綜合課程設(shè)計-牟萍

綜合課程設(shè)計機(jī)械設(shè)計制造及其自動化2013-2014-2學(xué)期什么叫綜合課程設(shè)計？綜合應(yīng)用所學(xué)的理論知識機(jī)械制圖機(jī)械原理理論力學(xué)、材料力學(xué)機(jī)械制造基礎(chǔ)、金屬工藝學(xué)機(jī)械設(shè)計機(jī)電控制……設(shè)計具有工程背景的機(jī)械“裝置”所學(xué)知識的靈活應(yīng)用機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計的訓(xùn)練畢業(yè)設(shè)計演練一、做什么？設(shè)計出具有一定功能的“機(jī)械裝置”功能原理及方案設(shè)計→明確指標(biāo)參數(shù)分析計算：1）運(yùn)動；2）零件強(qiáng)度結(jié)構(gòu)設(shè)計（零件圖和裝配圖）設(shè)計說明書目標(biāo)—由所設(shè)計的圖紙，能加工出實(shí)物（產(chǎn)品）！二、怎么做？創(chuàng)意設(shè)計具有特定功能的機(jī)械裝置設(shè)計實(shí)現(xiàn)這一功能的工作原理及方案執(zhí)行件運(yùn)動協(xié)調(diào)性設(shè)計總體結(jié)構(gòu)設(shè)計傳動部分設(shè)計（機(jī)構(gòu)類型、i、運(yùn)動參數(shù)等）原動機(jī)選擇設(shè)計傳動零件設(shè)計機(jī)體設(shè)計繪制裝配圖、零件圖編寫設(shè)計說明書三、產(chǎn)品設(shè)計與課程設(shè)計的區(qū)別任務(wù)書設(shè)計試制產(chǎn)品定型生產(chǎn)上市總體設(shè)計傳動零件設(shè)計計算機(jī)體設(shè)計計算繪制裝配圖繪制零件圖編寫設(shè)計說明書產(chǎn)品設(shè)計任務(wù)書設(shè)計總體設(shè)計傳動零件設(shè)計計算機(jī)體設(shè)計計算繪制裝配圖繪制零件圖編寫設(shè)計說明書課程設(shè)計四、示例—A.簡易彩繪機(jī)設(shè)計

功能（工程背景）：設(shè)計一種用于小型旅游紀(jì)念品圖案繪制的機(jī)構(gòu)；指標(biāo)：1）直線噴繪行程170mm（誤差≤5mm）；2）圓弧噴繪部分：左側(cè)擺動角度45°、右側(cè)擺動角度55°（噴繪圖形為不對稱扇形，誤差≤50）；1.功能原理設(shè)計根據(jù)設(shè)計要求，要實(shí)現(xiàn)直條和扇形圖案的噴繪功能，即應(yīng)該有兩個執(zhí)行件，考慮到成本由一個電機(jī)驅(qū)動。直條噴繪功能由滑塊實(shí)現(xiàn)，即曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)直條的噴繪；扇形圖案的噴繪曲柄搖桿或雙搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。為操作方便及構(gòu)件的空間布局，采用雙搖桿機(jī)構(gòu)作為扇形噴繪的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；同時，為滿足擺動幅度要求，在雙搖桿機(jī)構(gòu)前再串聯(lián)一個曲柄搖桿機(jī)構(gòu)以增加執(zhí)行件的擺動范圍。為了一個電機(jī)同時驅(qū)動兩路運(yùn)動，在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)前加一個帶傳動和間隙運(yùn)動的槽輪機(jī)構(gòu)。

2.機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計由電機(jī)驅(qū)動齒輪11，通過齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)分路運(yùn)動；齒輪11—3—桿4—桿5、6、7，從而實(shí)現(xiàn)擺桿7左右擺動，實(shí)現(xiàn)圓弧噴繪功能；齒輪11—13、撥盤14—槽輪15—帶傳動16—連桿1、2—滑塊10，從而桿9上下掃動，實(shí)現(xiàn)直線噴繪功能。

