第14章 机械系统方案设计
习题与思考题
第一章金属切削基本知识习题与思考题1-1何谓金属切削加工？切削加工必须具备什么条件？1-2形成发生线的方法有哪几种？各需要几个成形运动？1-3何为简单成形运动和复合成形运动？各有何特点？1-4切削加工由哪些运动组成？它们各有什么作用？1-5什么是主运动？什么是进给运动？各有何特点？分别指出车削圆柱面、铣削平面、磨外圆、钻孔时的主运动和进给运动。
1-6什么是切削用量三要素？在外圆车削中，它们与切削层参数有什么关系?1-7车刀正交平面参考系由哪些平面组成？各参考平面是如何定义的？1-8刀具的基本角度有哪些？它们是如何定义的？角度正负是如何规定的？1-9用高速钢钻头在铸铁件上钻φ3与φ30的孔，切削速度为30m/min。
试问钻头转速是否一样？各为多少？1-10工件转速固定，车刀由外向轴心进给时，车端面的切削速度是否有变化？若有变化，是怎样变化的？1-11切削层参数包括哪几个参数？1-12切削方式有哪几种？1-1345º弯头车刀在车外圆和端面时，其主、副刀刃和主、副偏角是否发生变化？为什么？如图1-22所示，用弯头刀车端面时，试指出车刀的主切削刃、副切削刃、刀尖以及切削时的背吃刀量、进给量、切削宽度和切削厚度。
1-14试绘出外圆车刀切削部分工作图。
已知刀具几何角度为：90=rκ，10'=rκ，15=oγ， 8'==ooαα， 5+=sλ。
1-15试述刀具的标注角度与工作角度的区别。
为什么横向切削时，进给量不能过大？1-16影响刀具工作角度的主要因素有哪些?1-17在CA6140机床上车削直径为80mm，长度180mm 的45钢棒料，选用的切削用量为a p=4mm；f=0.5mm/r；n=240r/min。
试求：①切削速度；②如果kr=45º, 计算切削层公称宽度b D、切削层公称厚度h D、切削层公称横截面积A D。
图1-22 题1-13第二章金属切削过程习题与思考题2-1金属切削过程的本质是什么?2-2如何划分切削变形区？三个变形区各有何特点？它们之间有什么关联?2-3切削变形用什么参数来表示?2-4常见的切屑形态有哪几种？一般在什么情况下生成？如何控制切屑形态？2-5什么是积屑瘤？积屑瘤形成的原因和条件是什么？积屑瘤对切削过程有哪些影响？如何抑制积屑瘤的产生？生产中最有效的控制积屑瘤的手段是什么？2-6金属切削过程中为什么会产生切削力？车削时切削合力为什么常分解为三个相互垂直的分力来分析？试说明这三个分力的作用。
机械传动系统方案设计
目旳：获得新旳机构或特性，已满足使用规定。
1）变化构件构造形状
若将摆动导杆机构中旳直线导 槽改为圆弧导槽，运动到左侧 时，可获得较长时间旳停歇。
中南大学专用
潘存云专家
2）变化构件运动尺寸 槽轮直径变为无穷大，槽数无穷多时,
槽条机构
3）选不一样旳构件作为机 架
----3机构旳倒置 3
2
2
1
曲柄滑块机构
往复运动
连杆机构 凸轮机构 螺旋机构
正弦机构 正切机构 六连杆机构
齿轮齿条机构
组合机构
液压缸、气缸
螺旋机构旳特点：可获得大旳减速比和较高旳运动精 度，常用作低速进给和精密微调机构。
齿轮齿条机构旳特点：合用于移动速度较高旳场所， 精密齿条制造困难，传动精度及平稳性不及螺旋机构。
中南大学专用
机械传动系统旳作用就是将原动机旳运动和动力传递到执行构件，故原动机旳类型和执行构件旳运动形式、运动参数、运动方位等
执行构件的数目 都决定了传动系统旳方案。执行构件旳运动设计和原动机旳选择,就是根据确定旳工作原理和工艺动作过程，确定执行构件旳数目、
运动形式、运动参数、运动协调关系，并选择合适旳原动机旳类型和运动参数与之相配。
中南大学专用
潘存云专家
B
A
C
D
潘存云专家
E
搅拌机构
齿轮----连杆组合机构
中南大学专用
凸轮----连杆组合机构
联动凸轮机构
潘存云专家
二、机构旳变异 构件构造形状 运动尺寸 更换机架 或原动件
增长辅助构件
当所选机构不能满足机械提出旳运动和动力规定期，或者为了改 善所选机构旳性能或构造时，可以通过变化机构中某些构件构造 形状、运动尺寸、更换机架或原动件、增长辅助构件等措施获得 新旳机构或特性。此称为机构旳变异
第14章 机械系统运动方案设计
按摩轮
r
B
光、机、电、流体等知识的综合运用举例 图示分析天平，要求 精度达到0.01g，但靠目力 读指针的微小偏角已不可 能。
K向
刀口
玛瑙 支撑
指针
活动游标
增加了一级光学放 大镜，将读数放大。
光源 活动游标 读数窗
透镜
其它实例： 斜面的应用 螺旋压力机、螺旋千斤顶、螺纹联接件、螺旋输送机、 螺杆泵、螺旋微动机构、千分尺等
初期规划设计
阶段成果：
选题 调研和预测 可行性论证 确定设计任务 调研报告 产品开发可行性论证报告
总体方案设计
结构技术设计 生产施工设计
设计任务书
一、机械产品的设计过程
初期规划设计
总体方案设计
方案拟定 目标分析 创新构思 阶段成果：
结构技术设计 生产施工设计
方案评价 方案决策
总体方案示意图 机械系统方案运动简图 运动循环图 方案设计计算说明书
设计一台彩色电视机阴极盘用的金属 片的冲裁机器，圆片直径 10mm ，厚度 0.8mm。 功能分解 送料 冲制 退回
10
0.8
确定方案时应注意两点 ⑴ 用最简单的方法实现 同一功能。 ⑵ 注意光、机、电、流 体等知识的综合运用。
用最简单的方法实现功能举例 图示按摩椅中的按摩轮利用一 个偏心空间凸轮，同时实现三维方 向的按摩作用—径向振动挤压、向 下推拉和横向推拉，构思巧妙，结 构非常简单。
子机构I 输入 子机构II 子机构III 子机构n1
子 机 输出 构 n
直线电机
襟翼
直线电机 某型飞机的襟翼操纵机构
大型船舶主传动机构
III
IV
各子机构间无严格 的运动协调配合关系
分级变速主传动系统的设计题目10(Z=8公比1.14)
