机械原理课程设计传动系统设计授课简略.ppt

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1、机械原理课程设计机械原理课程设计一一 、机械原理课程设计的目的、机械原理课程设计的目的 1)1)以机械系统运动方案设计与拟定为结合点，把机械原理课程以机械系统运动方案设计与拟定为结合点，把机械原理课程中分散于各章的理论和方法融会贯通起来，进一步巩固和加深所学的中分散于各章的理论和方法融会贯通起来，进一步巩固和加深所学的理论知识。理论知识。2)2)使学生能受到拟定机械运动方案的训练，具有初步的机构选使学生能受到拟定机械运动方案的训练，具有初步的机构选型与组合和确定运动方案的能力。型与组合和确定运动方案的能力。5)5)通过编写说明书，培养学生表达、归纳、总结和独立思考与分通过编写说明书，培养学生表

2、达、归纳、总结和独立思考与分析的能力。析的能力。3 3 培养学生的创新能力和工程实践能力。培养学生的创新能力和工程实践能力。4 4 培养学生的团队协作精神培养学生的团队协作精神。二二 、机械原理课程设计要求每个学生完成以下工作、机械原理课程设计要求每个学生完成以下工作：3 3）对所选定的主运动机构进行尺度综合）对所选定的主运动机构进行尺度综合,并画出主运动机构的机构简并画出主运动机构的机构简 图图,传动系统方案图及工作循环图（绘制在传动系统方案图及工作循环图（绘制在A A1 1号图纸上）；号图纸上）；4 4）对与主运动机构相关的凸轮或齿轮机构进行设计）对与主运动机构相关的凸轮或齿轮机构进行设计

3、,或者是对主运动或者是对主运动 机构进行运动和动力分析机构进行运动和动力分析(绘制在绘制在A A1 1号图或另一张号图或另一张A A2 2号图）；号图）；5 5）编写设计说明书一份（不得少于）编写设计说明书一份（不得少于1515页）。页）。机械原理课程设计机械原理课程设计1 1）根据自己的设计任务，设计三种主运动机构（机构选型）；）根据自己的设计任务，设计三种主运动机构（机构选型）；2 2）对以上）对以上3 3种机构进行比较种机构进行比较,选出较合适的一种机构；选出较合适的一种机构；1 1、完成的任务、完成的任务1、机械传动系统方案图及工作循环图；、机械传动系统方案图及工作循环图；（绘制在（绘

4、制在A1号图）号图）2、主运动机构的机构简图及其相关的运动和动力分析、主运动机构的机构简图及其相关的运动和动力分析 （绘制在（绘制在A1号图或另一张号图或另一张A2号图）；号图）；3、设计说明书一份。（不得少于、设计说明书一份。（不得少于15页）页）机械原理课程设计机械原理课程设计2 2、上交的资料：、上交的资料：二二 、机械原理课程设计要求每个学生完成以下工作、机械原理课程设计要求每个学生完成以下工作：三三 、机械原理课程设计的步骤、机械原理课程设计的步骤3、机械传动系统方案的拟定与绘制机械传动系统方案的拟定与绘制。机械原理课程设计机械原理课程设计 1、按选定的设计任务进行工作原理分析与确定

5、。、按选定的设计任务进行工作原理分析与确定。2、选择机器的主运动机构（执行机构）、选择机器的主运动机构（执行机构）机构选型。机构选型。4、主运动机构的尺度综合、运动分析、动力分析以及、主运动机构的尺度综合、运动分析、动力分析以及 相关机构的设计。相关机构的设计。5、工作循环图的绘制。、工作循环图的绘制。6、编写设计说明书。、编写设计说明书。多多头头专专用用钻钻床床传传动动系系统统方方案案一一四、机械传动方案设计实例四、机械传动方案设计实例多多头头专专用用钻钻床床传传动动系系统统方方案案二二四、机械传动方案设计实例四、机械传动方案设计实例多多头头专专用用钻钻床床传传动动系系统统方方案案三三四、机

