第二章机械系统的总体设计[1]
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编号:机械设计课程设计说明书题目:设计带运输机用减速器院(系):机械工程系专业:机械设计制造及其自动化学生姓名:xxx指导教师:xxx2015年月日第一章 设计任务书1.1 题目:设计带运输机用减速器(两级援助齿轮减速器)。
1.2 已知条件:载荷情况:中等冲击、双向频繁启动。
工作制度:单班制(8小时)。
生产规模:大批量生产。
1.3 设计要求:设计参数: 运输带工作拉力 N F 3500= 运输带工作速度 s /m 1.1V = 卷筒直径 D 370mm =减速器外廓尺寸:结构紧凑 使用年限:八年、大修期四年运输带速度允许误差: 5%±之间 1.4 设计工作量:减速器装配图一张(0号图纸);零件图两张(从动轴、从动带轮,A3图纸,计算机辅助);设计说明书一份。
1.5 机器传动简图:第二章 机械系统总体设计一、机械系统运动方案的选择:在上一章任务书中已经给出无需选择。
二、动力机的选择:1、电动机类型:由于直流电动机需要直流电源,结构复杂,价格较高,因此选择交流电。
其中三相异步电动机应用最多,常用的为Y 系列三相异步电动机。
因此本设计中采用Y 系列三相异步电动机。
2、选择对电动机的功率:由公式:wd P P P η=公式中d P 为工作机实际需要的电动机输出功率,kw ;η为电动机至工作机之间传动装置的总效率。
1)、工作机所需求的功率w P 应由机器工作阻力和运动参数计算求得;1000w wFVP kw η=或 9550ww wTn P kw η=公式中:F 为工作机的阻力,N;V 为工作机的线速度,m/s ;w n 为工作机的转速,r/min;w η为工作机的效率。
2)、求解总效率η:由任务书中可以看出:3对轴承;2对齿轮;两个联轴器;一个卷筒以及皮带这些会有功率损失。
查表1-5可以得到:=0.99η轴承(球轴承);=0.97η齿轮(8级油润滑);=0.99η联轴器(两个均为有弹性元件);卷筒采用平摩擦,=0.9η卷筒;=0.96η皮带轮即:322=ηηηηηη⨯⨯⨯⨯总轴承齿轮联轴器卷筒皮带轮322=0.970.90.96η⨯⨯⨯⨯总(0.99)()(0.99) =0.773η总由任务书已知:工作拉力 F=3500 N ;工作速度 V=1.1 m/s;1000w Fv P kw = 3500 1.1 3.851000w P kw ⨯==wd P P η=总3.854.980.773d P kw == 查表12-1Y 系列电动机,选择电动机功率:5.5kw 。
中国石油大学(北京)远程教育学院《机电一体化系统设计》期末复习题第一章绪论判断(A对,B错)1.工业三要素是资金、人才、技术。
2.机电一体化系统的执行机构功能是主操作功能。
答案:B A单选1、机电一体化系统机械本体的功能是()A执行机构B动力源C固定其它部件D主操作功能2、下列哪一项是机电一体化的特性。
A装置的控制属于强电范畴B自动信息处理C支撑技术是电工技术D以机械联结为主3、机电一体化系统的主要构成装置不包含以下哪一项()A电子装置B控制装置C驱动装置D机械装置答案:C B A问答题1、在机械工业中微电子技术应用有哪些方面,及其对机电一体化产品设计的意义?1)对机器或机组系统运行参数进行巡检传感或控制2)对机器或机组系统工作程序的控制3)用电子技术代替传统产品中机械部件完成的功能,简化产品的机械结构4)节约材料5)节能降耗对机电一体化产品设计的意义表现在:功能模块化;封装模块化;电路(板)器件微型化;可靠性高;抗干扰能力强;结构一体化;机电产品体小、性优、价廉。