哈尔滨理工大学题目�分级变速主传动系统院系�机械设计制造及其自动化姓名�指导教师�年月日目录摘要 (I)第1章课程设计的目的 (1)第2章课程设计题目�主要设计参数和技术要求 (2)2.1 课程设计题目和主要技术参数 (2)2.2 技术要求 (2)第3章运动设计 (3)3.1 运动参数及转速图的确定 (3)3.2 核算主轴转速误差 (5)第4章动力计算 (6)4.1带传动设计 (6)4.2计算转速的计算 (7)4.3齿轮模数计算及验算 (8)4.4传动轴最小轴径的初定 (11)4.5执行轴轴颈直径的确定� (12)4.6轴承的选择: (12)4.7花键的选择� (12)第5章主要零部件的选择 (13)5.1 摆杆式操作机构的设计 (13)5.2 电动机的选择 (13)第6章校核 (14)6.1 Ⅳ轴刚度校核 (14)6.2 轴承寿命校核 (15)第7章润滑与密封 (16)第8章设计结论 (17)参考文献 (18)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。
这次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1章课程设计的目的(1)、课程设计属于机械系统设计课的延续�通过设计实践�进一步学习掌握机械系统设计的一般方法。
(2)、培养综合运用机械制图、机械设计基础、精度设计、金属工艺学、材料热处理及结构工艺等相关知识�进行工程设计的能力。
新版《机械设计基础》课后习题参考答案
机械设计基础习题参考答案机械设计基础课程组编武汉科技大学机械自动化学院第2章 平面机构的自由度和速度分析2-1画运动简图。
134522-2 图2-38所示为一简易冲床的初拟设计方案。
设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。
43512 运动产生干涉解答：原机构自由度F=3⨯3- 2 ⨯4-1 = 0，不合理 ， 改为以下几种结构均可：2-3 试计算图2-42所示凸轮—连杆组合机构的自由度。
b)a)A EMDFELKJIFBCCDBA解答：a) n=7; P l =9; P h =2，F=3⨯7-2 ⨯9-2 =1 L 处存在局部自由度，D 处存在虚约束b) n=5; P l =6; P h =2，F=3⨯5-2 ⨯6-2 =1 E 、B 处存在局部自由度，F 、C 处存在虚约束 2-4 试计算图2-43所示齿轮—连杆组合机构的自由度。
BDCA(a)CDBA(b) 解答：a) n=4; P l =5; P h =1，F=3⨯4-2 ⨯5-1=1 A 处存在复合铰链b) n=6; P l =7; P h =3，F=3⨯6-2 ⨯7-3=1 B 、C 、D 处存在复合铰链2-5 先计算如图所示平面机构的自由度。
并指出图中的复合铰链、局部自由度和虚约束。
ABCDE解答： a) n=7; P l =10; P h =0，F=3⨯7-2 ⨯10 = 1C 处存在复合铰链。
b) n=7; P l =10; P h =0，F=3⨯7-2 ⨯10 = 1BDECAc) n=3; P l =3; P h =2，F=3⨯3 -2 ⨯3-2 = 1 D 处存在局部自由度。
d) n=4; P l =5; P h =1，F=3⨯4 -2 ⨯5-1 = 1A BCDEFGG'HA BDCEFGHIJe) n=6; P l=8; P h=1，F=3⨯6 -2 ⨯8-1 = 1 B处存在局部自由度，G、G'处存在虚约束。
习题答案(第14章～第16章)
《汽车机械基础》习题参考答案第14章液压传动概论1．什么叫液压传动？试叙述液压传动的工作原理。
答：液压传动是以受压的流体（油或合成液体）作为工作介质，利用液体的压力传递运动和动力的一种传动方式。
液压传动的工作原理，其实就是利用液体在密闭容器中变化的压力来实现运动和动力传递的。
液压传动装置实质上是一种能量转换装置，它先将机械能转换为便于输送的液压能，然后又将液压能转换为机械能做功。
2．试记述液压系统的组成。
答：液压传动系统一般由四部分组成。
（1）动力装置：是将电动机或发动机输出的机械能转换为油液的液压能的装置，常为液压泵。
（2）执行元件：是将油液的液压能转换为驱动工作部件的机械能的装置。
实现直线运动的执行元件叫液压缸；实现旋转运动的执行元件叫做液压马达。
（3）控制调节装置：用以控制调节液压系统中油液的流动方向、压力和流量的装置，如方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀等。
（4）辅助装置：包括油箱、滤油器、蓄能器、热交换器、压力表、管件和密封装置等。
3．液压有哪些优、缺点？答：液压传动的优点：（1）可以在大范围内实现无级调速，而且调速性能良好；（2）传动装置工作平稳、反应速度快、冲击小，能快速启动、制动和频繁换向；（3）在相同输出功率的情况下质量轻、体积小、结构紧凑；（4）易于实现自动化，特别是电、液联合应用时，易于实现复杂的自动工作循环；（5）液压传动工作安全性好，易于实现过载保护，同时因采用油液为工作介质，相对运动表面间能自行润滑，故使用寿命较长；（6）液压元件已标准化、系列化和通用化，便于设计、制造、维修和推广使用。
液压传动的缺点：（1）由于泄漏及流体的可压缩性，无法保证严格的传动比；（2）当油温或载荷变化时，往往不易保持运动速度的稳定；（3）液压元件制造精度要求高，使用维护比较严格；（4）系统的故障原因有时不易查明。
4．液压油的主要性质是什么？黏性的物理意义是什么？答：液压油的主要性质是可压缩性和黏性。
九年级物理第14章内能的利用教案(无答案)
知识与技能：1•了解四冲程汽油机的基本工作原理； 2.知道热机工作过程中的能量转化情况，知道四冲程内燃机的工作过程。
过程与方法：1 •通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功； 2. 利用挂图或模型讲解四冲程汽油机的基本结构和工作原理； 3. 通过阅读科学世界现代汽车” 了解汽车的一些常识。
情感态度与价值观：1•通过演示实验培养学生观察和分析问题的能力; 2.通过阅读“科学世界现代汽车”扩展学生的知识面。
重难点四冲程汽油机的工作原理及能量的转化过程。
实施过程设计环节一、…探究活动1 :塞子的机械能从哪里来?引入 请同学们观察实验现象，并试分析这个过程中能量的转化情况。
新课1 •试管内装些水，用酒精灯加热，会看到什么现象？2•若用橡皮塞塞住试管口，再继续给水加热，又会看到什么现象？分析实验过程中的能量转化：燃料的化学能通过燃烧转化为水和 水蒸气的内能；水蒸气又通过对木塞做功，把水蒸气的内能转化 为木塞的机械能。
一、内能的利用1 •利用内能做功2•利用内能来（加热）热传递 、热机1 .热机：利用内能做功的机械。
