《机械系统设计》
实验报告
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机械与动力工程学院机械设计实验室
2015年12月25日
实验：牛头刨机构运动仿真分析
一、实验目的
1）熟悉运动学分析的基本原理和基本方法；
2）掌握应用PROE软件进行动态仿真的基本操作；
3）对分析结果进行正确评价。
二、实验原理
利用PROE进行运动学仿真分析。
三、实验仪器设备
1）安装windows 7以上版本的微机；
2）PROE4.0以上版本软件。
四、实验内容与步骤
1）熟悉PROE仿真模块界面和分析步骤；
2）掌握PROE三维建模、约束设置、结果分析和输出；
3）求解刨刀的速度、加速度及位移曲线。
五、实验报告
1、以牛头刨机构运动仿真为例，叙述利用PROE进行运动学分析的步骤；
1)牛头刨机构各构件三维模型的建立；
2)确定各构件之间的链接方式并装配；
3)在菜单栏的应用程序模块下的机构模块进入机构模块进行机构运动仿真分析:
（1）、点击伺服电动机按钮，添加伺服电动机到圆盘转动副中，并设置伺服电动机的相关参数。在轮廓菜单下的位置栏下选择速度选项，在模菜单栏下选择常量并设置速度数值，单击确定按钮完成伺服电动机定义。
（2）、进行机构分析，单击机构分析按钮进入分析定义对话框。在名称下输入分析名称，在类型下选择动态分析，设置结束时间。单击运行按钮开始运行。运行完后打击确定按钮，完成分析。
（3）、出速度、加速度、位移图像：单测量按钮进入测量结果对话框，在图形与类型栏下选择测量对时间，在测量栏单击创建新测量进入测量定义对话框，在名称栏下输入速度，类型栏下选择速度选项，在点或运动轴栏下单击箭头然后在刨刀上选择一点作为测量点。单击确定完成测量定义，点击上的图形绘制按钮进行图形绘制。
进入到图形对话框，导出运动图像。
2、对分析结果进行评价，是否符合实际情况；
通过对上表数据的分析可以看出，其符合牛头刨的实际运动情况
六、思考并回答问题
1）什么是系统？系统有哪些特性？
系统定义：系统是由具有特定功能的、相互间具有有机联系的许多要素所构成的一个整体。
系统特性：（1）、整体性；（2）、相关性；(3)、自组织性与动态性；
（4）、目的性；（5）、优化原则
2）简述仿真分析的目的及优点？
（1）、优化设计:对于机械系统尤其是大型复杂的机械系统，使用仿真分析，可以在建立系统之前能够预测系统的性能和参数，从而使所设计的系统达到最优。
(2)、缩短周期、降低成本；在计算机上建造虚拟样机，可以大大减少制造、试验物
理样机的需求。因为虚拟样机试验可以大大减少与制造物理样机、建立试验台、安装测试设备和测试仪表等相关费用及周期，所以可节约大量经费和时间。
(3)、安全性：对于某些系统，如压力容器、飞行器等，直接试验往往是危险的和不
允许的，采用仿真分析可以避免不必要的事故发生。
(4)、提高产品开发效率及产品设计质量：设计研究中，应用虚拟样机优化技术，可
以帮助工程师更好地理解不同的设计方案对产品性能的影响，并且可以更开快地确定影响设计方案性能的敏感参数。利用机械系统仿真分析软件可以进行设计、试验、优化、分析等工作，在优化过程中，有的仿真软件还可自动修改参数直至获得理想的产品性能。
《目录》 一.课程设计的目的 (1) 二.《机械系统设计》课程设计题目 (1) 三.传动系统设计 (3) 四. 主轴.传动组及相关组件的验算 (17) 五.设计总结 (35) 六.参考文献 (36)
一. 课程设计的目的 《机械系统设计》课程设计是在学习完本课程后，进行一次学习和设计的综合性练习。通过课程设计，使我们能够应用所学过的基础课、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结构，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，设计标准资料的方法，达到积累设计知识和设计技巧，提高我们设计能力的目的。通过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．《机械系统设计》课程设计题目 设计题目： 分级变速主传动系统设计 技术参数： =40r/min , =400r/min Z=6 公比 =1.58 电机参数： 电机功率 P=4KW 电机转速 n=1430r/min 设计对象： 本设计自选为普通车床，最大加工直径400mm. 设计要求： 1.完成装配图的设计，包括床头箱传动系统 展开图和床头箱剖视图。 2.完成设计说明书一份，页数在20页左右，打印件，书写规格 按《哈尔滨理工大学本科生毕业设计( 论文）撰写规范》 书写。
