机械系统设计教案

第1课(3课时)

课程基本介绍：

⑴与《机械设计》课程的基本区别：

研究对象的基本不同，研究方法的基本区别

⑵课程的训练目的和方法：

因为同学们均为四年级，大家所从事的毕业设计研究方向不同，所以教学目的为尽可能对每个同学所从事的具体工作有所帮助。

训练方法包括较多的讨论课，讨论以每人的大作业为基础，要求采用书面作业结合多媒体(以PowerPoint形式)表现手段，每人分别介绍自己的作业，教师加以点评。

⑶考核的基本办法：

以教学过程检查和期末考试相结合的方式：大作业4个，每个占10分，共40分，课堂点名10次，每次2分，共20分，考试占40分。

正式教学开始

1.绪论

教学重点：帮助同学建立系统论的观点，从《机械设计》课程的零部件设计的思路建立机械系统的设计理念，激发对机械系统设计的兴趣。

教学难点：机械系统的体系

1.1机械与机械系统

1.1.1系统的概念

举例说明：

例1：本人的硕士研究课题：一个液压回转系统的研究

重点说明：从机械零件的最佳设计角度能实现的效果与从系统的角度能完成的效果比较。

引申出系统设计思想与零件设计的很大区别。

例2：自动控制技术的发展历程：

从自动控制技术的发生、发展，以及从导弹、宇航一直到民用的发展历程，介绍系统化的设计思想和思路。

例3：系统论在经济学和人文科学领域的一些应用：

以房地产发展为例，尝试说明系统论在经济学上的一些应用。

1.1.2机械系统的基本组成

子系统：动力系统、传动系统、执行系统、操纵及控制系统

举例说明：

例1：汽车

例2：《机械设计》中所有人均完成的千斤顶

1.2机械系统设计的任务

1.2.1从系统的观点出发

重点：与外部环境的相互影响，以汽车设计为例

1.2.2合理确定系统功能

重点：基本要求及辅助要求，以手机为例

1.2.3提高可靠性

重点：可靠性设计的一些基本介绍，以日本日产的压路机为例(本人参与过实测)

1.2.4提高经济性

重点：寿命周期的设计。以挖掘机近年的技术发展为例，结合小松的寿命设计软件功能。

1.2.5保证安全性

以电梯的防护装置的发展一个环节为例(力矩限制器的产生与应用) 1.3机械系统设计方法概述

以建筑卷扬机为例。

1.3.1基本设计过程

计划、外部设计、内部设计、制造销售

1.3.2机械系统设计的特点

1.3.3系统分解

1.3.4系统评价

主要参考书目：两大类

⑴《设计学》或《设计方法学》的相关书籍。

⑵《机械系统设计》的相关教材。

第2课(3课时)

2.机械系统设计的方案设计与总体设计

教学重点：机械系统的方案设计，帮助同学建立功能分析、功能分解的基本思想，激发创新意识，提高创新能力。

教学难点：实际应用所学知识进行方案设计

2.1机械系统的方案设计

以某啤酒厂的瓶盖处理机为例。

2.1.1研究给定的设计任务

2.1.2设计任务抽象化(即理论建模)

黑箱原理基本介绍

能量流、物流、信息流的基本建立

边界条件及约束的建立

2.1.3功能分解及设计目录的使用

2.1.4方案选择及评价指标

评分法

加权评价指标

综合评价矩阵

其他评价方法简介。

2.2机械系统的总体设计

以轿车设计为例

2.2.1总体设计的内容

2.2.2总体布置设计

2.2.3总体参数的确定

以液压挖掘机90年前后国际上主要总体性能参数的突然提高60%而国内直到90年代中期才响应为例，说明总体参数确定对机械性能指标的影响。

大作业1：

自选某设计任务进行方案设计，要求使用所学习的方案设计的基本原理进行。

要求采用书面作业结合多媒体(以PowerPoint形式)表现手段。

机械创新设计学简介

原理方案的创新设计：

功能设计法、设计目录、评价系统

常用创新技法

群体集智法、系统分析法、联想类比法、转向创新法、组合创新法创新设计的理论基础

创造性思维

创造原理(综合创造原理、分离创造原理、移植创造原理、物场创造原理、还原创造原理、价值优化原理)

讨论课1

要求：采用方案竞标会的形式，每人5分钟介绍自己的方案设计。

其中，设计对象描述约1分钟，设计目标的提出及依据约1分钟，设计方案的功能分解、原理求解约2分钟，方案评价及最终确定方案约1分钟。要求以多媒体(以PowerPoint形式)方式进行。

教师、同学提问和报告人解答约3分钟。当场打出方案分。

进行15——18人

教师初步总结：

指出方案设计及表述过程中比较共性的问题和解决思路，要求在书面作业中补充完成。

第4课(3课时)

讨论课2

约20人左右

第5课(3课时)

讨论课3

完成讨论课并进行总结，交所有的书面作业。

3.机械系统的载荷特性和动力机选择

首先对同学们上学期期末“机械工程设计实践”中有关动力机选择的一般做法和存在问题进行讨论，以一两个同学的设计实例引出问题。

教学重点：各动力机的种类及应用的一般知识

教学难点：针对实际用途进行动力机的选择、计算

3.1工作机械的载荷和工作制

3.1.1工作机械的载荷类型

恒转矩：电梯、带式输送机

恒功率：汽车的换档、液压挖掘机

转矩是转速的函数：载重车用缓速器、离心式水泵

恒转速：工程机械用柴油机、发电机的原动机

载荷历程的概念

周期载荷、非周期载荷、随机载荷

3.1.2载荷处理方法

常用的静态处理：载荷情况系数的选取(设计手册相关系数选取) 动态处理：载荷谱及相关处理方式(一般介绍)

3.1.3载荷的确定方法

类比法(例：常用产品系列的拓展)

计算法(机械原理中的力分析、平衡力矩在实践中的应用，如剪切机)

实测法(测试手段和测试方法，以本人工作经历中的压路机的测试为例)

3.1.4工作机械的工作制

负载持续率%100?+=

o

w w

t t t FC ， 其中，w t 为机械工作时间；0t 为机械停歇时间 3.2动力机的种类、机械特性及其选择 一般问题：

载荷特性分析、动力机机械特性分析、容量计算、经济性分析、环境要求分析等。(例汽车动力、一般工程机械、普通车床) 3.2.1电动机的种类、机械特性及其选择 3.2.1.1电动机的种类及其机械特性

⑴类型分析表

⑵机械特性(固有机械特性和人为机械特性) 固有机械特性介绍

交流异步电动机(起动点、空载工作点、额定工况、最大扭矩)

直流电动机(他励、串励)

3.2.1.2选型计算

以一个实例说明：建筑卷扬机，卷筒直径4m，起重量6吨，提升速度720m/min，起动加速时间10s，制动减速时间12s，总提升时间72s，停歇时间10s，卷扬机效率0.96。

3.2.2内燃机的种类、机械特性及其选择

3.2.2.1分类

汽油机、柴油机的基本原理介绍。分类方法、常用名词介绍。3.2.2.2主要性能

有效功率、标定功率、升功率、有效燃油消耗率、机械效率、平均有效压力

3.2.2.3机械性能

负荷特性、速度特性、万有特性

调速器介绍

3.2.2.4内燃机的选择

固定式工况、螺旋桨工况、车用工况

3.2.3液压马达及气动马达的种类、机械特性及其选择(一般介绍)

可选大作业2：

概述电动机的分类及选型

第7课(3课时)