2.从能量角度 将内能转化为机械能的机器。
二、♦探究活动2 :生活中你见过什么热机？这些热机有哪些特点?探究 3 .热机的分类： 外燃机：如蒸汽机 新知内燃机：如汽油机、柴油机、喷气式发动机 三、内燃机：常见内燃机分为：汽油机和柴油机 1.汽油机：A .构造图：B 工作过程教学 热机 总第 课时 实施时间 年 月 日内容 教学 目标教学内容教学策略 备注教师活动学生活动设计达标测评题1.如图所示是汽油机工作循环中的某一冲程，这个冲程是（ ）A .吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程 D .排气冲程2、一个工作循环由 _________ 个冲程组成，曲轴和飞轮转 ________ 周， 对外做 _____次功，只有 _______ 冲程是燃气对外做功，其他三个冲程是辅助冲程， 要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。
机械毕业设计1401推力机机械系统设计设计
推力机机械系统设计班级：A04机械（2）班学号：姓名：指导老师：目录第一节设计任务-------------------------------(3)第二节电动机的选择和计算----------------------(4)第三节齿轮的设计和计算------------------------(9) 第四节.具体二级齿轮减速器轴的方案设计----------(14)第五节轴承的校核-------------------------------(22)第六章键的选择与校核---------------------------(25) 第七节轴承的润滑及密封-----------------------(27) 第八节. 箱体结构的设计计算- ------------------- (30) 第九节设计结果 -------------------------------(30)第十节、设计小结 ----------------------------(32) 参考文献 -----------------------------------(32)第一节设计任务推力机的原理是通过螺旋传动装置给推头传替力和运动速度。
它在社会生产中广泛应用，包括在建筑、工厂、生活等方面。
其执行机构如下：推力机传动装置设计1.原始数据和条件1)推力F=10kn；2)推头速度V=1.2m/min；3)工作情况：三班制，间歇工作，单向负载，载荷平稳；4)工作环境：有灰尘，环境最高温度为35°C左右；5)使用折旧期20年，4年大修一次；6)制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。
2..参考传动方案第二节．电动机的选择一滑动螺旋传动的计算1.螺杆的耐磨性计算螺杆材料选择钢-青铜滑动螺旋的耐磨性计算主要是限制螺纹工作面上的压力P ，使其小于材料的许用压力。
螺纹工作面上的耐磨性条件为[]2F FP p p A d hH π==≤校核用。
第十二章、十四章习题06(参考答案)
第十二章其他常用机构一、选择题：1、用单万向节传递两相交轴之间的运动时，其传动比为变化值；若用双万向节时，其传动比C。
(A) 是变化值；(B) 一定是定值；(C) 在一定条件下才是定值2、在单向间歇运动机构中， A 的间歇回转角在较大的范围内可以调节。
（A）槽轮机构(B) 棘轮机构（C）不完全齿轮机构(D) 蜗杆凸轮式间歇运动机构3、在单向间歇运动机构中， C 可以获得不同转向的间歇运动。
（A）不完全齿轮机构(B) 圆柱凸轮间歇运动机构（C）棘轮机构(D) 槽轮机构4、家用自行车中的“飞轮”是一种超越离合器，是一种 C 。
（A）凸轮机构(B) 擒纵轮机构（C）棘轮机构(D) 槽轮机构二、填空题：1、棘轮机构是由摇杆、棘爪、棘轮、止动爪组成，可实现运动，适用于低速轻载的场合。
其棘轮转角大小的调节方法是：改变主动摇杆摆角的大小、加装一棘轮罩以遮盖部分棘齿。
2、槽轮机构是由主动拨盘、从动槽轮、机架组成，优点是：结构简单、外形尺寸小、机械效率高，能较平稳、间歇地进行转位，缺点是：存在柔性冲击，适用于速度不太高的场合。
3、擒纵轮机构由擒纵轮、擒纵叉、游丝摆轮及机架组成。
4、擒纵轮机构优点是结构简单，便于制造，价格低廉，缺点是振动周期不很稳定，故主要用于计时精度要求不高、工作时间较短的场合。
5、凸轮式间歇运动机构由主动轮和从动盘组成，主动凸轮作连续转动，通过其凸轮廓线推动从动盘作预期的间歇分度运动。
优点是：动载荷小，无刚性和柔性冲击，适合高速运转，无需定位装置，定位精度高，结构紧凑，缺点是：加工成本高，装配与调整的要求严格。
6、不完全齿轮机构由一个或一部分齿的主动轮与按动停时间要求而作出的从动轮相啮合，使从动轮作间歇回转运动。
工作特点是：结构简单，制造容易，工作可靠，动停时间比可在较大范围内变化，但在从动轮的运动始末有刚性冲击，适合于低速、轻载的场合。
7、螺旋机构是由螺杆、螺母和机架组成，通常它是将旋转运动转换为直线运动。
陈立德版机械设计基础第13、14章课后题答案
第13章机械传动设计13.1简述机械传动装置的功用。
答： (1) 把原动机输出的速度降低或增速。
（2) 实现变速传动。
（3）把原动机输出转矩变为工作机所需的转矩或力。
（4）把原动机输出的等速旋转运动，转变为工作机的转速或其它类型的运动。
（5）实现由一个或多个原动机驱动若干个相同或不同速度的工作机。
13.2选择传动类型时应考虑哪些主要因素？答：根据各种运动方案，选择常用传动机构时，应考虑以下几个主要因素：（1）实现运动形式的变换。
（2）实现运动转速（或速度）的变化。
（3）实现运动的合成与分解。
（4）获得较大的机械效益。
13.3常用机械传动装置有哪些主要性能？答：（1）功率和转矩；（2）圆周速度和转速；（3）传动比；（4）功率损耗和传动效率；（5）外廓尺寸和重量。
13.4机械传动的总体布置方案包括哪些内容？答：总体布置方案包括合理地确定传动类型；多级传动中各种类型传动顺序的合理安排及各级传动比的分配。
13.5简述机械传动装置设计的主要内容和一般步骤。
答：（1）确定传动装置的总传动比。
（2）选择机械传动类型和拟定总体布置方案。
（3）分配总传动比。
（4）计算机械传动装置的性能参数。
