吉大機(jī)原課程設(shè)計(jì)

吉大機(jī)原課程設(shè)計(jì)第一頁，共37頁。第十一章機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)11-1概述機(jī)械系統(tǒng)

原動(dòng)機(jī)

傳動(dòng)系統(tǒng)

執(zhí)行系統(tǒng)

操縱控制系統(tǒng)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)路線分配傳動(dòng)比功能分析協(xié)調(diào)配合方案評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)分析類型轉(zhuǎn)速容量機(jī)電、機(jī)液、電液、液壓、氣動(dòng)、電氣、微機(jī)等第二頁，共37頁。11-2執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)一、選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)題目要求進(jìn)行功能分析，需要完成那些動(dòng)作？確定需要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形式，需要幾個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以及各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件、從動(dòng)件的形式。各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能要求，運(yùn)動(dòng)要求，工藝要求，利用方框圖描述。第三頁，共37頁。子功能1………總功能………相應(yīng)工藝動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行動(dòng)作………子功能2子功能3子功能n相應(yīng)工藝動(dòng)作相應(yīng)工藝動(dòng)作相應(yīng)工藝動(dòng)作………………………執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行動(dòng)作執(zhí)行動(dòng)作執(zhí)行動(dòng)作功能方框圖（機(jī)器的功能、工藝動(dòng)作及執(zhí)行機(jī)構(gòu)框圖）具體實(shí)例見書199頁附圖1.3。第四頁，共37頁。二、畫運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖a、直線式：b、圓周式：c、直角坐標(biāo)式：描述各機(jī)構(gòu)間有序、相互配合的運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡單圖形稱為運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。將機(jī)械在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件各行程區(qū)段的起止時(shí)間和先后順序，按比例繪制在直角坐標(biāo)上。如圖11-1（書188頁）如圖11-2如圖11-3各執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)關(guān)系，利用運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖確定。第五頁，共37頁。轉(zhuǎn)角（度）或時(shí)間（秒）半自動(dòng)鉆床機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖0O360O90O240O150O270O180O30O60O11269320送料夾緊定位鉆孔停止進(jìn)刀停止（1）（2鉆孔）退刀回程近休遠(yuǎn)休近休升程回程近休遠(yuǎn)休近休回程遠(yuǎn)休升程近休升程1、直線式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖第六頁，共37頁。2、圓周式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖排氣閥門開啟脹進(jìn)氣閥門開啟進(jìn)氣閥門關(guān)閉排氣閥門關(guān)閉進(jìn)氣排氣縮壓膨°0°180°360°540°720o曲軸第七頁，共37頁。0o180o360o540o720o排氣門開閉點(diǎn)火進(jìn)氣門火花塞曲柄轉(zhuǎn)角活塞開開閉開下移上移下移上移圖11.3單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)直角坐標(biāo)式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖3、直角坐標(biāo)式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖第八頁，共37頁。11-3傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)一、選擇傳動(dòng)類型

機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、氣動(dòng)、電動(dòng)等。二、擬定傳動(dòng)路線及機(jī)構(gòu)順序路線：串聯(lián)、并聯(lián)、串并混聯(lián)機(jī)構(gòu)順序分配原則：2、有利于執(zhí)行運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)確定，皮帶傳動(dòng)放在第1級(jí)減速。1、有利于減小結(jié)構(gòu)尺寸，功率“前大后小”。第九頁，共37頁。三、分配各級(jí)傳動(dòng)比4、若傳動(dòng)比過大，應(yīng)用混合輪系來傳動(dòng)。1、單級(jí)：i帶=2，2.5，3，

i錐齒≤3，i直，斜≤5

i蝸≤20~80。2、當(dāng)i>8~10時(shí)，應(yīng)用兩級(jí)傳動(dòng)，一級(jí)為帶傳動(dòng)，另一級(jí)為齒輪傳動(dòng)；當(dāng)i>30時(shí)，一般應(yīng)用兩級(jí)以上的機(jī)械傳動(dòng)。3、傳動(dòng)比的分配原則：“前大后小”。5、要求i一對(duì)=無理數(shù)，總傳動(dòng)比誤差≤2%第十頁，共37頁。設(shè)計(jì)任務(wù)：對(duì)已加工好的帶有凸臺(tái)的盤形零件進(jìn)行鉆孔。其總功能應(yīng)分解成如下幾個(gè)工藝動(dòng)作：①送料；②定位；③夾緊；④進(jìn)刀（鉆孔）。設(shè)計(jì)參數(shù)：零件圖如左圖所示，要求每分鐘加工五個(gè)零件，電機(jī)的轉(zhuǎn)速n電=1440r/min?，F(xiàn)以設(shè)計(jì)半自動(dòng)鉆床為例說明運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的步驟和過程。18F40F20F3010