6、械传动方案设计实例四、机械传动方案设计实例半自动钻床送进机构半自动钻床送进机构四、机械传动方案设计实例四、机械传动方案设计实例五、执行系统的协调设计五、执行系统的协调设计 描述各执行构件运动间相互协调配合的图描述各执行构件运动间相互协调配合的图 机械运动循环图。机械运动循环图。由于机械在主轴或分配轴转动一周或由于机械在主轴或分配轴转动一周或若干周内完成一个运动循环，故运动循环若干周内完成一个运动循环，故运动循环图常以主轴或分配轴的转角为坐标来编制。图常以主轴或分配轴的转角为坐标来编制。机械原理课程设计机械原理课程设计机械原理课程设计机械原理课程设计机械运动循环图的形式常用的有如下两种：机械运动

7、循环图的形式常用的有如下两种：圆周式圆周式直线式直线式参看有关教材参看有关教材 该机器主要用于单件小批量生产场合，希望造价较低，该机器主要用于单件小批量生产场合，希望造价较低，工作可靠，使用和维修较简单；工作可靠，使用和维修较简单；1)设计任务设计任务设计一个以加工平面为主的金属切削机床的机械传动系统。设计一个以加工平面为主的金属切削机床的机械传动系统。该机床的使用场合及应满足的精度如下：该机床的使用场合及应满足的精度如下：机器具有一般的工作精度：机器具有一般的工作精度：加工表面的平面度：加工表面的平面度：8 89 9级精度级精度 加工表面的垂直度：加工表面的垂直度：8 89 9级精度级精度六

8、、六、机械传动系统设计实例机械传动系统设计实例机械原理课程设计机械原理课程设计 在同种传动类型中，因机器执行构件运动形式的不同，传动系在同种传动类型中，因机器执行构件运动形式的不同，传动系统还可以分为不同的组成方式。不同的传动系统组成方式，可看成统还可以分为不同的组成方式。不同的传动系统组成方式，可看成是机器工作原理在较小范围之内的差异。是机器工作原理在较小范围之内的差异。V2V3V1刨削：刨刀往复直线急回运动刨削：刨刀往复直线急回运动立式铣削：铣刀回转，工作台进给立式铣削：铣刀回转，工作台进给w w2V3V1机械原理课程设计机械原理课程设计2）机器工作原理的确定）机器工作原理的确定3）机器传

9、动系统方案的拟定与主运动机构的选型）机器传动系统方案的拟定与主运动机构的选型（1）机器传动系统方案的拟定）机器传动系统方案的拟定机械原理课程设计机械原理课程设计刨床传动系统机构组合情况的初步方案图刨床传动系统机构组合情况的初步方案图减速传动机构（带传动减速传动机构（带传动+齿轮传动）齿轮传动）刨刀往复直线急回运动机构刨刀往复直线急回运动机构工作台间歇直线运动机构工作台间歇直线运动机构w w1原动机原动机V2V3w w1w w1（2）主运动机构（执行机构）的选型及分析）主运动机构（执行机构）的选型及分析机械原理课程设计机械原理课程设计 该方案由两个四杆机构组成。其特该方案由两个四杆机构组成。其特

10、点如下：点如下：1）是一种平面连杆机构，结构简单，加）是一种平面连杆机构，结构简单，加工方便，能承受较大载荷；工方便，能承受较大载荷；2）具有急回作用，只要正确选择参数，）具有急回作用，只要正确选择参数，即可满足行程速比系数即可满足行程速比系数K和滑块行程和滑块行程H的要求；的要求；3)当以曲柄为主动件时，机构传动角当以曲柄为主动件时，机构传动角 较较大。工作行程中，能使刨刀速度较慢，且变大。工作行程中，能使刨刀速度较慢，且变化平稳，符合切削要求。化平稳，符合切削要求。由此可见，此方案加工简单，由此可见，此方案加工简单，占用面积比较小，传力性能好。占用面积比较小，传力性能好。方方案案一一导杆机

