綜合課程設計-牟萍

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

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

2.機械運動方案設計由電機驅(qū)動齒輪11，通過齒輪機構實現(xiàn)分路運動；齒輪11—3—桿4—桿5、6、7，從而實現(xiàn)擺桿7左右擺動，實現(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，實現(xiàn)直線噴繪功能。

3.相關運動參數(shù)計算1）圓弧運動計算

本設計是基于小型圖案的噴繪，所以整體尺寸設計都較小，圓弧噴繪部分要求左側擺動角度45°、右側擺動角度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)行件運動協(xié)調(diào)性設計

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

圖略……4.計算結果—以表格形式列出—略！

5.實驗

6.實驗結果

搖桿7近似對稱擺動，左側擺動角為43°，右側擺動角為520，擺動周期為3s?；瑝K10行程近似為170mm。由于最初設計方案中使用的是槽輪，桿9為間歇性的運動，而桿7能夠穩(wěn)定的左右擺動，初步達到了預期的運動，運行較平穩(wěn)，但是整個運動不是很協(xié)調(diào)，而且桿9間歇運動不能很好地實現(xiàn)連續(xù)噴繪功能。因此，需要對其進行改進。

7.修改方案略！

8.修改后參數(shù)計算—略！

9.運動學分析1）直線噴繪部分（曲柄滑塊機構）的運動分析2）圓弧部分運動分析

10.運動分析結論—略！

11.總體結構設計1）設計思想2）附結構示意圖說明

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

13.強度校核計算齒輪校核軸軸承帶輪計算……略！

14.校核計算結論—略！

15.零件設計

1）設計過程描述2）零件圖（按機械制圖要求繪制，完整表達零件的形狀、尺寸、形位公差、技術要求及標題欄等）

16.裝配圖設計

1）設計過程描述2）裝配圖（按機械制圖要求繪制，完整表達各個零件的裝配關系、外形及配合尺寸、形位公差、技術要求、標題欄及明細表等）示例B—小型雕刻機的設計

1.方案設計（功能原理設計）選用諧波減速器作為旋轉(zhuǎn)移動進給的傳動部件。兩個旋轉(zhuǎn)軸：A軸采用步進電機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軸采用步進電機通過同步帶與諧波減速器連接的結構，實現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)工作臺的旋轉(zhuǎn)控制。X、Y、Z直線進給系統(tǒng)結構初步采用雕刻機常用的滾珠絲杠加直線導軌的組成形式。直線進給系統(tǒng)的設計均采用步進電機與滾珠絲杠直接連接的結構，滾珠絲杠也都采用一端固定一端游走的固定方式。完成各運動軸系統(tǒng)的設計后，再設計主軸的安裝座等。最后將各軸組裝起來得到五軸雕刻機整體結構。

2.總體結構設計1）設計思想2）附圖說明

3.傳動系統(tǒng)設計電機選擇傳動類型傳動比分配執(zhí)行件運動協(xié)調(diào)設計

4.強度校核計算齒輪校核軸軸承帶輪計算……略！

5.校核計算結論—略！

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

7.結構靜態(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.結構動態(tài)分析—有限元分析

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

9.計算結果—以表格形式列出—略！

10.零件設計

1）設計過程描述2）零件圖

11.裝配圖設計

1）設計過程描述2）裝配圖

五、參考資料吳宗澤,羅圣國.機械設計課程設計手冊.北京：高等教育出版社,2006.田培棠等.機械零部件結構設計手冊.北京：國防工業(yè)出版社,2011.于惠力,張春宜.機械設計課程設計.北京：科學出版社,2006.濮良貴,紀名剛.機械設計.北京：高等教育出版社,2008.廖念釗.《互換性與測量技術》.北京：中國計量出版社，1991.

根據(jù)自己的設計題目可選擇不同作者、版本的資料作設計參考！

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、感興趣的課題。自命題：1）結合自己的所見、所想自擬題目；2）創(chuàng)意設計一具有實際功能的機械裝置；設計說明書計算正確，論述清楚，層次分明；相同方法計算：寫出計算公式，代入相應數(shù)值后不必寫出運算過程，直接寫出計算結果及單位，并寫出簡短結論凡公式或數(shù)據(jù)，應注明來源。為了清楚說明設計內(nèi)容，應附有必要的插圖（如傳動方案簡圖，軸的受力分析圖，軸的結構設計草圖等）。

為了簡練醒目，一些計算可以用表格形式寫出（如傳裝置的運動及動力參數(shù)，傳動零件的幾何尺寸參數(shù)等）。強調(diào)設計報告裝訂的順序：封面→任務書→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、任務書、考核表），題目以封面為準；任務書日期為課程設計開始時間，統(tǒng)一為：2014年3月20日，不得寫為結束時間“公式、圖表、文字”應清晰，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；設計報告正文包括目錄、摘要、圖表、公式、