性能参数的计算，主要包括动力计算和效率计算等。
（5）确定传动装置的主要几何尺寸。
（6）绘制传动系统图。
（7）绘制装置的装配图。
第14章轴和轴毂连接14.1轴按功用与所受载荷的不同分为哪三种？常见的轴大多属于哪一种？答：轴按功用与所受载荷不同可分为心轴、传动轴和转轴三类。
常见的轴大多数属于转轴。
14.2轴的结构设计应从哪几个方面考虑？答：轴的结构设计应从以下几方面考虑：（1）轴的毛坯种类；（2）轴上作用力的大小及其分布情况；(3)轴上零件的位置、配合性质以及连接固定的方法；（4）轴承的类型、尺寸和位置；（5）轴的加工方法、装配方法以及其它特殊要求。
14.3制造轴的常用材料有几种？若轴的刚度不够，是否可采用高强度合金钢提高轴的刚度？为什么？答：制造轴的常用材料有碳素钢和合金钢。
机械原理NO[1]. 24 第十四章 机械传动系统的方案
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连杆机构： 四杆机构： 曲柄摇杆机构； 双摇杆机构； 摆动导杆机构； 滑块导杆机构； 多杆机构；
齿条齿轮机构； 摆动推杆凸轮机构； 组合机构；
机械原理
第14章 机械系统的方案设计
（四）能实现往复移动机构：
连杆机构： 四杆机构： 曲柄滑块机构； 正弦机构； 多杆机构；
移动推杆凸轮机构； 齿轮齿条机构； 螺旋机构； 组合机构；
机械原理
第14章 机械系统的方案设计
第14章 机械系统的方案设计
Chapter 14 Project Design of Mechanism System
§14-1 概述
一、机械设计的一般过程
1。计划：提出设计任务，进行可行性研究，编制设计任务书
2。方案设计：选用何种机构以及这些机构如何组成机器才 能完成机器的功能，并对所选机构进行尺寸设计和对方案进 行评价，确定最佳方案。
（五）再现轨迹机构：
连杆机构； 组合机构；
机械原理
第14章 机械系统的方案设计
§14-4 机械的工作循环图
当一台机器有多个执行构件时，这些 执行构件应以一定的次序协调动作，互相 配合，以完成机器预定的功能和生产过程。 这方面的工作称为机械的协调设计。
用来描述各执行构件运动间相互协调 配合的图称为机械工作循环图（也叫机械 运动循环图）。
cdea部分的线路形状不作要求。
机械原理
第14章 机械系统的方案设计
三、原始数据和设计要求(见指导书) 四、设计内容与任务
1。小组内每人拿出两个原始方案，画出机构示意图， 分析优缺点（周一）
2。小组讨论，确定最佳方案（周二）。
3。小组内分工，分别设计最佳方案的机构尺寸：连杆机构、 凸轮机构、齿轮机构、其他常用机构等（周三） 。
西安交大《机械设计基础》课后习题答案综合版
机械设计基础复习大纲2011、4、3第1章绪论掌握：机器的特征：人为的实物组合、各实物间具有确定的相对运动、有机械能参与或作机械功机器的组成：驱动部分+传动部分+执行部分了解:机器、机构、机械、常用机构、通用零件、标准件、专用零件和部件的概念课程内容、性质、特点和任务第2章机械设计概述了解：与机械设计有关的一些基础理论与技术，机器的功能分析、功能原理设计，机械设计的基本要求和一般程序、机械运动系统方案设计的基本要求和一般程序、机械零件设计的基本要求和一般程序,机械设计的类型和常用的设计方法第3章机械运动设计与分析基础知识掌握:构件的定义(运动单元体）、分类（机架、主动件、从动件）构件与零件(加工、制造单元体）的区别平面运动副的定义、分类（低幅：转动副、移动副；高副：平面滚滑副）各运动副的运动特征、几何特征、表示符号及位置机构运动简图的画法（注意标出比例尺、主动件、机架和必要的尺寸）机构自由度的定义（具有独立运动的数目)平面运动副引入的约束数（低幅：引入2个约束;高副:引入1个约束）平面机构自由度计算（F＝3n－2P5－P4）应用自由度计算公式时的注意事项（复合铰链、局部自由度、虚约束、公共约束)机构具有确定运动的条件（机构主动件数等于机构的自由度）速度瞬心定义（绝对速度相等的瞬时重合点）瞬心分类:绝对瞬心（绝对速度相等且为零的瞬时重合点，位于绝对速度的垂线上）相对瞬心（绝对速度相等但不为零的瞬时重合点，位于相对速度的垂线上）速度瞬心的数目:K=N（N—1)/2速度瞬心的求法：观察法：转动副位于转动中心；移动副位于垂直于导轨的无穷远；高副位于过接触点的公法线上三心定理：互作平面平行运动的三个构件共有三个瞬心，且位于同一直线上用速度瞬心求解构件的速度（关键找到三个速度瞬心，建立同速点方程，然后求解）了解：运动链的定义及其分类（闭式链：单环链、多环链;开式链)运动链成为机构的条件（具有一个机架、具有足够的主动件）机动示意图（不按比例）与机构运动简图的区别第6章平面连杆机构掌握:平面连杆机构组成（构件+低副;各构件互作平行平面运动）──低副机构平面连杆的基本型式（平面四杆机构）、平面四杆机构的基本型式（铰链四杆机构）铰链四杆机构组成（四构件+四转动副）铰链四杆机构各构件名称(机架、连杆、连架杆、曲柄、摇杆、固定铰链、活动铰链）铰链四杆机构的分类：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构铰链四杆机构的变异方法：改变构件长度、改变机架（倒置）铰链四杆机构的运动特性:曲柄存在条件：①最长杆长度+最短杆长度≤其余两杆长度之和②连架杆与机架中有一杆为四杆中之最短杆曲柄摇杆机构的极限位置(曲柄与连杆共线位置）曲柄摇杆机构的极位夹角θ（两极限位置时曲柄所夹锐角）曲柄摇杆机构的急回特性及行程速比系数平面四杆机构的运动连续性铰链四杆机构的传力特性：压力角α：不计摩擦、重力、惯性力时从动件受力方向与受力点速度方向间所夹锐角传动角γ：压力角的余角许用压力角[]︒=40α~︒50、许用传动角[]︒=50γ～︒40曲柄摇杆机构最小传动角位置(曲柄与机架共线的两位置中的一个)死点位置：传动角为零的位置（︒=0γ）实现给定连杆二个或三个位置的设计实现给定行程速比系数的四杆机构设计：曲柄摇杆、曲柄滑块和摆动导杆机构了解：连杆机构的特点、铰链四杆机构以及变异后机构的特点及应用、死点（止点）位置的应用和渡过 基本设计命题:实现给定的运动要求:连杆有限位置、连架杆对应角位移、轨迹满足各种附加要求:曲柄存在条件、运动连续条件、传力及其他条件实验法设计实现给定连杆轨迹的四杆机构，解析法设计实现给定两连架杆对应位置的四杆机构第7章 