机械系统设计大作业
新编机械结构设计大作业
《结构设计》课程大作业一、课程大作业的目的：1、课程大作业属于机械专业设计类课程的延续，是机械系统设计的一次全面训练，可以为毕业设计打下良好基础。
通过课程大作业，进一步学习掌握机械系统设计的一般方法，培养学生综合运用机械制图、机械设计、机械原理、公差与配合、金属工艺学、材料热处理及结构工艺等相关知识，联系实际并运用所学过的知识，提高进行工程设计的能力。
2、加强学生运用有关设计资料、设计手册、标准、规范及经验数据的能力，提高技术总结及编制技术文件的能力，培养和提高学生独立的分析问题、解决问题的能力，也是毕业设计教学环节实施的前期技术准备。
二、课程大作业的基本要求：1、分组与选题：①自由组合，每组原则上三人（最少2人）；每组的同学统一提交、共同答辩。
②具体课题题目（由指导教师给出），同组同学集体研讨后完成。
2、大作业的基本要求：①大作业的论述必须合理；②大作业中的内容要注明出处，注明资料来源（参考文献及资料）；③总的文字（含图、表）不少于2万字，使用标准A4纸打印成稿（文字选用宋体小四号，页边距均为2cm，单倍行距），封面需要注明课题详细名称、参加学生姓名、班级学号、指导教师等。
三、课程大作业题目及其要点举例说明在下列的机械结构设计中，如何提高机械结构性能的途径或措施有那些？（围绕题目和要点）机自082-28吴铁健、-29张明、-14张钦亮：（二十八）便于切削设计准则（1）便于退刀准则（2）最小加工量准则（3）可靠夹紧准则（4）一次夹紧成形准则（5）便利切削准则（6）减少缺口效应准则（7）避免斜面开孔准则（8）贯通空优先准则（9）孔周边条件相近准则机自083 -06焦文、 -36张浩然、 -14丁世洋：（一）提高强度和刚度的结构设计1、载荷分担2、载荷均布3、减少机器零件的应力集中4、利用设置肋板的措施提高刚度（二）提高耐磨性的结构设计1、改善润滑条件2、合理选择摩擦副的材料和如处理3、使磨损均匀，避免局部磨损4、调节和补偿机自083 -07李重阳、 -18左野、 -17何权峰：（三）提高工艺性的结构设计1、铸造零件的工艺性2、热处理零件的工艺性3、切削加工工艺性4、零件装配的工艺性（四）轴系结构的设计1、滚动轴承的轴系结构设计2、滚动轴承及轴上零件的轴向定位和固定方法（1）轴肩和轴环（2）圆螺母（3）套筒（4）轴用弹性挡圈（5）紧定螺钉（6）轴端挡圈（7）销钉（8）其他方法机自083 -20张旭阳、 -19张帆、 -10高升：（五）提高轴系结构刚度的主要措施（1）合理选择轴截面的形状（2）改善支撑（六）提高轴系结构强度的主要措施（1）合理安排轴上载荷的传递路线（2）改善轴上零件结构（3）减少应力集中（4）提高轴颈的表面质量机自083 -12 邱璐、 -25 吴梦、 -29 宋娜：（七）滚动轴承的配合1、滚动轴承配合的特点2、滚动轴承配合的选择（1）载荷大小和方向（2）轴承的工作温度（3）轴承的固定形式（4）轴承的拆装条件（5）轴承的精度等级（八）提高滚动轴承轴系刚度和精度的措施（1）提高轴承支撑刚度和精度（2）选用刚度大的轴承（3）采用多支点轴系（4）轴承预紧（5）合理配置精度机自083-08 唐嘉澜、机自082-02 生小飞、-11 贺仁良：（九）机械润滑方式的概述（十）常用的润滑方式及装置（1）人工加油（脂）润滑（2）滴油油杯润滑（3）油绳、油垫润滑（4）油环、油链润滑（5）侵油及飞溅润滑（6）油雾润滑（7）压力供油润滑（8）定时定量集中自动供油润滑系统（十一）典型零部件润滑方式的选择（1）滚动轴承（2）齿轮及蜗杆传动机自082-10 于军、-30朱光召、 -22金金：（十二）改善滚动轴承轴系的结构工艺性（十三）轴向间隙及轴系轴向位置的调整方法（十四）改善轴的结构工艺性机自084-06 