4.机械系统的噪声及控制

教学重点：噪声的控制

教学难点：噪声的分类和特性

首先介绍本人工作中遇到的某齿轮减速机厂的某型减速机所遭遇的噪声问题，通过该实例引证噪声问题的重要性。

4.1机械系统噪声的分类和特性

4.1.1机械系统噪声形成的基本原因

机械撞击力造成(锻压机等)、周期性交变力产生(齿轮啮合等)、不均匀随机力产生(轴承等)

4.1.2机械系统噪声的分类

4.1.2.1按起源分类：

机械性噪声、流体动力性噪声、电磁性噪声

4.1.2.2按噪声强度随时间而变化的情况分类：

稳态噪声、非稳态噪声、脉冲噪声

4.1.3衡量噪声的指标(介绍)

客观评价量、主观评价量

4.1.4机械系统噪声的传播和衰减

4.2机械系统的噪声控制

4.2.1噪声控制的一般原则和方法

4.2.2噪声源控制

4.2.3噪声传播途径控制

4.2.4噪声接受处控制

4.2.5常用吸声材料和隔声材料

4.2.6降噪装置设计

4.3机械噪声测量简介

可选大作业2：

概述球磨机的噪声发生及降噪措施

5.操纵及控制系统设计概述

教学重点：分类及应用的一般知识

教学难点：自动控制技术在工业上的应用

5.1操纵系统设计

5.1.1操纵系统的功能及要求

基本功能：信号转换

基本要求：轻便省力、行程适当、定位可靠、反馈准确迅速、安全可靠等等。

以汽车的操纵系统为例，结合其操纵系统的发展历程说明。5.1.2操纵系统的组成及分类

基本组成：操纵件、执行件和传动件

分类：人力、助力、液压、气压

5.1.3操纵系统设计(简单介绍)

5.1.4人机工程学在操纵系统设计中的应用(介绍)

结合汽车的操纵系统加以说明

5.2控制系统设计

5.2.1控制系统的作用、分类、和组成

控制系统的作用：

控制系统的分类：

按控制信号的变化规律(恒值、程控、伺服)

按系统结构特点(单回路及多回路、开环及闭环、复合控制、单级及多级)

控制系统组成，以闭环反馈控制系统为例

5.2.2控制原理

经典控制论与现代控制论(简述控制理论的发展历史，结合本人硕士论文工作说明其作用的特点)

5.2.3实例介绍

火炮炮台回转跟踪系统

主动控制技术在工业领域的部分应用(国外)

可选大作业2：

讨论某伺服系统的功能、原理及设计特点(可任选应用场合)

讨论课4

要求：前述可选大作业2，每人4分钟介绍自己的论述内容。

要求以多媒体(以PowerPoint形式)方式进行。

教师、同学提问和报告人解答约2分钟。当场打出成绩。

进行25人

教师初步总结：

指出需要在书面作业中补充完成的内容，指出存在的一些共性的问题。

第9课(3课时)

讨论课5

完成讨论课并进行总结，交所有的书面作业。

6.执行系统设计

教学重点：工作循环图的绘制和应用

教学难点：执行机构选型

6.1执行系统的组成、功能及分类

6.1.1执行系统的组成

执行构件和机构(工作机或工作装置)

6.1.2执行系统的功能

夹持、搬运、输送、分度及转换工位、检测、完成工艺性动作等教材中的示例逐一说明(四种机械手、车门启闭、搬运、直线输送、直线导轨、两种回转作业台、分度装置、垫圈检测等等)

6.2机构选型及常用执行机构的主要性能特点

教材中的机构图样逐一介绍和说明(详述)。

6.3执行系统设计

以本人曾参与的一个绷带成卷机的设计为例逐步说明

6.3.1设计要求的提出

6.3.2执行系统的设计步骤

拟定运动方案、拟定机构组合方案、绘制工作循环图、运动分析、动力学分析及承载能力计算。

大作业3：

自选某自动化机械进行执行系统设计，要求完成方案设计过程、制定机构组合方案、绘制工作循环图、完成基本运动分析。

讨论课6

要求：设计对象描述约1分钟，设计方案的提出及选定机构介绍约2分钟，工作循环图介绍1分钟，共每人4分钟介绍自己的论述内容。

要求以多媒体(以PowerPoint形式)方式进行。

教师、同学提问和报告人解答约2分钟。当场打出成绩。

进行25人

教师初步总结：

指出需要在书面作业中补充完成的内容，指出存在的一些共性的问题。

第12课(3课时)

讨论课7

完成讨论课并进行总结，交所有的书面作业。

7.传动系统设计

教学重点：有级传动系统的一般知识

教学难点：针对实际用途进行传动系统的设计、计算

7.1传动系统的功能和要求

7.1.1传动系统的基本功能

运动的传递和转换形式、力的传递和转换方式、动力的分解和组合。

7.1.2传动系统的要求

与动力机的匹配、起制动、调速、换向、卸载、安全保护等。

7.2传动系统的类型及其选择

7.2.1按传动比变化情况分类

固定传动比：起重机

可调传动比：有级变速(汽车、机床等)、无级变速(机械无级变速器)、周期性变速(造纸和纺织用放卷机等)

7.2.2按驱动形式分类

独立驱动：单执行机构(曲柄压力机)、不相关的多个执行系统(起重机)、数控机械的传动系统

集中驱动：有传动比要求(螺杆加工)、有动作顺序要求(啤酒封盖过程)、相互独立驱动(塔式起重机)、联合驱动(隧道掘进机)

7.2.3按工作原理分类

机械传动、流体传动、电力传动(教材表5.1详细说明)

7.2.4传动类型的选择

以汽车传动系统为例，分别说明各类型的优缺点。

7.3传动系统的组成

7.3.1变速装置

交换齿轮变速、滑移齿轮变速、离合器变速、啮合器变速

各具一例(用机构运动简图说明)

7.3.2起停和换向装置

电动机自身、用离合器(简图)

结构介绍(教材中的图)

7.3.3制动装置

制动器介绍：

接触式；带式、块式、蹄式、盘式

非接触式：磁粉制动器、电缓冲器

7.3.4安全保护装置

安全联轴器、安全离合器

专用安全保护装置：结合本人经历介绍电梯的防护、起重机的保护装置等。

7.4传动系统的运动设计

7.4.1有级变速传动的运动设计

确定结构式、定比传动副的确定、转速图的绘制、公比确定原则以上海桑塔纳2000型的速比为例。(《汽车构造》教材)

7.4.2无级变速传动链的设计原则(介绍)

电机调速介绍(直流调速、交流变频调速)

其他无级调速方案介绍

7.4.3液压的无级调速系统

节流调速、容积调速

7.4.4液力传动在车辆底盘中的应用

大作业4：

自选某机械进行传动系统设计，要求确定结构式、定比传动副、绘制转速图、确定公比。

第14课(3课时)

讨论课8

要求：完整介绍自选的设计命题及自己的设计方案，每人4分钟介绍自己的论述内容。

要求以多媒体(以PowerPoint形式)方式进行。

教师、同学提问和报告人解答约2分钟。当场打出成绩。

进行25人

教师初步总结：

指出需要在书面作业中补充完成的内容，指出存在的一些共性的问题。

第15课(3课时)

讨论课9

完成讨论课并进行总结，交所有的书面作业。

第16课(3课时)

