機械原理 創(chuàng)新設計范例

1、目錄 一設計任務 二方案設計的構思 三傳動系統(tǒng)設計 四執(zhí)行系統(tǒng)設計 五參考資料 六創(chuàng)新設計個人心得 一 設計任務 （一） 設計題目：糕點切片機 （二） 工作原理及工藝的動作過程 如結構示意圖所示,電動機經(jīng)皮帶和齒輪系減速后，達到40轉(zhuǎn)/分。再用棘輪機構連接一皮帶組成糕點的進給機構，并滿足間歇運動的要求。同時通過另外一組皮帶輪帶動曲柄滑塊機構運動（滑塊上帶切刀），實現(xiàn)糕點的切片。間歇運動機構與切刀運動機構工作協(xié)調(diào)。由于每一次切的過程都一樣,從而使每一片糕點的大小都一樣。而通過改變進給的距離，可調(diào)整切片的厚度。.（三）機構的一些尺寸：糕點規(guī)格: 長 2080mm; 寬 300mm; 高 1020m

2、m;切刀工作節(jié)拍：40 次/分電動機轉(zhuǎn)速: 1390r/min;電動機功率: N=0.55Kw; 主要設計要求是： （1）通過調(diào)整進給的距離，達到切出不不同厚度糕點的需要。 （2）要確保進給機構與切片機構協(xié)調(diào)工協(xié)調(diào)工作，全部送進運動應在切刀返回過程中完成，輸送運動必須在切刀完全脫離切口后方能開始進行。 二 機械系統(tǒng)運動方案設計的構思 (一) 方案設計的創(chuàng)新改進措施: 1.我們開始構思方案時,考慮到在以后的生活和生產(chǎn)中,自動化是必然的趨勢，因此設計的機構要盡量滿足自動化的要求。此機構的運作是切糕點與送糕點,切的時候糕點不能動,沒有切的時候,糕點要運動并前進一定的距離.為了實現(xiàn)切的動作,我們開始采

3、用凸輪機構,來實現(xiàn)刀的往復運動,用凸輪可以很好的控制刀的運動,實現(xiàn)最優(yōu)的運動軌跡,可是凸輪的設計和制造比較復雜，且不能傳遞較大的力,而且切糕點也不需要那么高的精度。于是我們考慮用曲柄滑塊機構,曲柄滑塊機構一樣可以實現(xiàn)刀的往復運動,可傳遞較大的力,能足我們的需要,于是我們確定用曲柄滑塊機構。 2.對于蛋糕的傳送, 既要滿足間歇運動的要求,又能通過改變進給距離而切出不同厚度的糕點。我們剛開始試用了槽輪機構,但我們的糕點切片機要求可以改變所切糕點長度的,如用槽輪機構的話,要改變切片的長度很難實現(xiàn),我們想到用飛輪（即許多齒輪）改變速度來實現(xiàn)。用許多齒輪來改變速度很復雜且不太方便操作,于是我們否定了這個

4、方案。經(jīng)過查資料后，我們選擇了棘輪機構。用棘輪機構可以方便的實現(xiàn)改變切片的長度.所以機構的總體方案就這么大概的定下來了.送料皮帶輪減速齒輪減速皮帶輪 三 減速系統(tǒng)設計 本機構原動件為一高速電機,其轉(zhuǎn)速為1390 r/min,但我們所需要的轉(zhuǎn)速是40r/min,所以要減速。對于減速裝置我們采用皮帶加齒輪的方法。第一級降速是用皮帶減速,減為240r/min。第二級是用齒輪減為40r/min。兩傳動機構設計分析如下:(一) 皮帶傳動設計: 皮帶傳動設計主要是采用兩個半徑不一的皮帶輪來實現(xiàn)。由于皮帶上的線速度相等,由r1*v v1=r2*v2有 1390*r1=240*r2; 則r1/r2=24/13