朱洁、 -11 张媛媛、 -15 刘杰：（十五）机械装置密封的概述（1）密封的基本要求（2）常见的密封装置（静、动密封）（十六）组合密封装置（十七）旋转密封装置的工作机理和选择原则（十八）接触式旋转密封装置（1）毡圈密封（2）密封圈（3）唇形油封（4）机械密封机自081-32冷浩威、 -18王剑、 06李亮：（十九）非接触式旋转密封装置（1）迷宫密封（2）离心式密封（3）螺旋密封（二十）静密封装置（1）直接接触密封（2）垫片、垫圈密封（3）密封胶密封（4）字紧式密封机自083-04 赵晶晶、-22 赵丽丽、机自082-25 陈星彤：（二十一）薄板件设计准则（1）薄板翻边准则（2）薄板零件禁攻丝准则（3）薄板件判定标准（4）形状简单准则（5）节省材料准则（6）足够强度刚度准则（7）避免粘刀准则（8）弯曲棱边垂直切割面准则（9）平缓弯曲准则机自082 -12 李冰、 -17 杨紫旭、 -40 王大明：（10）避免小圆形卷边准则（11）槽孔边不弯曲准则（12）复杂结构组合制造准则（13）避免直线贯通准则（14）压槽连通排列准则（15）空间压槽准则（16）局部松弛准则机自081-33 张旭、-21 迮晓晨：（二十二）防腐蚀设计准则（1）避免大面积叠焊准则（2）避免缝隙残留物准则（3）避免局部微观腐蚀环境准则（4）防止流体通道淤积原则（5）避免大温度和浓度梯度差准则（6）防止高速流体准则（7）腐蚀裕度准则（8）最小比表面积准则（9）便利后继措施准则（10）良好力学状态准则机自082-32 陈博、-18 倪鑫、-03宋子芊：（二十三）公差设计准则（1）关键配合尺寸的加工要求明确准则（2）同一道工序准则（3）减少钢体转动位移准则（4）避免双重配合准则（5）最小公称尺寸准则（6）避免累积误差准则（7）形状简单准则（8）最小尺寸数量准则（9）采用弹性元件准则（10）采用调节元件准则机自081-16 张德振、-15 徐景宾、-25 王思宾：（二十四）工艺设计准则（1）螺钉的扭矩扭力要求（2）内孔后处理准则（3）重要安装面受保护准则（4）精密零件包装强化要求准则（5）模具件外观判定（6）工装辅助装配设计准则（7）容易松动的位置加螺纹胶等防松措施（8）易掉细小物件固定准则（9）可更换件方便拆装准则（10）开关防误操作准则（11）重零部件组装中先支撑准则（12）相近组件中明显区分部件准则机自081-24 胡宇博、机自083-02 王华尊、-09 姜明龙：（二十五）焊接件设计准则（1）何连续性原则（2）免焊缝重叠（3）缝根部优先受压（4）免铆接式结构（5）免尖角（6）构的设计便于焊接前、后的处理、焊接的操作和检测（7）接焊缝强度较大，尤其动载荷时优先采用（8）接区柔性准则（9）少的焊接（10）材料的可焊性，碳钢中的碳含量（11）前处理、后处理工艺（12）焊缝受载形式利于焊接工艺准则机自083-42 赵家新、机自083-21 赵飞龙：（二十六）可靠性设计准则（1）冗余法则（2）零流准则（3）可靠的工作原理准则（4）裕度准则（5）全阀准则（6）简单准则机自082-27 刘塑、-19 李鹏鹏、-16 李宝玉：（二十七）力学原理设计准则（1）强度计算和试验准则（2）均匀受载准则（3）力流路径最短准则（4）减低缺口效应准则（5）变形协调准则（6）等强度准则（7）附加力自平衡准则（8）空心截面准则（9）受扭截面凸形封闭准则（10）最佳着力点准则（11）受冲击载荷结构柔性准则（12）避免长压杆失稳准则（13）热变形自由准则机自082-28吴铁健、-29张明、-14张钦亮：（二十八）便于切削设计准则（1）便于退刀准则（2）最小加工量准则（3）可靠夹紧准则（4）一次夹紧成形准则（5）便利切削准则（6）减少缺口效应准则（7）避免斜