机械原理课程设计精选PPT.ppt
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1、机械原理课程设计第1页,此课件共72页哦课程设计主题:课程设计主题:机械系统运动方案设计机械系统运动方案设计n 根据机械的用途确定机械所要求的动作、运动变换形式及运动规律等,选用常用机构或设计新的机构以实现其运动要求;选定原动件;用传动机构把原动机和执行机构联系起来;确定原动件、传动机构与执行机构的参数。第2页,此课件共72页哦原动机原动机原动机原动机 电机电机电机电机传动机构传动机构传动机构传动机构 带传动带传动带传动带传动和蜗杆传动和蜗杆传动和蜗杆传动和蜗杆传动执行机构执行机构执行机构执行机构 凸轮凸轮凸轮凸轮和两个连杆机构和两个连杆机构和两个连杆机构和两个连杆机构各机构串联组成各机构串联
2、组成各机构串联组成各机构串联组成第3页,此课件共72页哦时间:时间:2011.12.19 12.25学分:学分:1学分完成的材料:完成的材料:4000字以上的课程设计说明书一份。成绩评定:成绩评定:成绩采用百分制,与理论课成绩不相关;成绩组成为:平时表现30%+完成质量50%+答辩成绩20%。第4页,此课件共72页哦1 机械原理课程设计实施方案n机械原理课程设计是使学生较全面、系统掌握和深化机械原理课程的基本原理和方法的重要环节,是培养学生机械运动方案设计、创新设计、进行机构分析和设计能力的一门课程。1.1机械原理课程设计的目的和意义机械原理课程设计的目的和意义第5页,此课件共72页哦1.1
3、机械原理课程设计的目的和意义机械原理课程设计的目的和意义(1)初步了解机械设计的全过程,受到根据功能初步了解机械设计的全过程,受到根据功能要求拟定机械运动方案的训练,具备初步的机要求拟定机械运动方案的训练,具备初步的机构选型、组合和确定运动方案的能力。构选型、组合和确定运动方案的能力。(2)以机械系统运动方案设计为结合点,把机械原理以机械系统运动方案设计为结合点,把机械原理课程各章节的理论和方法融会贯通起来,进一步巩课程各章节的理论和方法融会贯通起来,进一步巩固和加深所学理论知识,综合运用理论知识,进行固和加深所学理论知识,综合运用理论知识,进行机构的组合设计。机构的组合设计。第6页,此课件共
4、72页哦n(3)掌握机械运动方案设计的内容、方法、步骤,掌握机械运动方案设计的内容、方法、步骤,并对动力分析与设计有一个较完整的概念。并对动力分析与设计有一个较完整的概念。n(6)逐步树立工程设计的观点,培养综合运用所学知逐步树立工程设计的观点,培养综合运用所学知识,理论联系实际,独立思考与分析问题的能力识,理论联系实际,独立思考与分析问题的能力。n(4)培养查阅文献、运用文献资料和手册的能力。培养查阅文献、运用文献资料和手册的能力。n(5)通过编写说明书,培养学生表达、归纳、总结通过编写说明书,培养学生表达、归纳、总结的能力,锻炼运用科技术语的能力。的能力,锻炼运用科技术语的能力。第7页,此
5、课件共72页哦1.2 机械原理课程设计的任务及内容机械原理课程设计的任务及内容1)针对某种简单机械,按照给定的机械总功)针对某种简单机械,按照给定的机械总功能要求,分解子功能,进行机构的选型与能要求,分解子功能,进行机构的选型与组合,设计机械运动方案。组合,设计机械运动方案。2)对运动方案进行对比、评价和选择,绘制)对运动方案进行对比、评价和选择,绘制机构运动简图,制定机构运动循环图。机构运动简图,制定机构运动循环图。第8页,此课件共72页哦1.2 机械原理课程设计的任务及内容机械原理课程设计的任务及内容3)对选定方案中的一个机构)对选定方案中的一个机构连杆机构、凸轮连杆机构、凸轮机构、齿轮机