11、构导杆机构摇杆滑块机构摇杆滑块机构机械原理课程设计机械原理课程设计方方案案二二 将方案一中的连杆将方案一中的连杆4与滑与滑块块 5 的转动副变为移动副，的转动副变为移动副，并将连杆并将连杆4变为滑块变为滑块4，既得，既得方案二。方案二。该方案除具备方案一的特该方案除具备方案一的特点外，因构件点外，因构件 4 与与 5 间的传间的传动角始终为动角始终为900，所以受力更，所以受力更好，结构更紧凑。好，结构更紧凑。机械原理课程设计机械原理课程设计方方案案三三1）该方案是四杆机构，结构比前述方案简单。）该方案是四杆机构，结构比前述方案简单。特点如下：特点如下：2）具有急回作用，但急回作用不明显。增大

12、）具有急回作用，但急回作用不明显。增大a和和e或减小或减小b，均能，均能使使K增大到所需值，但会使滑块速度变化剧烈，速度波动大，并且使最增大到所需值，但会使滑块速度变化剧烈，速度波动大，并且使最小传动角减小，传动性能变坏。显然，此方案传动角不符合要求。小传动角减小，传动性能变坏。显然，此方案传动角不符合要求。3）横向尺寸约为纵向尺寸的）横向尺寸约为纵向尺寸的2倍，机构欠匀称。倍，机构欠匀称。机械原理课程设计机械原理课程设计方方案案四四 该机构由两个四杆机构组成该机构由两个四杆机构组成（ba)，特点如下：，特点如下：2）滑块）滑块5的行程的行程H=2C，增，增大大L可增大可增大4与与5间的传动角

13、，并间的传动角，并使滑块使滑块5的速度变化平缓。的速度变化平缓。1）只要正确选择参数，即）只要正确选择参数，即可满足行程速比系数可满足行程速比系数K要求，若要求，若K增大，将使导杆增大，将使导杆3的角速度变的角速度变化剧烈，产生冲击。化剧烈，产生冲击。3）因曲柄）因曲柄1和导杆和导杆3都作整周运动，所以机构的横、纵向尺寸都作整周运动，所以机构的横、纵向尺寸较大。另外，构件较大。另外，构件4与与5间的最小传动角一般比方案一、二的小，间的最小传动角一般比方案一、二的小，并且横、纵向尺寸均不如方案一和二。并且横、纵向尺寸均不如方案一和二。转动导杆转动导杆对心曲柄滑块对心曲柄滑块机械原理课程设计机械原

14、理课程设计方方案案五五 该机构由两个四杆机构组成，该机构由两个四杆机构组成，特点如下：特点如下：1）具有急回作用，但极位）具有急回作用，但极位夹角夹角、摇摇杆杆摆摆角角和机构最小和机构最小传动传动角角 minmin都与机构的尺寸有关，都与机构的尺寸有关，设计计设计计算比算比较较麻麻烦烦。曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构摇杆滑块机构摇杆滑块机构 2）作往返运动的滑块）作往返运动的滑块5以及作平面以及作平面复杂运动的连杆复杂运动的连杆BC和和CE的的动平衡叫的的动平衡叫困难。困难。3）构件）构件4与与5间的最小传动角较小，机构的横、间的最小传动角较小，机构的横、纵向尺寸较大。纵向尺寸较大。由此可见，该方案

15、的传力性能、横向尺寸和由此可见，该方案的传力性能、横向尺寸和滑块的平稳性均不如方案一和二。滑块的平稳性均不如方案一和二。机械原理课程设计机械原理课程设计方方案案六六 该机构由两个四杆机构组成，该机构由两个四杆机构组成，特点如下：特点如下：1）具有急回作用，适当调整机构）具有急回作用，适当调整机构尺寸可使尺寸可使K增大。增大。双曲柄机构双曲柄机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构 2）因为曲柄）因为曲柄1与与3都能作整周运都能作整周运动，机构的横向和纵向尺寸均较大，动，机构的横向和纵向尺寸均较大，且且A与与D的传动轴均应悬臂安装，否的传动轴均应悬臂安装，否则机构运动时，轴与曲柄将发生干涉则机构运动时，轴与