5、9。由此可見算出電機上皮帶輪直徑大小r1=60mm;另一端皮帶輪半徑大小r2=350mm.傳動比i=139/24。 (二) 齒輪系的設計: 經(jīng)皮帶減速后的轉(zhuǎn)速為240r/min,而我們所要的轉(zhuǎn)速為40r/min。因此還需要的傳動比為6/1,選用的齒輪為標準齒輪。 m=4mm; z1=25,z2=50,z2=25,z3=75。 傳動比 i=6/1。 四 執(zhí)行系統(tǒng)機構設計 執(zhí)行機構分兩個,第一個為曲柄滑塊機構,第二個為棘輪機構,現(xiàn)分別介紹如下: 曲柄滑塊機構（帶切刀）棘輪機構 (一) 曲柄滑塊機構 此機構主要是執(zhí)行切刀的上下往復運動。由于所切糕點的厚度最大為20mm,所以切刀在20mm之上運動時,

6、糕點才能運動。為了給糕點足夠的傳送時間,設計刀的行程為60mm,即曲柄長30mm；刀的高度設為37mm?？紤]到衛(wèi)生問題,刀不能縮到滑塊的軌道里去,所以設計滑塊的長度為65mm；又設計連接桿的長度為60mm。這樣曲柄滑塊機構的高度比較高,所以采用皮帶傳動。又切刀應能剛好切斷糕點,綜合曲柄滑塊和棘輪機構的尺寸,我們得出曲柄滑塊機構和棘輪機構軸心距為269mm。 所以曲柄滑塊機構的尺寸為: 曲柄長30mm; 連接桿長60mm; 滑塊長65mm; 刀片高37mm; 曲柄滑塊機構和棘輪機構軸心距為269mm。 (二) 棘輪機構 棘輪機構主要是執(zhí)行糕點的進給運動,每一次的運動距離就是所切糕點的長度。為了更

7、好的控制和改變這個長度,設棘輪每轉(zhuǎn)動一定角度,糕點運動20mm,設棘輪共有24個齒,既每齒代表15度。于是一共有四檔,即20,40,60,80mm,也就是說棘輪轉(zhuǎn)動15,30,45,60度。對于棘輪的轉(zhuǎn)動,設計一個曲柄搖桿機構推動棘輪旋轉(zhuǎn)。于是棘輪的旋轉(zhuǎn)角度就可以轉(zhuǎn)化為搖桿的擺角。即15,30,45,60度。設擺角的一半為,曲柄長度為r,搖桿的長度為R,有sin= r/R, 令 R = 1 2 5 m m , 有 r 1 = 1 6 . 3 m m , r2=32.4mm,r3=47.8mm,r4=62.8mm;這就確定了搖桿的四個長度。將搖桿設計為一個圓盤的槽,槽上按尺寸分布四個小孔,再放一

8、個滑塊到槽里面,滑塊上連連桿,連桿連搖桿,滑塊可用銷釘固定于四個不同位置，這就構成了一個曲柄搖桿機構。設有槽的圓盤直徑為150mm,棘輪半徑為100mm,在搖桿上裝一個棘爪, 棘爪推動棘輪旋轉(zhuǎn),棘輪上再固定一個皮帶輪用以帶動皮帶旋轉(zhuǎn)。由運動距離可以得出皮帶輪的直徑為153mm, 這樣棘輪機構就設計完了。 其尺寸為: 曲柄搖桿機構: 曲柄四檔:16.3,32.4,47.8,62.8mm; 連桿長265mm; 搖桿長125mm; 機架長286mm; 棘輪半徑100mm; 棘輪齒數(shù)24個; 皮帶輪直徑153mm; 皮帶長1.5m. 整個機器的關鍵就在于切刀運動與糕點傳送運動之間的協(xié)調(diào),因此需要詳細計

9、算依據(jù)零件尺寸，作圖計算得出：推動棘輪的曲柄搖桿機構的行程速比系數(shù)為：k=1；又工作周期為1.5 秒，則搖桿推程時間為：0.75 秒，回程時間為：0.75 秒因此，切刀在 0.75 秒的時間內(nèi)不能接觸糕點（最大厚度為 20mm）而在 0.75 秒的時間里切刀應完成切糕點的動作并離開糕點表面即切刀在糕點外運動的時間應大于 0.75 秒據(jù)此驗證切刀的曲柄滑塊機構的尺寸計算得切刀在 20mm 以上的高度運動時間為 1 秒，滿足設計要求五主要參考資料機械系統(tǒng)創(chuàng)新設計 楊家軍 2000 年機械原理 傅祥志 楊家軍 1999 年六.創(chuàng)新設計個人心得一. 我的一點體會 梁建超二. 課程設計心得 汪海平三.

