X機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計(3周)課件

1、一、概一、概 述述n目的n任務(wù)一次有關(guān)機(jī)械設(shè)計的實戰(zhàn)訓(xùn)練一次有關(guān)機(jī)械設(shè)計的實戰(zhàn)訓(xùn)練n訓(xùn)練綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力n掌握一般機(jī)械設(shè)計的程序和方法n機(jī)械設(shè)計基本技能的訓(xùn)練（編程、計算、繪圖、使用資料的能力）n耐心、毅力的訓(xùn)練油田用小型注水泵主機(jī)構(gòu)運動、動力分析、油田用小型注水泵主機(jī)構(gòu)運動、動力分析、飛輪設(shè)計和傳動系統(tǒng)設(shè)計飛輪設(shè)計和傳動系統(tǒng)設(shè)計已知條件：已知條件：1.機(jī)構(gòu)尺寸和質(zhì)量等參數(shù)機(jī)構(gòu)尺寸和質(zhì)量等參數(shù)2.活塞受力活塞受力n具體任務(wù)具體任務(wù)(前一周）前一周）1、圖解法任務(wù)：、圖解法任務(wù)：n完成兩個機(jī)構(gòu)位置的運動、力分析完成兩個機(jī)構(gòu)位置的運動、力分析。求出各位置時連桿。求出各位置時連桿2

2、的角位置、角速度、角加速度，活塞的角位置、角速度、角加速度，活塞3的位移、速度、加的位移、速度、加速度，曲柄上平衡力矩和各運動副反力的大小和方向。速度，曲柄上平衡力矩和各運動副反力的大小和方向。2、解析法任務(wù)：、解析法任務(wù)：n運動分析：每隔運動分析：每隔10，求出各位置時連桿，求出各位置時連桿2的角位置、角的角位置、角速度、角加速度，活塞速度、角加速度，活塞3的位移、速度、加速度的位移、速度、加速度n動力分析：每隔動力分析：每隔10，求出各位置時曲柄上平衡力矩和，求出各位置時曲柄上平衡力矩和各運動副反力的大小和方向各運動副反力的大小和方向n選曲柄為等效構(gòu)件，并設(shè)等效選曲柄為等效構(gòu)件，并設(shè)等效驅(qū)

3、動力矩為常數(shù)驅(qū)動力矩為常數(shù)，許用運動，許用運動不均勻系數(shù)不均勻系數(shù) ，求安裝在，求安裝在曲柄軸上飛輪的轉(zhuǎn)動慣量曲柄軸上飛輪的轉(zhuǎn)動慣量。五天時間內(nèi)圖解法和解析法穿五天時間內(nèi)圖解法和解析法穿插進(jìn)行，應(yīng)寫出該部分說明書插進(jìn)行，應(yīng)寫出該部分說明書具體任務(wù)具體任務(wù)(后后2周）周）傳動系統(tǒng)設(shè)計傳動系統(tǒng)設(shè)計n電機(jī)的選擇（功率、轉(zhuǎn)速）電機(jī)的選擇（功率、轉(zhuǎn)速）n傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算n傳動零件的設(shè)計計算傳動零件的設(shè)計計算n軸的設(shè)計計算軸的設(shè)計計算n軸承、聯(lián)接件、密封、潤滑的選擇和驗算軸承、聯(lián)接件、密封、潤滑的選擇和驗算n箱體結(jié)構(gòu)和附件的設(shè)計箱體結(jié)構(gòu)和附件的設(shè)計n裝配圖和零件圖的

4、繪制裝配圖和零件圖的繪制n設(shè)計說明書的整理和編寫設(shè)計說明書的整理和編寫每位同學(xué)應(yīng)上交的資料每位同學(xué)應(yīng)上交的資料n機(jī)構(gòu)綜合分析程序及計算結(jié)果；（打?。C(jī)構(gòu)綜合分析程序及計算結(jié)果；（打?。﹏機(jī)構(gòu)運動分析、動力分析圖解法（機(jī)構(gòu)運動分析、動力分析圖解法（3號方格號方格紙紙2張，每張畫一個位置）；張，每張畫一個位置）；n減速箱的裝配草圖（減速箱的裝配草圖（1號方格紙，比例號方格紙，比例1：2）n減速箱的裝配圖（減速箱的裝配圖（AutoCAD圖）；圖）；n低速齒輪、低速軸零件工作圖（低速齒輪、低速軸零件工作圖（AutoCAD圖）；圖）；n設(shè)計說明書。設(shè)計說明書。二、解析法具體過程二、解析法具體過程（一）運