三.传动系统设计 3.1 传动设计 3.1.1 确定转速数列及转速范围 由设计题目知最低转速为63r/min,公比为1.58，查文献[2]表2.12，查得 主轴的转速数列值为（单位：r/min）:40，63，100，160，250，400. 转速范围Rn= ===10 3.1.2定传动组数和传动副数 本设计为6级变数，考虑到结构的紧凑性，在变速组后加一定比传动组。方案为： 6=3×2×1 3.1.3 齿轮齿数的确定 ≤≤2,因此≤≤,故取== ====4＜8 所以满足条件 = = ==2.5＜8 所以满足条件 由转速图上定的传动副和传动比，查文献[2]表4.1，齿数和最大不超过100~120，可得各齿轮组的齿数如下表：
目录 第一部分：我的机械设计制造工程师职业规划 ............ 错误！未定义书签。 1 我的就业意向 ......................................................... 错误！未定义书签。 2 机械行业前景分析 ................................................. 错误！未定义书签。 3 自我评估.................................................................. 错误！未定义书签。 4强化职业能力的方案途径 ...................................... 错误！未定义书签。第二部分BCM试验台机械系统设计 ............................ 错误！未定义书签。摘要 .. (10) 前言 (10) 第1章汽车BCM概述及BCM试验台的前景分析 (11) 1.1BCM在汽车中应用的必然性 (11) 1.2BZ10重卡汽车BCM的结构 (11) 1.3汽车BCM功能及测试原理 (14) 1.4汽车BCM试验台的前景分析 (17) 第2章BCM试验台机械系统的总体设计方案 (19) 2.1 BCM试验台的总体布局设计 (19) 2.2 BCM试验台工作过程分析 (20) 2.3 BCM试验台主要装备形式的选取 (20) 第3章供料装置的设计 (21) 3.1 供料仓的设计 (21) 3.2 滚珠丝杠螺母副的设计 (22) 3.3 驱动电动机的选型与计算 .................................. 错误！未定义书签。 3.4 同步带轮的设计 .................................................. 错误！未定义书签。第4章测试装置及输送装置的设计 (24) 4.1 测试装置的设计 (24) 4.1.1测试装置的整体结构 (24) 4.1.2测试装置的主要部件设计 (25) 4.2 输送装置的设计 (25) 4.2.1输送装置的结构及工作过程 (25) 4.2.2输送装置的主要部件设计 (25)
机械系统设计讨论课汇报 班级：机设08-1 组内成员：庞沙沙何宏雷宋盈盈指导老师：汪飞雪 完成时间：2011年10月26日
目录 一、平行辊矫直机原理 (3) 二、平行辊矫直机结构参数计算 (3) 三、平行辊矫直机力能参数计算 (5) 四、平行辊矫直机工艺参数计算 (8) 五、讨论感想 (9) 六、参考文献 (9) 七、组内分工 (9)
