机械系统设计第一章模板
第一章绪论机械系统设计PPT课件
30
一、机械系统设计的任务及设计类型
机械系统设计的分类大致可以分为三类： 1) 完全创新设计 2) 适应性设计 （适应新要求） （继承设计） 3) 变异性设计 （适应某方面有所变更的要求）（变型设计）
完全创新设计：所设计的产品是过去从没有过的全新产品。此类 设计的特点是只知道新产品的功用，但对确保实现该功能应采用 的工作原理及结构等问题完全未知，没有任何参考资料。
3
学习目的
1）从系统的角度认识机械系统并开展机械系统的总体设计； 2）引入现代设计方法和理论的基本概念； 3）掌握机械系统中典型子系统的分类、组成、设计方法； 4）掌握利用以前学到的关于机械系统设计有关的基础知识，根据 特定的功能来设计机械系统，这是这门课的核心内容； 5）明确如何判定一个设计方案是否是优秀的方案的原则。
汽车中的机械系统
18
四、机械系统的地位与作用（机器人）
机器人中的机械系统
机器人设计包括机械结构设计，检测传感系统设计和控制系统设 计等，是机械、电子、检测、控制和计算机技术的综合应用。
下面以工业机器人为例，介绍机器人的一般组成、各部分作用以 及机械手的一般结构。
19
哈工大爬壁机器人
18世纪瑞士 的写字偶人
“落后的高质量的产品”
6
机械学/机械学的主要任务/机械学的研究对象
机械学是对机械进行功能综合并定量描述及控制其性能的基 础技术科学。
机械学的主要任务：把各种知识、信息注入到设计中，加工 成机械制造系统能接受的信息，并加工出合乎设计要求的产品的 过程。
机械学的研究对象： 1) 机械工程中图形的表示原理和方法 2) 机械运动中的运动和力的变换与传递规律 3) 机械零件与构件中的应力、应变和机械的失效 4) 机械中的摩擦行为 5) 设计过程中的思维活动规律及其设计手段 6) 机械系统与人、环境的相互影响等
机械系统设计第1章绪论
机械系统设计
第一章 绪论
1.1 机械系统设计课程的目的和任务
一、从系统的观点出发
从系统的观点出发，内部机械系统设计与外部机械系 统设计相结合。
1.设计时应考虑整体系统和各子系统之间的关系，不 能只考虑零部件的工作状态和性能，应在满足系统整 体工作状态和性能最好的前提下确定各零部件的基本 要求及它们之间的协调统一。 分清重要零件和次要零件，重要零件重点设计； 好的零部件不见得能组成最好的系统，追求系统整体 性能最优。
2.环境保护 三废：废水、废气、垃圾。 防尘、防爆、放毒、防暑降温。采光、采暖、通风。
1.2 系统概述
一、系统的概念 系统就是具有特定功能的、相互间具有有机联系的要
素所构成的一个整体。 系统功能是指系统对外部环境联系的效能和有利的作
用，系统结构是指系统内部各要素相互联系的方式和 作用秩序。 系统是由要素组成的，要素是系统的最基本的单位， 是系统存在的基础。
1.3 机械系统概述
一、机械与机械系统 机械
由两个或两个以上要素组成的、能产生确定机械运动、 完成把施加的能量变为有效功的装置。 机械系统 由各个机械基本要素（零件、构件、机构、机器等） 组成的，用以完成所需动作，实现机械能变换的系统。
1.3 机械系统概述
二、机械系统的能量流、物质流和信息流 能量流
1.1 机械系统设计课程的目的和任务
（二）衡量可靠性的指标
1.可靠度R(t)：寿命时间内不发生故障或失效的概率； 2.失效概率F(t)：寿命时间内发生故障或失效的概率； 3.失效率λ(t)：产品工作到某一时间后，单位时间内
发生故障或失效的概率；1%103h， 1%106h，Fit=%109h；
机械系统设计-第一章.doc
《机械系统设计》习题选集机械设计教研室第一章1．系统的概念。
2．系统的特点。
3．机械系统的特性。
4．从流的观点出发，机械系统的组成。
5．机械系统设计的特点。
6．机械系统设计的基本思想。
7．机械系统设计的一般过程。