5、動分析：（一）運動分析：cSLL210)sin()sin()cos()cos(2211c2211llsll0)cos()cos()sin()sin(222111c222111llVll2c,s2c,v0)cos()sin()sin(a)sin()cos()cos(2222222211122222222111llllll2c,a（一）運動分析：（一）運動分析：)()(iyjykiykyixjxkixkxaallaaaallaa（二）動態(tài)靜力分析：（二）動態(tài)靜力分析：(1)求慣性力：求慣性力：s2x2I2xamPB1IBamP C3I3amPs2y2I2yamP222JMI(2)動態(tài)靜力分析動態(tài)靜

6、力分析從距離平衡力矩最從距離平衡力矩最遠(yuǎn)的地方開始分析遠(yuǎn)的地方開始分析 0FX0FY 求43R12R23RXR120BM43RYR120FX0FYXR23YR2341R0FX0FY0MA求求和平衡力矩和平衡力矩Mb112111I1I1XcoslmcosPP112111I1I1YsinlmsinPPXXRR1221YYRR1221XR41YR41Mb推導(dǎo)公式時，各力方向假設(shè)與坐標(biāo)軸正向一致，推導(dǎo)公式時，各力方向假設(shè)與坐標(biāo)軸正向一致，力矩方向為逆時針為正。力矩方向為逆時針為正。解析法求矩參考教材公式解析法求矩參考教材公式運動副總反力的求法運動副總反力的求法(3)解析法動態(tài)靜力分析注意事項解析法動態(tài)

7、靜力分析注意事項2ijY2ijXijRRR方向如何表示？方向如何表示？ijXijYijRRarctg注意：要判斷注意：要判斷象限象限(3)解析法動態(tài)靜力分析注意事項解析法動態(tài)靜力分析注意事項總平衡力矩的求法總平衡力矩的求法單個曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的平衡力矩結(jié)果隔單個曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的平衡力矩結(jié)果隔180度相度相加加 j=i+18; bi=Mb0i+Mb0j;（三）飛輪設(shè)計：（三）飛輪設(shè)計：已知：驅(qū)動力矩為常數(shù)，已知：驅(qū)動力矩為常數(shù)，m= 25rad/s , =0.02.=0.02.求求J JF F244002100WrMed=200eddM2W50-2525-50maxwrdww （三）飛輪設(shè)計：（三）飛

8、輪設(shè)計：通過動力分析，求得了平衡力矩的變化規(guī)律，可以通過動力分析，求得了平衡力矩的變化規(guī)律，可以近似認(rèn)為近似認(rèn)為曲柄作等效構(gòu)件的等效阻力矩與平衡力矩曲柄作等效構(gòu)件的等效阻力矩與平衡力矩大小相等方向相反，即已知了一個周期中等效阻力大小相等方向相反，即已知了一個周期中等效阻力矩的變化規(guī)律，現(xiàn)在要來進(jìn)行飛輪設(shè)計，以滿足給矩的變化規(guī)律，現(xiàn)在要來進(jìn)行飛輪設(shè)計，以滿足給定的速度不均勻系數(shù)許用值定的速度不均勻系數(shù)許用值11MMer2Med1i)1i (1)1i ( rrii1)r(i-MM21WW最后一個阻力功的值即最后一個阻力功的值即為一個周期內(nèi)所有的阻為一個周期內(nèi)所有的阻力功之和力功之和Wr。 Wr =

9、 Wd=2Med 求最大盈虧功求最大盈虧功ridiiWWW一個周期中任意一個位置一個周期中任意一個位置i時，機(jī)構(gòu)的能量與周期起時，機(jī)構(gòu)的能量與周期起點之間的能量之差為：點之間的能量之差為：其中其中Wdi、 Wri分別為周期起點至分別為周期起點至i位置間的驅(qū)動功和阻位置間的驅(qū)動功和阻力功。力功。iminimaxmaxWWA注意：幾個循環(huán)的應(yīng)用注意：幾個循環(huán)的應(yīng)用maxA三、圖解法具體過程三、圖解法具體過程注意：影像法的應(yīng)用注意：影像法的應(yīng)用注意：力不用分解為注意：力不用分解為X、Y兩項兩項不同矢量方程對應(yīng)的力的封閉矢量圖畫在一起不同矢量方程對應(yīng)的力的封閉矢量圖畫在一起四、傳動裝置的總體設(shè)計（四、

