机械原理课程设计说明书模版3.docx

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机械原理课程设计说明书模版3

河北工业大学

机械原理课程设计

设计说明书

作者：

学号：

学院：

班级：

题目：

指导教师：

年月日

摘要

题目：

_________________________

摘要：

（介绍任务目标，功能分析结果，执行装置、电动机、传动装置方案设计结果，并对方案的可行性和进一步改进方向作出说明）

关键词：

（关键词一般为名词，能够代表你的设计内容，一般为3-5个）

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（提交说明书时，把红色注解和提示部分都删除）

1设计任务

（设计任务书中规定的任务，使用要求、技术条件及工作环境）

2国内外研究现状

（介绍国内外该题目已有解决方案，并从可行性、可制造性、能耗和环保等方面比较已有方案的优劣）

要求：

如果有专利的分析专利，如果没有专利，通过网络、图书馆等查已有设计方案。

要求图文并茂

3执行装置方案设计

3.1功能分析

（用黑箱模型表达设计对象的功能，参看指导书和课本）

如上述分离核桃仁和核桃壳，总功能可以分解为破碎核桃壳和筛分核桃仁和壳两个分功能

3.2总功能实现的原理

（根据任务要求提至少两种实现原理）可文字说明，也可图文说明，如果有复杂原理图，可手绘后扫描，插入图片。

如分离核桃仁和核桃壳，可采用的原理

功能实现原理的形态学矩阵

功能元实现原理

可用机构1

可用机构2

可用机构3

可用机构4

可用机构5

功能元1

功能元2

……

3.3执行构件工艺动作设计分解

（根据选定的原理，设计各个执行构件的动作，如分离核桃壳与核桃仁采用的原理靠外力压破核桃，其主要功能上料装置和压头和分离装置的执行构件是其执行构件，压头可采用的运动是直线运动，也可以是曲线运动，或螺旋运动等），工艺动作设计分解可以按照物料处理过程进行工艺动作设计。

亦可用形态学矩阵分析

3.4机构型综合

根据执行构件的运动确定执行机构，例如执行构件往复直线运动（如冲头），可以实现的机构有曲柄滑块机构、肘杆机构、直动推杆凸轮机构等。

可用形态学矩阵（如下）组织执行装置的解。

执行机构形态学矩阵

执行构件的运动

可用机构1

可用机构2

可用机构3

可用机构4

可用机构5

执行构件1

执行构件2

……

3.5工作循环图设计

某些机械的多个执行构件在完成同一任务时，需有准确而协调的运动时间和运动顺序的安排，以防止出现某一执行构件工作不到位或两个以上执行构件在同一空间发生干涉。

工作循环图是以图的形式表达机构中有多个执行构件时（如冲头和送料推杆），各执行构件的运动协调关系的。

杆机构的极位夹角设置和凸轮机构的推程运动角、远休止角、回程运动角和近休止角的设计由工作循环图决定。

工作循环图有三种形式：

3.6执行机构尺度综合

按照工作要求（行程、转角等）和工作循环图设计机构的尺寸（杆机构的杆长、凸轮的廓线）。

4原动机选择

4.1原动机类型选择

可选电动机（有电的条件下）（交流、直流、控制电机）、柴油机和汽油机（野外作业）、液压马达和液压缸（大功率、大载荷，需附带液压系统）、气动马达和汽缸（需压力气源）。

4.2原动机功率和转速确定

根据输出动力和运动参数（力和速度、转矩和转速），并考虑传动装置效率（估计，各种传动效率见下页表1）计算或查找类似设计类比。

根据计算结果选择标准的原动机（可查手册或产品样本）

5传动系统设计

5.1总传动比计算

主传动（主要工作机构，如冲床的冲压机构）的传动比计算，根据选择的原动机的转速和工作装置的工作转速（见设计要求）计算总传动比。

计算各主执行机构到其它执行机构（如送料机构）之间的传动比（根据工作循环图）。

5.2传动比分配与传动装置设计（各传动传动比）

把总传动比分配到各级传动，画出传动系统示意图，并标明传动比。

各种传动的性能、传动比范围和效率如图。

表1常见机械传动的主要性能

类型

传递功率

（KW）

速度

（m/s）

效率

传动比

特点

开式

闭式

一般范围

最大值

普通V带传动

≤500

25~30

0.94~0.97

2~4

≤7

传动平稳、噪声小、能缓冲吸振；结构简单、轴间距大、成本低。

外廓尺寸大、传动比不恒定、寿命短。

链传动（滚子链）

≤100

≤20

0.90~0.93

0.95~0.97

2~6

≤8

工作可靠、平均传动比恒定、轴间距大、对恶劣环境能适应。

瞬时速度不均匀、高速时运动不平稳，多用于低速传动。

圆柱齿轮传动

一级开式

直齿≤750

斜齿和人字齿≤50000

7级精度≤25

5级精度以上斜齿轮15~130

一对齿轮0.94~0.96

一对齿轮0.96~0.99

3~7

≤15~20

承载能力和速度范围大、传动比恒定、外廓尺寸小、工作可靠。

效率高、寿命长、制造安装精度要求高、噪声较大、成本较高。

一级减速器

3~6

≤12.5

二级减速器

8~40

≤60

圆锥齿轮传动

一级开式

直齿≤1000

曲齿≤15000

直齿＜5

曲齿5~40

一对齿轮0.92~0.95

2~4

≤8

一级减速器

一对齿轮0.94~0.98

2~3

≤6

蜗杆传动

一级开式

单头

通常≤50

最大达750

滑动速度

vs≤15

个别达35

一对蜗轮副0.50~0.60

15~60

≤120

结构紧凑、传动比大、传动平稳、噪声小。

效率较低、制造精度要求较高、成本较高。

双头

一对蜗轮副0.60~0.70

一级减速器

单头

一对蜗轮副0.70~0.75

10~40

≤80

双头

一对蜗轮副0.75~0.82

＞三头

一对蜗轮副0.82~0.92

二级减速器

70~800

≤3600

NGW行星减速器

一级

达6500

高低速均可

0.97~0.99

3~9

≤13.7

体积小、效率高、重量轻、传递功率范围大，要求有均载均衡机构、制造精度要求较高。

二级

0.94~0.98

10~60

≤150

圆锥-圆柱齿轮

减速器

10~25

≤40

蜗杆-圆柱齿轮

减速器

60~90

≤480

圆柱齿轮-蜗杆

减速器

60~80

≤250

圆柱摩擦轮传动

通常≤20

最大达200

通常≤20

0.70~0.88

0.90~0.96

2~4

≤8

运转平稳、噪声小、有过载保护作用、结构简单、轴和轴承受力大、磨损快。

6总体设计方案

6.1总体布局方案

从人机工学（人与及其协调关系和提高人的作业效率的学科）角度考虑设计对象工作高度和空间位置；然后设计原动机安装位置和各个传动的空间位置，修正传动系统设计方案。

用至少两个视图画出空间布置图（见指导书）

6.2总体设计方案

画出整机机构的机构运动简图；或采用轴测图表达。

7机构运动分析

主执行机构运动分析，机构示意图或模拟曲线图（粘贴机构运动分析线图图片）

8结论

总结设计实现的过程和结果

参考文献

[1]孙桓等.机械原理（第八版）.高等教育出版社，2015年

[2]机械工程手册，机械工业出版社，1997

[3]

设计感言

写下你对第一次课程设计的设计体会，并明确你在本组中所做的贡献。