面开孔准则（8）贯通空优先准则（9）孔周边条件相近准则机自082-06陈浩然、-07李桢、-08石海洋：（二十九）热应力设计准则（1）问题点明确准则（2）知识点明确准则（3）减法结构准则（4）加法结构准则（5）方向调节原则（6）消除温度差准则（7）自由膨胀准则（8）柔性准则机自084-09王川、-17张坚、-32吴朝：（三十）塑胶件设计准则（1）零件配合无变形过应力准则（2）避免翘曲准则（3）细长筋受拉准则（4）避免内切准则（5）避免尖锐棱角准则（6）铸塑构件避免局部材料堆积（7）避免局部表面倒塌准则（8）避免公差精度准则（9）非各向同性准则（10）粘合面剪切力原则（11）螺栓带衬板准则（12）最小壁厚准则（13）避免局部材料堆积准则机自084-13王廷瑞、-30尚男：（三十一）运动部件设计准则（1）可活动部件预防准则（2）运动部件防护和标识准则（3）运动部件长期磨损期储存腐蚀的SFC分析准则（4）磨损后的运动部件安全设计准则（5）最大活动范围受控准则（6）运动部件装配专用工装夹具准则机自084-04胡天宇、-05于乐、-10李承鑫：（三十二）轴支撑设计准则（1）轴向静定准则（2）固定轴承轴向能双向受力准则（3）固定轴承四面定位准则（4）松弛轴承至少一圈定位准则（5）受变载轴承圈固定准则（6）可分离轴承的配合固定准则（7）可分离轴承的调隙准则（8）便利安装拆装准则（9）滚动轴承滑动轴承不混用准则（10）保障轴向定位可靠准则（11）过渡配合准则（12）避免双重配合准则机自084-14徐韬铠、-18卢猛、-20唐洋洋：（三十三）铸件设计准则（1）最小壁厚准则（2）筋长方向柔性准则（3）避免局部材料堆积准则（4）良好的受力状态准则（5）便利模具制作准则（6）脱模方便准则（7）流动畅通准则（8）便于排气准则（9）清除表皮方便准则（10）便于切削加工准则机自084-07王显斌、-19袁家昕、-25谭诗远：（三十四）便于装配设计准则（1）预留装配活动空间准则（2）一道工序只操作揖个活动零件准则（3）装配累积误差受控准则（4）密封圈装配过程光滑过渡准则（5）清洗烘干排液便利准则（6）加工过程表面要求（7）标准工具准则（8）便于运送的原则（9）便于方位识别的准则（10）方便抓取准则机自082-04宁良宇、 -30朱光召、机自084-26 王嘉循：（11）方便定位准则（12）简化运动准则（13）方便接近准则（14）避免同时入轨准则（15）一体化准则（16）简单连接件准则（17）避免高精度装配公差准则（18）组合制造准则（19）便于拆卸准则。
机械系统设计仿真大作业
《机械系统设计仿真》大作业一、简答题（30分，每题5分）1、机械系统设计的基本问题是什么?答：机械系统设计的基本问题是机构的综合、运动学和动力学分析与设计。
2、求解动力学的两个基本问题是什么?答：两个基本问题是：一、动力学逆问题，己知运动求力；二、动力学正问题，已知力求运动。
3、简述牛顿—欧拉法的解题步骤。
答：采用牛顿—欧拉方法的基本步骤是先将系统的约束解除，分割成若干个单个的刚体或质点，然后对每个刚体或质点应用牛顿第二定律和欧拉动力学方程一一建立运动微分方程。
4、简述主工具箱上部的12个图标的功能,如图1所示。
：5、鼠标的右键操作主要应用于哪些场合?答：使用鼠标右键的场合主要有：1)显示建模过程中屏幕亡的各种对象的弹出式菜单，例如：构件、标记、约束、运动、力等。
2)在各种输入对话框中的参数文本输入栏，显示输入参数的弹出式菜单。
3)在后处理过程中，显示曲线图中各种对象的弹出式菜单，例如：曲线、标题、坐标、符号标记等。
4)在主工具箱、快捷工具栏等有工具图标集的场合，显示所选择的工具图标集的所有图标命令。
图16、解释几何样机的参数化建模，并指出ADAMS ／View 提供的4种参数化建模方法。
