機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程

1、機(jī)械基礎(chǔ)課程綜合設(shè)計指導(dǎo)書重慶大學(xué)國家工科機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)基地2006年 5 月緒論 11. 機(jī)構(gòu)的選型 91.1主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型 91.2輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型 122. 原動機(jī)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(shè)計 153.2有級變速傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖 164. 繪制系統(tǒng)工作循環(huán)圖 195. 機(jī)構(gòu)尺度參數(shù)確定 246. 靜力分析和初定各構(gòu)件的質(zhì)量參數(shù) 257. 主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析 268. 主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析 308.1靜定組 308.2主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析圖解法 308.3主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析解析法 339. 飛輪設(shè)計和原動機(jī)功率的校核 3410部分

2、零部件的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)設(shè)計 36附錄：平面連桿機(jī)構(gòu)力分析子程序使用說明 3852參考文獻(xiàn)緒論機(jī)械基礎(chǔ)課程綜合設(shè)計是“機(jī)械原理”和“機(jī)械設(shè)計”兩門課程的綜合課程設(shè)計， 學(xué)生在設(shè)計時也涉及“工程制圖”、“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”、“理論力學(xué)”、“材料力 學(xué)”等基礎(chǔ)系列課程內(nèi)容作。本指導(dǎo)書按著學(xué)生將要進(jìn)行的設(shè)計過程編寫，適用于所有設(shè)計題目。學(xué)生閱讀本指 導(dǎo)書，并按要求進(jìn)行課題的設(shè)計，可達(dá)到綜合課程設(shè)計的基本要求。有更高要求的學(xué) 生，可在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，查閱其它資料，完成更多更復(fù)雜的設(shè)計工作。任務(wù)書中提出的設(shè)計要求和指導(dǎo)教師對學(xué)生的要求有可能是“脫離工程實際的要求 而更接近機(jī)械原理課程內(nèi)容訓(xùn)練的要求”。個別學(xué)生

3、可在指導(dǎo)教師認(rèn)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(shè)計方案，但對大多數(shù)學(xué)生來說設(shè)計要求 是具有強(qiáng)制性的。其一是內(nèi)容的強(qiáng)制性：方案中強(qiáng)制性規(guī)定了涉及“機(jī)械原理”和“機(jī) 械設(shè)計”兩門課程的主要內(nèi)容。而其中某些內(nèi)容在實際的設(shè)計中可能是沒有的；其二是 完成任務(wù)所用方法的強(qiáng)制性：設(shè)計內(nèi)容及要求中強(qiáng)制規(guī)定了既涉及圖解法的內(nèi)容又涉及 編寫程序的任務(wù)，而圖解法甚至解析法編寫程序在實際工程設(shè)計中都有可能不采用。其 三是時間的強(qiáng)制性：學(xué)生必須在兩周內(nèi)完成設(shè)計，而工程實際的設(shè)計問題則有可能有更 長的反復(fù)設(shè)計的時間。因此學(xué)生的設(shè)計過程中僅涉及機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計過程的主要部分過程 而不是全部過程。機(jī)械0

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

5、機(jī)械設(shè)計和創(chuàng)新能力，以適應(yīng)時代的要 求。通過機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)系列課程綜合設(shè)計，學(xué)生應(yīng)達(dá)到如下要求：1）更好地掌握和加深理解“機(jī)械基礎(chǔ)系列課程”課程，特別是“機(jī)械原理”和“機(jī) 械設(shè)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(shè)計思想，了解完整的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計過程，并重點(diǎn)掌握機(jī)械產(chǎn)品的總 體方案設(shè)計、運(yùn)動和動力設(shè)計，以及強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)設(shè)計等重要概念和內(nèi)容；了解國家當(dāng)前 的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策；3）具有調(diào)查研究、分析比較的能力和機(jī)械產(chǎn)品或機(jī)械系統(tǒng)總體方案或運(yùn)動方案創(chuàng)新 設(shè)計的能力；4）進(jìn)一步提高各種現(xiàn)代設(shè)計方法和手段應(yīng)用的能力；5）進(jìn)一步提高計算和繪圖能力，具有運(yùn)用設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計規(guī)范、設(shè)計手冊、設(shè)計

6、圖 冊和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力；6）具有表達(dá)設(shè)計成果、書寫技術(shù)報告及科學(xué)研究論文的能力。0.2機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計過程機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)系列課程綜合設(shè)計主要內(nèi)容（資料來源：黃茂林，秦偉主編機(jī)械原理第七章，機(jī)械工業(yè)出版社，2002）設(shè)計機(jī)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(jī)械設(shè)計的一 般進(jìn)程，可分為產(chǎn)品規(guī)劃（概念設(shè)計）、總體方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)技術(shù)設(shè)計生產(chǎn)施工設(shè)計（工藝設(shè)計）和改進(jìn)設(shè)計五個階段。其工作內(nèi)容和任務(wù)如表1.1所示。表0.1機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計過程設(shè)計階段工作內(nèi)容形成文件產(chǎn) 品 規(guī) 劃 概 念 設(shè) 計選題選擇設(shè)計對象、提出設(shè)計題目（設(shè)想）調(diào) 研 和 預(yù) 測市場調(diào)查：進(jìn)行需求、購買行為分析，作銷

