機械原理 創(chuàng)新設(shè)計范例

1、目錄 一設(shè)計任務(wù) 二方案設(shè)計的構(gòu)思 三傳動系統(tǒng)設(shè)計 四執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計 五參考資料 六創(chuàng)新設(shè)計個人心得 一 設(shè)計任務(wù) （一） 設(shè)計題目：糕點切片機 （二） 工作原理及工藝的動作過程 如結(jié)構(gòu)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(gòu)連接一皮帶組成糕點的進給機構(gòu)，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(gòu)運動（滑塊上帶切刀），實現(xiàn)糕點的切片。間歇運動機構(gòu)與切刀運動機構(gòu)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(gòu)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(shè)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(gòu)與切片機構(gòu)協(xié)調(diào)工協(xié)調(diào)工作，全部送進運動應(yīng)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(shè)計的構(gòu)思 (一) 方案設(shè)計的創(chuàng)新改進措施: 1.我們開始構(gòu)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(shè)計的機構(gòu)要盡量滿足自動化的要求。此機構(gòu)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(gòu),來實現(xiàn)刀的往復(fù)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(shè)計和制造比較復(fù)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(gòu),曲柄滑塊機構(gòu)一樣可以實現(xiàn)刀的往復(fù)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(gòu)。 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(gòu),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(gòu)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(fù)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(gòu)。用棘輪機構(gòu)可以方便的實現(xiàn)改變切片的長度.所以機構(gòu)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(shè)計 本機構(gòu)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(gòu)設(shè)計分析如下:(一) 皮帶傳動設(shè)計: 皮帶傳動設(shè)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(gòu)設(shè)計 執(zhí)行機構(gòu)分兩個,第一個為曲柄滑塊機構(gòu),第二個為棘輪機構(gòu),現(xiàn)分別介紹如下: 曲柄滑塊機構(gòu)（帶切刀）棘輪機構(gòu) (一) 曲柄滑塊機構(gòu) 此機構(gòu)主要是執(zhí)行切刀的上下往復(fù)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(shè)計刀的行程為60mm,即曲柄長30mm；刀的高度設(shè)為37mm。考慮到衛(wèi)生問題,刀不能縮到滑塊的軌道里去,所以設(shè)計滑塊的長度為65mm；又設(shè)計連接桿的長度為60mm。這樣曲柄滑塊機構(gòu)的高度比較高,所以采用皮帶傳動。又切刀應(yīng)能剛好切斷糕點,綜合曲柄滑塊和棘輪機構(gòu)的尺寸,我們得出曲柄滑塊機構(gòu)和棘輪機構(gòu)軸心距為269mm。 所以曲柄滑塊機構(gòu)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(gòu)和棘輪機構(gòu)軸心距為269mm。 (二) 棘輪機構(gòu) 棘輪機構(gòu)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(shè)棘輪每轉(zhuǎn)動一定角度,糕點運動20mm,設(shè)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(shè)計一個曲柄搖桿機構(gòu)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(shè)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(shè)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(gòu)成了一個曲柄搖桿機構(gòu)。設(shè)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(gòu)就設(shè)計完了。 其尺寸為: 曲柄搖桿機構(gòu): 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(guān)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(xì)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(gòu)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(yīng)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(yīng)大于 0.75 秒據(jù)此驗證切刀的曲柄滑塊機構(gòu)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(shè)計要求五主要參考資料機械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計 楊家軍 2000 年機械原理 傅祥志 楊家軍 1999 年六.創(chuàng)新設(shè)計個人心得一. 我的一點體會 梁建超二. 課程設(shè)計心得 汪海平三.