零件圖11-3機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡圖設(shè)計(jì)舉例第十一頁，共37頁。送料進(jìn)刀夾緊定位工作臺(tái)1）確定運(yùn)動(dòng)方案及機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖功能原理構(gòu)思第十二頁，共37頁。在工件上鉆孔子功能1子功能2子功能3子功能4送料定位夾緊進(jìn)刀從料斗推出工件及把鉆好孔的工件向前推進(jìn)定位擋塊伸縮，擋住工件或讓出通道夾具夾緊或松開鉆頭的進(jìn)給與退出移動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)齒輪齒條機(jī)構(gòu)從動(dòng)件通過高副與移動(dòng)滑塊相連從動(dòng)件往復(fù)移動(dòng)從動(dòng)件往復(fù)移動(dòng)滑塊往復(fù)移動(dòng)齒條上下往復(fù)移動(dòng)總功能半自動(dòng)鉆床的功能、工藝動(dòng)作及執(zhí)行機(jī)構(gòu)框圖相應(yīng)的工藝動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行動(dòng)作第十三頁，共37頁。轉(zhuǎn)角（度）或時(shí)間（秒）半自動(dòng)鉆床機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖0O360O90O240O150O270O180O30O60O11269320送料夾緊定位鉆孔停止進(jìn)刀停止（1）（2鉆孔）退刀回程近休遠(yuǎn)休近休升程回程近休遠(yuǎn)休近休回程遠(yuǎn)休升程近休升程第十四頁，共37頁。ACBDGHIEF動(dòng)力頭齒輪齒條齒扇料斗21438576J半自動(dòng)鉆床的運(yùn)動(dòng)方案圖如下工作主軸（帶動(dòng)各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的主軸）第十五頁，共37頁。一、機(jī)構(gòu)簡圖設(shè)計(jì)①計(jì)算總傳動(dòng)比，進(jìn)行傳動(dòng)比分配根據(jù)所給的設(shè)計(jì)參數(shù)，可算出執(zhí)行構(gòu)件主軸轉(zhuǎn)速n主=5轉(zhuǎn)/分，所以機(jī)械的總傳動(dòng)比為：傳動(dòng)比分配：i總=i皮×i12×i34，各級(jí)分配情況應(yīng)遵循“前大后小”的原則,以減小結(jié)構(gòu)尺寸。傳動(dòng)比誤差=（實(shí)際總傳動(dòng)比-理論總傳動(dòng)比）

理論總傳動(dòng)比×100%第十六頁，共37頁。②畫機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖取大多數(shù)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)平面相互平行的投影面為主視圖。③確定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖首先在草紙上進(jìn)行簡圖設(shè)計(jì)，先定執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置，再聯(lián)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與電機(jī)。

用2號(hào)圖紙畫機(jī)構(gòu)簡圖包括機(jī)構(gòu)圖、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖、機(jī)構(gòu)明細(xì)欄、標(biāo)題欄。第十七頁，共37頁。1、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在說明書中進(jìn)行基本參數(shù)設(shè)計(jì)在3號(hào)圖上進(jìn)行凸輪廓線設(shè)計(jì)2、齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)寫在說明書上3、其它機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)畫1張3號(hào)圖冷鐓機(jī)設(shè)計(jì)必須是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)健身球分類機(jī)可以是凸輪機(jī)構(gòu)或其它機(jī)構(gòu)二、典型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)第十八頁，共37頁。對(duì)各主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析三、撰寫機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書編寫課程設(shè)計(jì)說明書，內(nèi)容見課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)（見教材P201）。可再加上機(jī)構(gòu)改進(jìn)意見和課程設(shè)計(jì)體會(huì)。第十九頁，共37頁。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)題目題目1:鉚釘自動(dòng)冷鐓機(jī)設(shè)計(jì)一、工作原理及工藝動(dòng)作:采用冷鐓的方法將直徑為f6,釘長為20mm的鋁棒材制成圓頭鉚釘.工藝動(dòng)作為：二、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求:冷鐓機(jī)的工藝動(dòng)作包括1)校直進(jìn)料2)切料送料3)鐓料4)脫模第二十頁，共37頁。三、設(shè)計(jì)任務(wù):制釘轉(zhuǎn)速：n制釘=40～60rpm。鋁棒材直徑為：f=6mm，長度：L=20mm，冷鐓機(jī)沖頭的行程為：H=60mm，要求冷鐓機(jī)構(gòu)具有急回特性，K=1.2~1.4，電機(jī)轉(zhuǎn)速：n電=1440rpm。第一級(jí)減速用皮帶，第二、三級(jí)減速用齒輪等。二、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求:1、按工藝要求擬定冷鐓機(jī)運(yùn)動(dòng)方案簡圖和直線式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖,畫在2號(hào)圖紙上。要求圖解法設(shè)計(jì)2、按工藝要求排出冷鐓機(jī)的功能、工藝動(dòng)作及執(zhí)行機(jī)構(gòu)框圖。第二十一頁，共37頁。3、按給定的原始數(shù)據(jù)及參數(shù)算出總傳動(dòng)比，然后擬定機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案。