6、构、其他常用机构等进行运动机构、齿轮机构、其他常用机构等进行运动分析与尺寸综合。分析与尺寸综合。4)编写课程设计说明书。)编写课程设计说明书。第9页,此课件共72页哦1.3 机械设计的基本概念机械设计的基本概念机械设计:机械设计:是指设计机械驱动装置、产品或系统。机器设计机器设计的对象是由动力驱动装置、执行机构和传动系统组成的机器。机构设计机构设计主要考虑如何产生和选择一种特定类型的机构,确定构件、运动副的数目、类型和尺寸,以实现期望的约束运动。机械设计机械设计机构设计机构设计机器设计机器设计第10页,此课件共72页哦构件构件运动副运动副机器机器动力源动力源控制控制约束运动?约束运动?输出有效
7、功输出有效功?是是是是机构机构机器与机构组成关系第11页,此课件共72页哦问题提出问题提出机构型综合机构型综合机构运动分析机构运动分析动力分析动力分析机构尺度综合机构尺度综合刚度与强度设计刚度与强度设计机机构构设设计计机机器器设设计计设计之间的关系设计之间的关系设计过程设计过程第12页,此课件共72页哦1.3 机械设计的类型机械设计的类型1)开发性设计)开发性设计 无参考样机,一种从无到有的全新设计。2)适应性设计)适应性设计 在总的方案远离基本不变情况下,对原有产品进行局部变动和改进。3)变型设计)变型设计 在设计方案和功能结构不变情况下,对原有产品进行系列化设计或变参数、变容量设计。第13
8、页,此课件共72页哦概念设计:概念设计:在确定任务之后,寻求适当在确定任务之后,寻求适当的作用原理及其组合等,确定出基本求的作用原理及其组合等,确定出基本求解途径,得出求解方案解途径,得出求解方案”。1.3 机械设计的类型机械设计的类型方案设计:方案设计:是概念设计的最后结果。它表达了是概念设计的最后结果。它表达了实行产品功能,体现设计理念的,用简图形实行产品功能,体现设计理念的,用简图形式表达的综合最优方案。式表达的综合最优方案。创新设计:创新设计:创新设计是通过创新思维、运用创新创新设计是通过创新思维、运用创新设计理论和方法设计出原理新颖、结构独特、性设计理论和方法设计出原理新颖、结构独特
9、、性能优良、工作高效的新机器。能优良、工作高效的新机器。第14页,此课件共72页哦创新设计包括三个方面:创新设计包括三个方面:(1)(1)功能原理和功能解的创新设计功能原理和功能解的创新设计(方案设计);(方案设计);(2)(2)机械零部件的创新设计;机械零部件的创新设计;(3)(3)工业艺术造型的创新设计。工业艺术造型的创新设计。第15页,此课件共72页哦1.3 机械设计的一般进程机械设计的一般进程决策阶段决策阶段总体方案设计阶段总体方案设计阶段结构设计阶段结构设计阶段改进设计阶段改进设计阶段机械原理课程设计机械原理课程设计第16页,此课件共72页哦1.4 机械原理课程设计的方法机械原理课程
10、设计的方法n图解法n解析法n实验法第17页,此课件共72页哦1.5 机械原理课程设计的日程安排机械原理课程设计的日程安排完成内容时间备注布置题目,讲解有关内容,设计准备第1天功能分解、机构选型、方案论证,确定机械运动设计方案第2天绘制机械系统运动简图,编制运动循环图第3天机构运动尺寸设计,编写课程设计说明书第4天整理说明书,答辩。第5天第18页,此课件共72页哦2 机械系统运动机械系统运动方案设计方案设计2.1 运动方案设计的步骤运动方案设计的步骤设计要求设计要求功能分解功能分解方案评价方案评价机构选用机构选用传动系统设计传动系统设计原动机选择原动机选择尺度综合尺度综合设计方案确定设计方案确定
