综合课程设计-牟萍

综合课程设计机械设计制造及其自动化2013-2014-2学期什么叫综合课程设计？综合应用所学的理论知识机械制图机械原理理论力学、材料力学机械制造基础、金属工艺学机械设计机电控制……设计具有工程背景的机械“装置”所学知识的灵活应用机械产品设计的训练毕业设计演练一、做什么？设计出具有一定功能的“机械装置”功能原理及方案设计→明确指标参数分析计算：1）运动；2）零件强度结构设计（零件图和装配图）设计说明书目标—由所设计的图纸，能加工出实物（产品）！二、怎么做？创意设计具有特定功能的机械装置设计实现这一功能的工作原理及方案执行件运动协调性设计总体结构设计传动部分设计（机构类型、i、运动参数等）原动机选择设计传动零件设计机体设计绘制装配图、零件图编写设计说明书三、产品设计与课程设计的区别任务书设计试制产品定型生产上市总体设计传动零件设计计算机体设计计算绘制装配图绘制零件图编写设计说明书产品设计任务书设计总体设计传动零件设计计算机体设计计算绘制装配图绘制零件图编写设计说明书课程设计四、示例—A.简易彩绘机设计

功能（工程背景）：设计一种用于小型旅游纪念品图案绘制的机构；指标：1）直线喷绘行程170mm（误差≤5mm）；2）圆弧喷绘部分：左侧摆动角度45°、右侧摆动角度55°（喷绘图形为不对称扇形，误差≤50）；1.功能原理设计根据设计要求，要实现直条和扇形图案的喷绘功能，即应该有两个执行件，考虑到成本由一个电机驱动。直条喷绘功能由滑块实现，即曲柄滑块机构实现直条的喷绘；扇形图案的喷绘曲柄摇杆或双摇杆机构实现。为操作方便及构件的空间布局，采用双摇杆机构作为扇形喷绘的执行机构；同时，为满足摆动幅度要求，在双摇杆机构前再串联一个曲柄摇杆机构以增加执行件的摆动范围。为了一个电机同时驱动两路运动，在曲柄滑块机构前加一个带传动和间隙运动的槽轮机构。

2.机械运动方案设计由电机驱动齿轮11，通过齿轮机构实现分路运动；齿轮11—3—杆4—杆5、6、7，从而实现摆杆7左右摆动，实现圆弧喷绘功能；齿轮11—13、拨盘14—槽轮15—带传动16—连杆1、2—滑块10，从而杆9上下扫动，实现直线喷绘功能。

3.相关运动参数计算1）圆弧运动计算

本设计是基于小型图案的喷绘，所以整体尺寸设计都较小，圆弧喷绘部分要求左侧摆动角度45°、右侧摆动角度55°，现就此要求以图计算扇形喷绘各杆的参数。……略

2）直条设计计算直条喷绘要求行程170mm，就此要求按图计算直条喷绘各杆的参数。……略

3）执行件运动协调性设计

本设计要实现直条和扇形图案的喷绘，即两个执行件的运动需协调配合才能印制出需求图案，因此，拟定两个执行件运动循环路线，绘制运动循环图。

图略……4.计算结果—以表格形式列出—略！

5.实验

6.实验结果

摇杆7近似对称摆动，左侧摆动角为43°，右侧摆动角为520，摆动周期为3s。滑块10行程近似为170mm。由于最初设计方案中使用的是槽轮，杆9为间歇性的运动，而杆7能够稳定的左右摆动，初步达到了预期的运动，运行较平稳，但是整个运动不是很协调，而且杆9间歇运动不能很好地实现连续喷绘功能。因此，需要对其进行改进。