4、對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算。1）連桿機(jī)構(gòu)根據(jù)題目要求設(shè)計(jì)定出尺寸,并繪出運(yùn)動(dòng)線圖。2）凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律自定，按。要求畫出從動(dòng)件位移、速度、加速度曲線和凸輪廓線。3）齒輪機(jī)構(gòu)要求計(jì)算一對(duì)變位齒輪，參數(shù)、尺寸自定。（校核sa和

ea)。

5、完成上述圖紙計(jì)算后寫一份說明書（10頁左右）。要求見指導(dǎo)書。第二十二頁，共37頁。四、方案分析:第二十三頁，共37頁。1.鐓料機(jī)構(gòu):要求執(zhí)行構(gòu)件移動(dòng),并具有急回特性.2.校直進(jìn)料機(jī)構(gòu):要求進(jìn)料過程有間歇,可用槽輪.棘輪機(jī)構(gòu),校直用兩摩擦輪壓擠成形.3.切斷送料:要求送料過程也有間歇,也可將料切斷由一個(gè)機(jī)構(gòu)控制.進(jìn)料鐓料第二十四頁，共37頁。4.脫模機(jī)構(gòu):直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu),接觸形式自定.5.聯(lián)接機(jī)構(gòu):用皮帶.齒輪將上述所有機(jī)構(gòu)都聯(lián)接上,使之能夠協(xié)調(diào)配合.第二十五頁，共37頁。題目2:健身球自動(dòng)分類機(jī)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)直徑為f40~f46的健身球自動(dòng)檢驗(yàn)分類機(jī)的運(yùn)動(dòng)方案簡圖.要求：分類機(jī)應(yīng)將健身球按直徑分為三類f40~f42f42~f44f44~f46分類機(jī)中應(yīng)有的工藝動(dòng)作為三部分1）送料2）檢測3）接料一、工作原理及工藝動(dòng)作:工藝動(dòng)作為：第二十六頁，共37頁。檢球轉(zhuǎn)速:n制釘=60rpm.電機(jī)轉(zhuǎn)速:n電=1440rpm。分檢健身球的三種尺寸:小球40～42mm;中球42～44mm;大球44～46mm.要求送料滑塊的行程H≥50mm，此分檢機(jī)應(yīng)為純機(jī)械式的。第一級(jí)減速用皮帶。第二、三級(jí)減速用齒輪等．二、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求:三、設(shè)計(jì)任務(wù):1、按工藝要求擬定分檢機(jī)運(yùn)動(dòng)方案簡圖和直線式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖,畫在2號(hào)圖紙上。2、按工藝要求排出分檢機(jī)的功能、工藝動(dòng)作及執(zhí)行機(jī)構(gòu)框圖。第二十七頁，共37頁。3、按給定的原始數(shù)據(jù)及參數(shù)算出總傳動(dòng)比，進(jìn)行傳動(dòng)比分配，校核誤差，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案。

4、對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算。1）凸輪機(jī)構(gòu)要求上機(jī)計(jì)算，運(yùn)動(dòng)規(guī)律自定。要求畫出從動(dòng)件位移、速度、加速度曲線和凸輪廓線。畫1張3號(hào)圖。2）齒輪機(jī)構(gòu)要求計(jì)算一對(duì)變位齒輪，參數(shù)、尺寸自定。校核sa和

ea。3）其他機(jī)構(gòu)要求畫1張3號(hào)圖，在說明書中。

5、完成上述圖紙計(jì)算后寫一份說明書（15頁左右）。要求見指導(dǎo)書。第二十八頁，共37頁。四、可行性方案提示:f40~f42f42~f44f44~f46送料機(jī)構(gòu)檢測機(jī)構(gòu)接料機(jī)構(gòu)1．第二十九頁，共37頁。２．可變動(dòng)送料機(jī)構(gòu)，將此機(jī)構(gòu)做成轉(zhuǎn)盤．第三十頁，共37頁。３．可變動(dòng)檢測機(jī)構(gòu)．送料機(jī)構(gòu)第三十一頁，共37頁。運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)圖第三十二頁，共37頁。凸輪機(jī)構(gòu)第三十三頁，共37頁。1、自行設(shè)計(jì)升程和轉(zhuǎn)角的關(guān)系2、求r0。按αmax≤[α]對(duì)移動(dòng)從動(dòng)件[α]=30o對(duì)擺動(dòng)從動(dòng)件[α]=40o~45o對(duì)于αmax，等速：s=0；δ=0；余，正，等加：Vmax/ω→αmax3、r0≥50mm>凸輪軸半徑4、必須校核αmax≤[α]5、起始點(diǎn)為升程起始點(diǎn)。第三十四頁，共37頁。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)注意：畫一個(gè)一般位置代表各桿長。畫S~φ時(shí)，30度一個(gè)間隔，兩個(gè)極限位置必須標(biāo)出，a圖不畫。第三十五頁，共37頁。變位齒輪設(shè)計(jì)1、內(nèi)容全部寫在說明書上2、采用角度變位傳動(dòng)（取主減速器中的一對(duì)齒