10、傳動裝置的總體設(shè)計（1.5-2天）天）n電機(jī)的選擇n總傳動比計算和傳動比的分配n運動和動力參數(shù)計算n傳動零件設(shè)計計算n軸的初估計算電機(jī)的選擇電機(jī)的選擇n類型：類型： Y系列三相異系列三相異步電機(jī)步電機(jī)n容量的確定：容量的確定：WadPPWdPP聯(lián)軸器軸承齒帶2dcdKPP 轉(zhuǎn)速的選擇：轉(zhuǎn)速的選擇： 相同容量電機(jī)，同步轉(zhuǎn)速有相同容量電機(jī)，同步轉(zhuǎn)速有3000、1500、1000、750四種，一般常四種，一般常選中間兩種，選擇時兼顧電機(jī)價格選中間兩種，選擇時兼顧電機(jī)價格和傳動系統(tǒng)的外廓尺寸和重量和傳動系統(tǒng)的外廓尺寸和重量傳動比的確定傳動比的確定n總傳動比：齒輪帶iinniwd傳動比的分配：傳動比的分

11、配：n各級傳動比應(yīng)在常用的合理范圍之內(nèi)：n圓柱齒輪：35nV帶：24n使各級傳動尺寸協(xié)調(diào)、避免相互干涉碰撞運動和動力參數(shù)計算運動和動力參數(shù)計算n各軸輸入功率的計算n各軸轉(zhuǎn)速的計算n各軸輸入扭矩的計算NmnPT9550軸的初估計算軸的初估計算n計算方法：參考課本軸的計算n有外伸端的軸初估為外伸端的直徑，無外伸端的軸初估為安裝傳動零件處的直徑n有鍵槽時應(yīng)增大3%5%n按標(biāo)準(zhǔn)圓整按標(biāo)準(zhǔn)圓整五、減速器裝配草圖設(shè)計與繪制（五、減速器裝配草圖設(shè)計與繪制（3-5天天,包括周末包括周末)先主后次、先粗后細(xì)、先里后先主后次、先粗后細(xì)、先里后外、先俯后它外、先俯后它注意：鑄造的箱體箱座與其他零件結(jié)合處注意：鑄造的

12、箱體箱座與其他零件結(jié)合處一般都需加工，所以必須設(shè)置凸臺或沉孔一般都需加工，所以必須設(shè)置凸臺或沉孔注意注意:草圖不草；草圖不草；設(shè)計不是憑空想象，注意經(jīng)驗數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)等設(shè)計不是憑空想象，注意經(jīng)驗數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)等的應(yīng)用的應(yīng)用草圖的設(shè)計是邊畫圖、邊計算、邊修改的交草圖的設(shè)計是邊畫圖、邊計算、邊修改的交叉過程叉過程發(fā)揮主觀能動性、充分閱讀教材發(fā)揮主觀能動性、充分閱讀教材要求繪圖認(rèn)真、書寫標(biāo)準(zhǔn)要求繪圖認(rèn)真、書寫標(biāo)準(zhǔn)六、裝配工作圖、零件工作圖的繪制六、裝配工作圖、零件工作圖的繪制n視圖：要求各種螺栓連接、銷、啟蓋螺釘、窺視圖：要求各種螺栓連接、銷、啟蓋螺釘、窺視孔、通氣器、游標(biāo)、油塞等要剖視一處視孔、通氣器、游

13、標(biāo)、油塞等要剖視一處n尺寸尺寸n特性尺寸：中心距及其偏差特性尺寸：中心距及其偏差n配合尺寸配合尺寸n安裝尺寸安裝尺寸n外形尺寸外形尺寸n技術(shù)要求和技術(shù)特性技術(shù)要求和技術(shù)特性n零件編號、標(biāo)題欄、明細(xì)表等零件編號、標(biāo)題欄、明細(xì)表等七、編寫設(shè)計計算說明書七、編寫設(shè)計計算說明書n目錄（標(biāo)題、頁次）目錄（標(biāo)題、頁次）n設(shè)計任務(wù)書設(shè)計任務(wù)書n機(jī)構(gòu)分析及設(shè)計步驟及每步所用的公式（包括解析法機(jī)構(gòu)分析及設(shè)計步驟及每步所用的公式（包括解析法公式和圖解法所用矢量方程）（解析法公式應(yīng)有必要公式和圖解法所用矢量方程）（解析法公式應(yīng)有必要的推導(dǎo)過程）的推導(dǎo)過程）n程序中所用的變量名與公式中符號對照表，變量名應(yīng)程序中所用的