机动

机械系统设计复习题.docx

陈胜国班长 以下所给为前儿届用过的一些题目汇编，请同学们参考要求能够“举一反三”，否则，恐难以过关！！1?为公平期间，请务必将此复习题发至每一位同学； 2.此复习题仅告诉你们题目的类型、出处、难度等信息，不要仅局限于木题目，要求做到“举一反三”，否则，就会起到误导学生的作用。 填空 1、系统（system）是具有特定功能的、相互间具有有机联系的许多要素构成的一个整 体。 2、系统的特性主要包括整体性、相关性、目的性和环境适应性等。 3、系统的整体特性主要是指构成系统的各要素服从整体功能，要素间的联系不能分害 I」。 4、系统的相关特性主要是指要素之间是相关的，形成特定的结构关系，包括入与出关 系、层次联系、排列组合形式等。 6、系统的目的性是指实现特定的功能是系统存在的目的。 7、系统边界是指技术系统功能范围的界限，即内部系统与外部系统的分界。 8、从系统的观点看，机械系统一般主要动力系统、执行系统、传动系统和操纵控制系 统等组成。 9、动力系统包括动力机及其配套装置；它的功能是向机器提供运动和动力，是机械系 统的动力源。 10、执行系统包括机械的执行机构和执行构件，是利用机械能改变作业对象的性质、状 态、形状或位置，或对作业对象进行检测、度量等。 11、执行系统通常处在机械系统的末端，直接与作业对象接触，其输出是机械系统的主 要输出，其功能是机械系统的主要功能。因此，执行系统有时也被称为机械系统的工作机。 12、操纵控制系统通常主要由、、和等部分 组成。（需答对起停装置、离合器、制动器、变速器和换向装置中的4项） 13、机械系统设计时，特别强调和重视从系统的观点出发，合理确定系统功能，提高可 靠性，提高经济性，保证安全性。 14、确定系统功能时，应遵循保证基本功能、满足使用功能、剔除多余功能、增添新颖 功能、恰到好处地利用外观功能的原则，降低现实成本，提高功能价值，力求使产品达到尽善尽美的境地。 15、可靠性是指产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。是衡量产品质量 的一个重要指标16、布置操纵件的时应尽量使得操作人员便于操纵和观察，保证操作人员和操纵件之间有合适的空间位置，符合方便宜人及与环境协调的要求。

机械系统设计大作业

《机械系统设计》 课程大作业—I 棒料校直机功能原理设计 院（系） 专业 学生 学号 班号 2015年4月

棒料校直机功能原理设计 1 设置棒料校直机功能原理设计的目的 功能原理设计是机械系统设计的最初环节，主要是针对产品的主要功能提出一些原理性构思，也就是针对产品的功能进行原理性设计！ 针对某一产品的主要功能，设计人员在进行了大量相关资料查阅之后，应设计出几种不同的功能原理方案来，以便从中选出较理想的一个为下一步总体设计奠定基础。针对产品主要功能而进行的功能原理设计这一步，在整个设计中是非常重要的一环。一个好的功能原理设计应既有创新构思，同时又能满足用户的需求。 因此，在培养学生的机械系统设计能力时，不仅要注重机构和结构设计的培养和训练，而且更应注重功能原理设计的培养和训练。由于功能原理设计有其自身的特点和工作内容，因此，本大作业将主要针对功能原理设计进行。 2棒料校直机功能原理设计目的 棒料校直是机械零件加工前的一道准备工序。若棒料弯曲，就要用大棒料才能加工出一个小零件，如图1所示，这种加工方式材料利用率不高，经济性差。故在加工零件前需将棒料校直。 图1 待校直的弯曲棒料

3 设计数据与要求 请根据以下设计数据，进行棒料校直机的功能原理设计。 1) 棒料材料：需校直的棒料材料为45钢 2) 工作环境及环保要求：室内工作，希望冲击振动小、噪声小； 3) 工作寿命：使用期限为10年，每年工作300天，每天工作16小时； 4) 设备保养维护要求：每半年作一次保养，大修期为3年。 5) 棒料校直机原始设计数据如表1所示。 表1 棒料校直机原始设计数据 4棒料校直机功能原理设计过程 功能原理方案设计的任务是：针对某一确定的功能要求，去寻求一些物理效应并借助某些作用原理来求得一些实现该功能目标的解法原理来；或者说，功能原理设计的主要工作内容是：构思能实现功能目标的新的解法原理。这一步设计工作的重点应放在尽可能多地提出创新构思上，从而使思维尽量“发散”，以力求提出较多的解法供比较和优选。此时，对构件的具体结构、材料和制造工艺等则不一定要有成熟的考虑，故只需用简图或示意图的形式 5 棒料校直机功能原理设计要求 1) 用黑箱法寻找总功能的转换关系，给出棒料校直机的黑箱图； 2) 对棒料校直机进行总功能分解，绘制“技术过程流程图”和“总功能分解图”； 3) 建立棒料校直机的“功能结构图” 4) 寻找原理解法和原理解组合。 6 设计参考资料 教材中第二章机械系统总体设计中“露天矿开采挖掘机的原理方案设计” 7 作业成绩及其与本门课程总成绩的关系 满分4分，记入100分的总课程成绩。 根据表1任选一组进行设计。

机械设计系统习题

机械系统设计 （习题集）

第一章绪论 1．机械工程学科研究的内容包括几大分学科？各分学科之间的相互关系又怎样？ 2．系统的概念及系统的特点。 3．什么是机械系统？机械系统由几大部分组成？机械系统在产品中的地位作用？ 4．简述产品产生过程及设计的一般过程。 5．什么是机械系统的现代设计方法？此方法与传动设计阶段的设计方法有何联系与区别？ 第二章机械系统总体设计 1．产品的功能是如何划分呢？在设计产品时，如何合理确定产品的各种功能？ 2．为什么在产品功能原理方案是1阶段常采用的“黑箱法”？“黑箱法”的设计思路及特点是怎样的？ 3．简述功能原理方案设计的步骤。 4．什么是功能源、功能结构？ 5．简述结构总体设计原则、基本原理及设计步骤？ 6．机械系统方案评价的基本原则。常用的评价方法。 第三章执行系统设计 1．执行系统由几大部分组成？简述其分类及可实现的功能？ 2．一般执行轴由几大部分组成？执行轴的基本要求有哪几项？如果达不到设计要求，将有什么影响？ 3．在什么情况下执行轴组件采用三支承较为合理？前、后支承中的滚动轴承的制造误差对主轴组件的旋转精度有何影响？为什么执行轴前轴承的精度比后轴承的高？

4．简述如何在不提高轴承的精度等级情况下，用“选配法”和对执行轴前、后轴承的合理安装来提高执行轴的旋转精度。 5．结合曲柄压力机传动系统图指出各部件对应子系统，并说明该系统的工作过程。 1-脚踏板2-滑块3-连杆4-曲柄 5-制动器6-离合器7,8-齿轮副 9-电机10-床身 曲柄压力机传动系统图 第四章传动系统设计 1．简述传动系统的类型和设计时确定类型的原则。 2．简述传动系统的一般组成和设计时应注意的问题。 3．试述转速图的组成、内容和画法。 4．试分析转速图和结构网的相同点和不同点。 5．画出结构式12=23.31.20的结构网，并分别求出当φ=1.41时，第二变速组和第二扩大组的级比、级比指数和变速范围。 6．判断下列结构式，哪些满足传动比分配方程？并说明其扩大顺序与传动顺序的关系；不满足时，输出轴转速排列有何特点? (1) 8=21.22.24；(2) 8=24.22.21；(3) 8=22.21. 23；(4) 8=21.22.25。 7．如图所示为普通车床传动系统图，齿轮的齿数、带轮的直径及布置情况如图所示，主轴转速为标准等比数列。试完成以下内容： （1）计算出各齿轮的传动比； （2）计算出主轴的最高转速和最低转速； （3）计算各变速组的级比，说明哪是基本组、第一扩大组、第二扩大组； （4）求出主轴转速的公比φ； （5）求出主轴的变速范围及各变速组的变速范围，验证主轴变速范围与