10、機械設計體會 王志超四. 機械原理設計心得丁保全我的一點體我的一點體梁建超 一周半的機械原理課程設計就要結束了。這是我第一次把所學的知識和應用聯(lián)系起來。從選題到定方案，優(yōu)化方案到結構圖的繪制，到3D的制做、說明書的編寫，都由我們自導自演。其中有過困難，有過挫折，但我們都克服過來了。創(chuàng)新和解決問題的能力在這一次的課程設計中都得到了提高。無論我們的設計是怎樣一個水平，我想我們已得到了最寶貴的東西，邁出了可貴的第一步。下面結合我們小組的整個設計過程談一下我的體會.)集體的協(xié)作. 在科學技術發(fā)展到日新月異的今天,社會分工越來越細,沒有集體的協(xié)作,任何大的項目只能是紙上談兵。在學校里搞設計如此,在社會工

11、作中也如此.我們這一次的設計雖然遠談不上復雜,卻也讓我體會到了這一點.討論方案時,大家各抒己見,集思廣益,從切口機構和進給機構的幾種方案中,確定了我們認為最佳的方案.方案定下來后我們進行了分工,王志超負責尺寸的計算和說明書的編寫.汪海平負責3D的制作。我則負責結構圖和總圖的繪制和說明書的修改、編輯、powerpoint的制作。為了更有效的完成設計任務，我擔起了組織和協(xié)調(diào)大家工作的責任。短短的幾天內(nèi)，我們的設計出來了，這是集體努力的結果。 （二）個人的能力 集體合作固然重要，個人的能力也不容忽視。個人能力不強，集體的力量終會有限。這一次設計中，我對個人發(fā)展有下面幾個體會：（1）綜合能力要強。我們

12、搞機械設計離不開AUTOCAD、3DMAX等軟件的應用。知識面太窄，出不了成果。（2）理論要與實踐互相結合 沒有機械原理的理論知識，我們不可能設計出方案。而在設計過程中，有意識的把所學的孤立的一個個機構，根據(jù)其特點組合起來，使我大大加深了對這些機構的認識。知識實現(xiàn)由“死”向“活”的轉(zhuǎn)化。 （三）非智力因素 設計中方案的確定要精益求精，善于發(fā)現(xiàn)隱蔽的問題。用軟件制作過程中邊學邊用，這都需要毅力和耐心。非智力因素在這里起的重要的作用。 機械設計結束了，這經(jīng)歷本身就是一筆財富。而且通過設計，。我對機械原理、創(chuàng)新的方法加深了了解，對AUTOCAD、3DMAX等軟件有了不同程度的掌握。盡管這只是一個很粗

13、糙，略顯幼稚的設計，但我相信經(jīng)過這一次設計的洗禮，下一次我會做的更好 課程設計體會 汪海平 短暫的九天課程設計已經(jīng)結束了，仔細回想起來,經(jīng) 驗教訓遠遠多于收獲。在這次設計過程中，我主要參與方案的設計及動畫的制作。在開始的選題階段，我們就感到任務的艱巨。雖然各種課題的原理都比較清晰，但具體實施起來卻是很困難的。經(jīng)過一翻討論，我們選擇了這個較為簡單的“糕點切片機”。 接下來的方案設計便出現(xiàn)了很大的困難。由于機器要求能切出不同厚度的糕點，這就需要一個無級變速的機構，如棘輪、機電結合等方式。但這無疑加重了設計負擔，而且這些知識遠超出我們的能力范圍。我們不得不放棄。最后無奈之下，我們將機器的設計要求改為

