机械设计综合课程设计

机械设计综合课程设计机械学院机械设计系陈心颐办公室：新主楼B411电话：82317745一.课程的目的二.课程设计任务三.课程设计主要内容四.设计进度五.课程特点机械设计综合课程设计一.课程的目的1.培养综合运用所学知识（如：机械设计基础、力学、金属工艺、材料等），解决实际问题的能力。设计时要综合考虑各方面因素和一些设计原则，模拟完成一项实际设计任务。课程的目的2.学会使用已有的设计资料和经验数据。如：机械设计手册教材、图册标准、规范已有的结构、设计经验等设计是一项实践性、经验性很强的工作。课程的目的3.掌握一般机械设计的过程和方法。4.提高独立思考、分析和解决问题的能力。二.课程设计任务（一）《机械设计综合课程设计》指导书中的设计任务（二）结合现有科研成果的设计任务（三）其它自选项目(一)指导书中可选设计任务：薄壁零件冲床机构设计榫槽成型半自动切削机机械系统设计加热炉装料机设计搓丝机传动装置设计简易专用半自动三轴钻床传动装置设计薄壁零件冲床机械系统设计(p258页)1.工作原理：在冲制薄壁零件时，上模（冲头）以较大的速度接近坯料后以匀速将工件拉延成形，然后上模继续下行将成品推出行腔并快速返回；上模退出下模，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置，完成一个工作循环。薄壁零件冲床机械系统设计2.原始技术数据：（1）电机驱动，执行构件为上模，作上下往复直线运动，具有快速下沉、等速工作进给和快速返回的特性。上模工作段的长度L=40～100mm；上模行程长度必须大于工作段长度的两倍以上。行程速比系数K≥1.5；（2）上模到达工作段之前，送料机构已将坯料送至待加工位置（下模上方），送料距离H=60～250mm。生产率约为每分钟70件。薄壁零件冲床机械系统设计（3）设计参数要求室内工作，有轻微冲击，动力源为三相交流380/220V；使用期限为十年，每年工作300天，每天工作16小时。大修周期：3年。生产批量：5台。设计参数如下表。薄壁零件冲床机械系统设计3.设计任务Ⅱ：（1）进行冲床机械系统总体方案设计，包括：上、下模动作和送料机构组合和传动系统，绘制出方案简图，完成运动方案论证报告；（2）用图解法、试验法或解析法设计执行机构，绘制出机构组合系统运动简图及运动循环图，进行机构运动分析；（3）完成传动系统或执行系统结构设计，绘制装配图1张（A0或A1）；（4）设计主要零件，完成零件图2张；（5）编写设计说明书。榫槽成型半自动切削机机械系统设计1.工作原理：(p256页)该机为木工机械，其功能是在一木质长方形料块上切削榫槽，其执行系统工作如参考图所示。首先，构件2压紧工作台上的工件后，端面切刀3将工件的右端面切平；然后，构件2松开工件，推杆4推动工件向左作直线移动，通过固定的榫槽刀在工件表面的全长上开出榫槽，切削过程中工件作近似等速运动。榫槽成型半自动切削机机械系统设计2.原始技术数据：(1)机构结构尺寸要求机构结构设计数据表（单位为mm）榫槽成型半自动切削机机械系统设计设计参数要求Ⅱ室内工作，有轻微冲击，动力源为三相交流380/220V；使用期限为十年，每年工作300天，每天工作16小时。大修周期：3年。生产批量：5台。设计参数如下表。榫槽成型半自动切削机机械系统设计3.设计任务Ⅱ：（1）按原始技术数据（1）、（3）进行总体方案设计，包括：工件压紧、切端面、推榫槽的机构及其传动系统的总体方案，绘制方案简图，完成总体方案论证报告；（2）用图解法或解析法设计执行机构，绘制出机构组合系统运动简图及运动循环图，进行机构运动分析；（3）完成传动系统或执行系统结构设计，绘制装配图1张（A0或A1）；（4）设计主要零件，完成零件图2张；（5）编写设计说明书。加热炉装料机设计(p250页)1.设计要求：(1)该机用于向加热炉内送料。