机械系统设计习题

机械系统设计习题

《机械系统设计》习题 一、填空题 1.机械工程科学是研究机械产品的性能、设计和制造的基础理论与技术的科学，分 为机械学和机械制造两大分学科。 2. 所谓系统是指具有特定功能的、相互间具有一定联系要素构成的一个整体，即由 两个或两个以上要素组成的具有一定结构和特定功能的整体都是系统。系统的三个 特性是：目的性、相关性和整体性、环境适应性。 3. 产品设计过程的三个阶段：功能原理方案设计阶段、结构总体设计阶段和技术设 计阶段。 4. 机械系统结构总体设计的三项基本原则是：明确原则、简单原则、安全可靠原则。 5. 机械系统设计类型分为：完全创新设计、适应性设计、变异性设计三类机械系统常 用的安全保护装置有销钉安全联轴器、钢珠安全离合器、摩擦安全离合器。 6. 提高支承系统热特性的措施包括：散热和隔热、均热、使热变形对工作质量的影响 较小。

7. 机械系统主要由动力系统、执行系统、传动系统、操作和控制系统、支承系统、润 滑、冷却等六个子系统组成 8. 总体参数是机械系统总体设计和零部件设计的依据, 总体参数一般包括：性能参数 (生产能力等)、结构尺寸参数、运动参数、动力参数。 9. 机械系统结构总体设计的三项基本原则是：明确原则、简单原则、安全可靠原则。 10. 导轨的功用是导向和承载，即保证运动部件在外力作用下，能沿着规定的运动轨迹运 动。 11. 机械系统的传动是将动力源或某个执行系统的速度、力矩传递给执行件(或另一执行 件)，使该执行件具有某种运动和出力的功能。 12.物料流一般由加工、输送、储存、检验几部分组成。 13.物料流系统的构成一般应包括：存储子系统(含物料供应、中间 储存及最后的成品储存)、输送子系统以及定位与装夹装置，执行子系统。 14.常见的动力机可分为：电动机、内燃机、液压马达、气动马达等几大类 15.操纵系统的组成：操纵件、传动件、执行件和辅助元件 16.支承件的变形一般包括自身变形、局部变形和接触变形

《机械系统设计》电子教案

第一章绪论 重点：机械，机械系统的相关概念及学科中的位置。 难点：学习机械系统设计课程的重要性。 讲授提示与方法：回顾机械工程的发展历程，注重机械系统的整体性，提高学生对机械系统设计的认知程度。 1.1机械系统设计在机械工程科学中的地位及作用 一、机械工程科学 1.机械工程科学的定义： 机械工程科学是研究机械产品（或系统）的性能、设计和制造的基础理论与技术的科学。 2.机械工程科学的组成： P1图1.1 （1）机械学：机械设计过程（核心部分）； （2）机械制造：机械制造过程（基础部分）。 3.机械学所包含的内容： P3图1.5 二、机械、机械系统、系统 1.机械：关于机械的定义，目前尚无严格的定论，一般可归纳为： （1）须由两个以上的零、部件组成； （2）这些零、部件的运动部件，应按设计要求作确定的运动； （3）将外来的能源转变为有用的机械功。 【举例】机械产品：汽车、拖拉机、机床、钟表…… 2.系统：是指具有特定功能的、相互间具有一定联系的许多要素构成的一个整 体。即由两个或两个以上的要素组成的具有一定结构和特定功能的整体都是 系统。 3.机械系统：由若干个零、部件及装置组成的，彼此间有机联系，并能完成特 定功能的系统，称之为机械系统。 4.系统应具有下述特性： （1）目的性：完成特定的功能 （2）相关性与整体性： 1）相关性：各构成要素之间是相互联系的 2）整体性：评价一个系统的好与坏要看该系统的整体功能 （3）环境的适应性：系统对外部环境变化和干扰有良好适应性 三、机械系统的组成： P4图1.6 1.动力系统：为系统提供能源（动力源） 2.执行系统：是系统的执行输出部分 3.传动系统：把运动和动力由动源传递给执行系统的中间环节 4.操纵、控制系统：使前三者协调动作和运行 5.支承系统：支承和联系各机件 6.润滑、冷却与密封系统：

机械系统设计--课程知识点考点总结

机械系统设计总结 1.机械是机构和机器的统称。机械零件是组成机械系统的基本要素。人与机器组成了生产中的最基本单元。 2.系统是指具有特定功能的相互间具有有机联系的若干个要素所组成的一个整体。 3.系统可以分为两种：流系统（柔性连接），结合系统（刚性连接）。 4.机械系统的定义：任何机械都是由若干装置部件和零件组成的一个特定系统，是一个由确定的质量刚度和阻尼的物体组成的，彼此有机联系的，并能完成特定功能的系统。 5.机械系统的组成：动力系统传动系统执行系统操作控制系统框架支承结构系统润滑系统等子系统组成。机械零件是组成机械系统的基本要素。 6.内部系统：机械本身构成的系统外部系统：人和环境构成的系统 7.现代机械系统：由计算机信息网络协调与控制用于完成包括机械力运动和能量流等动力学任务的机械和（或）机电部件相互联系的系统。 8.从系统类型来看，机械系统本身通常为结合系统。 9.机械系统特性：集合性整体性相关性目的性环境适应性。 10.整体性是系统所具有的最重要和最基本的特性。 11.动力系统包括动力机及其配套装置，是机械系统工作的动力源。按能量转换 性质的不同，动力机可分为一次动力机和二次动力机。一次动力机是把自然界的能源转变为机械能的机械，如内燃机汽轮机水轮机等。二次动力机是把二次能源（如电能液能气能）转变为机械能的机械，如电动机液压马达气动马达等。动力机输出的运动通常为转动，而且转速高。 12.选择动力机时，应全面考虑执行系统的运动和工作载荷机械系统的使用环境和工况工作载荷的机械特性等要求，使系统既有良好的动态性能，又有较好的经济性。 13.执行系统包括机械的执行机构和执行构件，是利用机械能来改变作业对象的性质状态形状和位置，或对作业对象进行检测度量等，以进行生产或达到其他预定要求的装置，根据不同的功能要求，各种机械的执行系统也不同，而且对运动和工作载荷的机械特性要求也不同。

机械系统设计复习题

陈胜国班长 以下所给为前几届用过的一些题目汇编，请同学们参考要求能够“举一反三”，否则，恐难以过关！！ 1.为公平期间，请务必将此复习题发至每一位同学； 2.此复习题仅告诉你们题目的类型、出处、难度等信息，不要仅局限于本题目，要求做到“举一反三”，否则，就会起到误导学生的作用。 填空 1、系统（system）是具有特定功能的、相互间具有有机联系的许多要素构成的一个 整体。 2、系统的特性主要包括整体性、相关性、目的性和环境适应性等。 3、系统的整体特性主要是指构成系统的各要素服从整体功能，要素间的联系不能分 割。 4、系统的相关特性主要是指要素之间是相关的，形成特定的结构关系，包括入与出 关系、层次联系、排列组合形式等。 6、系统的目的性是指实现特定的功能是系统存在的目的。 7、系统边界是指技术系统功能范围的界限，即内部系统与外部系统的分界。 8、从系统的观点看，机械系统一般主要动力系统、执行系统、传动系统和操纵控制系 统等组成。 9、动力系统包括动力机及其配套装置；它的功能是向机器提供运动和动力，是机械系 统的动力源。 10、执行系统包括机械的执行机构和执行构件，是利用机械能改变作业对象的性质、 状态、形状或位置，或对作业对象进行检测、度量等。 11、执行系统通常处在机械系统的末端，直接与作业对象接触，其输出是机械系统的 主要输出，其功能是机械系统的主要功能。因此，执行系统有时也被称为机械系统的工作机。 12、操纵控制系统通常主要由、、和等部分 组成。（需答对起停装置、离合器、制动器、变速器和换向装置中的4项） 13、机械系统设计时，特别强调和重视从系统的观点出发，合理确定系统功能，提 高可靠性，提高经济性，保证安全性。 14、确定系统功能时，应遵循保证基本功能、满足使用功能、剔除多余功能、增添 新颖功能、恰到好处地利用外观功能的原则，降低现实成本，提高功能价值，力 求使产品达到尽善尽美的境地。 15、可靠性是指产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。是衡量产品 质量的一个重要指标16、布置操纵件的时应尽量使得操作人员便于操纵和观察，保证操作人员和操纵件之间有合适的空间位置，符合方便宜人及与环境协调的要 求。