一、平行辊矫直机原理 平行辊矫直机属于连续性反复弯曲的矫直设备，这种矫直机克服了脚力矫直机断续工作的缺点，是矫直效率成倍提高，使矫直工序得以进入连续生产线。 金属材料在较大弹塑性弯曲条件下，不管其原始弯曲程度有多大区别在弹复后所残留的弯曲程度差别会显著减小，甚至会趋于一致。随着压弯程度的减小其弹复后的残留弯曲必然会一致趋近于零值而达到矫直目的。因此平行辊矫直机必须具备两个基本特征，第一是具有相当数量交错配置的矫直辊以实现多次反复弯曲；第二十压弯量可以调整，能实现矫直所需要的压弯方案。 二、平行辊矫直机结构参数计算 1、辊系与辊数 （1）辊系 首先需要选定辊系，为了兼顾扩大适用范围及缩小空桥区的两个目 的，曾提出双交错变辊矫直辊系，如图3-8所示，辊系中,2、,3、,4及,5各辊为液压恒压支承或在形成连续梁受力时自动卸载变为零压支承。其恒压是只能对工件头尾有矫直作用的压力。于是这种辊系，第一，可矫直中等断面的工件，相当于辊距为p=21t 的矫直机；第二，可矫中等断面的工件，使,2、,3、,4及,5各辊处于浮动状态，其压力只能矫直头尾，而对其他各辊只有较小的增压作用；第三，可矫大型断面的工件，上述恒压辊在变成零压辊之后辊距增大到p=3t +2 t 61t ，也达到了变距的效果。这样“变辊距”要比其他办 法有三个优点，其一为容易调整；其二为机架刚性好；其三为空桥区很短。
《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。
打乒乓球机器人机械系统设计 黄金梭 （机械与汽车工程学院指导教师：段福斌） 摘要：本篇设计在介绍乒乓球机器人的发展状况以及研制乒乓球机器人的意义后，提出了一个乒乓球机器人的设计方案。根据技术参数的要求，进行了一些重要结构和零部件的设计计算。同时也参考了前人的成功范例，进行次要零部件的设计、制图。整机制造装配完成后，经测试满足人机对打的设计目标。 关键词：机器人；乒乓球；机械系统 Abstract:In this design, a method of designing the table tennis robot is proposed after we decribe the current situation of the table tennis robot’s development and the meaning of designing the table tennis robot. The design and calculation of some importmant mechanisms and componants are made according to the requirement of the technical parameter. At the same time, we also study the robots as reference which were already developed succcessfullly by the predecessors to design and draw the subordinate componants. After the manufacturing and the assembling of the whole machine, we test the robot and find that it meet the target of man-machine Ping-Pong playing. Keywords：Robot；Ping-Pong；Mechanical System 第一章绪论 1.1 课题背景 作为一门发展迅速的新兴学科，机器视觉识别技术正在越来越多的领域得到了非常广泛的运用。在过去，通常是用人眼对目标进行识别、跟踪和分析。现在，由于视觉识别技术的发展，可以用摄像机和计算机代替人眼实现生产更高程度的自动化。随着电子计算机科学，图像处理技术，模式识别技术与理论的迅速发展，机器视觉的实际研究与应用价值正日益得到重视，并不断在许多领域取得骄人的成果。如物流系统运用视觉识别技术对货物进行自动识别，大大提高了生产效率；机器人配上识别系统，可以在不需要人参与的情况下进行更多过去无法完成的任务等等。可见，对如此重要的视觉识别学科的研究是具有非常大的理论和现实意义的。当然，这种学科的研究必须有一个实验台架，来检验和调试视觉识别系统的视觉识别、轨迹分析和电气控制系统水平高低，这种实验台架就是一台乒乓球机器人。鉴于此，
哈尔滨理工大学课程设计 题目：分级变速主传动系统设计 学院：机械动力工程学院 姓名： 指导教师：段铁群 系主任：段铁群 2013年08月29日