16、曲柄将发生干涉。3）作往返运动的滑块以及作平面复杂运）作往返运动的滑块以及作平面复杂运动的连杆动的连杆EF和和BC的的动平衡叫困难。的的动平衡叫困难。4）机构的最小传动角较小，刨刀的速度也不够平稳，其横、纵向尺寸）机构的最小传动角较小，刨刀的速度也不够平稳，其横、纵向尺寸较大。较大。可见，该方案传力性能、横向尺寸和滑块的平稳性均不如方案一和二。可见，该方案传力性能、横向尺寸和滑块的平稳性均不如方案一和二。机械原理课程设计机械原理课程设计方方案案七七 该机构由导杆机构和齿轮齿条机构该机构由导杆机构和齿轮齿条机构组成，特点如下：组成，特点如下：1 1）加工齿轮齿条比较复杂，特别是）加工齿轮齿条比较

17、复杂，特别是制作精度高的齿条较困难。制作精度高的齿条较困难。2）齿轮齿条之间为高副接触，易磨损，）齿轮齿条之间为高副接触，易磨损，磨损后传动不平稳，并将产生噪声和振动。磨损后传动不平稳，并将产生噪声和振动。3)3)导杆作变速往返摆动，特别在空回导杆作变速往返摆动，特别在空回行程中，导杆角速度有较剧烈的变化，使行程中，导杆角速度有较剧烈的变化，使齿轮机构受到很大的惯性冲击和振动。齿轮机构受到很大的惯性冲击和振动。4)4)需解决扇形齿轮的动平衡问题，否则动载荷增大。需解决扇形齿轮的动平衡问题，否则动载荷增大。由于齿条在较大的冲击载荷下工作，齿轮很容易产由于齿条在较大的冲击载荷下工作，齿轮很容易产生

18、折断，所以此方案不理想。生折断，所以此方案不理想。机械原理课程设计机械原理课程设计方方案案八八 该机构由凸轮机构和摇杆滑块机构组成，该机构由凸轮机构和摇杆滑块机构组成，特点如下：特点如下：1 1）凸轮机构虽可使从动件获得任意的运）凸轮机构虽可使从动件获得任意的运动规律，但凸轮制造复杂，表面硬度较高，因动规律，但凸轮制造复杂，表面硬度较高，因此加工和热处理的费用较大。此加工和热处理的费用较大。2 2）凸轮与从动件间为高副接触，只能承）凸轮与从动件间为高副接触，只能承受较小载荷，表面磨损较快，磨损后凸轮的廓受较小载荷，表面磨损较快，磨损后凸轮的廓线形状将发生变化。线形状将发生变化。3 3）由于滑块

19、的急回运动性质，使凸轮机）由于滑块的急回运动性质，使凸轮机构受到的冲击较大。构受到的冲击较大。4 4）滑块行程比较大，调节较困难，这将使凸轮机构压力角过大。为）滑块行程比较大，调节较困难，这将使凸轮机构压力角过大。为减少压力角，必增大基圆半径，从而使整个机构的尺寸十分庞大。减少压力角，必增大基圆半径，从而使整个机构的尺寸十分庞大。5 5）需力封闭或几何封闭的方法，保持高副始终接触，使结构复杂。）需力封闭或几何封闭的方法，保持高副始终接触，使结构复杂。因此，该方案不适用于载荷和行程较大的刨床因此，该方案不适用于载荷和行程较大的刨床。（2）主运动机构的选型及分析）主运动机构的选型及分析机械原理课程

20、设计机械原理课程设计 从以上八个从以上八个方案的比较中可方案的比较中可知，为了实现给知，为了实现给定的刨刀运动要定的刨刀运动要求，以采用方案求，以采用方案二较为合适。二较为合适。总结总结 同一个工艺动作，可以分解成各种简单运动，工艺动同一个工艺动作，可以分解成各种简单运动，工艺动作分解的方法不同，所得到的运动规律和运动方案也不作分解的方法不同，所得到的运动规律和运动方案也不相同，它们很大程度上决定了机械的特点、性能和复杂相同，它们很大程度上决定了机械的特点、性能和复杂程度。程度。在进行运动规律设计和运动方案选择时，应综合考在进行运动规律设计和运动方案选择时，应综合考虑各方面的因素，根据实际情况