打孔机的结构原理设计(机械系统设计大作业)

机械系统设计 课程作业 打孔机的设计） 一、设计任务书. (1) 二、确定总共能（黑箱） (3) 三、确定工艺原理 (3) （一）机构的工作原理: (3) （二）原动机的选择原理 (3)

（三）传动机构的选择和工作原理 (4) 四、工艺路线图 (5) 五、功能分解（功能树） (5) 六、确定每种功能方案，形态学矩阵 (6) 七、系统边界 (8) 八、方案评价 (8) 九、画出方案简图 (9) 十、总体布局图 (11) 十一、主要参数确定 (12) 十二、循环图 (17) 一、设计任务书

表1

、确定总共能（黑箱） ~220V 噪声 发热 图1 三、确定工艺原理 （一）机构的工作原理: 该系统由电机驱动，通过变速传动将电机的 1450r/min 降到 主轴的2r/min ，与传动轴相连的各机构控制送料，定位，和 进刀等工 艺动作，最后由凸轮机 通过齿轮传动带动齿条上下 平稳地运动,这样动力头也就能带动刀具平稳地上下移动从 而保证了较高的加工质量。 （二）原动机的选择原理 （1）原动机的分类 原动机的种类按其输入能量的不同可以分为两类： A. —次原动机 此类原动机是把自然界的能源直接转变为机械能，称为一 次原动机。 属于此类原动机的有柴油机，汽油机，汽轮机 和燃汽机等。 B.二次原动机 此类原动机是将发电机等能机所产生的各种形态的能量转 变为机械能，称为二次原动机。 属于此类原动机的有电动机， 液压马达，气压马达，汽缸和液压缸等。 （2） 选择原动机时需考虑的因素： 1：考虑现场能源的供应情况。 2：考虑原动机的机械特性和工作制度与工作相匹配。 3：考虑工作机对原动机提出的启动，过载，运转平稳等方 面的要求。 被加工工件 黑箱 有孔的工件

机械系统设计作业

1.引言 现在石油危机促使了人们对新能源的开发，其中在车辆领域，人们努力在非石油消耗用品上的探索，以至于出现很多电动汽车的产品，并且越来越成熟，这个电动客车总体布置的毕业设计将促成我对这些方面的认识更加深刻。对以后的工作学习有帮助。2. 设计方案的确定 目前电动汽车分为好多种，包括纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车。纯电动汽车利用电力驱动，在使用中可实现零排放。但迄今为止，电动汽车的关键部件蓄电池在能量密度、使用寿命和价格方面都尚未达到应有的水平，目前还只适应于生活环境要求很高、行驶里程短的街区、园区内。因此，在目前情况下，以内燃机和电动机为动力源的混合动力电动汽车（Hybird Electric Vehicle,简称HEV）技术更具实用价值，是近期高效节能汽车发展的一个主要方向。燃料电池电动汽车采用的电池是一种将燃料的化学能用电化学方法直接转换成电能的电化学发电器。它的效率是内燃机的2~3倍，无污染、无噪声、排出的不是温室气体CO?而是水。现存的问题是价格贵，体积质量大，可靠性，环境适应性不高。燃料电池电动汽车是新型的高效节能汽车的发展方向之一[1]。 动力系统的选择 在对比几种电动汽车的特点后，鉴于现在的实际情况，选择混合动力的电动汽车是一个不错的选择，作为一辆客车而言，续驶里程很重要，以及低的故障率的保证，因为如果在行驶途中没有能源了，不管对客车公司还是对乘客而言将是一件很棘手麻烦的事。纯电动车因为其续驶里程短如果没电了只有等待救援的特点，还有目前纯电动汽车技术还不是很成熟。所有在设计一辆电动客车时选择动力系统为纯电动汽车不是很合适。当然燃料电池电动汽车有很好的发展前景，同样鉴于其技术目前不成熟的原因，价格高，相比混合动力汽车，也不是很理想的选择。最后我们在动力方案的选定上确定混合动力汽车作为动力系统的组成[2]。 混合动力电动汽车的特点 以石油产品为燃料的内燃机，由于其所有的高能量密度而成为目前汽车上使用最普遍的动力源，然而汽（柴）油车的排放破坏了人类赖以生存的大气环境，加之石油又日益匮乏，工程师们不得不开始去为汽车研发新的动力装置。

机械系统设计复习资料汇编

机械系统设计复习资料 一、名词解释 1．“黑箱法”：是指机械产品进行功能原理设计时采用的一种抽象化的方法，此方法暂时摒弃那些附加功能和非必要功能，突出必要功能和基本功能，并将这些功能以抽象的方式加以表达。“黑箱法”是根据系统的输入、输出关系来研究实现系统功能的一种方法。要设计的产品就是“黑箱”，通过分析黑箱与输入量、输出量及周围环境的的信息联系来使问题简化，从而寻找某种物理效应或者原理来实现输入与输出关系的转化。 2．主轴合理跨距：在主轴前端受力时主轴端部产生的位移是由主轴本身及其支承产生的变形引起的。 对于一个已确定主轴前端悬伸量的主轴组件来说，存在一个最佳支承跨距L0可以使得主轴组件的综合刚度最大，即可以使得主轴端部产生位移最小。由于当0.75≤L实/L0≤1.5时主轴组件的刚度损失不超过5%~7%，这在工程上可以认为是合理的刚度损失，所以称（0.75~1.5）L0为主轴合理 跨距L。 3．功能原理设计：针对所要设计产品的主要功能提出一些原理性的构思，即针对产品的主要功能进行原理性设计。即构思能实现目标的新的解法原理。 4．转速扩大顺序：在进行传动系统的结构式或结构网设计时，从基本组、第一扩大组、到第二扩大组。。。的排列顺序称为转速扩大顺序。即按级比指数由小到大进行排列时的变速组的顺序。 5．主轴旋转精度：是指主轴组件装配后，在无载荷低速转动条件下，主