11、第19页,此课件共72页哦2.2 功能分析功能分析根据所要设计的总功能要求,选定机器根据所要设计的总功能要求,选定机器的工作原理,确定工艺动作过程,每个工的工作原理,确定工艺动作过程,每个工艺对应的执行构件的数目及其运动形式。艺对应的执行构件的数目及其运动形式。为了实现同一总功能,可以采用不同的工为了实现同一总功能,可以采用不同的工为了实现同一总功能,可以采用不同的工为了实现同一总功能,可以采用不同的工作原理,对应的所需设备构造不同,即系统作原理,对应的所需设备构造不同,即系统作原理,对应的所需设备构造不同,即系统作原理,对应的所需设备构造不同,即系统运动方案不同。运动方案不同。运动方案不同。
12、运动方案不同。注意:注意:第20页,此课件共72页哦1)功能分解工作原理一:工作原理一:工作原理一:工作原理一:直接推直接推直接推直接推工作原理二:工作原理二:钳夹、移送钳夹、移送工作原理三:工作原理三:工作原理三:工作原理三:两侧夹、直接推两侧夹、直接推两侧夹、直接推两侧夹、直接推第21页,此课件共72页哦功能分解钻头既转又移钻头既转又移钻头转动工件移动钻头转动工件移动第22页,此课件共72页哦要点:要点:工艺动作分解是一个创造性的工作。要工艺动作分解是一个创造性的工作。要求动作简单、合理。分解的方法不同,所得求动作简单、合理。分解的方法不同,所得的运动规律也各不相同,所形成的运动方案的运动
13、规律也各不相同,所形成的运动方案也不相同。也不相同。机械运动方案确定是一个创造性的工作。机械运动方案确定是一个创造性的工作。要求方案简单、合理、可靠、完善。要从多种要求方案简单、合理、可靠、完善。要从多种方案的对比中选出最佳方案。方案的对比中选出最佳方案。第23页,此课件共72页哦2.3 机构的选用机构的选用也称为机构的型综合,选定能够完成工也称为机构的型综合,选定能够完成工艺动作的机构的类型。艺动作的机构的类型。在进行机构的型综合时,要考虑机构的功能、在进行机构的型综合时,要考虑机构的功能、结构、尺寸、动力特性等多种因素。结构、尺寸、动力特性等多种因素。第24页,此课件共72页哦2.3 机构
14、的选用机构的选用定轴转动变直线运动定轴转动变直线运动曲柄滑块机构曲柄滑块机构凸轮机构凸轮机构齿条传动齿条传动螺旋机构螺旋机构组合机构组合机构第25页,此课件共72页哦定轴转动变摆动定轴转动变摆动曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构导杆机构导杆机构凸轮机构凸轮机构组合机构组合机构双曲柄机构双曲柄机构齿轮传动齿轮传动带传动机构带传动机构链传动机构链传动机构摩擦轮传动摩擦轮传动定轴转动变转动定轴转动变转动第26页,此课件共72页哦直线运动变定轴转动直线运动变定轴转动曲柄滑块机构曲柄滑块机构齿条传动齿条传动螺旋机构螺旋机构组合机构组合机构间歇运动间歇运动变形导杆机构变形导杆机构不完全齿轮机构不完全齿轮机构棘轮机构
15、棘轮机构槽轮机构槽轮机构凸轮机构凸轮机构不完全滚轮机构不完全滚轮机构组合机构组合机构第27页,此课件共72页哦2.4 机构的组合机构的组合机构的组合方式:机构的组合方式:串联串联并联并联混联混联反馈式反馈式组合机构的应用组合机构的应用 (1)实现复杂运动轨迹实现复杂运动轨迹(2)实现复杂运动规律)实现复杂运动规律(3)改善机械的运动和动力特性)改善机械的运动和动力特性(4)实现换向)实现换向(5)实现行程扩大)实现行程扩大第28页,此课件共72页哦实现复杂运动规律或改善运动特性第29页,此课件共72页哦实现复杂运动轨迹实现复杂运动轨迹第30页,此课件共72页哦第31页,此课件共72页哦增力及行