凸轮机构掌握：凸轮机构的组成（凸轮+从动件+机架）──高副机构凸轮机构的分类:按凸轮分类:平面凸轮(盘形凸轮、移动凸轮），空间凸轮按从动件分类:端部形状：尖端、滚子、平底、曲面运动形式：移动、摆动安装方式：对心、偏置按锁合方式分类：力锁合、形锁合基圆（理论廓线上最小向径所作的圆)、理论廓线、实际廓线、行程从动件运动规律（升程、回程、远休止、近休止)刚性冲击(硬冲：速度突变，加速度无穷大）、柔性冲击（软冲:加速度突变）运动规律特点：等速运动规律：速度为常数、始末两点存在硬冲、用于低速等加速等减速：加速度为常数、始末中三点存在软冲、不宜用于高速余弦加速度：停─升─停型：始末两点存在软冲、不宜用于高速升─降─升型：无冲击、可用于高速正弦加速度：无冲击、可用于高速反转法绘制凸轮廓线的方法：对心或偏置尖端移动从动件，对心或偏置滚子移动从动件滚子半径的选择、基圆半径的确定、运动失真及其解决的方法了解：凸轮机构的特点、凸轮机构的应用、凸轮机构的一般命名原则四种运动规律的推导方法和位移曲线的画法运动规律的基本形式：停─升─停；停─升─降─停;升─降─升运动规律的选择原则，平底从动件凸轮廓线的绘制方法及运动失真的解决方法机构自锁、偏置对压力角的影响，压力角α、许用压力角[]α、临界压力角c α三者关系：[]c ααα<≤max第8章 齿轮传动掌握:齿轮机构的组成（主动齿轮+从动齿轮+机架)──高副机构圆形齿轮机构分类：平行轴:直齿圆柱齿轮机构（外啮合、内啮合、齿轮齿条）斜齿圆柱齿轮机构（外啮合、内啮合、齿轮齿条）人字齿轮机构相交轴：圆锥齿轮机构(直齿、斜齿、曲齿）相错轴：螺旋齿轮机构、蜗轮蜗杆机构齿廓啮合基本定律（两轮的传动比等于公法线割连心线线段长度之反比）定传动比条件、节点、节圆、共轭齿廓渐开线的形成、特点及方程一对渐开线齿廓啮合特性：定传动比特性、啮合角和啮合线保持不变、可分性渐开线齿轮各部分名称：齿数、模数、压力角、顶隙、分度圆、基圆、齿顶圆、齿根圆齿顶高、齿根高、齿全高、齿距（周节）、齿厚、齿槽宽标准直齿圆柱齿轮的基本参数：齿数z 、模数m 、压力角α(︒20）齿顶高系数*a h (1.0、0.8）、顶隙系数*c (0。
人教版物理九年级第14章第3节+能量的转化和守恒+教学设计
（一）教学重难点
1.能量守恒定律的理解与应用：能量守恒定律是物理学中的基本原理，学生对能量守恒概念的理解和应用是本节课的重点和难点。如何让学生从本质上理解能量守恒，并能够运用到实际问题中，是教学过程中需要关注的关键。
教学设想：通过生动的实例引入能量守恒的概念，结合实验演示和实际案例分析，让学生感受能量守恒的普遍性和实用性。
2.能量转化关系的掌握：能量转化的过程复杂多样，学生需要掌握不同形式能量之间的转化关系，这对于他们来说是另一个难点。
教学设想：利用图表、动画等多种教学资源，形象地展示能量转化的过程，帮助学Байду номын сангаас构建清晰的知识框架。
3.解决问题的逻辑思维能力：学生在解决能量守恒问题时，往往缺乏系统的逻辑思维能力，这影响了他们对问题的分析和解决。
此外，教师还可以通过简单的实验现象，如弹性球碰撞实验，让学生直观地感受到能量在不同物体间的传递和转化。通过这些生动有趣的实例，教师引导学生进入新课的学习，为后续内容的展开做好铺垫。
（二）讲授新知，500字
在讲授新知环节，教师将围绕能量守恒定律的概念、能量转化的过程和能量守恒定律在实际生活中的应用进行讲解。
人教版物理九年级第14章第3节+能量的转化和守恒+教学设计
一、教学目标
（一）知识与技能
1.了解能量守恒的概念，知道能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
2.掌握机械能、内能、化学能等不同形式能量的定义及其相互转化关系。
3.学会运用能量守恒定律分析解决实际问题，如物体在运动过程中的能量转化、热机效率等。
3.小组合作，选择一个与能量守恒相关的项目进行深入研究，如太阳能电池、风能发电等，通过查阅资料、进行调查、设计实验等方式，撰写一份项目研究报告，并在班级内进行分享交流。
机械设计基础课程表
广东工业大学本科教学进度表
2010 —2011 学年度第二学期
共 2 页第 2 页
说明：
1、本表由主讲教师按《广东工业大学本科教学进度表的编制及管理规定》编写，经基层教学单位教学负责人审核，教师所在学院教学主管审核批准执行；
2、若不在学校安排的地点授课，需在备注栏写明上课地点；
3、本表须在每学期开学后第1周内送交基层教学单位审核，第2周内学院审核，第3周内交学生所在学院2份和发给学生班1份。
主讲教师签名：填写日期：年月日基层教学单位教学负责人签章：审核日期：年月日学院教学主管签章：审核日期：年月日。
《机械原理》课程教学大纲
性、传动角等概念
角等概念
第 八 章 平 面 连 四杆机构的几何设计方法 杆机构及其设计
理解四杆机构的几何设计方法
4
4
第 九 章 凸 轮 机 凸轮机构应用类型、常用推杆运动 理解和掌握凸轮机构特点、常用
构及其设计
规律及其特点
推杆运动规律的特性和作图法
第 九 章 凸 轮 机 凸轮轮廓的设计方法、基本尺寸的 凸轮轮廓的设计方法
和生产中所遇到的各种机构和机器，根据所学的原理和方法进行观察和分析，做
到理论与实际的紧密结合。
2．学生完成本课程每周须耗费的时间 为掌握本课程的主要内容，按约 1:1 的比例配比课外学时（预习、复习和完 成老师布置的作业），学生课外每周必须耗费的最少时间为 2 小时，学生完成本 课程每周须耗费的最少时间为 4 小时。 3．学生的上课、实验、讨论、答疑、提交作业（论文）单元测试、期末考 试的等方面的要求
12
4
动的调节
效质量、等效转动惯量等基本概念； 能理解飞轮的调速原理
飞轮的调速原理及其简易设计方法
13 第 十 二 章 其 他 间歇机构的结构、工作原理及应用 了解间歇机构的结构、工作原理
常用机构
及应用
第 十 四 章 机 械 机械传动系统的方案设计 传动系统的方案 设计
14
复习
4 能掌握机械传动系统的方案设 计
1
得机械产品设计与制造技术的基础知识；使学生达到运用所学知识去解决现代机 械工程中的实际问题的能力。
素质目标：通过该课程学习，学生应获得机械产品设计与制造技术的基础知 识，对机械学科有比较清楚的认识，更懂得所学专业的内涵，具备机械工程师的 基本素质。