目录 第一章运动计算 1.1 课程设计的目的 1.2 课程设计的内容 1.3 课程设计的题目，主要技术参数和技术要求1.4 运动参数及转速图的确定 1.5 核算主轴转速误差 第二章动力计算 2.1 带传动设计 2.2 计算转速的计算 2.3 齿轮模数计算及验算 2.4 传动轴最小轴径初定 2.5 执行轴合理跨距计算 第三章主要部件的校核 3.1 主轴强度，刚度校核 3.2 传动轴刚度校核 3.3 轴承寿命校核 第四章总结 第五章参考文献
第1章运动计算 1.1课程设计的目的 《机械系统设计》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。 1.2课程设计的内容 《机械系统设计》课程设计内容由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。 1.2.1 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，进行有关动力计算和校核。 1.2.2 图样技术设计： （1）选择系统中的主要机件。 （2）工程技术图样的设计与绘制。 1.2.3编制技术文件： （1）对于课程设计内容进行自我经济技术评价。
内蒙古民族大学2013-2014学年二学期 试卷答案（考查） 课程名称：机械系统设计考试时间：110分钟年级：11级 专业：机制、农机 一、简答题（6小题，共60分） 1、什么是专家系统？专家系统的作用是什么？简述现代虚拟样机仿真分析的目的与意义。答：一个或一组能在某特定领域内，以人类专家水平去解决该领域中困难问题的计算机程序。 专家系统的作用：减少设计人员的负担；适用于常规方法和分析程序无能为力的地方；快速；防止设计人员出错及保留系统的知识和经验的领域。 虚拟样机仿真分析的目的与意义：化设计；缩短周期、降低成本；提高性安全性；提高产品开发效率及产品设计质量。 2、试从人机工程学观点分析汽车驾驶室的布置设计。 答：人机工程学是运用生理学、心理学和其他有关学科知识，使人和机器相互适应，创造舒适和安全的环境条件从而提高工效的学科。 驾驶座椅的设计，根据不同的体格可以调整高度和前后位置。而且坐姿操作可减少疲劳。显示装置的设计，如速度里程表、油表等的设计充分利用人体工程及人的视觉习惯，便于观察，警醒作用。操纵装置设计，方向的大小以人施力最适宜的尺寸，而且活动灵活，长期驾驶不易疲劳。档位杆的设计充分考虑人手生理学特点，手握舒适，不产生滑动，施力方便。脚操纵的刹车，离合，油门等，与坐姿操作相适应。踏板采用矩形或椭圆性。转向按钮与方向盘一体便于操作。照明灯及前后镜子的设计也充分考虑人的视觉规律。 汽车驾驶室的设计，充分运用人体工程学的原理，使人在最舒适最不易疲劳的最易观察的角度安全驾驶。 3、机械工作状态能量信息论；机械工作过程能量损失论；机械工作过程节能效益论。 曲柄压力机动力机容量的选择，根据压力机负载而确定的有效能+系统广义储能+系统损耗能的综合，在乘以安全系数，便是动力机容量。 4、典型闭环控制系统有哪些基本环节组成？各有什么作用？ 答：给定环节、测量环节、比较环节、校正及放大环节和执行环节。 给定环节是给出与反馈信号同样形式和因次的控制信号。 测量环节用于测量被控变量，并将被控变量转换为便于传送和便于处理的另一物理量的环节。 比较环节是将来自给定环节的输入信号与测量环节发出的有关被控变量的反馈信号进行比较的环节。 校正及放大环节将偏差信号做必要的校正，并进行放大以便推动执行环节。 执行环节接受放大的控制信号，驱动被控对象按照预期的规律运行的环节。
