机械系统课程设计指导书

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1、机械系统设计课程设计指导书戴庆辉戴庆辉二二六年六月六年六月目目 录录第 1 章 课程设计的目的和要求.11.1 本课程设计的目的.11.2 本课程设计的工作内容.11.3 本课程设计的工作计划.11.4 设计说明书的编写.11.5 课程设计的答辩.21.6 课程设计中应注意的问题.2第 2 章 机械系统设计的基本知识.32.1 机械系统设计的过程.32.2 机械系统设计的关键内容.32.3 机械系统设计的类型.32.4 机械系统设计的一般程序.42.6 机械系统运动方案设计.6第 3 章 创造发明的奥秘.93.1 多思、善思、巧思(洗衣机的发明).93.2 创造起源于模仿(仿生学).103.3

2、 发明就是要异想天开(机器人的发明).10第 4 章 机械系统运动方案设计举例.114.1 冲制薄壁零件冲床的设计.114.2 冲压式蜂窝煤成型机的设计.13第 5 章 课程设计的题目.175.1 电厂弯管清洁装置的设计.175.2 架空电缆挂钩安装装置的设计.175.3 通用卡片打孔机的设计.175.4 电厂燃煤杂物分离装置的设计.1815.5 废导线剥皮装置的设计.185.6 三向移动工作台的设计.185.7 其它选题.18机械系机械系统设计课统设计课程程设计设计指指导书导书第第 1 章章 课程设计的目的和要求课程设计的目的和要求1.11.1 本课程设计的目的本课程设计的目的机械系统设计课

3、程设计是机械系统设计课程的重要实践环节，是一次 重要的专业设计训练。要达到的基本目的是：使学生进一步加深对产品设计规律和特点的认识，树立正确的设计思想， 培养学生独立从事整机设计和创新设计的初步能力。通过上机、计算、绘图、运用设计资料、手册，熟悉国家标准、规范， 培养学生具有初步的机构选型、组合和确定运动方案、进行产品系统设计的基 本技能，以及运用计算机、现代设计方法和技术资料诸方面的能力。 深化和扩展本课程的理论知识，培养学生综合运用所学知识，独立分析、 解决工程实际问题的能力，使学生得到一次较完整的设计方法的基本训练，为 今后从事设计工作打下良好的基础。 1.21.2 本课程设计的工作内容

4、本课程设计的工作内容在规定的时间内，要求每个学生完成以下工作:反映产品总体结构的装配图一张。关键零件的零件工作图两张。 设计说明书一份，其中必须有设计对象的工作原理图和计算说明。 有一项上机成果 (一张图或一个软件) 。 1.31.3 本课程设计的工作计划本课程设计的工作计划 本课程设计的一般过程是:首先明确设计任务，编写设计任务书，项目包括 产品功能；允许的最高费用; 制造方面的要求；使用方面的要求。然后进行功 能分析， 确定功能结构， 完成原理方案设计。接着进行结构设计和必要的计 算。最后以图样和计算说明书表达设计结果。本课程设计的工作计划是：第一周，完成概念设计，画出工作原理图 (或机械

5、系统运动方案设计简图) 。第二周，完成结构设计，绘制总体装配图。 第三周，绘制零件工作图，整理说明书，准备答辩。 注：第三周的星期四上午九点开始答辩，以交图先后为序。21.41.4 设计说明书的编写设计说明书的编写 1.4.11.4.1 编写设计说明书的意义编写设计说明书的意义 编写设计说明书，是设计工作的重要组成部分，也是科技工作者必须掌握 的基本技能之一。设计说明书用来阐明创新设计思想，分析论证设计方案，说 明设计参数计算过程。设计说明书是整个设计过程的整理和技术总结，是图样 设计的理论依据。设计说明书为是审查设计是否合格的基本文件，供审核设计 和使用设备的人员查阅之用，所以设计说明书是重

6、要的设计技术文件之一。因 此，撰写设计说明书是一项重要的、必不可少的工作。 1.4.21.4.2 设计说明书的内容设计说明书的内容 设计说明书的内容包括： 目录。写明标题、页次。 设计任务书。设计题目；工作原理与工艺动作过程；原始参数及设计 要求。 功能分析。给出功能分析说明和功能结构图。 原理方案的拟定构思能实现设计任务规定的工艺动作过程与要求的几种设计方案的简图， 并简要说明其特点及性能。 分析比较上述各方案的优、缺点，确定设计方案，并说明选定的理由。 进行机械系统运动方案的协调性设计(如设计方案中有多个执行构件，且 各执行构件间有运动协调关系时，要进行机械系统运动方案的协调性设计) ，