答：1.参数化建模是将样机的建模参数设置为可以改变的变量、表达式和函数，在分析过程中，只需改变样机模型中有关参数值，程序就可以自动地更新整个样机模型，获得新的样机模型，以便预先设置可变参数，自动地进行一系列的仿真分析，研究一个或多个参数变化对样机性能的影响，获得最危险的操作工况以及最优化的设计结果。
2.ADAMS ／View 提供了4种参数化建模方法：使用参数表达式、参数化点坐标、关联移动和使用设计变量。
二、图2所示为一单摆，质量为m ，摆长为l 。
设摆的悬点P 沿x 轴按x p ＝Asin ωt 运动，讨论系统的自由度，并写出约束方程。
(10分) 解：M 、P 共有2×N ＝4个坐标，系统满足3个完整约束X P ＝Asin ωt Y P ＝0（X m －Y p ）2＋Y m 2＝L2该系统没有非完整约束，因此是一个完整系统，其自由度数为4－3＝1。
机械系统设计大作业
×100%
②画机构运动简图 取大多数构件运动平面相互平行的 投影面为主视图。 ③确定运动循环图
首先在草纸上进行简图设计，先定执行 机构位置，再联传动机构与电机。
用3号图纸画机构简图，包括：机构运动 简图、运动循环图，并标明机构明细栏。
运动方案设计图
二、典型机构设计
• • • • • • • • • 1、凸轮机构设计 在说明书中进行基本参数设计 在3号图上进行凸轮廓线设计 2、齿轮机构设计 写在说明书上,零件图 3、其它机构设计 画1张3号图 冷镦机设计必须是曲柄滑块机构 健身球分类机可以是凸轮机构或其它机构
气 排
曲轴 气
阀
门
360 °关关源自开闭 启540 °
3、直角坐标式运动循环图
开
排气门
开
闭
进气门
开
开 闭
火花塞
点 火
下 移 活 塞
上 移
下 移
上 移
曲柄转角
0o
180o 图3 单缸四冲程内燃机直角坐标式运动循环图
360o
540o
720o
§
3 传动系统方案设计
一、选择传动类型 机械传动、液压传动、气动、电动等。
§
4 机械运动简图设计举例
现以设计半自动钻床为例说明运动方案 设计的步骤和过程。
设计任务：对已加工好的带有凸台的盘形零件 进行钻孔。其总功能应分解成如下几个工艺动作： ①送料；②定位；③夹紧；④进刀（钻孔）。 F30 设计参数：零件图如左图所示 ，要求每分钟加工五个零件， 18 10 电机的转速n电=1440r/min。
F
5
G
4 3
I
一、机构简图设计
①计算总传动比，进行传动比分配
机械系统设计大作业-螺钉排列机
0
155
30
0
48.6004
-104.23
0
160
30
0
39.3316
-108.06
0
165
30
0
29.7634
-111.08
0
170
30
0
19.9688
-113.25
0
175
30
0
10.0221
-114.56
0
180
30
0
-0.0008
-115
0
回程
185
29.8473669
5.015026844
s＝30
假设凸轮转速为12r/min，则凸轮转一周时间T＝5s，可得凸轮转过远休止阶段的时间为1/4T即1.25s
验证在这个时间内，螺钉是否能滑出受料槽
当滑动板运动到最高时对螺钉进行受力分析：
螺钉质量：
取最小螺钉计算得：
7.2g
通过上网查得摩擦系数υ＝0.005
假设受料槽倾斜角度为30°
则螺钉所受合力为
计算结果见下表：
δ
s
ds/dδ
x
y
α
推程
0
0
0
0
85
0
5
0.03364093
1.151788739
8.55859
84.6097
0.77603
10
0.264249776
4.468231594
19.2064
83.193
2.99981
15
0.865037108