7.修改方案略！

8.修改后参数计算—略！

9.运动学分析1）直线喷绘部分（曲柄滑块机构）的运动分析2）圆弧部分运动分析

10.运动分析结论—略！

11.总体结构设计1）设计思想2）附结构示意图说明

12.传动系统设计电机选择传动类型传动比执行件协调性

13.强度校核计算齿轮校核轴轴承带轮计算……略！

14.校核计算结论—略！

15.零件设计

1）设计过程描述2）零件图（按机械制图要求绘制，完整表达零件的形状、尺寸、形位公差、技术要求及标题栏等）

16.装配图设计

1）设计过程描述2）装配图（按机械制图要求绘制，完整表达各个零件的装配关系、外形及配合尺寸、形位公差、技术要求、标题栏及明细表等）示例B—小型雕刻机的设计

1.方案设计（功能原理设计）选用谐波减速器作为旋转移动进给的传动部件。两个旋转轴：A轴采用步进电机与谐波减速器直接连接，谐波减速器与摇篮耳直接连接，形成对摇篮的摆动控制；C轴采用步进电机通过同步带与谐波减速器连接的结构，实现对旋转工作台的旋转控制。X、Y、Z直线进给系统结构初步采用雕刻机常用的滚珠丝杠加直线导轨的组成形式。直线进给系统的设计均采用步进电机与滚珠丝杠直接连接的结构，滚珠丝杠也都采用一端固定一端游走的固定方式。完成各运动轴系统的设计后，再设计主轴的安装座等。最后将各轴组装起来得到五轴雕刻机整体结构。

2.总体结构设计1）设计思想2）附图说明

3.传动系统设计电机选择传动类型传动比分配执行件运动协调设计

4.强度校核计算齿轮校核轴轴承带轮计算……略！

5.校核计算结论—略！

6.优化设计优化前对底座变形分析结果如图，从分析结果得到底座的最大变形量为7.25um,而设计要求底座的最大变形量小于5um，不满足要求。

7.结构静态分析—有限元分析

1）垂直受力时的变形图2）水平受力时的变形图

8.结构动态分析—有限元分析

在结构动态分析中,将结构谐响应分析作为主要分析内容,考察雕刻机的固有频率。如果雕刻机的固有频率与切削时主轴上的切削力激振频率接近,则机床易引起共振,机构变形量较大,影响加工精度。一般情况下,机械结构的固有频率越高,动刚度越好。模型变形图雕刻机最终模型

9.计算结果—以表格形式列出—略！

10.零件设计

1）设计过程描述2）零件图

11.装配图设计

1）设计过程描述2）装配图

五、参考资料吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册.北京：高等教育出版社,2006.田培棠等.机械零部件结构设计手册.北京：国防工业出版社,2011.于惠力,张春宜.机械设计课程设计.北京：科学出版社,2006.濮良贵,纪名刚.机械设计.北京：高等教育出版社,2008.廖念钊.《互换性与测量技术》.北京：中国计量出版社，1991.

根据自己的设计题目可选择不同作者、版本的资料作设计参考！

在引用公式、图表时，一定是同一本手册或教材中对应的公式和图表，切忌不能用一本书的公式而去查另一本书的图表！二人一组1）要根据自己所做工作排序；2）注明自己的工作内容；3）小组自拟一个与专业相关、感兴趣的课题。自命题：1）结合自己的所见、所想自拟题目；2）创意设计一具有实际功能的机械装置；设计说明书计算正确，论述清楚，层次分明；相同方法计算：写出计算公式，代入相应数值后不必写出运算过程，直接写出计算结果及单位，并写出简短结论凡公式或数据，应注明来源。为了清楚说明设计内容，应附有必要的插图（如传动方案简图，轴的受力分析图，轴的结构设计草图等）。

为了简练醒目，一些计算可以用表格形式写出（如传装置的运动及动力参数，传动零件的几何尺寸参数等）。强调设计报告装订的顺序：封面→任务书→成绩考核表→中文摘要→目录→正文→附录→封底题目必须统一（包括封面、任务书、考核表），题目以封面为准；任务书日期为课程设计开始时间，统一为：2014年3月20日，不得写为结束时间“公式、图表、文字”应清晰，不能采用下载或截取的图（自己的仿真界面除外）；对能装订的图纸必须装订在说明书的附录部分；每一个组的题目不能相同；设计报告正文包括目录、摘要、图表、公式、