7、画出运动循环图，简要说明运动循环图的制定过程。 包括对 23 个原理方案的分析比较与评价。给出工作原理图。 主要技术参数的确定。 动力机的选择计算。 运动系统 (包含执行系统和传动系统) 的设计计算 。 1) 执行系统的设计内容。根据确定的机械系统运动方案中选定的机构进行 编写。例如： 平面连杆机构的设计与分析：推导设计计算方程式，确定机构各参数， 列出运动分析方程式，写出计算结果，对结果进行分析，并作简要说明。画出 程序框图，并附上源程序和计算结果的清单，说明程序的主要功能及标识符的 意义，进行转动副的结构设计。 凸轮机构设计：说明凸轮从动件运动规律和基本参数选定的理由及过程， 列出凸轮机构

8、设计计算公式，给出程序框图、标识符说明、程序的主要功能及 调用关系，附上源程序及计算结果清单，说明凸轮机构压力角校核的结果，根 据机构运动循环图，说明是如何确定凸轮安装角的，进行凸轮的结构设计。 其他机构设计：说明其他机构基本参数选定的理由及过程，给出程序框 图、标识符说明、程序的主要功能及调用关系，附上源程序及计算结果清单。 2) 传动系统的设计内容。包括：总传动比的计算，传动比的分配，变速机 构(例如皮带、齿轮、行星轮系传动等) 的选择，说明选择的理由，分配的原则，3参数的确定，写出几何尺寸计算式及计算结果，画出程序框图，给出程序功能 及标识符说明，进行变速机构的结构设计。给出传动系统图。

9、包括全部传动零 件的设计计算。 设计对象的使用说明。 设计的体会。说明设计中的收获及创新的体会，提出改进意见和建议， 说明现代化设计手段(如 CAD) 在设计中的作用。 主要的参考资料。列出设计中所参考的中、外书籍、资料的编号、作 者、书名、出版单位、出版日期。 1.4.31.4.3 编写设计说明书的要求编写设计说明书的要求 说明书的字数应在 3 千字以上。 设计说明书的步骤要清楚、条理分明、重点突出、文字通顺、叙述简 明、计算正确。说明书中各部分内容都应有大小标题。 图表规范清秀，要用计算机或绘图仪器绘制图表。 计算内容要求写明整个设计的所有计算和简要说明，不允许出现只有 结果而没有运算过程

10、的情况。对于重要公式和数据应注明来源(参考资料的编号 和页次) 。对于重要计算结果，应写出简短结论(如满足强度、符合要求等) 。 说明书中的数据必须与图纸的尺寸相符。 说明书中要附有计算程序框图、标识符说明、源程序及计算结果，并 作简要说明； 说明书所涉及到的全部数据(如尺寸、公差配合、齿轮参数、轴承型号、 电机参数等) ，必须做到自查自明，不得抄袭。 说明书打印在 A4 纸上，并加上封面与目录装订成册。要求全文的标题、 文字、和图表的格式与本指导书的排版格式相同。 (建议由学习委员检查封面、 目录和全文格式) 。 1.51.5 课程设计的答辩课程设计的答辩课程设计答辩的目的是让学生对设计工作

11、作全面的回顾和总结，分析此次 设计中存在的问题，以提高今后的设计能力。通过答辩也可检查学生实际掌握 的设计知识情况，作为评定成绩的依据之一。在答辩前，应做好两方面的工作：按要求完成规定的作业。把图样叠好，说明书订好。作好回顾和总结。从功能设计到结构设计中各方面的具体问题，做一个 全面的回顾和总结，进一步把不懂的、不清楚的或尚未考虑到的问题弄懂、弄 透。答辩以本次设计所涉及的内容为限，主要有功能实现、方案制定、理论计 算、结构设计、材料选择、加工工艺、尺寸、公差和制图等方面的问题。 课程设计的成绩根据所完成设计的图样和说明书的质量、答辩的表现和平 时设计过程中的学习态度、工作能力、方案讨论诸方面