9.549314758
31.4475
80.4677
机械设计大作业(参考)
机械设计实训班级：08061041学生：王武学号：20080008指导教师：刘昭琴完成时间：2010年1月15日重庆航天职业技术学院《机械设计CAD设计》任务书课程代码：01030039 题号： A2 发给学生：王武题目：设计用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器1—V带传动2—运输带3—一级直齿圆柱齿轮减速器4—联轴器5—电动机6—卷筒已知条件：1. 卷筒效率0.96(包括卷筒与轴承的效率损失)；2. 工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，运输带速度允许误差为±5％；3. 使用折旧期10年；4. 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。
设计工作量：1. 减速器装配图1张(A0或A1)；2. 低速轴和低速轴齿轮的零件图各1张(比例1：1)；3. 设计说明书1份，约30页，1万字左右。
说明书要求：1. 说明书既可手写也可打印，纸张为A4打印纸，页边距为左2.5cm、右2cm、上2cm、下2cm；说明书内大标题三号宋体，小标题小三号宋体，正文小四号宋体且为单倍行距。
2. 说明书包括封面、任务书、目录、正文和总结，请按该顺序装订。
必须按给定题号的参数做设计，否则作不及格处理。
交出设计所有资料的最后时间：2010.01.15目录第一章总论 (1)一．课程设计的目的 (1)二．课程设计的内容和任务 (1)三．课程设计的步骤 (1)四．课程设计的有关注意事项 (2)第二章传动装置的总体设计 (3)一．分析和拟定传动方案 (3)二．选择电动机型号 (4)三．计算总传动比和合理分配传动比 (6)四．计算传动装置的运动和动力参数 (6)第三章传动零件的设计 (7)一．选择联轴器的类型和型号 (7)二．设计减速器外传动零件 (7)三．设计减速器内传动零件 (8)第四章减速器箱体的设计 (23)第五章润滑方式和密封类型的选择 (24)个人总结 (26)。
机械系统设计大作业
机械系统设计大作业目录第1章总体方案设计 (1)1.1 研究给定的设计任务 (1)1.2设计任务抽象化 (1)1.3确定工艺原理方案 (1)1.4工艺方案设计 (1)1.5功能分解功能树 (2)1.6确定每种功能方案 (2)1.7确定边界条件 (2)1.8方案评价 (3)1.9方案简图 (3)1.10总体布置 (4)1.11总要参数的确定 (4)1.12循环图 (4)第2章执行系统设计 (6)2.1运动分析 (6)2.2动力分析 (6)第3章传动系统设计 (9)3.1动力机选择 (9)3.2运动与动力参数的确定 (9)3.3运动与动力参数确定 (9)3.4传动零件设计计算 (10)第1章总体方案设计1.1 研究给定的设计任务编号名称电机冷却系统设计单位起止时间设计人员设计费用设计要求1功能主要功能：对大功率电机进行冷却2适应性工作对象：大豆、小麦、玉米每次筛重：10kg~20kg环境：多尘、振动3性能动力：功率300w左右整机重量小于25kg外形尺寸1500×800×5004工作能力三分钟完成一次振动分离5可靠度98%6使用寿命5年7经济成本600元8人机工程操作方便，便于筛选完的谷物收集9安全性有漏电保护1.2设计任务抽象化图1.1系统黑箱1.3确定工艺原理方案物理振动原理1.4工艺方案设计人工倒入适量谷物打开开关振动工作关闭电源收集分离干净的谷物图1.2工艺路线图1.5功能分解功能树图1.3功能树1.6确定每种功能方案分离功能：铁丝网格、带孔铁板、带孔塑料板动力功能：电机控制功能：开关表1.2 