14、可切出四種不同厚度的糕片。這實在是沒有辦法的了。由于時間緊迫，加上同學們對powerpoint、3dmax、autocad等軟件還不熟悉，尤其是3dmax幾乎沒碰過，所以電腦的學習與操作就占了大部分時間。雖然我們有20個機時，但機房沒有軟驅(qū)，使用不方便，加上網(wǎng)絡對大家的吸引力太大，上機時基本上沒有去干正事。各寢室的電腦成了搶手貨。對于3dmax我是門外漢，只能從零開始。由于個各寢室的電腦成了搶手貨。人能力有限，這個設計并不新穎，整個設計也就這樣在一再遷就下完成了。 理論上雖完成，但機器的許多結構尺寸還要進一步深入計算分析，遠超出我們的知識范圍。因此這個機器到底能否投入生產(chǎn)還有待考慮。不管怎樣，

15、經(jīng)歷本身就是財富。這次課程設計增強了我們的合作精神，將我們所學的理論知識應用于具體的生產(chǎn)實踐之中，使我們看到了自己的不足之處，為以后的設計和學習打下了基礎。機械設計體會 王志超 為期幾天的機械設計快要結束了,在這幾天中我有喜有悲,感慨萬千. 從小我就對機器有興趣,一直到現(xiàn)在才有機會自己實踐,剛開始分組后,我?guī)е艽蟮呐d趣和小組的同學合作,我們想找一個比較復雜一點的機械來做,在找的過程中,我們發(fā)現(xiàn)難的我們想出來了,但具體設計時,我們發(fā)現(xiàn)自己所學的知識做這樣的東西還比較困難,這一開始就給我敲了一下警鐘,做事不能光憑主觀想象還要結合實際才行.在以后的工作過程中,我克服了這個缺點,扎扎實實的結合所學的

16、知識來設計. 同學們推舉我做小組長,我覺得自己肩上的擔子更重了,不把工作做好對不起他們對我的信賴.在設計方案是我冥思苦想,終于一起定下了方案.接著我根據(jù)大家的實際情況分了工.我主要負責尺寸的計算,說明書的起稿和文字輸入. 在設計和計算尺寸時,我和同學進行了激烈的討論,隨著討論的深入,我們的設計也逐漸清晰.在計算尺寸時,我發(fā)現(xiàn)有的機構不太理想,于是又找資料從新設計.得到組員的認可之后,我門進一步完善了設計. 最難的還是對3DMAX,POWERPOINT等軟件的不熟悉,一切都要從頭開始學.設計完了的時候.我負責的說明書草稿,最傷心的是在打了一中午的字后,計算機發(fā)生故障.一切又從頭開始.這讓我懊悔了

17、好久,打字打得腰疼手酸,坐了一個下午. 整個過程雖然比較累,但收獲也不少.第一我有了設計的經(jīng)驗,為以后的設計打下了良好的基礎.第二我懂得了一些管理思想,在設計過程中如何協(xié)調(diào)好各人的工作,提高效率,節(jié)育時間.第三這次設計使我認識到自己的不足之處,比如說對一些基本的軟件不熟悉.也認識到基礎知識的重要性.感謝學校領導和老師給我這次機會,使我學到了這么多新知識. 機械原理設計心得 丁保全一個半周就快過去了，機械原理設計就要結束了。在這一個多周里，我們付出了辛勤的勞動和大量的時間。雖然這讓我們付出了無數(shù)的汗水，但是我們還是收獲很大的。 最開始的時候我們這個組的幾位成員都想做出一個最好的設計方案來，但是隨后發(fā)現(xiàn)要想設計一個好的方案并不是一件很容易的事。它要求我們做到很多方面的事情，而且有很多事情必須努力去做。雖然我們不怕吃苦，但是時間必定有限，不能人我們花費很多時間。所以我們就選擇了 “糕點切片機”這個相對簡單一點的設計課題。 但是當我們做起來的時候