装料机由电机驱动，通过传动装置使装料机推杆做往复移动，将物料送入加热炉内；(2)室内工作，需要5台；动力源为三相交流380/220V，电机单向运转、载荷较平稳；(3)使用期限为10年，每年工作300日，每日工作16小时，大修周期：三年；(4)专业机械厂制造，可加工7、8级精度的齿轮、蜗轮。加热炉装料机设计任务2.原始技术数据：数据组编号12345678910推杆行程/mm200所需电机功率/kW22.52.833.43.94.55.167推杆工作周期/s4.33.73.33.02.72.52.32.12.01.8加热炉装料机设计任务3.设计任务：（1）完成加热炉装料机总体方案设计和总体方案论证报告，绘制总体方案机构原理图；（2）设计主要传动装置，完成主要传动部分的结构装配图1张（A0或A1）；（3）主要零件设计，完成零件图2张；（4）编写设计说明书。轴棍搓丝机传动装置设计(p251页)1.设计要求：(1)该机用于加工轴棍螺纹。上搓丝板安装在机头上，下搓丝板安装在滑块上。滑块往复运动一次，加工一件。(2)室内工作，需要5台；动力源为三相交流380/220V，电机单向运转、载荷较平稳；(3)使用期限为10年，每年工作300日，每日工作16小时；大修周期：三年；(4)专业机械厂制造，可加工7、8级精度的齿轮、蜗轮。1:电动机2：传动装置3：床身4：搓丝机轴棍搓丝机传动装置设计2.原始技术数据：轴棍搓丝机传动装置设计3.设计任务：（1）搓丝机传动系统的总体方案设计，绘制总体机构原理图，完成总体方案论证报告；（2）设计主要传动装置，完成主要传动部分的结构装配图1张（A0或A1）；（3）主要零件设计，完成零件图2张；（4）编写设计说明书。简易专用半自动三轴钻床传动装置设计1.设计要求：(p252页)(1)三个钻头以相同的切削速度（圆周速度）v作切削主运动，安装工件的工作台上移作进给运动。三个钻头的切削阻力矩为T，每个钻头轴向进给阻力为F，被加工零件上三孔直径均为d，每分钟加工两件；(2)室内工作，需要5台；动力源为三相交流380/220V，电机单向运转、载荷较平稳；(3)使用期限为10年，每年工作300日，每日工作16小时；修大修周期：三年；简易专用半自动三轴钻床传动装置设计2.原始技术数据：简易专用半自动三轴钻床传动装置设计3.设计任务：（1）钻床总体传动方案设计，绘制总体机构原理图，完成总体方案论证报告；（2）设计钻头主要传动装置，完成该主要传动部分的结构装配图1张（A0或A1）；（3）主要零件设计，完成零件图2张；（4）编写设计说明书。(二)结合现有科研成果的设计任务：关节式码垛机器人碗部及小臂结构设计关节式码垛机器人大臂及传动结构设计关节式码垛机器人腰部结构设计码垛机器人在包装生产线上的应用意大利img-rp100IRB660关节式码垛机器人机械结构设计1.工作原理：机器人的机械系统主要有四个部分组成，能实现四种运动：基座旋转，大臂前后运动，小臂上下运动和手腕回转运动。可通过示教的方式实现编程，或选择一些固定程序。这种机器人机身小而动作范围大,可同时进行一个或几个托盘的同时码垛,能够灵活机动地对应进行多种产品生产线的工作。关节式码垛机器人机械结构设计2.原始技术数据：机械结构：多关节型圆柱坐标4轴机器人；要求碗部始终垂直向下。码垛重量:60Kg、90Kg、120Kg、160Kg、200Kg；码垛能力：500次/小时、700次/小时、900次/小时、1200次/小时、1600次/小时；动作范围：垂直：1.8m，水平1.3m，手腕θ1轴：330°，腰部θ4轴：330°；电源（AC380/50Hz）动作范围：垂直：1.8m，水平1.3m，θ1轴：330°，θ4轴：330°；关节式码垛机器人机械结构设计3.设计任务：（1）完成码垛机器人机械系统总体方案设计，包括：各关节、大小臂和传动系统，绘制出机构简图，完成运动方案论证报告；（2）用图解法或解析法设计执行机构，进行机器人的运动分析；（3）完成传动系统或执行系统结构设计，绘制装配图1张（A0或A1）；（4）设计主要零件，完成零件图2张；（5）编写设计说明书。