功能解形态学矩阵分功能功能解A B C分离功能铁丝网格带孔铁板带孔塑料板1.7确定边界条件图1.4边界条件1.8方案评价评价原则：满足功能要求、经济、质量轻评价方式：一对一比较方案代号一对一比较评分A B CA112 B000 C011经过评价选择A方案：分离功能：铁丝网格动力功能：电机控制功能：开关1.9方案简图1机架、2振动筛摇杆、3振动筛铁丝网、4振动筛曲柄、5电机图1.5方案简图1.10总体布置图1.6总体布置图1.11总要参数的确定尺寸参数：整体长宽高1500×800×500mm运动参数：曲柄回转速率n=120r/分1.12循环图图1.7曲柄循环图由于仅有一个执行头，不存在干涉情况，所以不需进行时间、空间同步化。
机械设计大作业
机械设计大作业轴系设计报告姓名：学号：指导老师：日期：2012.5.19目录第一章设计任务 (3)第二章轴的结构设计 (4)第三章轴承寿命计算 (6)第四章轴强度的校核 (10)第五章Simulation (12)心得体会 (13)参考文献 (13)附录 (14)第一章设计任务图示二级斜齿圆柱齿轮减速器。
已知中间轴Ⅱ传递功率P= 35kW，转速n2 = 300r/min；z2 = 103，mn2 = 6，β2 = 12°, 宽度b2 = 210mm; z3 = 21，mn3 = 8，β3 = 8°，b3 = 140mm。
轴材料：45钢调质。
图1.1 设计任务设计轴Ⅱ结构，生成工程图和装配图。
第二章 轴的结构设计2.1选择轴的材料：45号钢，调质处理，硬度217~255HBS 。
由表19.1查得对称循环弯曲许用应力[]-1σ=180MPa 。
2.2初步计算轴直径：取β=0，A=110，得min d 11053.5mm === 因为轴上需要开键槽，会削弱轴的强度。
故将轴径增加4%~5%，取轴的最小直径为55mm 。
2.3 轴的结构设计（1） 拟定轴上零件的布置方案主要部件有轴承（一对）、轴套、轴上齿轮，根据他们之间的装配方向、顺序和相互关系，轴上零件布置方案如图2.1所示。
图2.1 轴上零部件布局（2） 轴上零件的定位及轴的主要尺寸的确定1） 轴承的选择：根据前面已经得到的初步计算的轴直径，d=55，出于安全考虑，轴的最小直径选为65mm ，根据轴的受力，选取7213C 角接触滚动轴承，其尺寸d D B ⨯⨯为6512023mm mm mm ⨯⨯，与其配合轴段的轴径为55mm （配合为k ）。
2） 齿轮、轴承以及轴套的定位：轴的中部设置轴环，宽度为20mm,用于定位两个齿轮。
齿轮2齿宽为210mm ，配合轴段应比齿宽略短，取L=208mm 。
同样的，右边的齿轮3齿宽为140mm ，配合轴段取为138mm 。
哈工大复杂机械系统设计大作业概要
2013年6月1日滚珠自动分选机测控系统设计摘要：本设计是针对滚珠按直径自动分选的难题，提出一种采用CCD光电传感器来实现对滚珠直径进行测量的方法。
通过对CCD中被挡光部分的像元个数的计数，从而获得滚珠的实际直径，经过系统中单片机的自动分析判断，启动分选装置，将符合条件的滚珠分选出来。
该方案可较好的实现滚珠的自动分选，是光电技术在滚珠分选行业的典型应用。
