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《机械系统的组成》作业设计方案一、设计目标：本次作业的设计旨在帮助学生深入了解机械系统的组成，加深对机械系统各部件之间互相作用的理解，培养学生的动手能力和解决问题的能力。
二、设计内容：1. 理论知识部分：介绍机械系统的定义、组成、分类，以及各部件的功能和作用。
2. 实践操作部分：设计一个简单的机械系统模型，要求学生选取至少三种不同类型的机械部件进行组装，并进行功能测试。
3. 实验报告部分：学生需要撰写实验报告，包括机械系统模型的设计思路、组装过程、功能测试结果和分析。
三、设计步骤：1. 学生自行进修相关理论知识，了解机械系统的组成和分类。
2. 学生根据所学知识，设计一个简单的机械系统模型，选择至少三种不同类型的机械部件进行组装。
3. 学生按照设计好的方案，动手进行组装，并进行功能测试，记录实验过程和结果。
4. 学生根据实验结果撰写实验报告，包括设计思路、组装过程、功能测试结果和分析。
四、评判标准：1. 理论知识掌握情况：学生对机械系统的定义、组成、分类以及各部件的功能和作用有清晰的认识。
2. 实践操作能力：学生能够独立设计和组装机械系统模型，并进行功能测试。
3. 实验报告质量：学生的实验报告内容完备、结构清晰，实验过程和结果描述准确详细。
五、作业要求：1. 作业设计方案需要在规守时间内完成，包括理论知识进修、实践操作、实验报告撰写等环节。
2. 学生需按照设计方案的要求，认真完成作业，并保持独立思考和动手能力。
3. 作业设计方案需在规守时间内提交，迟交将扣分。
六、总结：通过本次作业设计方案的实施，旨在帮助学生深入了解机械系统的组成，培养学生的动手能力和解决问题的能力，提高学生的实践操作能力和实验报告撰写能力。
希望学生能够认真对待本次作业，取得良好的成绩。
《机械系统设计仿真》大作业一、简答题（30分，每题5分）1、机械系统设计的基本问题是什么?答：机械系统设计的基本问题是机构的综合、运动学和动力学分析与设计。
2、求解动力学的两个基本问题是什么?答：两个基本问题是：一、动力学逆问题，己知运动求力；二、动力学正问题，已知力求运动。
3、简述牛顿—欧拉法的解题步骤。
答：采用牛顿—欧拉方法的基本步骤是先将系统的约束解除，分割成若干个单个的刚体或质点，然后对每个刚体或质点应用牛顿第二定律和欧拉动力学方程一一建立运动微分方程。
4、简述主工具箱上部的12个图标的功能,如图1所示。
：5、鼠标的右键操作主要应用于哪些场合?答：使用鼠标右键的场合主要有：1)显示建模过程中屏幕亡的各种对象的弹出式菜单，例如：构件、标记、约束、运动、力等。
2)在各种输入对话框中的参数文本输入栏，显示输入参数的弹出式菜单。
3)在后处理过程中，显示曲线图中各种对象的弹出式菜单，例如：曲线、标题、坐标、符号标记等。
4)在主工具箱、快捷工具栏等有工具图标集的场合，显示所选择的工具图标集的所有图标命令。
图16、解释几何样机的参数化建模，并指出ADAMS ／View 提供的4种参数化建模方法。
答：1.参数化建模是将样机的建模参数设置为可以改变的变量、表达式和函数，在分析过程中，只需改变样机模型中有关参数值，程序就可以自动地更新整个样机模型，获得新的样机模型，以便预先设置可变参数，自动地进行一系列的仿真分析，研究一个或多个参数变化对样机性能的影响，获得最危险的操作工况以及最优化的设计结果。
2.ADAMS ／View 提供了4种参数化建模方法：使用参数表达式、参数化点坐标、关联移动和使用设计变量。
二、图2所示为一单摆，质量为m ，摆长为l 。
