制造技术工程训练教学课件作者朱华炳第18章节综合训练课件

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1、12第18章综合训练【实训目的与要求】1）了解机电产品设计制造过程。2）熟悉简单机械零部件的设计制造方法。3）掌握简单零部件的加工工艺。4）掌握简单机电产品的装配、调试方法。5）综合学习与运用知识和发展创新思维。318.1机电产品的基本要求418.2产品的设计618.3产品的制造2418.4产品的装配及调试28章节目录4人类设计制造的机电产品种类繁多，大到航空母舰，小到手机、腕表，但都有其特定的功能目标。例如汽车作为运输工具载人载物，电风扇扇动空气流动散热，金属切削机床作为切削工具改变零件的形状

2、、尺寸，加工出符合工程图样要求的零件，最终组装成一种产品。机电产品的种类繁多，其功能目标各不相同，对产品的要求也因不同产品而异，但基本的目的要求是相同的。无论是新产品的开发还是老产品的改造，其目的是为市场提供高质量、高性能、高效率、低能耗、低成本的机电产品，以获取最大的经济效益和社会效益。18.1机电产品的基本要求518.1机电产品的基本要求对机电产品的基本要求有：（1）功能要求（2）性能要求（3）结构工艺性要求（4）安全、可靠性要求（5）绿色性要求（6）成本要求机电产品的开发过程一般分为三个阶

3、段，即产品的设计、零部件的制造、产品的装配和测试。618.2产品的设计产品的设计是设计者根据市场的需求，应用已掌握的科学技术知识和各种资源，通过创造性思维劳动，经过判断、决策、设计和评价，最终设计出满足要求的产品。产品的设计是产品开发的关键环节。据统计，产品的设计成本约占产品总成本的5%～7%，却决定着产品制造成本的60%～70%；由于设计不当造成的产品质量事故约占总事故率的50%。产品的设计包括产品的需求分析、产品的方案设计和产品的详细设计。718.2.1产品的需求分析产品的设计从产品的需求分

4、析开始，首先进行调查研究，掌握市场对产品需求的第一手资料，了解市场或工程项目对某类产品的功能、性能和价格需求以及市场前景，对产品的功能、质量水平和价格正确定位。无碳小车是2013年全国大学生工程训练综合能力竞赛作品，竞赛规则要求以4焦耳重力势能驱动小车在给定的赛道上越障碍行驶，障碍桩间的距离可变，越障碍数多和行走距离长者获胜。无碳小车的唯一动力源是4焦耳重力势能，要求小车行走方向控制方便、灵活；结构简单、可靠，便于制造、装配、调试和低成本。通过无碳小车越障竞赛，激发学生的创新精神，培养学生的工程

5、实践能力和争先进位的竞争意识。818.2.2产品的方案设计经过产品需求分析，明确设计目标、任务和要求，了解产品外部环境的约束条件和影响。在此基础上选择技术原理和方案，确定主要技术参数。例如载重量、排气量、功率、最大加工直径等。1.无碳小车的工作原理无碳小车以4焦耳重力势能克服摩擦力作功，摩擦力包括车轮与赛道间的摩擦阻力和小车机构的摩擦力。摩擦力对比赛结果有重要影响。车轮与赛道间的摩擦力与车轮材料、赛道表面特性和车体的重量有关。小车机构的摩擦力与小车的结构和制造精度有关。小车的行走路径根据障碍桩的

6、设置自动控制。9图18-1无碳小车行走路线图2.外部环境的约束条件比赛结果与很多因素有关，其中与外部约束条件有关的有：赛道表面特性和障碍桩的布置。赛道表面的摩擦因数大小要合适，参赛者的小车对赛道适应性要好。本比赛的障碍桩等间距布置在一条直线上，小车的行走路径一般应是近似余弦曲线。18.2.2产品的方案设计103.设计方案实现产品的设计目标可能有多个方案，应对可能的方案进行分析、比较、模拟仿真和评价，从中选择最优或次优的方案。根据小车的需求、工作原理和外部约束条件，小车的设计方案如下：1）小车采用

7、三轮底盘，后轮驱动，前轮自动转向；2）后轮的驱动力矩来自1公斤质量重块的重力；3）后轮的差速不采用传统的齿轮差动机构，而采用简单的左右轮分离驱动。18.2.2产品的方案设计11详细设计的目的是落实技术方案,主要包括产品总体布局设计,功能部件的技术方案和结构设计,绘制总体结构装配图；零部件的设计,确定主要结构尺寸、选择材料,绘制零件二维工程图等。无碳小车的主要组成机构：动力转换机构，传动机构，行走机构，转向机构和底盘。18.2.3产品的详细设计121.动力转换机构小车的原始驱动力是重块的重力，小车

8、行走需要对车轮施加驱动力矩。从重力到力矩的转换需要转换机构，采用定滑轮机构。定滑轮安装在底盘支架上。绕线的一端连接重块，另一端连接绕线轮，如图18-2所示。18.2.3产品的详细设计图18-2滑轮—绕线轮机构简图1-线轮2-绕线3-重块4-滑轮132.传动机构传动机构的主要功能是将运动从源动机传递到执行机构，改变运动的方向、速度和力矩。常用的传动机构有机械传动、电气传动、液压气压传动。机械传动机构有齿轮传动、带轮传动、摩擦轮传动、丝杠螺母传动等。小车采用齿轮传动，如图18-3所示，将绕线轮的转动