第二章1．总体设计过程中应形成的基本技术文件。
2．设计任务的类型。
3．设计任务的来源。
4．试拟定播种、施肥机的设计任务书。
5．画出播种、施肥机的功能构成图。
6．试建立播种、施肥机的功能树。
7．形态学矩阵的概念。
8．试建立挖掘机的形态学矩阵，并根据总体方案确定的基本原则，确定几种合理的方案，并作简要说明。
9．机械系统方案评价的基本原则。
常用的评价方法。
10．在某机器设计中，有两种备选方案，为了确定选择哪个方案，组织了一个由20 位专家组成的评价小组用模糊综合评价法对两个方案进行评价。
已知：1）评价指标：产品性能（B1 ）、可靠性（B2 ）、使用方便性（B3 ）、制造成本（B4）、使用成本（B5）；每个评价指标划分为优、良、中等、较差、很差5个等级：0.9, 0.7，0.5，0.3，0.1；2）评价指标 B1、B2、B3、B4、B5 的权分别为：0.25、0.2、0.2、0.2、0.15; 3）投票结果如下表所示：11.总体布置的基本原则。
12.总体布置的基本形式。
13.试分析手扶拖拉机的总体布置方案。
14.机械系统常用技术参数及指标的类型。
第三章1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 物料流系统的基本概念。
物料流设计在机械系统设计中的重要地位。
物料流系统的组成。
简述常用存储子系统。
简述常用输送、搬运子系统。
简述六点定位规则。
夹紧装置的组成。
试结合生产实习中所见的一种物料系统，分析制造系统物料流系统的组成。
如图所示，某物料流系统设计时，要把工件从 A 工位送至B 工位，请提出你 9. 自己的设计方案。
注意：1）工件输送过程中姿态要求保持不变;E 工位第四章3． 4． 5． 6． 7．9．10．如何合理的选择伺服电机？11．什么是内燃机的有效燃油消耗率？ 12．柴油机的三类工况。
机械系统设计概述(ppt 41页)
15
1.1.2 机械系统
传动系统的作用是把动力系统提供的动力和运动传递给
执行系统。
功能
增速或减速 变速 改变运动规律 或形式 传递动力
16
1.1.2 机械系统
执行系统位于机械系统末端，直接与作业对象接触。
执行末端件： 11—可换夹爪
手爪平行开闭式机械手结构示意图 组成及运动关系
执行机构： 1、8—滑动齿条 9—滑动齿条导轨
2. 机械系统设计的特点
1) 特别强调系统的观点 不只考虑各零部件的工作状态和性能，
不能追求局部的最好，而应该在满足系 统整体工作状态和性能最好的前提下， 确定各零部件的基本要求及它们之间协
2) 机械系统与外部环境相互调和的统作一用。和影响
a. 外部环境对机械系统的作用和影响 b. 机械系统对外部环境的作用和影响
2. 系统技术设计
1）总体设计
分析和确定系统目的与要求，选择工作原理、设 计总体方案，对可行的各候选方案进行分析比较， 确定最佳系统方案，并进行总体布置设计，必要 时可进行前期试验。
2）技术设计
分系统进行子系统的选型和设计，计算和确定 主要尺寸，绘制部件装配图和总图，必要时进 行中期试验
3）工作图设计
24
1.2.1 机械系统设计的基本思想与特点
1. 机械系统设计的基本思想
卡诺
《谈谈火的动力和能发动这种动力的机器》
机械系统 (热机) 设计时，不应追求局部最优 (燃料的经济 性) ，而应该追求整体的最优 (燃料的经济性加上可靠性、 强度、寿命、尺寸等综合性能) 。
25
1.2.1 机械系统设计的基本思想与特点
1) 整体性
系统是由各要素按一定的要求和结构组织起来的整体， 这个整体获得了各个孤立的要素所不具备的新质和新功 能。整体性是系统所具有的最重要和最基本的特性。
机械原理课程设计模板(最全)
设计数据及要求
游戏机(3/5)