能力目标：通过本课程学习，学生应具有进行机械系统运动方案（创新）设 计的初步能力；获得机械产品设计与制造技术的基础知识；使学生达到运用所学 知识去解决现代机械工程中的实际问题的能力。
机械原理(第九版)
成书过程
修订情况
出版工作
《机械原理（第九版）》是根据作者教学实践的经验，结合高等学校教学改革、科技前沿发展和当前“新工 科”建设的新成果，吸收国际工程教育“以学生为中心，以能力为核心”的理念，适应中国国实施创新驱动发展 和机械工业自身发展的需要修订而成的。
《机械原理（第九版）》是由孙桓、葛文杰主编，具体编写分工如下：葛文杰（第1、2、3、4、5、8、13、 14章）、陈作模（第11章）、苏华（第6、7章）、张永红（第9章）、王三民（第10章）、董海军（第12章）， 中华人民共和国教育部高等学校机械基础课程教学指导分委员会主任委员、清华大学阎绍泽教授审阅了该书。该 教材在编写过程中，编者们参考了许多论文、教材与专著 。
机械原理（第九版）
2021年高等教育出版社出版的教材
01 成书过程
03 教材目录 05 教材特色
目录
02 内容简介 04 教学资源 06 作者简介
《机械原理（第九版）》是由西北工业大学机械原理与机械零件教研室编著，孙桓、葛文杰主编，高等教育 出版社2021年出版的“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。该可作为高等学校机械类专业的教材，也可 供其他相关专业的师生及工程技术人员参考。
作者简介
孙桓，男，1922年4月生，山东安丘人。1953年哈尔滨工业大学研究生班毕业。历任西北工学院助教、教师， 西北工业大学讲师、副教授、教授和研究生导师等职。现任西北工业大学资深教授，是教育部面向全国重点推荐 的2003年首批国家精品课程的“机械原理”带头人 。
机械系统的方案设计
3、实现运动轨迹的机构(Mechanism to realize any
motion path)
1) 四杆机构（连杆曲线）(Four-bar Linkage)
四杆机构的连杆上的每一点均可以实现一定的封闭运动轨迹
2) 开式链机构(Open Chain Mechanism)
任何开式链机构上的端点都可以实现一定的运动轨 迹，工业机器人操作机大多是由开链机构组成的。
3、带传动与链传动
带传动及链传动多用于中心距较大的传动。
4、连杆机构Biblioteka 连杆机构在机械设备及日常生活中有大量应用。
5、凸轮机构。
由于凸轮机构是高副接触，决定了这种机构主要 用于传递运动。
14.2.3
执行机构的运动类型及典型机构
(Motion Type of Executive Mechanism and Its Typical Mechanisms) 机器中最接近被作业工件一端的机构称为执行机构。 执行机构中接触工件或执行终端运动的构件称为执行 构件。机器通过执行构件完成作业任务。 执行机构的运动分为直线运动、回转运动、任意轨迹 运动、点到点的运动及位到位的运动等主要五种运动 形式。实现不同运动形式的典型机构主要有：
4)双摇杆机构
起重机的变幅机构
5) 链传动（直线段部分的运动）(Chain Drive Mechanism) 带有翼片的链传动，可以拖动被作业件在两链轮间的 直线段做直线运动。
2、实现回转运动的机构
(Mechanism to Realize Rotary Motion)
1) 齿轮传动机构(Gear
机械系统设计大作业
机械系统设计大作业目录第1章总体方案设计 01.1 研究给定的设计任务 01.2设计任务抽象化 01.3确定工艺原理方案 (1)1.4工艺方案设计 (1)1.5功能分解功能树 (1)1.6确定每种功能方案 (2)1.7确定边界条件 (2)1.8方案评价 (2)1.9方案简图 (3)1.10总体布置 (3)1.11总要参数的确定 (4)1.12循环图 (4)第2章执行系统设计 (5)2.1运动分析 (5)2.2动力分析 (5)第3章传动系统设计 (8)3.1动力机选择 (8)3.2运动与动力参数的确定 (8)3.3运动与动力参数确定 (8)3.4传动零件设计计算 (9)第1章总体方案设计1.1 研究给定的设计任务1.2设计任务抽象化图1.1系统黑箱1.3确定工艺原理方案物理振动原理1.4工艺方案设计人工倒入适量谷物打开开关振动工作关闭电源收集分离干净的谷物图1.2工艺路线图1.5功能分解功能树图1.3功能树1.6确定每种功能方案分离功能：铁丝网格、带孔铁板、带孔塑料板动力功能：电机控制功能：开关分功能功能解A B C分离功能铁丝网格带孔铁板带孔塑料板1.7确定边界条件图1.4边界条件1.8方案评价评价原则：满足功能要求、经济、质量轻评价方式：一对一比较方案代号一对一比较评分A B CA112 B000 C011经过评价选择A方案：分离功能：铁丝网格动力功能：电机控制功能：开关1.9方案简图1机架、2振动筛摇杆、3振动筛铁丝网、4振动筛曲柄、5电机图1.5方案简图1.10总体布置图1.6总体布置图1.11总要参数的确定尺寸参数：整体长宽高1500×800×500mm运动参数：曲柄回转速率n=120r/分1.12循环图图1.7曲柄循环图由于仅有一个执行头，不存在干涉情况，所以不需进行时间、空间同步化。
第2章执行系统设计2.1运动分析2.1.1运动参数确定1.偏心曲柄摇杆机构参数确定曲柄回转速率n=120r/分2.1.2运动尺寸确定1.偏心曲柄摇杆机构确定曲柄长度L1，连杆长度L2，摇杆长度L3、机架长L4和偏心距e图2.1偏心曲柄摇杆机构由机器的总体尺寸取L4=1400mm，L2=1300mm，e=60mm；由曲柄存在条件和机器总高取L1=100mm得L2>202mm，取L2=210mm 2.2动力分析1.偏心曲柄摇杆机构动力分析图2.2偏心曲柄摇杆机构动力分析A.运动分析 位移方程1400cos 1300cos 210cos 100=⨯+⨯+⨯δαθ60sin 1300sin 210sin 100=⨯+⨯-⨯δαθ 速度方程0sin 1300sin 210sin 100321=⨯-⨯-⨯-δαθw w w 0cos 1300cos 210cos 100321=⨯+⨯-⨯δαθw w w 加速度运动方程0cos 1300cos 210cos 100232221=⨯-⨯-⨯-δαθw w w 0sin 1300sin 210sin 100232221=⨯-⨯+⨯-δαθw w w B.力分析图2.3连杆摇杆力分析对于连杆2有R12=R32，02/2/22222=⨯-+⨯l m M lp g 对于摇杆3有R43=R23，02/2/33333=⨯-+⨯l m M lp g图2.4曲柄力分析对于曲柄1有R21=R41，0sin 2/sin 2/22111=⨯⨯++⨯⨯-θθlm M l p g第3章 传动系统设计3.1动力机选择查Y 系列电机表取Y80M1-1型号电机额定功率0.55kw ，额定转速1390r/min 。