2012机械系统设计课程论文 爬楼机器人设计 一、设计要求 设计一台能够转向和平地上行走的爬楼机器人，要求机器人从四个方位都能攀爬楼梯，在攀爬过程中机器人要保持水平姿态。从机械系统观念出发，提出不少于二套设计设计方案，并进行必要的方案评价和技术论证。 二、设计背景与意义 在城市里, 楼梯是人造环境中最常见的障碍，也是最难跨越的障碍之一。因此, 机器人的爬梯能力是移动机器人的重要越障性能指标。通过加载不同的仪器设备，机器人可广泛用于危险环境探查、救灾、助残、搬运等作业, 其应用价值巨大[1][2]。 三、爬楼机器人研究现状 总结目前国内外现有的爬楼梯装置和专利，按爬楼梯功能实现的原理主要分为履带式、轮组式、步行式爬楼梯装置[3]。 (l)履带式 履带式爬楼梯装置的原理类似于履带装甲运兵车或坦克，其原理简单，技术也比较成熟。履带式结构传动效率比较高，行走时重心波动很小，运动非常平稳，且使用地形范围较广，在一些不规则的楼梯上也能使用。它除了具备爬楼梯功能外，也能作为普通的电动轮椅使用。但是这类装置仍存在很多不足之处:重量大、运动不够灵活、爬楼时在楼梯边缘造成巨大的压力，对楼梯有一定的损坏；且平地使用所受阻力较大，而且转弯不方便，这些问题限制了其在日常生活中的推广使用。 (2)轮组式 轮组式爬楼梯装置按轮组中使用小轮的个数可分为两轮组式、三轮组式以及四轮组式。单轮组式结构稳定性较差，在爬楼过程中需要有人协助才能保证重心的稳定；而双轮组式虽能实现自主爬楼，但由于其体积庞大且偏重，影响了它的使用范围。 轮组式爬楼梯装置的活动范围广，运动灵活，但是上下楼梯时平稳性不高，重心起伏较大，会使乘坐者感到不适。此外，轮组式爬楼梯装置体积较大，很难在普通住宅楼梯上使用。 (3)步行式 早期的爬楼梯装置一般都采用步行式，其爬楼梯执行机构由铰链杆件机构组成。上楼时先将负重抬高，再水平向前移动，如此重复这两个过程直至爬完一段楼梯。步行式爬楼梯装置模仿人类爬楼的动作，外观可视为足式机器人，采用多条机械腿交替升降、支撑座椅爬楼的原理。步行式爬楼梯装置爬楼时运动平稳，适合不同尺寸的楼梯;但它对控制的要求很高，操作比较复杂，在平地行走时运动幅度不大，动作缓慢。 四、两种设计方案 <方案一> 袋鼠滑冰”机器人 （1）、设计构想 本产品通过曲柄凸轮机构的运动特色，设计出爬楼梯时的组件，也就是四个脚。人爬楼梯时，腿是弯曲的，用在机构上，就可以采用曲柄式的摇臂，带动袋鼠腿式的板结构，实现
卧式车床CA6140机械传动系统课程设计 前言 在现在机械制造工业中，切削加工仍然是将金属毛坯加工成规定的几何形状、尺寸和表面质量的主要加工方法。所以金属切削机床是加工机器零件的主要设备，它所担负的工作量在一般生产中占制造机器总工作量的40%～60%，一个国家机床工业的技术水平标志着自身装备国民经济的能力，体现着一个国家的生产实力，反映着机械工业发展的水平。因此机床工业部门必须首先为各机械制造厂提供先进的、现代化的机床装备，实现我国国民经济现代化所具备的条件。显然，金属切削机床在我国社会主义建设中起着重大的作用。金属切削机床的设计就是为切削加工设计出既经济而且满足加工要求的车床，CA6140车床加工范围广，能够满足各方面加工的需要，在这种车床的主传动中，采用齿轮传动，因为齿轮传动效率高，如一级圆柱齿轮传动的效率可达99%，这对大功率传动十分重要，因为即使效率提高1%，也有很大的经济意义。而且结构紧凑工作可靠寿命长，传动比稳定，在齿轮设计中，应该首先考虑齿轮的工作条件和用途，使所设计的齿轮满足工作的需要，根据齿轮的工作条件，得出齿轮最可能的失效形式，然后进行校核，如齿根强度计算和接触疲劳强度校核，使其在有效工作期内安全可靠，在国内外齿轮的设计中，如何提高设计效率是普遍面临的问题，所以为提高设计效率，人们借助与计算机软件UG软件，它提供了功能强大的参数化设计平台。
目录 前言 ............................................................... 错误！未定义书签。 第1章机床的概述 (4) 1.1机床的作用和用途 (4) 1.1.1金属切削机床的作用： (4) 1.1.2机床的用途： (4) 1.2机床的规格 (4) 第2章机床的主传动设计 (7) 2.1主传动系统 (7) 2.1.1传动关系的确定 (7) 2.1.2各种转速的传动计算 (8) 2.1.3主传动系统图及传动内部的结构 (9) 2.1.4设计机床的主传动的基本要求错误！未定义书 签。 2.2主运动参数的选定 ............. 错误！未定义书签。 2.2.1确定最低和最高转速 .... 错误！未定义书签。 2.2.2确定其他参数 (13) 第3章机床传动装置的运动及参数的设计 (13) 3.1绘制转速图 (14) 3.1.1各轴转速 (14) 3.1.2各轴输入功率 (14) 3.1.3确定各轴的计算转速 (15) 3.1.4各齿轮的计算转速 (15) 3.1.5各轴的转矩 (15) 3.1.6转速图 (16) 3.2动力设计 ..................... 错误！未定义书签。 3.2.1带传动设计 ............ 错误！未定义书签。 第4章齿轮的设计 (19)