屏幕由静止开始晃动时的摆角约60o， 每分钟晃动次数约10-12次，屏幕由开始 晃动到出现整周转动，历时约2-3分钟， 约转十多转后，屏幕又渐趋静止。欲利 用一三相交流异步电动机带动，其同步 转速为1000r/min或1500r/min，功率约 1KW。要求屏幕摆动幅度应均匀增大或稍 呈加速的趋势。
机械原理与设计 综合课程设计CAI
主编：王三民
西北工业大学机电学院
课程设计目录
第一章 绪论 第二章 机械运动方案设计 第三章 机械传动装置设计 第四章 编写设计计算说明书和准备答辩 第五章 课程设计示例 第六章 课程设计题目 第七章 常见运动功能的机构选型 第八章 减速器结构及参考图例 第九章 机械设计常用标准与规范
2. 机械工作原理 的拟定
方案设计(2/7)
工作原理是机械实现其功能的技术载体。构思机
械工作原理是一个创新思维过程，需要了解相关机械
的工作原理，掌握现代科技水平，综合运用已学知识
等，才可能较好地构思出先进的工作原理。
3. 执行构件的运动设计和原动机的选择
方案设计(3/7)
1）执行构件的运动设计 执行构件的数目
包装机推包机构(6/7)
3.小型卧式模锻机主传动机构设计 设计题目 设计数据及要求 设计任务 参考方案
设计题目(3)
设计题目
为锻造长杆类锻件,
模锻机(2/5)
今需设计一台卧式模锻机,将杆料水 平置放后用活动凹模3及固定凹模2 将其夹紧后再用水平置放的冲头1 进行顶锻工作。拟用电动机通过传动装置带动夹料机构首先使活动凹模3向下移动， 与固定凹模2合拢，以夹紧棒料。然后主滑块1带动冲头进行顶锻，锻件成形后， 待冲头返回离开凹模后（返回距离约占冲头全行程的1/8-1/3），由夹料机构带着 凹模3向上移动，松开杆料回到初始位置。在顶锻过程中要求两半凹模始终处于夹 紧状态，不能自动松开。要求设计该小型卧式模锻机执行机构和传动系统，以满 足上述顶锻工艺要求 。
机械设计课程设计模板
机械设计课程设计模板一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握机械设计的基本原理和步骤，包括力学分析、材料选择、结构设计等；2. 了解并掌握机械设计中常用的设计方法和工具，如CAD软件、仿真分析等；3. 掌握机械设计中的工程图纸绘制标准和技巧。
技能目标：1. 能够运用所学知识进行简单的机械系统设计，并能够合理选择和运用机械元件；2. 能够运用CAD软件进行三维建模和工程图纸的绘制；3. 能够运用仿真分析软件对机械系统进行性能预测和优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设计的兴趣和热情，激发创新意识和工程设计能力；2. 培养学生的团队合作意识和沟通能力，学会在团队中协作解决问题；3. 培养学生的工程伦理观念，注重安全、环保和可持续发展。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，结合理论知识与实践操作，培养学生具备实际机械设计能力。
学生特点：学生处于高中年级，具备一定的物理和数学基础，对机械设计有一定的好奇心，但实践经验相对不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，通过案例分析和实际操作，提升学生的设计能力和解决问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 引言：介绍机械设计的概念、意义和基本流程。
- 教材章节：第一章 绪论2. 机械设计基本原理：- 力学分析：强度、刚度、稳定性分析；- 材料选择：了解常用机械工程材料性能及选择原则；- 结构设计：基本结构设计原则和设计方法。
- 教材章节：第二章至第四章3. 机械设计方法与工具：- CAD软件：学习三维建模、工程图纸绘制；- 仿真分析：掌握动力学仿真、有限元分析等。