轴安装刀具或者工件部位相对于理想旋转中心线的空间瞬时旋转误差。包括径向跳动、轴向串动和角度摆动等。 6．基本组：指进行等比数列的有级变速传动系统设计时，变速组内级比等于公比的变速组。或者指级比指数等于1的变速组。 7．计算转速：指传动轴、齿轮等传动件传递全部功率的最低转速，该转速主要用来计算传动轴和传动件的最大传递转矩，从而确定传动轴和传动件的尺寸。 8．卸荷导轨：指采用机械式、液压式或气压式等方法对滑动导轨工作面上的压强进行卸荷，这样可以减小滑动导轨工作面上的压强，提高导轨的耐磨性和低速运动平稳性（防止爬行现象的发生）。 9．内联传动精度：指机械系统内联传动系统两末端执行件之间运动的协调性与均匀性。 二. 填空题 1．导轨的功用是导向和承载。 2．支承件的的静刚度包括自身刚度、局部刚度和接触刚度。3．直线运动导轨的截面形状主要有三角形、矩形、燕尾形和圆柱形。 4．传动精度是指机械产品传动系统的传动链各末端执行件之间运动的协调性和均匀性。 5．从系统完成的不同功能来分，机械系统主要由动力系统、执行系统、传动系统、操纵与控制系统和支承系统、润滑冷却与密封系统组成。

机械系统设计教案

第1课(3课时) 课程基本介绍： ⑴与《机械设计》课程的基本区别： 研究对象的基本不同，研究方法的基本区别 ⑵课程的训练目的和方法： 因为同学们均为四年级，大家所从事的毕业设计研究方向不同，所以教学目的为尽可能对每个同学所从事的具体工作有所帮助。 训练方法包括较多的讨论课，讨论以每人的大作业为基础，要求采用书面作业结合多媒体(以PowerPoint形式)表现手段，每人分别介绍自己的作业，教师加以点评。 ⑶考核的基本办法： 以教学过程检查和期末考试相结合的方式：大作业4个，每个占10分，共40分，课堂点名10次，每次2分，共20分，考试占40分。 正式教学开始 1.绪论 教学重点：帮助同学建立系统论的观点，从《机械设计》课程的零部件设计的思路建立机械系统的设计理念，激发对机械系统设计的兴趣。 教学难点：机械系统的体系 1.1机械与机械系统 1.1.1系统的概念

举例说明： 例1：本人的硕士研究课题：一个液压回转系统的研究 重点说明：从机械零件的最佳设计角度能实现的效果与从系统的角度能完成的效果比较。 引申出系统设计思想与零件设计的很大区别。 例2：自动控制技术的发展历程： 从自动控制技术的发生、发展，以及从导弹、宇航一直到民用的发展历程，介绍系统化的设计思想和思路。 例3：系统论在经济学和人文科学领域的一些应用： 以房地产发展为例，尝试说明系统论在经济学上的一些应用。 1.1.2机械系统的基本组成 子系统：动力系统、传动系统、执行系统、操纵及控制系统 举例说明： 例1：汽车 例2：《机械设计》中所有人均完成的千斤顶 1.2机械系统设计的任务 1.2.1从系统的观点出发 重点：与外部环境的相互影响，以汽车设计为例 1.2.2合理确定系统功能

机械系统设计课程设计实例解析

机械系统设计课程设计 题目：分级变速主传动系统设计（题目30）专业：机械设计制造及其自动化 班级： 姓名： xxx xxx xxxx 学号： xxx xxx xxxx 指导教师： 2012年月日

《目录》 摘要 (2) 第1章绪论 (3) 第2章运动设计 (5) 1.确定极限转速，转速数列，结构网和结构式 (5) 2.主传动转速图和传动系统图 (7) 3.确定变速组齿轮齿数，核算主轴转速误差 (8) 第3章动力计算 (9) 1.传动件的计算转速 (9) 2.传动轴和主轴的轴径设计 (10) 3.计算齿轮模数 (11) 4.带轮设计 (15) 第4章主要零部件选择 (20) 第5章校核 (21) 结束语 (22) 参考文献 (23)

摘要 设计机床得主传动变速系统时首先利用传动系统设计方法求出理想解和多个合理解。根据数控机床主传动系统及主轴功率与转矩特性要求，分析了机电关联分级调速主传动系统的设计原理和方法。从主传动系统结构网入手，确定最佳机床主轴功率与转矩特性匹配方案，计算和校核相关运动参数和动力参数。本说明书着重研究机床主传动系统的设计步骤和设计方法，根据已确定的运动参数以变速箱展开图的总中心距最小为目标，拟定变速系统的变速方案，以获得最优方案以及较高的设计效率。在机床主传动系统中，为减少齿轮数目，简化结构，缩短轴向尺寸，用齿轮齿数的设计方法是试算，凑算法，计算麻烦且不易找出合理的设计方案。本文通过对主传动系统中三联滑移齿轮传动特点的分析与研究，绘制零件工作图与主轴箱展开图及剖视图。

第一章绪论 （一）课程设计的目的 《机械系统课程设计》课程设计是在学完本课程后，进行一次学习设计的综合性练习。通过课程设计，使学生能够运用所学过的基础课、技术基础课和专业课的有关理论知识，及生产实习等实践技能，达到巩固、加深和拓展所学知识的目的。通过课程设计，分析比较机械系统中的某些典型机构，进行选择和改进；结合结构设计，进行设计计算并编写技术文件；完成系统主传动设计，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计，掌握查阅相关工程设计手册、设计标准和资料的方法，达到积累设计知识和设计技巧，提高学生设计能力的目的。通过设计，使学生获得机械系统基本设计技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行机械系统设计创造一定的条件。 （二）课程设计题目、主要技术参数和技术要求 1 课程设计题目和主要技术参数 题目30：分级变速主传动系统设计 技术参数：Nmin=50r/min；Nmax=1120r/min；Z=8级；公比为1.41；电动机功率P=4KW；电机转速n=710/1420r/min 2 技术要求 1. 利用电动机完成换向和制动。 2. 各滑移齿轮块采用单独操纵机构。 3. 进给传动系统采用单独电动机驱动。

打孔机结构原理设计(机械系统设计大作业)

机械系统设计 课程作业（打孔机的设计）

一、设计任务书 (1) 二、确定总共能（黑箱） (2) 三、确定工艺原理 (3) （一）机构的工作原理: (3) （二）原动机的选择原理 (3) (三)传动机构的选择和工作原理 (3) 四、工艺路线图 (4) 五、功能分解（功能树） (4) 六、确定每种功能方案，形态学矩阵 (5) 七、系统边界 (6) 八、方案评价 (6) 九、画出方案简图 (7) 十、总体布局图 (9) 十一、主要参数确定 (10) 十二、循环图 (14)

一、设计任务书 表1

二、确定总共能（黑箱） （一）机构的工作原理: 该系统由电机驱动，通过变速传动将电机的1450r/min降到主轴的2r/min，与传动轴相连的各机构控制送料，定位，和进刀等工艺动作，最后由凸轮机通过齿轮传动带动齿条上下平稳地运动,这样动力头也就能带动刀具平稳地上下移动从而保证了较高的加工质量。 （二）原动机的选择原理 （1）原动机的分类 原动机的种类按其输入能量的不同可以分为两类： A.一次原动机 此类原动机是把自然界的能源直接转变为机械能，称为一次原动机。属于此类原动机的有柴油机，汽油机，汽轮机和燃汽机等。 B.二次原动机 此类原动机是将发电机等能机所产生的各种形态的能量转变为机械能，称为二次原动机。属于此类原动机的有电动机，液压马达，气压马达，汽缸和液压缸等。 （2）选择原动机时需考虑的因素： 1：考虑现场能源的供应情况。 2：考虑原动机的机械特性和工作制度与工作相匹配。 3：考虑工作机对原动机提出的启动，过载，运转平稳等方面的要求。 4：考虑工作环境的影响。

机械系统设计分级变速主传动系统设计

哈尔滨理工大学 课程设计 题目：机械系统设计课程设计 院、系：机械设计制造及其自动化 班级：机械08-12班 姓名：田冬 学号： 080801011205 指导教师：张元 2011年9月8日