2、机电一体化系统的主功能组成是那些?物质、能量、信息(工业三要素)的变换(加工处理)、传递(移动、输送)、储存(保持、积蓄、记录)3、机械电气化与机电一体化的区别机械电气化–很少考虑电器与机械的内在联系;根据机械要求选用电气传动–机械电气界限分明,以机械联结为主,装置是刚性的–装置的控制属于强电范畴,支撑技术是电工技术(电磁学,输配电)机电一体化产品的新功能、智能化进步:自动检测,自动显示,自动记录,自动信息处理,自动调节控制,自动诊断,自动保护4、简要说明机电一体化系统组成要素及其功能?五个方面,各组成及功能分别是:机械本体(构造功能:固定其它部件);执行机构(主操作功能);驱动部件(动力功能);传感部件(信息检测);控制部分(信息处理及控制)56、机电一体化的关键支撑技术有哪些?它们的作用如何?系统论、信息论、控制论是理论基础和方法论,具体来说有六个方面的关键技术:检测传感技术:是自动化、智能化、闭环控制基础信息处理技术:控制的基础,处理速度,可靠抗干扰自动控制技术:核心是计算机控制,关系着系统的静动特性和稳定性伺服传动技术:动力和运动控制实现包括电,液,气的伺服传动技术精密机械技术:基础技术涉及产品部件的模块化标准化规格化表现为减轻重量,缩小体积,提高精度,改善性能,提高可靠性系统总体技术:包括总体设计和接口设计;涉及到产品的功能分解与技术实现、系统总体综合与接口技术第二章系统总体设计判断(A对,B错)1、产品的功能、原理、结构设计,是机电一体化产品概念设计的核心内容。
机械系统设计课后答案【篇一:机械系统设计习题(有答案版)】: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:1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78和2。
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。
第二章总体设计2.1工业机器人的主要技术参数设计机器人,首先要确定机器人的主要技术参数,然后由机器人的技术参数来选择机器人的机械结构,坐标形式和传动装置。
1.自由度自由度是描述物体运动所需的独立坐标数。
机器人的自由度表示机器人动作灵活的尺度,一般以轴的直线移动,摆动或旋转动作的数目来表示,手部的动作不包括在内。
机器人的自由度越高,就越能接近忍受的动作机能,通用性就越好;但是,自由度越多结构越复杂。
2.工作空间机器人的工作空间是指机器人手臂或手部安装点所能达到的所有工作区域。
3.工作速度工作速度是指机器人在工作载荷条件下,语速运动过程中,机械接口中心或工具中心点在单位时间内移动的距离或转动的角度。
4.工作载荷机器人在规定的性能范围内,机械接口所能承受的再打负载量。
用质量,力矩,惯性矩来表示。
5.控制方式机器人用于控制轴的方式,是伺服还是非伺服,伺服控制方式是连续轨迹还是点到点的运动。
6.驱动方式驱动方式是指关节执行器的动力源形式。
7.精度,重复精度和分辨率精度,重复精度和分辨率是用来定义机器人手部的定位能力。
精度是一个位置量相对于其参照量系的绝对度量,指机器人首部实际到达位置与所需到达的理想位置之间的差距。
机器人的精度决定于机械精度和电气精度。
重复精度指在相同的运动位置命令下,机器人连续若干次运动轨迹之间的误差度量。
分辨率是指机器人每根轴所能实现的最小移动距离或最小转动角度。
2.2 机械部分2.2.1机械结构的组成由于应用场合的不同,工业机器人结构形式有多种多样,各组成部分的驱动方式、传动原理和机械结构也由各种不同的类型。
通常根据机器人各部分的功能,其机械部分主要由下列各部分组成。
1.手部工业机器人为了进行作业,在手腕上配置了操作机构,有时也为手抓或末端操作器。
2.手腕联接手部和手臂的部分,主要作用是改变手部的空间位置,满足极其所有的作业空间,并将各种载荷传递到机座。
3.臂部联接机身和手腕的部分,主要作用是改变手部的空间位置,满足工业机器人的作业空间,并将各种载荷传递到机座。
机械系统设计课后答案机械系统设计课后答案【篇一:机械系统设计习题(有答案版)】: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:1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78和2。
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。