3.相關(guān)運(yùn)動參數(shù)計算1）圓弧運(yùn)動計算

本設(shè)計是基于小型圖案的噴繪，所以整體尺寸設(shè)計都較小，圓弧噴繪部分要求左側(cè)擺動角度45°、右側(cè)擺動角度55°，現(xiàn)就此要求以圖計算扇形噴繪各桿的參數(shù)?！?/p>

2）直條設(shè)計計算直條噴繪要求行程170mm，就此要求按圖計算直條噴繪各桿的參數(shù)?！?/p>

3）執(zhí)行件運(yùn)動協(xié)調(diào)性設(shè)計

本設(shè)計要實(shí)現(xiàn)直條和扇形圖案的噴繪，即兩個執(zhí)行件的運(yùn)動需協(xié)調(diào)配合才能印制出需求圖案，因此，擬定兩個執(zhí)行件運(yùn)動循環(huán)路線，繪制運(yùn)動循環(huán)圖。

圖略……4.計算結(jié)果—以表格形式列出—略！

5.實(shí)驗(yàn)

6.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

搖桿7近似對稱擺動，左側(cè)擺動角為43°，右側(cè)擺動角為520，擺動周期為3s。滑塊10行程近似為170mm。由于最初設(shè)計方案中使用的是槽輪，桿9為間歇性的運(yùn)動，而桿7能夠穩(wěn)定的左右擺動，初步達(dá)到了預(yù)期的運(yùn)動，運(yùn)行較平穩(wěn)，但是整個運(yùn)動不是很協(xié)調(diào)，而且桿9間歇運(yùn)動不能很好地實(shí)現(xiàn)連續(xù)噴繪功能。因此，需要對其進(jìn)行改進(jìn)。

7.修改方案略！

8.修改后參數(shù)計算—略！

9.運(yùn)動學(xué)分析1）直線噴繪部分（曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）的運(yùn)動分析2）圓弧部分運(yùn)動分析

10.運(yùn)動分析結(jié)論—略！

11.總體結(jié)構(gòu)設(shè)計1）設(shè)計思想2）附結(jié)構(gòu)示意圖說明

12.傳動系統(tǒng)設(shè)計電機(jī)選擇傳動類型傳動比執(zhí)行件協(xié)調(diào)性

13.強(qiáng)度校核計算齒輪校核軸軸承帶輪計算……略！

14.校核計算結(jié)論—略！

15.零件設(shè)計

1）設(shè)計過程描述2）零件圖（按機(jī)械制圖要求繪制，完整表達(dá)零件的形狀、尺寸、形位公差、技術(shù)要求及標(biāo)題欄等）

16.裝配圖設(shè)計

1）設(shè)計過程描述2）裝配圖（按機(jī)械制圖要求繪制，完整表達(dá)各個零件的裝配關(guān)系、外形及配合尺寸、形位公差、技術(shù)要求、標(biāo)題欄及明細(xì)表等）示例B—小型雕刻機(jī)的設(shè)計

1.方案設(shè)計（功能原理設(shè)計）選用諧波減速器作為旋轉(zhuǎn)移動進(jìn)給的傳動部件。兩個旋轉(zhuǎn)軸：A軸采用步進(jìn)電機(jī)與諧波減速器直接連接，諧波減速器與搖籃耳直接連接，形成對搖籃的擺動控制；C軸采用步進(jìn)電機(jī)通過同步帶與諧波減速器連接的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)工作臺的旋轉(zhuǎn)控制。X、Y、Z直線進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初步采用雕刻機(jī)常用的滾珠絲杠加直線導(dǎo)軌的組成形式。直線進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計均采用步進(jìn)電機(jī)與滾珠絲杠直接連接的結(jié)構(gòu)，滾珠絲杠也都采用一端固定一端游走的固定方式。完成各運(yùn)動軸系統(tǒng)的設(shè)計后，再設(shè)計主軸的安裝座等。最后將各軸組裝起來得到五軸雕刻機(jī)整體結(jié)構(gòu)。