14、變量名與公式中符號對照表，變量名應(yīng)盡可能與公式中的符號一致，易于辨認(rèn)盡可能與公式中的符號一致，易于辨認(rèn)n對計算結(jié)果的分析對計算結(jié)果的分析內(nèi)容：內(nèi)容：n傳動方案的擬定（對方案的簡要說明及傳動裝傳動方案的擬定（對方案的簡要說明及傳動裝置簡圖）置簡圖）n電動機(jī)的選擇、傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)電動機(jī)的選擇、傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)（包括電動機(jī)功率及轉(zhuǎn)速、電動機(jī)型號、總傳（包括電動機(jī)功率及轉(zhuǎn)速、電動機(jī)型號、總傳動比及各級分傳動比、各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)動比及各級分傳動比、各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩等）的選擇和計算矩等）的選擇和計算n傳動零件的設(shè)計計算（確定傳動件的主要參數(shù)傳動零件的設(shè)計計算（確定傳動件的主要參

15、數(shù)和尺寸）和尺寸）n軸的設(shè)計計算（初估軸徑、結(jié)構(gòu)設(shè)計及強度校軸的設(shè)計計算（初估軸徑、結(jié)構(gòu)設(shè)計及強度校核）核）n鍵聯(lián)接的選擇計算鍵聯(lián)接的選擇計算n滾動軸承的類型、代號選擇及壽命計算滾動軸承的類型、代號選擇及壽命計算n聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇n箱體設(shè)計（主要結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計與計算）箱體設(shè)計（主要結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計與計算）n潤滑密封的選擇（潤滑方式、潤滑劑牌潤滑密封的選擇（潤滑方式、潤滑劑牌號及裝油量）號及裝油量）n設(shè)計小結(jié)（設(shè)計體會，設(shè)計的優(yōu)、缺點設(shè)計小結(jié)（設(shè)計體會，設(shè)計的優(yōu)、缺點及改進(jìn)意見等）及改進(jìn)意見等）n參考資料（資料編號、著者、書名、出參考資料（資料編號、著者、書名、出版單位和出版年月）版單位和

16、出版年月）1、打印資料要求：、打印資料要求：包括包括程序清單、計算結(jié)果數(shù)據(jù)表程序清單、計算結(jié)果數(shù)據(jù)表（應(yīng)有表頭）（應(yīng)有表頭）運動分析結(jié)果運動分析結(jié)果1222scvcac動力分析結(jié)果動力分析結(jié)果1R43R2323.八、設(shè)計資料具體要求八、設(shè)計資料具體要求2、圖解法圖紙要求：、圖解法圖紙要求： 建議用建議用A3號坐標(biāo)紙，一個機(jī)構(gòu)位置號坐標(biāo)紙，一個機(jī)構(gòu)位置對應(yīng)一張圖紙，圖紙上對應(yīng)一張圖紙，圖紙上不要不要寫矢量方程，寫矢量方程，只標(biāo)明必要的字母和比例即可，矢量方只標(biāo)明必要的字母和比例即可，矢量方程及結(jié)果寫在說明書上。程及結(jié)果寫在說明書上。機(jī)構(gòu)運動簡圖 速度多邊形加速度多邊形力的分離體受力圖及力多邊形說

17、明書是設(shè)計思想的說明，應(yīng)簡明扼要、條理清楚、說明書是設(shè)計思想的說明，應(yīng)簡明扼要、條理清楚、字跡工整、有圖有文。字跡工整、有圖有文。 計算部分只列出計算公式，代人有關(guān)數(shù)據(jù)，略去計算計算部分只列出計算公式，代人有關(guān)數(shù)據(jù)，略去計算過程，直接得出計算結(jié)果。最后，應(yīng)有對計算結(jié)果的簡過程，直接得出計算結(jié)果。最后，應(yīng)有對計算結(jié)果的簡單結(jié)論。單結(jié)論。 為了清楚地說明計算內(nèi)容，應(yīng)附必要的簡圖（如傳動為了清楚地說明計算內(nèi)容，應(yīng)附必要的簡圖（如傳動方案簡圖，軸的結(jié)構(gòu)、受力、彎矩和轉(zhuǎn)矩圖等）。方案簡圖，軸的結(jié)構(gòu)、受力、彎矩和轉(zhuǎn)矩圖等）。 全部計算過程中所采用的符號、腳標(biāo)等應(yīng)前后一致，全部計算過程中所采用的符號、腳標(biāo)等應(yīng)前后一致，且單位要統(tǒng)一。且單位要統(tǒng)一。 計算說明書用計算說明書用16開紙編寫，應(yīng)標(biāo)出頁次編號目錄，開紙編寫，應(yīng)標(biāo)出頁次編號目錄，最后加封面裝訂成最后加封面裝訂成3、說明書要求：、說明書要求：答辯前的準(zhǔn)備答辯前的準(zhǔn)備n對設(shè)計內(nèi)容心中有數(shù)n將說明