关键字：滚珠；分选机；CCD-TCD142D传感器；89C52单片机；误差分析s目录1 绪论 (1)1.1 滚珠分选机研究的现状 (1)1.2 研究内容 (1)2 方案设计 (2)3 分选机模块设计 (3)3.1 上料装置 (3)3.2 送料装置 (4)3.3 测量部分 (6)3.3.1 测量装置 (6)3.3.2 激光发射端 (7)3.3.3 CCD光电传感器 (8)3.3.4 CCD-TCD142D传感器 (10)3.4 分选部分 (11)3.4.1 分选原理 (11)3.4.2 分选装置 (12)4 系统软件设计 (13)4.1单片机 (13)4.1.1 AT89C52简介 (13)4.1.2 引脚介绍 (13)4.2 CCD-TCD142D电路 (16)4.3 二值化电路处理 (17)4.4 输入模块 (18)4.5 显示模块 (19)4.6 分选模块电路设计 (20)4.7 总体电路设计 (21)4.8 系统程序设计 (21)5 测量误差分析及误差消除方案 (22)5.1 误差分析的要素 (22)5.2 随机误差 (23)5.2.1 滚珠热胀冷缩引起的随机误差 (23)5.2.2 被测滚珠尺寸产生的测量误差 (23)5.2.3 被测滚珠表面粗糙度引起的误差 (24)5.3 系统测量误差 (25)5.3.1 测量环境中杂质引起的误差 (25)5.3.2 传感器定位引起的误差 (25)5.4 本章小结 (26)6 结论 (27)附录一 (28)附录二 (29)附录三 (30)参考文献 (31)致谢 (32)1 绪论1.1 滚珠分选机研究的现状调查资料表明，国内外对轴承滚珠的分选装置的研究经历了很长的一段时间，它作为轴承制造业中重要的专用设备，对提高轴承质量，提高生产效率，减轻工人的劳动强度，具有十分重要的意义。
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机械系统设计大作业
目录
第1章总体方案设计 (1)
1.1 研究给定的设计任务 (1)
1.2设计任务抽象化 (1)
1.3确定工艺原理方案 (1)
1.4工艺方案设计 (2)
1.5功能分解功能树 (2)
1.6确定每种功能方案 (2)
1.7确定边界条件 (2)
1.8方案评价 (3)
1.9方案简图 (3)
1.10总体布置 (4)
1.11总要参数的确定 (4)
1.12循环图 (4)
第2章执行系统设计 (6)
2.1运动分析 (6)
2.2动力分析 (6)
第3章传动系统设计 (9)
3.1动力机选择 (9)
3.2运动与动力参数的确定 (9)
3.3运动与动力参数确定 (9)
3.4传动零件设计计算 (10)
第1章总体方案设计1.1 研究给定的设计任务
表1.1 设计任务书
1.2设计任务抽象化
图1.1系统黑箱1.3确定工艺原理方案
物理振动原理
1.4工艺方案设计
人工倒入适量谷物打开开关振动工作关闭电源
收集分离干净的谷物
图1.2工艺路线图
1.5功能分解功能树
图1.3功能树
1.6确定每种功能方案
分离功能：铁丝网格、带孔铁板、带孔塑料板
动力功能：电机
控制功能：开关
表1.2 功能解形态学矩阵
1.7确定边界条件
图1.4边界条件1.8方案评价
评价原则：满足功能要求、经济、质量轻
评价方式：一对一比较
表1.3方案评分表
经过评价选择A方案：
分离功能：铁丝网格
动力功能：电机
控制功能：开关
1.9方案简图
1机架、2振动筛摇杆、3振动筛铁丝网、4振动
筛曲柄、5电机
图1.5方案简图
1.10总体布置
图1.6总体布置图
1.11总要参数的确定
尺寸参数：整体长宽高1500×800×500mm
运动参数：曲柄回转速率n=120r/分
1.12循环图
图1.7曲柄循环图
由于仅有一个执行头，不存在干涉情况，所以不需进行时间、空间同步化。
第2章执行系统设计
2.1运动分析
2.1.1运动参数确定
1.偏心曲柄摇杆机构参数确定
曲柄回转速率n=120r/分
2.1.2运动尺寸确定
1.偏心曲柄摇杆机构
确定曲柄长度L1，连杆长度L2，摇杆长度L3、机架长L4和偏心距e
图2.1偏心曲柄摇杆机构
由机器的总体尺寸取L4=1400mm，L2=1300mm，e=60mm；