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：
机械设计制造及自动化专业毕业论文选题一、概述 二、机械设计制造及自动化专业毕业论文选题明细 1.智能挖掘机械三维环境点云数据处理 2.机械臂远程控制的设计与实现 3.石墨烯化学机械抛光液制备及实验研究 4.钆镓石榴石的化学机械抛光工艺研究 5.钛合金化学机械抛光实验研究 6.20CrNi2Mo钢机械化学抛光的影响因素研究 7.5S管理在FH机械厂的应用研究 8.东莞市诚锋机械有限公司一线生产员工流失原因分析及对策研究 9.四自由度搬运机械手 10.对平面关节型（SCARA）机器人的机械结构及控制系统设计 11.工程机械维修平台的设计与实现 12.数控车床自动上、下料机械手设计 13.板栗仁脱出机械设计 14.板栗去外壳机械系统设计 15.核桃脱出机械设计 16.核桃脱外壳机械系统设计 17.点焊机械手设计 18.电动机式小型禽类自动喂食机机械系统设计 19.膜下液体肥料施用机械设计 20.魔方机器人机械手的设计与分析 21.CK0632数控车床上料机械手设计 22.Delta型3D打印机机械结构研究与设计
23.ES600S3全伺服横走机械手机械本体设计 24.NED700S3全伺服横走机械手机械本体设计 25.NJY2000直角坐标机械手机械本体设计 26.NSA700单轴伺服机械手机构设计 27.新电改背景下广州供电局配电自动化系统的管理优化研究 28.机械设计及其自动化（机械设计) 29.焊枪移动型钢模跑轮自动化焊接专机设计 30.自动化养鸡笼的自动供食供水清粪装置的结构设计 31.配网自动化中分布式电源接入建模与影响分析 32.配网自动化中的FTU设计 33.某自动化产线产能提高的优化方案 34.电气炉焊接工艺的自动化控制线设计---磨削结构设计 35.电气炉焊接工艺的自动化控制线设计 36.不同知觉负荷下听觉引起的对侧视皮层激活的自动化程度 37.面向3D打印的支撑自动化生成技术 内部资料，仅供参考。 精品文档
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
目录 绪论 (1) 1．概述 (5) 1.1机床主轴箱课程设计的目的 (5) 1.2设计任务和主要技术要求 (5) 1.3操作性能要求 (6) 2.技术参数确定与方案设计 (6) 2.1原始数据 (6) 2.2开展CM6132功能原理设计 (6) 3．运动设计 (7) 3.1确定转速极速 (7) 3.1.1计算主轴最高转速 (9) 3.1.2计算主轴最低转速 (10) 3.1.3确定主轴标准转速数列 (11) 3.2主电动机的选择 (12) 3.3变速结构的设计 (14) 3.3.1 主变速方案拟定 (14) 3.3.2 拟定变速结构式 (14) 3.3.3拟定变速结构网 (15) 3.3.4 验算变速结构式 (16)
3.4绘制转速图 (17) 3.5 齿轮齿数的估算 (20) 3.6 主轴转速误差 (23) 4.动力设计 (26) 4.1电机功率的确定 (26) 4.2确定各轴计算转速 (26) 4.3 带轮的设计 (27) 4.4传动轴直径的估算 (30) 4.5齿轮模数的确定 (33) 4.6主轴轴颈的直径 (36) 4.6.1主轴悬伸量a (36) 4.6.2主轴最佳跨距0L 的确定和轴承的选择 (36) 4.6.3主轴组件刚度验算 (37) 5. 结构设计 (38) 5.1齿轮的轴向布置 (39) 5.2传动轴及其上传动元件的布置 (40) 5.2.1 I 轴的设计 (42) 5.2.2 II 轴的设计 (42) 5.2.3 III 轴的设计 (42) 5.2.4 带轮轴的设计 (42) 5.2.5 Ⅳ轴的设计 (43) 5.2.6主轴的设计 (43) 5.2.7 主轴组件设计 (43) 5.3齿轮布置的注意问题 (44)