21、对各种运动规律和运动虑各方面的因素，根据实际情况对各种运动规律和运动方案加以认真分析和比较，从中选出最佳方案。方案加以认真分析和比较，从中选出最佳方案。机械原理课程设计机械原理课程设计牛牛头头刨刨床床的的机机械械传传动动系系统统图图机械原理课程设计机械原理课程设计（3）牛头刨床传动系统方案的设计）牛头刨床传动系统方案的设计机械原理课程设计机械原理课程设计4）机器工作循环图和机器传动系统示意图的绘制）机器工作循环图和机器传动系统示意图的绘制L机械原理课程设计机械原理课程设计5）主运动机构的尺度综合与运动分析）主运动机构的尺度综合与运动分析例：根据设计题目要求，例：根据设计题目要求，尺度综合尺度综

22、合已知参数和条件拟定如下已知参数和条件拟定如下：待求尺寸：待求尺寸：LO2O1、LO1B、L。项 目曲柄长度lo2A刨头行程H行程速比系数K刨头驱动力的压力角数 量或条件110312.631.4599max具有最小值单 位mmmm/度例：主运动机构进行运动分析：例：主运动机构进行运动分析：机械原理课程设计机械原理课程设计5）主运动机构的尺度综合与运动分析）主运动机构的尺度综合与运动分析位位 移移 线线 图图机械原理课程设计机械原理课程设计6）主运动机构）主运动机构进行动态静力分析进行动态静力分析 7）计算飞轮转动惯量）计算飞轮转动惯量 8）凸轮机构的设计）凸轮机构的设计 七七 编写设计说明书。

23、编写设计说明书。要求：严格按说明书要求：严格按说明书规范规范书写；书写；A4纸，不得少于纸，不得少于15页。页。机械原理课程设计机械原理课程设计内容大致包括；内容大致包括；1)设计题目设计题目(包括设计条件和要求包括设计条件和要求)。2)原动机的选择。原动机的选择。3)执行机构的选择与比较。执行机构的选择与比较。4)机械系统运动方案的拟定与比较。机械系统运动方案的拟定与比较。5)所选机构的运动动力分桥与设计。所选机构的运动动力分桥与设计。6)制订机械系统的运动循环图。制订机械系统的运动循环图。7)画出运动方案布置图及机械运动简图。画出运动方案布置图及机械运动简图。8)列出主要参考资料。列出主要

24、参考资料。八八 时间按排：见任务书。时间按排：见任务书。九九 成绩评定成绩评定 说明书、图纸、知识掌握、学习态度、答辩。（答说明书、图纸、知识掌握、学习态度、答辩。（答辩可在设计阶段中间进行）辩可在设计阶段中间进行）机械原理课程设计机械原理课程设计课程设计要保证其基本内容及其完整性与综合性。课程设计要保证其基本内容及其完整性与综合性。1)一般应包括三种基本机构，如连杆机构、凸轮机一般应包括三种基本机构，如连杆机构、凸轮机 构、齿轮机构的分析与综合。构、齿轮机构的分析与综合。2)运动循环图的分析与设计。运动循环图的分析与设计。3)运动方案的选择与比较；主运动机构的设计与分析。运动方案的选择与比较；主运动机构的设计与分析。机械原理课程设计机械原理课程设计参考书目：参考书目：1、机械原理课程设计手册、机械原理课程设计手册皱慧君主编；皱慧君主编；2、机械原理课程设计、机械原理课程设计师忠秀；师忠秀；3、机械原理课程设计指导书、机械原理课程设计指导书裘建新；裘建新；4、机械原理和机械设计课外实践选题汇编、机械原理和机械设计课外实践选题汇编 第一届全国大学生机械创新设计大赛。第一届全国大学生机械创新设计大赛。谢谢谢谢