10、機械設(shè)計體會 王志超四. 機械原理設(shè)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(shè)計就要結(jié)束了。這是我第一次把所學(xué)的知識和應(yīng)用聯(lián)系起來。從選題到定方案，優(yōu)化方案到結(jié)構(gòu)圖的繪制，到3D的制做、說明書的編寫，都由我們自導(dǎo)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(shè)計中都得到了提高。無論我們的設(shè)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(jié)合我們小組的整個設(shè)計過程談一下我的體會.)集體的協(xié)作. 在科學(xué)技術(shù)發(fā)展到日新月異的今天,社會分工越來越細(xì),沒有集體的協(xié)作,任何大的項目只能是紙上談兵。在學(xué)校里搞設(shè)計如此,在社會工

11、作中也如此.我們這一次的設(shè)計雖然遠(yuǎn)談不上復(fù)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(gòu)和進給機構(gòu)的幾種方案中,確定了我們認(rèn)為最佳的方案.方案定下來后我們進行了分工,王志超負(fù)責(zé)尺寸的計算和說明書的編寫.汪海平負(fù)責(zé)3D的制作。我則負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)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(shè)計任務(wù)，我擔(dān)起了組織和協(xié)調(diào)大家工作的責(zé)任。短短的幾天內(nèi)，我們的設(shè)計出來了，這是集體努力的結(jié)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(shè)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(shè)計離不開AUTOCAD、3DMAX等軟件的應(yīng)用。知識面太窄，出不了成果。（2）理論要與實踐互相結(jié)合 沒有機械原理的理論知識，我們不可能設(shè)計出方案。而在設(shè)計過程中，有意識的把所學(xué)的孤立的一個個機構(gòu)，根據(jù)其特點組合起來，使我大大加深了對這些機構(gòu)的認(rèn)識。知識實現(xiàn)由“死”向“活”的轉(zhuǎn)化。 （三）非智力因素 設(shè)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(xué)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(shè)計結(jié)束了，這經(jīng)歷本身就是一筆財富。而且通過設(shè)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(shè)計，但我相信經(jīng)過這一次設(shè)計的洗禮，下一次我會做的更好 課程設(shè)計體會 汪海平 短暫的九天課程設(shè)計已經(jīng)結(jié)束了，仔細(xì)回想起來,經(jīng) 驗教訓(xùn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于收獲。在這次設(shè)計過程中，我主要參與方案的設(shè)計及動畫的制作。在開始的選題階段，我們就感到任務(wù)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(shè)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(gòu)，如棘輪、機電結(jié)合等方式。但這無疑加重了設(shè)計負(fù)擔(dān)，而且這些知識遠(yuǎn)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(shè)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(xué)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(xué)習(xí)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(luò)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(shè)計并不新穎，整個設(shè)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(jié)構(gòu)尺寸還要進一步深入計算分析，遠(yuǎn)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(shè)計增強了我們的合作精神，將我們所學(xué)的理論知識應(yīng)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(shè)計和學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。機械設(shè)計體會 王志超 為期幾天的機械設(shè)計快要結(jié)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(xué)合作,我們想找一個比較復(fù)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(shè)計時,我們發(fā)現(xiàn)自己所學(xué)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(jié)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(jié)合所學(xué)的

16、知識來設(shè)計. 同學(xué)們推舉我做小組長,我覺得自己肩上的擔(dān)子更重了,不把工作做好對不起他們對我的信賴.在設(shè)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(fù)責(zé)尺寸的計算,說明書的起稿和文字輸入. 在設(shè)計和計算尺寸時,我和同學(xué)進行了激烈的討論,隨著討論的深入,我們的設(shè)計也逐漸清晰.在計算尺寸時,我發(fā)現(xiàn)有的機構(gòu)不太理想,于是又找資料從新設(shè)計.得到組員的認(rèn)可之后,我門進一步完善了設(shè)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(xué).設(shè)計完了的時候.我負(fù)責(zé)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(shè)計的經(jīng)驗,為以后的設(shè)計打下了良好的基礎(chǔ).第二我懂得了一些管理思想,在設(shè)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(shè)計使我認(rèn)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(rèn)識到基礎(chǔ)知識的重要性.感謝學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和老師給我這次機會,使我學(xué)到了這么多新知識. 機械原理設(shè)計心得 丁保全一個半周就快過去了，機械原理設(shè)計就要結(jié)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(shè)計方案來，但是隨后發(fā)現(xiàn)要想設(shè)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(shè)計課題。 但是當(dāng)我們做起來的時候