分级变速主传动系统设计 摘要 《机械系统设计》课程设计内容有理论分析与设计计算，图样技术设计和技术文件编制三部分组成。 1、理论分析与设计计算： （1）机械系统的方案设计。设计方案的分析，最佳功能原理方案的确定。 （2）根据总体设计参数，进行传动系统运动设计和计算。 （3）根据设计方案和零部件选择情况，进行有关动力计算与校核。 2、图样技术设计： （1）选择系统中的主要组件。 （2）图样的设计与绘制。 3、编制技术文件： （1）对于课程设计内容进行自我技术经济评价。 （2）编制设计计算说明书。 关键词分级变速；传动系统设计,传动副，结构网，结构式，齿轮模数，传动比，计算转速

目录 一、课程设计目的 (3) 二、课程设计题目，主要技术参数和技术要求 (3) 三、运动设计 (3) 1.确定极限转速，转速数列，结构网和结构式 (3) 2.主传动转速图和传动系统图 (4) 3.确定变速组齿轮齿数，核算主轴转速误差 (5) 四、动力计算 (6) 1.传动件的计算转速 (6) 2.传动轴和主轴的轴径设计 (7) 3.计算齿轮模数 (8) 4.带轮设计 (9) 五、主要零部件选择 (11) 六、校核 (12) 结束语................................................... 参考文献.................................................

机械系统设计习题(有答案版)

第一章绪论 1、系统： 具有特定功能的、相互间具有一定联系的许多要素构成的一个整体，即由两个或两个以上的要素组成的具有一定结构和特定功能的整体都是系统。 2、机械系统的组成： 1、动力系统。 2、执行系统。 3、传动系统。 4、操纵、控制系统。 5、支承系统。 6、润滑、冷却与密封系统。 3、产品设计类型：完全创新设计、适应性设计、变异性设计。 4、机械系统的设计要求：功能、适应性、可靠性、生产能力、使用经济性、成本六方面的要求。 5、产品的产生过程分哪几个阶段？ 产品策划---产品设计---产品生产---产品运转---产品报废或回收。 6、产品的设计过程分哪几个阶段？ 功能原理方案设计阶段---结构总体设计阶段---技术设计阶段 第二章机械系统总体设计 1、功能原理方案设计步骤 设计任务-求总功能-总共能分解-寻求子功能解-原理解功能-评价与决策-最佳原理方案 2、什么是“黑箱法”：根据系统的某种输入及要求获得某种输出的功能要求，从中寻找出某种物理效应或原理来实现输入-输出之间的转换，得到相应的解决方法，从而推求出“黑箱”的功能结构，使“黑箱”逐渐变成“灰箱”、“白箱”的一种方法。 3、功能元、功能结构 功能元：在一个系统中，总功能可以分解为一些分功能，其中可以分解到最低层次的分功能，并且分解到最后不能再分解的基本功能单位叫做功能元。 功能结构：将总功能分解为分功能，并相应找出实现各分功能的原理方案，从而简化了实现总功能的原理构思。反之，同一层次的功能单位组合起来，应能满足上一层次功能的要求，最后组合成的整体应能满足总功能的要求。这种功能的分解和组合关系称为功能结构。 4、机械系统总体参数包括哪些 性能参数、结构参数、尺寸参数、运动参数、动力参数。 5、七个标准公比为：1.0 6、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78和2。 6、公比φ、变速范围R n与级数Z间的关系。 Z=lgRn/lgφ+1 第三章执行系统设计 1、执行系统的组成：由执行末端和与之相连的执行机构。 2、以机床执行轴机构——主轴组件为例介绍执行轴机构设计的内容和要求。（略）书61页 3、执行轴（主轴）的结构通常设计成阶梯形状，一种是中间粗两边细，另一种是由主轴前端向后端逐步递减的阶梯状； 4、轴承的精度分为P2、P4、P 5、P6 和 P0 五级，精度依次由高级到低级，此外，又规定了 SP 级和 UP 级作为补充。 5、什么是选配法？（略）书85页 6、导轨的设计内容 根据工作情况选择合适的导轨类型；根据导向精度要求及制造工艺性，选择导轨的截面形状；选择合适的导轨材料，热处理及精加工方法；确定导轨的结构尺寸，进行压强和压强分布等的验算；设计导轨磨损后的补偿及间隙调整装置；设计良好的防护装置及润滑系统。 第四章传动系统设计

机械系统设计大作业

机械系统设计大作业 学号： 姓名： 班级：机械工程

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定转子热管冷却方案设计 (2) 1.5功能分解功能树 (2) 1.6确定每种功能方案 (3) 1.7方案评价 (3) 1.7.1评分法 (3) 1.7.2模糊评价法 (4) 第2章变频一体机冷却系统的总体设计 (5) 2.1定子方案简图 (5) 2.2转子方案简图 (5) 第3章主要参数选定 (8) 3.1热管材料选择 (8) 3.2热管参数选择 (9)

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 编号名称一体机冷却系统设计单位中国石油大学起止时间现在至毕业答辩设计人员实验室人员设计来源赵老师所定课题 设计要求 1 功能主要功能：实现对矿用变频一体机的冷却 2 适应性工作对象：变频一体机，变频器，电抗器冷却类型：热管冷却 环境：潮湿，瓦斯等防湿、防爆的场所 3 性能所选电机：3300kw矿用变频一体机冷却范围：电子转子和定子的冷却 4 工作能力冷却电机，延长电机寿命，使电机更稳定 5 可靠度99% 6 使用寿命10年 7 经济成本10000元 8 人机工程电机结构设计和冷却结构设计 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 主要是将电机内部的热传输到电机外部，对于定子和转子冷却的设计，最重要的是转子的热如何通过热管传输到外部。 1.3确定工艺原理方案 典型的热管由管壳、吸液芯和端盖组成，将管内抽成负压后充以适量的工作液体，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。管的一端为

合肥工业大学机械系统设计复习资料与试题1

！机械综合原理设计！

1、试进行水果分选机的原理方案设计和结构方案设计。 方案一：原理方案设计：采用滚筒式来进行水果的分选； 结构方案设计：总体结构分为以下主要部分：进料斗、滚筒、收集料斗、机架、传动装置、摩擦轮等。 方案二：原理方案设计：采用摆动筛式来进行水果的分选 结构方案设计：水果分选机由分选机构、传动机构和电动机组成。水果分选时将水果运送至进料斗，然后流入到摆动筛中，使水果在摆动筛中作相对运动，并在此过程中通过相应的孔流出，以达到分级目的。 2.试进行回收后的牛奶瓶或啤酒瓶洗瓶机的原理方案设计和结构方案设计 原理方案设计： 为了清洗圆形瓶子外面，需将瓶子推人同向转动的导辊上，导辊带动瓶子旋转，推动瓶子沿导辊前进，转动的刷子就将瓶子洗净。

实现方案一：凸轮-铰链四杆机构方案 实现方案二：五杆组合机构方案： 3．给出一种步进式送料机构的设计构思。(本题可与相应的实验结合使用) 要求：应含有存储、送料、检验及检验后的分类处理等环节。(以棒料为例) 存储选择坯件自重式料仓，送料原理图如下

书上第66页也有一种方案。 4．图示为工厂中使用的虎钳，采用丝杆螺母机构，当需要较大距离移动钳口时非常不便。请针对这一问题进行一种可实现快速进给的虎钳机构设计（原理方案设计），画出其原理图。

5、试对于鸡蛋大小分级的分选机进行原理设计。（请至少提供两种方案，并简要说明实现方法） 0）电子称重式分选机：采用压力传感器称量水果，微机系统将传感器输出信号进行采样、放大、滤波、模数转换、运算和处理，然后用单片机控制相应的电磁阀送出开关量。

