆周式运动循环图123三、原动机的选择原动机类型：电动机、液压马达、内燃机、气动马达交流异步电动机直流电动机伺服电动机步进电动机原动机运动参数：例如电动机同步转速3000r/min、1500r/min、1000r

6、/min、750r/min四、传动系统的设计传动系统——连接原动机与执行机构的部分传动系统设计任务：2.选择传动类型；3.合理安排传动机构的顺序；4.合理分配传动比；5.确定各级传动机构的参数和尺寸。1.确定系统的总传动比；传动系统设计的一般原则：1.运动链尽可能短；2.使机械有较高的效率；4.保证机械安全可靠；3.满足传动要求的前提下有较好的经济性；5.尽量考虑环境条件。五、方案评价与选择方案评价指标：2.工作性能：1.系统功能：3.动力性能：4.经济性：5.结构紧凑性：——实现工艺动作的准确性——效率高低、安全可靠性、适用范围——承载

7、能力、传力特性、振动噪声——加工难易、能耗大小、制造成本——尺寸、重量、结构复杂性常用传动类型：齿轮传动机构摩擦轮传动机构连杆机构带传动机构链传动机构周转轮系机构齿轮传动机构外啮合齿轮机构内啮合齿轮机构锥齿轮机构蜗轮蜗杆机构摩擦轮传动机构连杆机构双曲柄机构转动导杆机构带传动、链传动平带传动滚子链传动周转轮系机构合理的传动机构顺序带传动链传动蜗杆传动锥齿轮传动直齿轮传动斜齿轮传动及常用传动比：i=2～4i=10～40i=2～3i=4～6i=3～5i=2～4机械运动形式的变换与典型机构连续转动直线移动连续转动往复摆动连续转动间歇转动直线移动直

8、线移动连续转动任意轨迹1）实现连续转动直线移动的机构曲柄滑块机构直动推杆凸轮机构齿轮-齿条机构螺旋机构2）实现连续转动往复摆动的机构曲柄摇块机构曲柄摇杆机构摆动推杆凸轮机构摆动导杆机构槽轮机构