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 00.4000 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9.5026.11181===--Z n R ϕ(2) 最低转速5.279.501400max min ===nR n n r/min查标准数列表，取28min =n r/min (3) 结构式93123318⨯⨯=演算第二扩大组的变速范围：10~8826.1)12(92<==-r符合升2降4的原则，由结构式可看出，符合前密后疏的原则 (4) 转速图如下：（依据P69页，“抓两端，连中间”原则，先从后向前设计，再从前向后设计），可得到初步转速图。
《航空机械基础》电子教案 第14章 飞机结构及机械系统
4.工艺要求
结构有良好的工艺性，便于加工、装配，简化制造过程。
设计：郭谆钦
5.经济性要求
以前主要指生产和使用成本，现己更新为寿命周期费用，主
要指从飞机的概念设计、研制、生产、使用与保障到退役报废
期间所付出的一切费用之和。寿命周期费用低是现代飞机追求
§14-5 起落架受力及结构特点
§14-6 起落架收放系统
§14-7 前起落架的特殊控制装置
§14-8 飞行操纵系统
长沙航空职院专用
作者： 郭谆钦教授
§14-1
飞机基本结构及设计准则
一、基本组成：
设计：郭谆钦
军用飞机通常由机体、起落装置、飞行操纵系统、液压与
气压传动系统、燃油供给系统、环境控制系统、防冰系统、防
验，其设计准则是
式中：NE ——使用寿命；
NS ——安全寿命；
NT ——试验寿命；
nf —— 分散系数，一般取4。
按照该式来控制疲劳强度和寿命，飞机须通过全尺寸疲劳试验
进行验证。
长沙航空职院专用
作者： 郭谆钦教授
4、强度、刚度、损伤容限和耐久性设计
（1）破损一安全结构
式中：ηP-S —— 破损一安全强度剩余系数；
——最大使用过载。
显然，安全系数表明了结构的安全裕度，保证飞机在承受最大使
用载荷时，结构不会破坏且有一定的强度储备，重量还应最轻。不
同受载结构所取的f也不一样，一般在1.5~2之间。
长沙航空职院专用
作者： 郭谆钦教授
（2）剩余强度系数
剩余强度系数η是结构破坏载荷与设计载荷的比值，也是结构
许用应力[σ]与结构最大工作应力σ的比值。
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以极坐标系原点为圆心作若干 个同心圆，每个圆环代表一个 圆周式 执行构件，由各相应圆环引径 向直线表示各执行构件不同运 动状态的起始和终止位置。
形式 直角坐标式
绘制方法
特点
用横坐标表示机械主轴或者分 配轴转角，纵坐标表示各执行 构件的角位移或者线位移，各 区段之间用直线相连。
不仅能清楚地表示各执行构 件动作的先后顺序，而且能 表示各执行构件在各区段的 运动规律。
反馈改进阶段
二. 机械系统的方案设计
机械系统是机械的重要组成部分，是机械的主体。 机械系统的方案设计的一般步骤： 1.拟定机械的工作原理： 制定机械的总功能，拟定实现总功能的工作原理和技术手段，确定 机械所要实现的工艺动作。 2.执行构件和原动机的运动设计： 确定执行构件的数目、运动形式、运动参数以及运动协调配合关系， 并选定原动机的类型和运动参数。 3.机构的选型、变异与组合： 根据机械的运动以及动力的要求，选定机构的类型，在机构变异、组 合的基础上获得机械系统方案，绘制系统的示意图。
形式
绘制方法
特点 绘制方法简单，能清楚表示一个 运动循环中各执行构件运动的顺 序和时间关系；直观性差，不能 显示各执行构件的运动规律。
将机械在一个运动循环中各 个执行构件各行程区段的起 直线式 止时间和先后顺序，按比例 绘制在直线坐标上。
形式
绘制方法
特点 能比较直观地看出各执行机构主 动件在主轴或分配轴上的相位； 当执行机构多时，同心圆环太多 不能一目了然，无法显示各构件 的运动规律。
★ 满足各执行机构在空间布置上的协调性要求； ★ 满足各执行机构操作上的协同性要求； ★ 各执行机构的动作安排要有利于提高劳动生产率； ★ 各执行机构的布置要有利于系统的能量协调和效率的提高。
协调设计的步骤：
★ 确定机械的工作循环周期； ★ 确定机械在一个运动循环中各执行构件的各个行程段及其所需时间； ★ 确定各执行构件动作间的协调配合关系。
机械系统方案
一、选定机械工作原理的一般原则 实现机械功能的工作原理，决定着机械产品的技术水平、工作质量、系 统方案、结构形式和成本等。 在选择机械工作原理时，不仅是一般性地满足工作要求，必须从 技术经济指标出发，作细致的、科学的综合分析与对比，以保证产品 的先进性、可行性和经济性。
二、机械工作原理的构思与选择 工作原理设计的任务，就是根据机械预期实现的功能要求，构思出所 有可能的功能原理，加以分析比较并根据使用要求或者工艺要求，从中选 择出既能很好的满足功能要求，工艺动作又简单的工作原理。
外购件明细表
试制试验阶段 材料选择与尺寸计算 设计图的绘制
反馈改进阶段
初期规划阶段
方案设计阶段
技术设计阶段 通过试制、试验发 现问题，加以改进
试制试验阶段
反馈改进阶段
1.提出试制、试验报告 2.提出改进措施
初期规划阶段
方案设计阶段
技术设计阶段
试制试验阶段 根据用户的意见、生产中 发现的问题以及市场的变 化进行相应的改进和更新
三、各执行构件之间运动的协调配合和机械的工作循环图
冷霜自动灌装机完整的执行系统
输送带的连续运动
顶杆的往复运动
轮盘的间歇转动
定量泵活塞的往复运动