1）筛子分选法：采用平面振动筛，筛孔大小由分选尺寸确定，主要是通过筛体的振动使筛面鸡蛋以一定的速度向排斜端移动，小于第一层的鸡蛋落到第二层筛面。 2）回转带分选法：回转带分选法的工作方式是将水果置于两条分离带之间，若鸡蛋小于两带之间的距离，水果便从中落下。由于两条分离带之间的距离沿鸡蛋运行方向不断增大，使不同尺寸的鸡蛋落在下方相应的输送带上 6．根据对电子配钥匙机器的观察，对其作出原理构思并作出初步的结构设计。请用结构简图画出你的设计来，要求准确的表达其功能特点，并附有文字说明。 电子配钥匙机器的原理是典型的仿形铣床，机器可以将原钥匙的轮廓硬扫描出来并按照这个轮廓加工机器上待加工部位的钥匙，从而实现钥匙的复制，即配钥匙。 7．图示一种可纵横开启的窗户，试构思一种机构能满足这种窗户的功能。请用结构简图画出你的设计来，要求准确的表达其功能特点，并附有文字说明。 利用百叶窗来实现上下开启。这样窗户需要两个窗框。外面窗框与墙体固定。内部窗框作为百叶窗的边缘，以实现普通窗户的左右开启。

机械装备设计大作业

哈尔滨工业大学 机械制造装备设计大作业题目：无丝杠车床主传动系统运动和动力设计

目录 一、运动设计 (4) 1 确定极限转速 (4) 2 确定公比 (4) 3 求出主轴转速级数 (4) 4 确定结构式 (4) 5 绘制转速图 (4) 6 绘制传动系统图 (6) 7 确定变速组齿轮传动副的齿数 (7) 8 校核主轴转速误差 (8) 二、动力设计 (9) 1 传动轴的直径确定 (9) 2 齿轮模数的初步计算 (10) 参考文献 (12)

一、运动设计 1、 确定极限转速 根据设计参数，主轴最低转速为26.5r/min ，级数为17，且公比φ=1.26。于是可以得到主轴的转速分别为：26.5, 33.5,42.5, 53, 67,85, 106,132, 170, 212, 265,335, 425, 530,670, 850, 1060r/min ，则转速的调整范围 max min 1060 4026.5 n n R n = ==。 2、 确定公比φ 根据设计数据，公比φ=1.26。 3、 求出主轴转速级数Z 根据设计数据，转速级数Z=17。 4、 确定结构式 按照主变速传动系设计的一般原则，选用结构式为13818332=??的传动方案。其最后扩大组的变速范围8(21)2 1.26 6.358R ?-==≤,符合要求，其它变速组的变速范围也一定符合要求。 5、 绘制转速图 （1）选定电动机 根据设计要求，机床功率为4KW ，可以选用Y132M1-6，其同步转速为1000r/min ，满载转速为960r/min ，额定功率4KW 。 （2）分配总降速传动比 总降速传动比为min 26.5 0.0251060 d n u n ∏= ==，又电动机转速min /960r n d = 不在所要求标准转速数列当中，因而需要用带轮传动。 （3）确定传动轴的轴数 轴数=变速组数+定比传动副数=3+1=4。

机械系统设计作业答案

第二章答案 因素论域向量 U=[0.25 0.2 0.2 0.2 0.15]; 评语论域向量 V=[0.9 0.7 0.5 0.3 0.1]; 对A 方案构建模糊矩阵： R1 =[ 0.5000 0.2000 0.2000 0.1000 0 0.5000 0.2000 0.1000 0.2000 0 0.4000 0.2000 0.2000 0.1000 0.1000 0.4000 0.2000 0.2000 0.2000 0 0.4000 0.3000 0.2000 0.1000 0] 对B 方案构建模糊矩阵 R2 =[ 0.4000 0.3000 0.2000 0.1000 0 0.4000 0.2000 0.2000 0.1000 0.1000 0.4000 0.2000 0.2000 0.1000 0.1000 0.3000 0.2000 0.2000 0.2000 0.1000 0.3000 0.2000 0.2000 0.3000 0] 评价综合： X1 =U*R1=[ 0.4450 0.2150 0.1800 0.1400 0.0200 ] X2 =U*R2=[ 0.3650 0.2250 0.2000 0.1500 0.0600 ] 归一化处理： Y1 = [ 0.4450 0.2150 0.1800 0.1400 0.0200] Y2 = [ 0.3650 0.2250 0.2000 0.1500 0.0600] 综合评分： z1 =V*Y1’= 0.6850 z2 =V*Y2’= 0.6370 第三章 3-14 (1) 变速范围 9.5026 .11 181 ===--Z n R ? (2) 最低转速 5.279 .501400max min === n R n n r/min 查标准数列表，取28min =n r/min (3) 结构式

《机械系统设计》复习资料

《机械系统设计》复习资料 1、系统的要素可分为结构要素、操作要素和流要素。结构要素是相对固定的物质形态或抽象概念的部分；操作要素是对结构要素实行操作、控制或管理的部分；流要素是进行能量流、物质流和信息流传递和变换的部分。 2、机械系统所具有的基本特性有：整体性、相关性、层次性和时序性、目的性和环境适应性。 3、机械系统是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。 4、现代机械系统一般包括下列子系统：动力系统、传动系统、执行系统、导轨与支承系统、控制与操纵系统等。 5、动力系统包括动力机及其配套装置，是机械系统工作的动力源。选择动力机时，应全面考虑现场的能源条件，执行系统的机械特性和工作制度，机械系统的使用环境、工况、操作和维修，机械系统对起动、过载、调速及运行平稳性等的要求，并应有良好的经济性和可靠性。 6、执行系统包括机械的执行机构和执行构件，它是利用机械能改变作业对象的性质、状态、形状或位置，或对作业对象进行检测、度量等，以进行生产或达到其他预定要求的装置。 7、传动系统是把动力机的动力和运动传递给执行系统的中间装置。传动系统有下列主要功能：1）减速或增速；2）变速；3）改变运动规律或形式；4）传递动力。

8、机器的种类繁多，根据机械系统的三流中的主流不同可分为三种类型：动力机器、工作机器和信息机器。 9、机电一体化系统具有下列特点：1）体积小、重量轻；2）速度快、精度高；3）可靠性高；4）柔性好。 10、机电一体化系统由广义执行机构子系统、信息处理及控制子系统和传感检测子系统三部分组成。 11、机电一体化系统的设计方法通常有以下几种：1）机电互补法；2）结合（融合）法；3）组合法。 12、机械系统设计思想从根本上改变了传统的设计思想，从而有利于机械系统设计的创新性、多样性和综合性的体现。它包括以下几个方面：创新性设计、全面性设计、系统性设计、优化性设计。 13、机械系统设计时，应从系统的观点出发，以合理确定系统功能、增强可靠性、提高经济性、保证安全性为机械系统设计的原则。14、确定系统功能时，应遵循保证基本功能、满足使用功能、剔除多余功能、增添新颖功能、恰到好处地利用外观功能的原则，降低现实成本，提高功能价值，务求使产品达到更加物美价廉的境地。 15、可靠性是指系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。可靠性是衡量系统质量的一个重要指标。 16、提高设计和制造经济性，从设计角度来说主要有以下几个方面：（1）合理确定可靠性要求和安全系数；（2）贯彻标准化；（3）采用新技术；（4）改善零部件结构工艺性；（5）选用经济的技术要求。17、机械系统设计的类型从设计角度来看一般可分为开发设计、变异