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
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： 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、绪论 (4) 1.1课程设计目的 (4) 1.2课程设计内容 (4) 1.3课程设计题目，主要技术参数和技术要求 (4) 二、运动设计 (6)
2.1运动参数及转数图的确定 (6) 2.2核算主轴转数误差 (8) 三、动力计算 (10) 3.1.带传动设计 (10) 3.2.计算转速的计算 (11) 3.3.齿轮模数计算及验算 (11) 3.4.传动轴最小轴颈的初定 (13) 3.5.主轴合理跨距的计算 (14) 四、主要零部件的校核 (16) 4.1齿轮强度、刚度校核 (16) 4.2轴的刚度校核 (16) 4.3轴承寿命校核 (17) 总结 (19) 参考文献 (19)
一、绪论 1.1课程设计的目的 《机械系统设计》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。 1.2课程设计的内容 《机械系统设计》课程设计内容由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。 1.2.1 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，进行有关动力计算和校核。 1.2.2 图样技术设计： （1）选择系统中的主要机件。 （2）工程技术图样的设计与绘制。 1.2.3编制技术文件： （1）对于课程设计内容进行自我经济技术评价。 （2）编制设计计算说明书。 1.3课程设计题目、主要技术参数和技术要求 1.3.1课程设计题目和主要技术参数 题目：分级变速主传动系统设计 技术参数：Nmin=71r/min；Nmax=710r/min；Z=6级；公比为1.58；电
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：机械动力工程学院 班级：机械 09-3 姓名： 学号： 指导教师：段铁群 系主任： 2012年8月29日
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 (4) 二、课程设计题目、主要技术参数和技术要求 (4) 三、运动设计 (4) 1.确定极限转速，转速数列，结构网和结构式 (4) 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 (6) 四、动力计算 .................................... (7) 1.传动件的计算转速 (7) 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 (10) 六、校核 (10) 七、结束语 (14) 八、参考文献 (14)
一、课程设计目的 《机械系统设计》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结构，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；完成系统主转动设计，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分级、 分级变速主传动系统的设计：技术参数：Nmin=35.5r/min，Nmax=800r/min, Z=8级，公比为1.41；电动机功率P=3KW，电机转速n=710/1420r/min 三、运动设计 1.确定极限转速，转速数列，结构网和结构式 （1）确定极限转速,公比、变速级数 Nmin=45r/min ,Nmax=710r/min; =1.41; z=9 (2) 转速数列： 45r/min63r/min,90r/min,125r/min,180r/min,250r/min,255r/min, 500r/min,710r/min,共9级 （3）确定极限转速： Rn=Nmax/Nmin=710/45=15.6 （4）确定结构网和结构式 （1）写传动结构式：主轴转速级数Z=9. 结构式9=31×33 （2）画结构网：