16、程放大机构第32页,此课件共72页哦(3 3)反馈式组合)反馈式组合多自由度子机构的一多自由度子机构的一个输入运动是通过单个输入运动是通过单自由度子机构从该多自由度子机构从该多自由度子机构的输出自由度子机构的输出构件回授的。构件回授的。第33页,此课件共72页哦2.5 动力源的选择动力源的选择原动机机机械械系系统统运运动动方方案案设设计计第一类原动机第一类原动机蒸汽机蒸汽机柴油机柴油机汽油机汽油机燃气轮机燃气轮机水轮机水轮机第二类原动机第二类原动机电动机电动机液压马达液压马达气压马达气压马达第三类原动机第三类原动机风力、水力、潮汐、风力、水力、潮汐、人力、畜力人力、畜力第34页,此课件共72页
17、哦 对于野外工作和移动式机械,除了具有专门配置的电力机车、电瓶车等选用电动机以外,均采用第一类原动机。2.5 动力源的选择动力源的选择机机械械系系统统传传动动方方案案的的评评价价 在特殊条件下可采用第三类原动机。一般机械采用第二类原动机。在有高压供给系统的场合可采用液压马达;在有压缩空气站及供气系统的场合,可用气压马达。第35页,此课件共72页哦2.6 机械运动循环图的编制在一些机械中,各执行构件的运动之间必须保证严格的协调关系,才能实现机械的功能。为保证机械中各执行构件间的运动的协调配合关系,在设计机械时应编制出用以表明在机械的一个工作循用以表明在机械的一个工作循环中各执行构件运动配合关系的
18、运动循环图。环中各执行构件运动配合关系的运动循环图。机械运动循环图有三种形式:圆周式、表格式、直角坐标式圆周式、表格式、直角坐标式第36页,此课件共72页哦1进气凸轮机构进气凸轮机构 2排气凸轮机构排气凸轮机构3齿轮机构齿轮机构 4曲柄滑块机构曲柄滑块机构图图2 发动机系统运动方案简图发动机系统运动方案简图第37页,此课件共72页哦圆圆周周式式运运动动循循环环图图定标件为曲轴定标件为曲轴540第38页,此课件共72页哦表格式运动循环图表格式运动循环图排气阀排气门关闭排气门开启进气阀进气门开启进气门关闭火花塞点火工作行程进气压缩膨胀排气1803605407200曲轴曲轴进气门早开进气门早开104
19、0 晚关晚关4070 排气门早开排气门早开3080 晚关晚关1035 第39页,此课件共72页哦直角坐标式运动循环图1803605407200曲轴曲轴进气阀进气阀排气阀排气阀2055第40页,此课件共72页哦2.7 机械系统运动方案的评价运动链的长短运动链的长短机构的排列顺序机构的排列顺序传动比的分配传动比的分配运动副的形式运动副的形式动力源的选择动力源的选择传力条件传力条件机械效率机械效率评价因素评价因素第41页,此课件共72页哦1)运动链的长短)运动链的长短机机械械系系统统传传动动方方案案的的评评价价 任何一部机械,在满足同一生产要求时,应力求简任何一部机械,在满足同一生产要求时,应力求简
20、单,从原动件到执行构件间的运动链尽量短。单,从原动件到执行构件间的运动链尽量短。在选型时,有时宁肯采用具有较小设计误差但结构简在选型时,有时宁肯采用具有较小设计误差但结构简单的近似机构,而不采用理论上没有误差但结构复杂的单的近似机构,而不采用理论上没有误差但结构复杂的机构。机构。第42页,此课件共72页哦2)机构的排列顺序)机构的排列顺序a)带传动等摩擦传动放置在高速端。)带传动等摩擦传动放置在高速端。机机械械系系统统传传动动方方案案的的评评价价b)链传动放置在低速端。)链传动放置在低速端。c)转变运动形式的机构(如凸轮机构、连)转变运动形式的机构(如凸轮机构、连杆机构、螺旋机构)通常安排在运
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