当根据生产工艺要求确定了机械的工作原理和各执行机构的运动规 律、并确定了各执行机构的型式及驱动方式后，还必须将各执行机构统 一于一个整体，形成一个完整的执行系统，使这些机构以一定的次序协 调工作，互相配合，以完成机械预定的功能和生产过程，这就需要进行 执行系统的协调设计。 1、各执行构件运动的协调配合关系： 对于各个执行构件之间的运动不需要协调配合而是彼此独立的机械， 可分别为每一种运动设计一个独立的运动链，并有单独的原动机驱动。 但是对于只有依靠各执行构件的协调配合才能完成工作的机械就必须使 其满足所需要的协调关系。 协调设计的原则： ★ 满足各执行机构动作先后的顺序性要求； ★ 满足各执行机构动作在时间上的同步性要求；
三、工作原理的创造性 1.分析综合法 将机械预期实现的功能分解为各种分功能，分析其本质，进行各分功 能原理设计，最后把分功能原理组合起来，组成一个新的系统。 内螺纹孔加工
车床
钻床
拉床 镗床
2.思维扩展法 在进行机械功能原理设计时，设计者一定要拓宽自己的思路，广泛采 用气、液、光、声。电、新材料等新技术，构思出新的功能原理。 挖土机
3.还原创新法 跳出已有的创造起点，重新返回到创造的原点，紧紧围绕机械预期实现 的功能要求另劈新径，构思新的功能原理。
洗衣机
揉搓原理
刷擦原理
捶打原理
设计模仿人手的机 械手，难度大
很难把衣物各 处都刷洗到
易损坏衣物
波轮洗衣机
滚筒洗衣机
§14-3 执行构件的运动设计和原动机的选择
一、执行构件的运动设计
“创造技法”
例：自动送料板装置的工作原理设计
1、机械推拉原理
2、摩擦传动原理(摩擦板)
摩擦传动原理(摩擦轮)
3、气吸原理(顶吸法)
气吸原理(底吸法)
实现某种预期的要求，可以采用多种不同的工作原理；不同的工作 原理需要不同的工艺动作，这样所设计出的机械在工作性能、工作品质 和适用场合等方面都会有很大的差别。
将机械在一个运动循环中 各个执行构件各行程区段 直线式 的起止时间和先后顺序， 按比例绘制在直线坐标上
例：冷霜自动灌装机。 确定机械的工作循环周期 根据设计任务书中给定的理论生产率Q=30 盒/min，计算出该机械运 动的循环周期T=60/30=2s 确定机械在一个运动循环中各执行构件的各个行程段及其所需时间 基本动作
各行程区段所需时间的计算详见机械运动循环图。 确定各执行构件动作间的协调配合关系
形式
绘制方法
特点
运 动 以极坐标系原点为圆心作 循 若干个同心圆，每个圆环 环 代表一个执行构件，由各 圆周式 图 相应圆环引径向直线表示 形 各执行构件不同运动状态 式 的起始和终止位置 用横坐标表示机械主轴或 者分配轴转角，纵坐标表 直角坐 示各执行构件的角位移或 标式 者线位移，各区段之间用 直线相连
★考虑经济性，包括原动机的原始购置费用、运行费用和维修费用等。
（2）.原动机类型的选择
★ 若工作机械要求有较高的驱动效率和较高的运动精度，应选用 电动机。电动机的类型和型号较多，并具有各种特性，可满足不同 类型工作机械的要求。
★ 在相同功率下，要求外形尺寸尽可能小、重量尽可能轻时，宜选用 液压马达。 ★要求易控制、响应快、灵敏度高时，宜采用液压马达或气动马达。 ★要求在易燃、易爆、多尘、振动大等恶劣环境中工作时，宜采用气动 马达。 ★要求对工作环境不造成污染，宜选用电动机或气动马达。 ★要求启动迅速、便于移动或在野外作业场地工作时，宜选用内燃机。 ★要求负载转矩大，转速低的工作机械或要求简化传动系统的减速装置， 需要原动机与执行机构直接联接时，宜选用低速液压马达。
伺服电动机 特点： 它体积小、重量轻；具有宽广而平滑的调速范围和快速响应能力， 其理想的机械特性和调节特性均为直线。 应用: 伺服电机广泛应用于工业控制、军事、航空航天等领域，如数控机 床、工业机器人、火炮随动系统中。
（3）.内燃机
分类
按燃料种类分：柴油机、汽油机和煤油机
按汽缸数目分:单缸和多缸内燃机
2、原动机的选择
(1).选择原则
★ 考虑工作机械的负载特性、工作制度、启动和制动的频繁程度。
★ 考虑原动机本身的机械特性能否与工作机械的负载特性(包括功率、 转矩、转速等)相匹配，能否与工作机械的调速范围、工作的平稳性等相 适应。 ★考虑机械系统整体结构布置的需要。 ★考虑经济性，包括原动机的原始购置费用、运行费用和维修费用等。
（3）.原动机转速的选择
原动机的额定转速一般是直接根据工作机械的要求而选择的。但需考虑： ★ 原动机本身的综合因素。例如，对于电动机来说，在额定功率相同 的情况下，额定转速越高的电动机尺寸越小，重量和价格也低，即高速 电动机反而经济。
★ 传动系统的结构。若原动机的转速选得过高，势必增加传动系统的 传动比，从而导致传动系统的结构复杂。 （4）.原动机容量的选择 原动机的容量主要指功率。它是由负载所需的功率、转矩及工作 制来决定的。负载的工作情况大致可分为连续恒负载；连续周期性变 化负载；短时工作制负载和断续周期性工作制负载等。各种工作制负 载情况下所需的原动机容量的计算方法，可查阅有关手册。
1.执行构件的数目 执行构件的数目取决于机械分功能或者分动作数目的多少，但两者不一 定相等。要针对机械的工艺过程及结构的复杂性进行相应的分析。 2.执行构件的运动形式和运动参数 执行构件的运动形式：回转（摆动）运动、直线运动、曲线运动和 复合运动 二、原动机的类型及其运动参数的选择 1.原动机的类型和特点 电动机的类型很多，不同类型的电动机具有不同的结构型式和特性， 可满足不同的工作环境和机械不同的负载特性要求。 原动机的运动形式：回转运动、往复摆动、往复直线运动
(1).动力电动机
动力电动机 主要优点为：驱动效率高、有良好的调速性能、可远距离控制，启 动、制动、反向调速都易控制，与传动系统或工作机械联接方便，作为 一般传动，电动机的功率范围很广。 主要缺点为必须有电源，不适于野外使用。
根据使用电源的不同Hale Waihona Puke 又分为交流电动机和直流电动机两大类。
(2).控制电动机（伺服电动机） 伺服电动机是指能精密控制系统位置和角度的一类电动机。
反馈改进阶段
目标分析 初期规划阶段 创新构思 总体方案示意图 机械系统方案运动简图 运动循环图 方案设计计算说明书
方案设计阶段 方案拟定
技术设计阶段
方案评价
试制试验阶段
方案决策
反馈改进阶段
初期规划阶段
结构方案拟定
方案设计阶段
造型设计
整个设备标注齐全 的全套图纸
设计计算说明书