- 教材章节：第五章、第六章4. 机械设计实践：- 实例分析：分析典型机械设计案例，理解设计过程；- 设计练习：分组进行简单机械系统设计，包括方案设计、详细设计；- 教材章节：第七章、第八章5. 工程图纸绘制：- 绘图标准：掌握工程图纸绘制规范；- 绘图技巧：学习绘图软件操作，提高绘图效率。
机械系统(1)
图2.10 螺纹滚道型面的形状
36
机械系统(1)
内循环和外循环 内循环方式的滚珠在循环过程 中始终与丝杠表面保持接触. 内循环方式的优点是滚珠循环 的回路短，流畅性好，效率高 螺母的尺寸也较小。缺点是反 向器加工困难，装配调整也不 方便
2)转动惯量大系统响应速度降低，灵敏度下降；
3)转动惯量大系统固有频率减小，容易产生谐振。
8
机械系统(1)
刚度是使弹性体产生
2.刚度大
单位变形量所需的作 用力。
①伺服系统动力损失随之减小；
②机构固有频率高，超出机构的频带宽度，使之不 易产生共振；
③增加闭环伺服系统的稳定性。
3.阻尼合适
阻尼越大，其最大振幅 就越小且衰减也越快； 阻尼大使系统的稳态误 差增大、精度降低。
（三）锥齿轮传动机构
1.轴向压簧调整法 结构如图2.6所示。调节压簧5轴 向力大小，使锥齿轮4沿其轴向移动，从而消除啮 合锥齿轮之间的齿侧间隙。 2.周向弹簧调整法 结构如图2.7所示。大小片锥齿 轮1、2在弹簧力作用下错齿，从而消除间隙。
21
机械系统(1)
图2.6 锥齿轮轴向压簧调整
22
机械系统(1)
特点：结构简单，制造方便。但径向尺寸较大，弯管端部容易 磨损。
螺旋槽式 在螺母3的两个孔内装上反向器，引导滚珠通过螺母 外表面的螺旋凹槽形成滚珠循环路。
特点：径向尺寸较小，工艺也较简单。
端面回珠式 在螺母两端面装上反向器进行回珠。
机械系统(1)
➢ 可分为螺旋槽式、插管式和端盖式三种
42
机械系统(1)
机械系统设计第1章ppt课件
腐蚀、可靠性、流体理论、热工学、电工学等知识基
础上，综合考虑工业美学、人机学、制造工艺、材料
学、环境学，以及计算机应用技术、现代管理技术等
科学知识，是一门多学科、多专业相互交叉的综合性
很强的技术。
精选课件
20
第1章 绪 论
1.3.2 机械系统设计的发展趋势和前沿技术
1.模块化设计 从规划产品的角度，在产品功能分析 的基础上，把产品分解成具有某种功能的一个或几个 模块，通过选择和组合这些模块形成不同的机械产品。
精选课件
19
第1章 绪 论
3.理论设计阶段 19世纪以后，加强了机械设计基 础理论的研究，逐渐形成了完整的机械设计的理论体 系和设计方法，实现了技术人员与操作者的分离。
4.现代设计阶段 始于20世纪40年代。现代设计方
法是一种广义的设计和分析方法，其实质是科学方法
论在设计中的应用。它在机械强度与振动、磨擦学、
精选课件
9
第1章 绪 论
1.1.2 机械系统的特征
1.目的性 完成特定的功能； 2.整体性 各要素构成的整体，必须服从整体功 能的要求，相互间需要协调和适应； 3.相关性 各要素之间形成有机联系和相互作用；
机械系统的层次结构 图1-2 4.环境适应性 系统对外部环境的变化有良好的 适应性。
精选课件
绿色设计在产品的整个生命周期内策划设计制造运输运行报废不回收等着重考虑产品的环境属性自然资源的利用对环境和人的影响可拆卸性可回收性可重复利用性等幵将其作为设计目标在满足环境目标要求的同时幵行地考虑幵保证产品应有的基本功能使用寿命经济性和质在绿色设计过程中兼顾需求和环境全面考虑从原材料提炼材料加工制造装配产品包装产品运输产品使用以及产品报废后的回收重用和处理等在整个生命周期中对环境造成的总负荷作用
《机械系统设计》幻灯片课件
4．滚珠丝杠副的安装
(1)支承方式的选择 为了保证滚珠丝杠副传动的刚度和精度， 应选择合适的支承方式，选用高刚度、小摩擦力矩、高运转 精度的轴承，并保证支承座有足够的刚度。
支承形式 一一端端固固定定 一一端端游自动由 两((端FF--O固S))定
(F-F)
