機械基礎綜合課程

1、機械基礎課程綜合設計指導書重慶大學國家工科機械基礎課程教學基地2006年 5 月緒論 11. 機構的選型 91.1主執(zhí)行機構的選型 91.2輔助執(zhí)行機構的選型 122. 原動機的選用 143. 擬定傳動系統(tǒng)方案 153.1傳動系統(tǒng)的選擇與設計 153.2有級變速傳動系統(tǒng)的轉速圖 164. 繪制系統(tǒng)工作循環(huán)圖 195. 機構尺度參數(shù)確定 246. 靜力分析和初定各構件的質量參數(shù) 257. 主執(zhí)行機構的運動分析 268. 主執(zhí)行機構的動態(tài)靜力分析 308.1靜定組 308.2主執(zhí)行機構的動態(tài)靜力分析圖解法 308.3主執(zhí)行機構的動態(tài)靜力分析解析法 339. 飛輪設計和原動機功率的校核 3410部分

2、零部件的強度結構設計 36附錄：平面連桿機構力分析子程序使用說明 3852參考文獻緒論機械基礎課程綜合設計是“機械原理”和“機械設計”兩門課程的綜合課程設計， 學生在設計時也涉及“工程制圖”、“機械制造技術基礎”、“理論力學”、“材料力 學”等基礎系列課程內容作。本指導書按著學生將要進行的設計過程編寫，適用于所有設計題目。學生閱讀本指 導書，并按要求進行課題的設計，可達到綜合課程設計的基本要求。有更高要求的學 生，可在指導教師的指導下，查閱其它資料，完成更多更復雜的設計工作。任務書中提出的設計要求和指導教師對學生的要求有可能是“脫離工程實際的要求 而更接近機械原理課程內容訓練的要求”。個別學生

3、可在指導教師認可的條件下，展示 其思維的才華，創(chuàng)造性地提出并實施其新穎的設計方案，但對大多數(shù)學生來說設計要求 是具有強制性的。其一是內容的強制性：方案中強制性規(guī)定了涉及“機械原理”和“機 械設計”兩門課程的主要內容。而其中某些內容在實際的設計中可能是沒有的；其二是 完成任務所用方法的強制性：設計內容及要求中強制規(guī)定了既涉及圖解法的內容又涉及 編寫程序的任務，而圖解法甚至解析法編寫程序在實際工程設計中都有可能不采用。其 三是時間的強制性：學生必須在兩周內完成設計，而工程實際的設計問題則有可能有更 長的反復設計的時間。因此學生的設計過程中僅涉及機械產(chǎn)品設計過程的主要部分過程 而不是全部過程。機械0

4、.1 機械設計基礎系列課程綜合設計實踐的地位、目標和要求（ 資料來源： 基礎課程綜合設計大綱 ）“機械原理”和“機械設計”是高等學校工科機械工程類本科生必修的“機械基礎 系列課程”中的兩門主干技術基礎課，在培養(yǎng)工科學生的綜合素質、機械設計和創(chuàng)新能 力方面占有不可替代的重要地位。而機械設計基礎系列課程綜合設計是“機械基礎系列 課程”中最重要的實踐環(huán)節(jié)。在機械設計基礎系列課程綜合設計中，通過加強機械系統(tǒng) 方案的創(chuàng)新構思與設計，加強機械系統(tǒng)多方案的評價與優(yōu)選，加強設計內容的綜合性和 工程性，加強現(xiàn)代機械設計基本功的訓練與培養(yǎng)，加強各種現(xiàn)代設計方法與手段的掌握 與應用，使學生具有更高的綜合素質，更強的

5、機械設計和創(chuàng)新能力，以適應時代的要 求。通過機械設計基礎系列課程綜合設計，學生應達到如下要求：1）更好地掌握和加深理解“機械基礎系列課程”課程，特別是“機械原理”和“機 械設計”兩門課程的基本概念、基本理論和基本方法；2）樹立正確的設計思想，了解完整的機械產(chǎn)品設計過程，并重點掌握機械產(chǎn)品的總 體方案設計、運動和動力設計，以及強度和結構設計等重要概念和內容；了解國家當前 的有關技術經(jīng)濟政策；3）具有調查研究、分析比較的能力和機械產(chǎn)品或機械系統(tǒng)總體方案或運動方案創(chuàng)新 設計的能力；4）進一步提高各種現(xiàn)代設計方法和手段應用的能力；5）進一步提高計算和繪圖能力，具有運用設計標準、設計規(guī)范、設計手冊、設計

6、圖 冊和查閱有關技術資料的能力；6）具有表達設計成果、書寫技術報告及科學研究論文的能力。0.2機械產(chǎn)品設計過程機械設計基礎系列課程綜合設計主要內容（資料來源：黃茂林，秦偉主編機械原理第七章，機械工業(yè)出版社，2002）設計機械過程并沒有一個通用的固定的程序，而須按具體情況確定。機械設計的一 般進程，可分為產(chǎn)品規(guī)劃（概念設計）、總體方案設計、結構技術設計生產(chǎn)施工設計（工藝設計）和改進設計五個階段。其工作內容和任務如表1.1所示。表0.1機械產(chǎn)品設計過程設計階段工作內容形成文件產(chǎn) 品 規(guī) 劃 概 念 設 計選題選擇設計對象、提出設計題目（設想）調 研 和 預 測市場調查：進行需求、購買行為分析，作銷