2.總體結(jié)構(gòu)設(shè)計1）設(shè)計思想2）附圖說明

3.傳動系統(tǒng)設(shè)計電機(jī)選擇傳動類型傳動比分配執(zhí)行件運(yùn)動協(xié)調(diào)設(shè)計

4.強(qiáng)度校核計算齒輪校核軸軸承帶輪計算……略！

5.校核計算結(jié)論—略！

6.優(yōu)化設(shè)計優(yōu)化前對底座變形分析結(jié)果如圖，從分析結(jié)果得到底座的最大變形量為7.25um,而設(shè)計要求底座的最大變形量小于5um，不滿足要求。

7.結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析—有限元分析

1）垂直受力時的變形圖2）水平受力時的變形圖

8.結(jié)構(gòu)動態(tài)分析—有限元分析

在結(jié)構(gòu)動態(tài)分析中,將結(jié)構(gòu)諧響應(yīng)分析作為主要分析內(nèi)容,考察雕刻機(jī)的固有頻率。如果雕刻機(jī)的固有頻率與切削時主軸上的切削力激振頻率接近,則機(jī)床易引起共振,機(jī)構(gòu)變形量較大,影響加工精度。一般情況下,機(jī)械結(jié)構(gòu)的固有頻率越高,動剛度越好。模型變形圖雕刻機(jī)最終模型

9.計算結(jié)果—以表格形式列出—略！

10.零件設(shè)計

1）設(shè)計過程描述2）零件圖

11.裝配圖設(shè)計

1）設(shè)計過程描述2）裝配圖

五、參考資料吳宗澤,羅圣國.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊.北京：高等教育出版社,2006.田培棠等.機(jī)械零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊.北京：國防工業(yè)出版社,2011.于惠力,張春宜.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計.北京：科學(xué)出版社,2006.濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計.北京：高等教育出版社,2008.廖念釗.《互換性與測量技術(shù)》.北京：中國計量出版社，1991.

根據(jù)自己的設(shè)計題目可選擇不同作者、版本的資料作設(shè)計參考！

在引用公式、圖表時，一定是同一本手冊或教材中對應(yīng)的公式和圖表，切忌不能用一本書的公式而去查另一本書的圖表！二人一組1）要根據(jù)自己所做工作排序；2）注明自己的工作內(nèi)容；3）小組自擬一個與專業(yè)相關(guān)、感興趣的課題。自命題：1）結(jié)合自己的所見、所想自擬題目；2）創(chuàng)意設(shè)計一具有實(shí)際功能的機(jī)械裝置；設(shè)計說明書計算正確，論述清楚，層次分明；相同方法計算：寫出計算公式，代入相應(yīng)數(shù)值后不必寫出運(yùn)算過程，直接寫出計算結(jié)果及單位，并寫出簡短結(jié)論凡公式或數(shù)據(jù)，應(yīng)注明來源。為了清楚說明設(shè)計內(nèi)容，應(yīng)附有必要的插圖（如傳動方案簡圖，軸的受力分析圖，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計草圖等）。

為了簡練醒目，一些計算可以用表格形式寫出（如傳裝置的運(yùn)動及動力參數(shù)，傳動零件的幾何尺寸參數(shù)等）。強(qiáng)調(diào)設(shè)計報告裝訂的順序：封面→任務(wù)書→成績考核表→中文摘要→目錄→正文→附錄→封底題目必須統(tǒng)一（包括封面、任務(wù)書、考核表），題目以封面為準(zhǔn)；任務(wù)書日期為課程設(shè)計開始時間，統(tǒng)一為：2014年3月20日，不得寫為結(jié)束時間“公式、圖表、文字”應(yīng)清晰，不能采用下載或截取的圖（自己的仿真界面除外）；對能裝訂的圖紙必須裝訂在說明書的附錄部分；每一個組的題目不能相同；設(shè)計報告正文包括目錄、摘要、圖表、公式、