(三)其它自选项目：学生可结合本专业的研究内容或与相关老师合作的科研项目的部分作为课程设计的设计任务。三.课程设计主要内容：完成总体传动方案的设计和论证，绘制总体方案的机构简图一张。设计完成主要传动装置的总装配图一张（A0或A1纸）。设计完成零件图几张。计算说明书一份。四.设计进度：第1周：充分理解任务书；查阅有关资料；提出2种以上的可行方案；确定原动机；画出初步的机构简图，写出各方案的特点，进行比较，最终确定一种方案。第2周：用图解法或解析法进行执行机构的设计计算；按比例绘出所设计的总体方案机构简图。设计进度：第3周：分配传动机构的传动比，计算传动机构的动力参数，并列成表；设计计算各级传动装置：带传动、闭式斜齿轮、开式齿轮、蜗轮蜗杆等。第4周：用三维建模软件对部分传动机构的进行三维建模设计。设计进度：第5周：边设计边进行轴、轴承、键的校核计算。第6周～第8周：继续三维建模的设计绘制。第9周：完成三维建模。设计进度：第10周～第12周：将三维建模设计转换为二维的装配图（三视图），按国标修改完善，打印出一张0号的装配图，通过任课老师签字。第13周～第14周：绘制两张二维零件图按1：1打印出来，编写计算说明书一份。第15周～第16周：检查，改错，整理，准备答辩，答辩。成绩：优、良、中、及格、不及格——5级平分。平时成绩——60%；装配图、零件图、计算说明书、答辩成绩——40%。五.课程特点：项目驱动、以学生自主独立工作为主，老师指导为辅。边设计，边画图，边计算，边修改；没经验，不可能一次定准；独立思考、主动创造性设计，结合充分利用和理解手册、图册等资料、经验数据及结构；可结合一些实验。不要全部照抄照搬或依靠老师，也不要全部创新，不是发明。态度认真，从实际出发，有错必改。参考资料：《机械设计综合课程设计》，王之栎、王大康主编。《机械设计》，王之栎、马纲、陈心颐编。《机械设计手册》《机械设计课程设计图册》一些设计原则：•满足设计任务对机器提出的功能要求；•安全，不失效，工作可靠；•经济性好，性能价格比高；•工艺性好，加工、装拆、维护方便；•机构简单，外形美观，便于使用；•体积小、重量轻；•效率高；•噪声低；………机器的组成：动力部分——电机，内燃机，……传动部分——各种传动机构组成：齿轮传动，蜗杆传动，带传动……执行部分——各种执行机构：曲柄滑块机构，连杆机构，夹持机构，螺旋机构……控制部分——机构控制，电器控制，计算机控制，液压、气压控制……机械设计的一般过程明确设计任务；集思广益，充分调动已有资料，提出可行的各种构想，选择合适的动力、传动机构和执行机构等；通过讨论和论证，确定设计方案；进行机构设计；绘出机构简图；对机构进行必要的运动分析和动力分析；对重要零部件的工作能力进行计算；绘制总体设计图，进行结构设计；边设计，边校核计算，边调整设计。设计绘制各零件的零件图。码垛机器人机构简图34512678序号代号名称数量材料重量单件总计备注1MDJ120-WB-00腕部部件装配图12MDJ120-XB-00小臂部件装配图13MDJ120-QDB-00前大臂部件装配图14MDJ120-HDB-00后大臂部件装配图15MDJ120-JZ-00A水平丝杠部件装配图16MDJ120-JZ-09机架部件焊接图17MDJ120-JZ-00B垂直丝杠部件装配图18MDJ120-DZ-00机座部件装配图1MDJ120-000设计标记设计处数分区更改文件号签名年、月、日阶段标记重量比例共张第张标准化批准审核工艺120型码垛机器人总装图MDJ120-0001:15A-AB-BBBAAφ45j6φ85H7181716151413126123457811109192020j647H73911516.5134.2借(通)用件登记旧底图总号底图总号签字日期日期档案员MDJ120-WB-00设计标记设计处数分区更改文件号签名年、月、日阶段标记重量比例共张第张标准化