7、售量預測及 市場占有率預測；進行經(jīng)濟、社會環(huán)境分析，作產(chǎn)品社 會效益及產(chǎn)品生命周期預測；進行政策、法規(guī)分析，作 產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售可能性預測。技術調查：進仃產(chǎn)品設計、制造的新技術、新材料的調 研掌握有關產(chǎn)品的國內外水平和發(fā)展趨勢，作技術可行 性預測及產(chǎn)品成本預測。調研報告確定對策從經(jīng)濟、技術、市場各方面論證新產(chǎn)品開發(fā)的必要性和 產(chǎn)品設計、制造、銷售上各項措施實施的可能性產(chǎn)品開發(fā)可行性論證報告確定設計任務明確設計目標及需要達到的功能目標和性能指標設計任務書設計階段工作內容形成文件總 體 方 案 設 計目標分 析和功 能原理 設計根據(jù)設計任務書中規(guī)定的設計任務，進行功能目標分 析，做出工藝動作的分解，

8、明確各個工藝動作的工作原 理，提出設計、工藝等方面需要解決的關鍵問題功能原理解及功能結構方案方 案 設 計擬定總體方案和基本性能參數(shù)、結構參數(shù)，進行執(zhí)行系 統(tǒng)、傳動系統(tǒng)的設計，選擇原動機。對完成各工藝動作 和工作性能的執(zhí)行機構的運動方案進行全面創(chuàng)新構思， 對各可行方案進行運動規(guī)律設計、機構型式設計和協(xié)調 設計總體方案示意 圖，機械系統(tǒng) 運動簡圖，運 動循環(huán)圖，總 體方案設計計 算說明書萬案 評價 與決尺S策對各可行方案進行運動分析、動力分析及有關計算，作 模擬設計試驗，以進行功能、性能評價和技術、經(jīng)濟評 價。在可行方案群中選擇最優(yōu)方案，確認其總體設計方 案。結 構 技 術 設 計結構 萬案 擬

9、定根據(jù)經(jīng)濟性、穩(wěn)定性、運輸安裝、管理維修、環(huán)境保護等因素，擬定執(zhí)行系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)的結構方案以及與原動機之間聯(lián)接的方案可靠性造型設計從人機工程、民族風格、用戶心理感受、易操作性以及 美學觀念出發(fā)，進行產(chǎn)品造型、色彩表面處理的設計結構設計及材料選擇從加工工藝、裝配工藝性、摩擦潤滑、振動噪音、傳 熱、腐蝕等因素出發(fā)，設計零部件的結構，確定各零件 的相對位置、結構型式及聯(lián)結方法根據(jù)運動、動力計算，強度和剛度計算，選擇零件材 料、熱處理方法和要求，確定零部件各部分的形狀、尺 寸公差、精度及制造安裝的技術條件。確定外購的標準 件、元器件規(guī)格和技術要求設計圖繪制繪制總裝配圖、各類系統(tǒng)圖（包括執(zhí)行系統(tǒng)、傳動系

10、 統(tǒng)、控制系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、氣液壓系統(tǒng)、電路系統(tǒng)）、 部件裝配圖和零件圖。編制設計計算說明書詳細設計圖紙及設計說明書設計階段工作內容形成文件施工 工 藝 設 計工藝設計進行加工工藝、裝配工藝設計。制定工藝流程及零部件 檢驗標準工藝文件及工裝設計圖，實驗工裝設計進行加工、裝配時必需的工具、量具、夾具和模具的設 計，包括必要的專用加工設備及裝置的設計施工設計制定裝配調試、試運行及性能測試的步驟及各階段的技 術指標。制疋包裝、運輸、基礎安裝的要求。確疋隨機 器提供的備件、專用工具明細表產(chǎn)品使用說明書改進設計階段引人并行設計觀念，將前面各階段的評價信息反饋到新 一輪的設計中，進行改進設計機械總體方案設計

11、的目的和內容進行總體方案設計的具體目的，就是在通過調查研究進行機械產(chǎn)品規(guī)劃、確定設計 任務、明確設計的要求和條件的基礎上，尋求問題的解法及原理方案構思，進行功能原 理設計，擬定機械功能結構方案，選擇機構類型，得出一組可行的機械系統(tǒng)運動方案， 為下一步進行詳細的結構設計作好原理方案方面的準備，提出戰(zhàn)略性、指導性的意見， 也為最終進行評價、優(yōu)選決策提供諸如可行性、先進性等等相關技術原理方面詳盡的科 學依據(jù)。機械系統(tǒng)主要由原動機、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)和控制系統(tǒng)所組成?？傮w方案設計的 主要內容就是圍繞這幾部分的方案設計。1. 執(zhí)行系統(tǒng)的方案設計主要包括執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設計、動作及運動設計、執(zhí)行機構的型式設計、執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調設計和執(zhí)行系統(tǒng)的方案評價與決策。2. 原動機類型的選擇和傳動系統(tǒng)的方案設計其中傳動系統(tǒng)的方案