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。
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》课程总结 系统的概念：具有特定功能的，相互间具有有机联系的许多要素构成的整体。 四个特征：整体性；相关性；目的性；环境适应性。 组成框图： 边界 按机床数量划分：单机床加工系统、多机床加工系统 分类按通用化程度分：通用机床加工系统、专用机床加工系统、组合机床 加工系统、混合型机床加工系统 按自动化程度分：普通机床加工系统、数控机床加工系统、自动生产 线系统、柔性生产系统、集成制造系统 现代机械的功能要求：运动要求；动力要求；体积和重量要求；可靠性和寿命 要求；环保要求；安全性要求；经济性要求；产品造型要 求；其它要求 机械系统设计的任务：①合理确定系统功能；②提高可靠性；③提高经济性 设计过程：计划→外部设计→内部设计→制造和销售。 特点：传统：只注意内部系统的设计，忽略整体质量，不注重市场销售环节。 现代：注重内部设计与外部设计相结合，使设计尽可能周密、合理、少 走弯路。 系统分解方法：平面分解、分级分解、组合分解。 系统分析步骤：分析确定系统的目标、要求→制订模型→系统最优化→系统评价。 机械系统方案设计的大体步骤：设计任务抽象化→确定工艺原理→确定技术过 程→引进技术系统并确定系统边界→确定功能结构→确定设计方案。 总体布置设计基本要求：①保证工艺过程连续、流畅；②降低质心高度，尽量 对称布置；③保证精度、刚度及抗振性等；④充分考虑产品的标准化、规格化、 系列化和发展要求；⑤结构紧凑，层次分明；⑥操作、维修、调整方便；⑦外
执行系统布置应注意的问题：①减少构件和运动副数目，缩小构件尺寸；②原动件尽量接近执行机构；③考虑与中间联接件的装卡、传递，注意安全。 传动系统布置应注意的问题：①简化传动链；②合理安排传动机构顺序（转变运动形式的机构→低速端；带传动→高速端，吸振；链传动→低速端）；③注意传动系统的润滑和密封。 操纵件布置应注意的问题：①操纵件的运动方向与被驱动件的运动方向一致；②操纵件应尽量布置在操作人员近旁，操作人员处于工序集中，操纵频繁，易出现故障和便于观察的部位；③仪器、仪表应便于操作人员观察和维护。 工作载荷的类型：①按零件发生变形不同：拉（压）载荷、弯曲载荷、扭转载荷。②按载荷是否随时间变化：静载荷、动载荷（可简化为静载荷的动载荷：周期载荷、冲击载荷、随机载荷）。 工作载荷确定方法：1、类比法：①几何尺寸类比法；②动力类比法。2、计算法（运用各种力学原理、经验公式或图表等计算确定载荷）。3、实测法（常用 电阻应变式传感器；测量原理：惠斯通电桥εK R R =?；电阻应变仪分类：静态；静动态；动态；超动态；遥测。记录和分析仪器：光线振子示波器；函数记录仪；磁带记录仪）。 载荷类型：反映载荷数值随时间变化的特性； 工作机械工作制：反映负载持续情况。 电动机按电源不同可分为： ???????→???→励、并励、串励、复励按励磁方式，分为：他 直流电动机异步电动机同步电动机是否相同按电机转速与磁场转速交流电动机 三相异步电动机分类：①按转子结构型式：笼型电动机；绕线型电动机 ②按外壳结构形式：开启式；防护式；封闭式；防爆式。③按安装型式：立式；卧式。 三相异步电动机的机械特性：动力机的输出转矩与转速间的关系。 固有特性（M ?—n ）：当定子电压和频率均为额定值，定子绕组按规定方式接线，定子和转子电路中不外接电阻或阻抗的机械特性。 内燃机：燃料在气缸内部燃烧，直接将产生的气体所含的热能转换为机械能的机器。 分类：①按燃料种类：柴油机、汽油机、煤气机和氢气机。②按一个工作循环冲程数：四冲程、二冲程等。③按点火方式：压燃式、点燃式。④按冷却方式：水冷式、风冷式。⑤按进气方式：自然吸气式、增压式。⑥按气缸数目：单缸、多缸。⑦按额定转速：高速，中速，低速。⑧按用途：农用、汽车用、工程用、