简图
特点
11..同需结F构保-S简持的单螺1 母与两端支承同轴，故结构较复杂， 2工2..若丝艺轴杠较承的困轴无难向间刚隙度，比丝两杠端的固轴定向低刚度为一端固定 的 23.丝4倍杠的轴压向杆刚稳度定和性F和-O临相界同转速都较低
三、其它传动机构
1.同步齿形带传动机构
利用齿形带的齿形与带轮的轮齿依 次相啮合传递运动和动力。
❖ 能方便地实现较远中心距的传动； ❖ 传动过程无相对滑动，平均传动比较准确，传动精度高； ❖ 齿形带的强度高，厚度小，重量轻，可用于低速及高速传动； ❖ 带无需特别张紧，作用在轴和轴承的载荷小，传动效率高。 ❖ 在数控机床、工业机器人等伺服传动中得到广泛应用。
特点：结构简单，制造方便。但径向尺寸较大，弯管端部容易 磨损。
螺旋槽式 在螺母3的两个孔内装上反向器，引导滚珠通过螺母 外表面的螺旋凹槽形成滚珠循环路。
特点：径向尺寸较小，工艺也较简单。
端面回珠式 在螺母两端面装上反向器进行回珠。
➢ 可分为螺旋槽式、插管式和端盖式三种
29
a)插管式外循环方式 1.压板 2.弯管（回珠管）3.螺母 4.滚珠
3.双片薄齿轮错齿调整法
调节两薄片齿轮l、 2的相对位置，达到 错齿以消除齿侧间 隙，反向时也不会 出现死区。
特点：齿侧间隙可自 动补偿，但结构复 杂。
(二)斜齿轮传动机构
1.垫片调整法
在两薄片斜齿轮1、2中间加 垫片3，改变两薄片斜齿轮 之间的轴向距离，使薄片斜 齿轮1、2的螺旋线错位。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
机械系统设计第一
章
《机械系统设计》习题选集
机械设计教研室
第一章
1．系统的概念。
2．系统的特点。
3．机械系统的特性。
4．从流的观点出发, 机械系统的组成。
5．机械系统设计的特点。
6．机械系统设计的基本思想。
7．机械系统设计的一般过程。
第二章
1．总体设计过程中应形成的基本技术文件。
2．设计任务的类型。
3．设计任务的来源。
4．试拟定播种、施肥机的设计任务书。
5．画出播种、施肥机的功能构成图。
6．试建立播种、施肥机的功能树。
7．形态学矩阵的概念。
8．试建立挖掘机的形态学矩阵, 并根据总体方案确定的基本原则, 确定几种合理的方案, 并作简要说明。
9．机械系统方案评价的基本原则。
常见的评价方法。
10．在某机器设计中, 有两种备选方案, 为了确定选择哪个方案, 组织了一个由20位专家组成的评价小组用模糊综合评价法对两个方案进行评价。
已知:
1)评价指标: 产品性能( B1) 、可靠性( B2) 、使用方便性( B3) 、制造成本( B4) 、使用成本( B5) ; 每个评价指标划分为优、良、中等、较差、很差5个等级: 0.9, 0.7, 0.5, 0.3, 0.1;
2)评价指标B1、B2、B3、B4、B5的权分别为: 0.25、0.2、0.2、 0.2、 0.15;
3)投票结果如下表所示:
11．总体布置的基本原则。
12．总体布置的基本形式。
13．试分析手扶拖拉机的总体布置方案。
14．机械系统常见技术参数及指标的类型。
第三章
1．物料流系统的基本概念。
2．物料流设计在机械系统设计中的重要地位。
3．物料流系统的组成。
4．简述常见存储子系统。
5．简述常见输送、搬运子系统。
6．简述六点定位规则。
7．夹紧装置的组成。
8．试结合生产实习中所见的一种物料系统, 分析制造系统物料流系统的组成。
9．如图所示, 某物料流系统设计时, 要把工件从A工位送至B工位, 请提出你自己的设计方案。
注意: 1)工件输送过程中姿态要求保持不变;
2)需要给出方案简图。
第四章
1．简介机械系统能量流理论。
试结合机械工作过程的能量损失论谈一谈曲柄压力机设计中的动力机容量选择问题。
2．试分析起重机的载荷构成。
3．什么叫编谱? 编谱的要求是什么?
4．常见的循环计数方法。