12、综合评定，重在有创新。 成绩分优、良、中、及格、不及格 5 个等级。41.61.6 课程设计中应注意的问题课程设计中应注意的问题 发挥独立工作能力。机械系统设计课程设计是在老师指导下由学生独立 完成。为达到培养设计能力的要求，提倡独立思考、深入钻研的学习精神。设计 中遇到的问题，首先学生自己思考，提出看法和意见，然后与指导老师共同讨论。 先思后问，特别强调不要采用向老师索取答案的简单做法。 发扬务实创新的精神。任何设计都不可能脱离前人长期经验积累的资料 而凭空想象出来。利用已有资料是提高设计质量、加快设计进程的重要保证。但 经验和资料有一定的使用条件和范围，因此设计时必须具体分析，进行创造性思

13、 维，而不能盲目地、机械地抄袭资料。针对设计问题与同学展开讨论，有利于开阔思路、深入分析和解决问题。设 计具有多解性，解决同一个技术问题的办法是多种多样的，要满足一定要求的设 计方案也不是唯一的。严禁抄袭他人的设计结果。凡抄袭者按成绩不及格处理。 严格遵守标准和规范。 设计中采用标准和规范，有利于零件的互换性和 加工工艺性，节省设计时间，降低生产成本。设计时，对于国家标准、部颁标准， 一般都要严格遵守和执行。 及时检查和整理设计结果。课程设计中的方案设计部分常常是反复多次， 对问题的分析时断时续，因此要对确定方案的过程作出详尽的记录。计算部分前 后数据联系密切，计算过程又常要调整参数修改计算数

14、据，因此要求计算时达到 正确、清晰、系统、完整，为编写设计计算说明书打下基础。同时从设计开始就要 注意总结，为答辩作好准备工作。 提倡尽量利用计算机辅助计算和绘图。 选题确定后，一般不准更改。第第 2 章章 机械系统设计的基本知识机械系统设计的基本知识2.12.1 机械系统设计的过程机械系统设计的过程机械系统与其他系统一样，它的各个组成部分都是有机结合、相互协调、 相互适应的，并以此来实现机械系统的整体功能要求。机械系统也应具备一般 系统的特性，如整体性、相关性、目的性和环境适应性。同时，我们还应该注 意的是机械系统由于它的能量流、物料流和信息流变化的特殊性，它的设计方 法必然也具特殊性。 机

15、械系统设计的一般过程如下： 确定设计目标和要求确定设计目标和要求。根据市场需求，确定设计参数，选定约束条件， 最后提出设计任务书和产品开发计划。 原理方案设计原理方案设计。任务确定后，运用设计者本人的专业知识，实际经验 和创新能力构思出达到预期结果的原理方案。原理方案设计是产品创新和质量 优劣的关键。原理方案设计又可称为概念设计。 结构方案设计结构方案设计。对产品进行结构设计，即确定零、部件的形状、尺寸、 材料，进行强度、刚度、可靠性等计算，画出结构草图。5 总体设计总体设计。在原理方案和结构方案设计的基础上全面考虑产品的总体 布置、人机工程、工艺美术造型、包装运输等因素，画出总装配图。 施工

16、设计施工设计。将总装图拆成部件图和零件图，根据加工和装配要求，标 注公差、配合及技术要求，绘制出全部生产用图纸，编写出设计说明书、使用 说明书，列出标准件、外购件明细表及有关文件等。 2.22.2 机械系统设计的关键内容机械系统设计的关键内容机械系统设计过程中原理方案设计是机械系统设计的关键内容。原理方案 设计过程中应解决下列问题。 确定系统的总功能。确定系统的总功能。对设计任务的抽象化是认识所要设计的机械功用 的最好途径。通过抽象化确定系统的总功能。使设计者认清系统设计目标，开 阔设计思路。 进行总功能分解进行总功能分解。将总功能分解为若干分功能，是实现功能工作原理 方案的最好方法。使设计者易于构思各种各样工作原理方案。 选择分功能的功能载体选择分功能的功能载体。分功能的功能载体的选择，是原理方案设计 的一个关键步骤。建立起完整的功能载体目录是机械系统设计的重要手段。 构思功能载体的组合构思功能载体的