7、售量預(yù)測及 市場占有率預(yù)測；進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、社會環(huán)境分析，作產(chǎn)品社 會效益及產(chǎn)品生命周期預(yù)測；進(jìn)行政策、法規(guī)分析，作 產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售可能性預(yù)測。技術(shù)調(diào)查：進(jìn)仃產(chǎn)品設(shè)計、制造的新技術(shù)、新材料的調(diào) 研掌握有關(guān)產(chǎn)品的國內(nèi)外水平和發(fā)展趨勢，作技術(shù)可行 性預(yù)測及產(chǎn)品成本預(yù)測。調(diào)研報告確定對策從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、市場各方面論證新產(chǎn)品開發(fā)的必要性和 產(chǎn)品設(shè)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(shè)計任務(wù)明確設(shè)計目標(biāo)及需要達(dá)到的功能目標(biāo)和性能指標(biāo)設(shè)計任務(wù)書設(shè)計階段工作內(nèi)容形成文件總 體 方 案 設(shè) 計目標(biāo)分 析和功 能原理 設(shè)計根據(jù)設(shè)計任務(wù)書中規(guī)定的設(shè)計任務(wù)，進(jìn)行功能目標(biāo)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(shè)計、工藝等方面需要解決的關(guān)鍵問題功能原理解及功能結(jié)構(gòu)方案方 案 設(shè) 計擬定總體方案和基本性能參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)，進(jìn)行執(zhí)行系 統(tǒng)、傳動系統(tǒng)的設(shè)計，選擇原動機(jī)。對完成各工藝動作 和工作性能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動方案進(jìn)行全面創(chuàng)新構(gòu)思， 對各可行方案進(jìn)行運(yùn)動規(guī)律設(shè)計、機(jī)構(gòu)型式設(shè)計和協(xié)調(diào) 設(shè)計總體方案示意 圖，機(jī)械系統(tǒng) 運(yùn)動簡圖，運(yùn) 動循環(huán)圖，總 體方案設(shè)計計 算說明書萬案 評價 與決尺S策對各可行方案進(jìn)行運(yùn)動分析、動力分析及有關(guān)計算，作 模擬設(shè)計試驗，以進(jìn)行功能、性能評價和技術(shù)、經(jīng)濟(jì)評 價。在可行方案群中選擇最優(yōu)方案，確認(rèn)其總體設(shè)計方 案。結(jié) 構(gòu) 技 術(shù) 設(shè) 計結(jié)構(gòu) 萬案 擬

9、定根據(jù)經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性、運(yùn)輸安裝、管理維修、環(huán)境保護(hù)等因素，擬定執(zhí)行系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案以及與原動機(jī)之間聯(lián)接的方案可靠性造型設(shè)計從人機(jī)工程、民族風(fēng)格、用戶心理感受、易操作性以及 美學(xué)觀念出發(fā)，進(jìn)行產(chǎn)品造型、色彩表面處理的設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)計零部件的結(jié)構(gòu)，確定各零件 的相對位置、結(jié)構(gòu)型式及聯(lián)結(jié)方法根據(jù)運(yùn)動、動力計算，強(qiáng)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(shù)條件。確定外購的標(biāo)準(zhǔn) 件、元器件規(guī)格和技術(shù)要求設(shè)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(shè)計計算說明書詳細(xì)設(shè)計圖紙及設(shè)計說明書設(shè)計階段工作內(nèi)容形成文件施工 工 藝 設(shè) 計工藝設(shè)計進(jìn)行加工工藝、裝配工藝設(shè)計。制定工藝流程及零部件 檢驗標(biāo)準(zhǔn)工藝文件及工裝設(shè)計圖，實驗工裝設(shè)計進(jìn)行加工、裝配時必需的工具、量具、夾具和模具的設(shè) 計，包括必要的專用加工設(shè)備及裝置的設(shè)計施工設(shè)計制定裝配調(diào)試、試運(yùn)行及性能測試的步驟及各階段的技 術(shù)指標(biāo)。制疋包裝、運(yùn)輸、基礎(chǔ)安裝的要求。確疋隨機(jī) 器提供的備件、專用工具明細(xì)表產(chǎn)品使用說明書改進(jìn)設(shè)計階段引人并行設(shè)計觀念，將前面各階段的評價信息反饋到新 一輪的設(shè)計中，進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計機(jī)械總體方案設(shè)計

11、的目的和內(nèi)容進(jìn)行總體方案設(shè)計的具體目的，就是在通過調(diào)查研究進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品規(guī)劃、確定設(shè)計 任務(wù)、明確設(shè)計的要求和條件的基礎(chǔ)上，尋求問題的解法及原理方案構(gòu)思，進(jìn)行功能原 理設(shè)計，擬定機(jī)械功能結(jié)構(gòu)方案，選擇機(jī)構(gòu)類型，得出一組可行的機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案， 為下一步進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計作好原理方案方面的準(zhǔn)備，提出戰(zhàn)略性、指導(dǎo)性的意見， 也為最終進(jìn)行評價、優(yōu)選決策提供諸如可行性、先進(jìn)性等等相關(guān)技術(shù)原理方面詳盡的科 學(xué)依據(jù)。機(jī)械系統(tǒng)主要由原動機(jī)、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(shè)計的 主要內(nèi)容就是圍繞這幾部分的方案設(shè)計。1. 執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計主要包括執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計、動作及運(yùn)動設(shè)計、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式設(shè)計、執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計和執(zhí)行系統(tǒng)的方案評價與決策。2. 原動機(jī)類型的選擇和傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計其中傳動系統(tǒng)的方案