由曲柄存在条件和机器总高取L1=100mm得L2>202mm，取L2=210mm 2.2动力分析
1.偏心曲柄摇杆机构动力分析
图2.2偏心曲柄摇杆机构动力分析
A.运动分析 位移方程
1400cos 1300cos 210cos 100=⨯+⨯+⨯δαθ60sin 1300sin 210sin 100=⨯+⨯-⨯δαθ 速度方程
0sin 1300sin 210sin 100321=⨯-⨯-⨯-δαθw w w 0cos 1300cos 210cos 100321=⨯+⨯-⨯δαθw w w
加速度运动方程
0cos 1300cos 210cos 1002
32
22
1=⨯-⨯-⨯-δαθw w w 0sin 1300sin 210sin 1002
32
22
1=⨯-⨯+⨯-δαθw w w
B.力分析
图2.3连杆摇杆力分析
对于连杆2有R12=R32，
02/2/2222
2=⨯-+⨯l m M l
p g
对于摇杆3有R43=R23，
02/2/3333
3
=⨯-+⨯l m M l
p g
图2.4曲柄力分析
对于曲柄1有R21=R41，0sin 2/sin 2/2
2
1
1
1
=⨯⨯++⨯⨯-
θθl
m M l p g
第3章 传动系统设计
3.1动力机选择
查Y 系列电机表取Y80M1-1型号电机额定功率0.55kw ，额定转速1390r/min 。
(参考新乡市永清筛分机械有限公司的PZS 家用振动筛）
3.2运动与动力参数的确定 3.21总传动比
i=n 电机/n 曲柄=1390/120=11.58，取为i=12 选择减速比为12的齿轮减速器 3.3运动与动力参数确定
确定各轴功率、转速、转矩 联轴器效率： 联η=0.99 球轴承： η承=0.99 齿轮啮合效率：齿η = 0.97 0轴（电机主轴）
kw p
55.00
=
min /13900
r n
=
m N T .78.31390
55
.095500=⨯
=
Ⅰ轴（减速器高速轴） kw p p 539.00
=⨯⨯=I
ηη承
联
min /1390r n =I
m N T .7.31390
539
.09550=⨯
=I
Ⅱ轴（减速器中间轴） kw p p 523.00
=⨯⨯⨯=∏
ηηη齿
承
联
min /5.347/)
4(r i
n n ==I
∏
m N T .37.145
.347523
.09550=⨯
=∏
Ⅲ轴（减速器低速轴） kw p p 507.00
=⨯⨯⨯⨯⨯=M
ηηηηη齿
承
齿
承
联
min /8.115/)3(r i n n
==∏M
m N T .81.418
.115507
.095500=⨯
=
Ⅳ轴（曲柄轴）
kw
p p 503.00
=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=T
η
ηηηηη承
齿
承
齿
承
联
min /8.115r n
=T
m N T .48.418
.115503
.09550=⨯
=T
表3.1 各轴运动参数
3.4传动零件设计计算
（1）选择轴的材料:轴的材料为45号钢，调质处理。
（2）按扭矩初步估算轴端直径，其轴径可按下式求得：
3
1
1
01n P A d ≥ 查《机械设计》表（8-2）得：0A =107~118，取：0A =115 考虑轴端有一个键槽，在计算时应该增加3%～5% 3
18
.115503
.0115≥d =18.76mm 考虑轴与联轴器相配合由联轴器的规格，将外伸段直径加工取标准值取：
1d =20mm
（3） 初选滚动轴承
考虑零件的成本和安装使用方便选用深沟球轴承，查《机械设计课程设计》与轴配合轴承选用滚动轴承6205 GB/T276-1994。
图3.1 曲柄轴简图。