设摆的悬点P 沿x 轴按x p ＝Asin ωt 运动，讨论系统的自由度，并写出约束方程。
(10分) 解：M 、P 共有2×N ＝4个坐标，系统满足3个完整约束X P ＝Asin ωt Y P ＝0（X m －Y p ）2＋Y m 2＝L2该系统没有非完整约束，因此是一个完整系统，其自由度数为4－3＝1。
《机械系统的组成》作业设计方案第一课时一、作业目的：通过本次作业，学生将了解机械系统的组成，掌握机械系统的基本原理和结构，培养学生的观察、分析和解决问题的能力。
二、作业内容：1. 机械系统的定义和分类；2. 机械系统的基本组成部分；3. 机械系统的工作原理和功能；4. 机械系统的应用领域和发展趋势。
三、作业要求：1. 利用教材和相关资料，了解机械系统的基本知识；2. 根据所学内容，设计一个简单的机械系统，并进行分析和描述；3. 提交书面报告，包括机械系统的组成、工作原理和应用。
四、作业流程：1. 阅读相关教材和资料，了解机械系统的定义和分类；2. 设计一个简单的机械系统，包括机械零部件和传动装置；3. 分析机械系统的工作原理和功能；4. 撰写书面报告，介绍机械系统的组成、工作原理和应用。
五、作业评价：1. 设计的机械系统符合基本要求，包括机械零部件和传动装置的组成；2. 对机械系统的工作原理和功能进行了详细分析和描述；3. 书面报告内容清晰、条理分明，表达准确、流畅。
六、作业注意事项：1. 作业时间为一周，逾期不接受提交；2. 书面报告需按要求格式撰写，包括标题、目录、正文和第二课时一、设计背景：机械系统是指由多个部件组成的系统，这些部件通过各种方式组合在一起，以达到特定的功能。
了解机械系统的组成结构对于学习机械原理和工程设计十分重要。
本次作业设计旨在让学生通过实际操作和思考，深入了解机械系统的组成，并掌握相关知识。
二、设计目标：1. 掌握机械系统的基本组成结构；2. 熟悉不同类型机械系统的组成元件；3. 在实践中培养观察、分析和解决问题的能力。
三、设计内容：1. 学生将分组进行机械系统组成的实际操作，选取不同类型的机械系统，如汽车发动机、自行车变速器等，进行拆解和组装实验。
2. 学生需在实验中记录下每个组成部件的名称、功能和相互作用关系，并撰写实验报告。
3. 学生需要在实验中遇到问题时，通过思考和讨论，解决实际困难，体会机械系统组成的复杂性和重要性。
汽车仪表板中的人机工程设计仪表板是汽车操纵显示的集中部分。
其上部有各种仪表及操纵开关，是汽车操纵中心。
设计上较好的仪表板是驾驶员能感到方便舒适，反之还可能影响驾驶员和乘员的安全，仪表板设计已成为汽车车身设计的一个重要组成部分。
仪表板总成也叫仪表盘总成，它是汽车上主要内饰件，它壁薄，体积大，上面开有很多方孔、圆孔等仪表孔，且结构形状十分复杂；仪表板是全车操控与显示的集中部位。
仪表板作为汽车内部可以看得到的最大，最复杂的零件之一，一直是新设计方法和新材料的首选目标。
同汽车一样，仪表板也因安全特性、美学要求、附加功能及其他发展趋势的综合要求而不断创新。
仪表板的器件按其功能一般划分为驾驶操控区和乘用功能区两部分。
驾驶操控区即主仪表区，指操控车辆行驶的有关功能区，一般集中在转向盘前面，如行车仪表、灯光开关、刮水器开关等；乘用功能区即副仪表区，指空调旋钮、音响控制、储物盒等，一般集中在仪表板的中部及右部。
现代轿车的仪表板总成一般分成两部分，一部分是指方向盘前的仪表板和仪表罩及平台，另一部分是指司机旁通道上的副仪表板。
其中仪表板是安装指示器的主体，集中了全车的监察仪表，通过它们揭示出发动机的转速、油压、水温和燃油的储量，灯光和发电机的工作状态，车辆的现时速度和里程积累。
有些仪表还设有变速档位指示，计时钟，环境温度表，路面倾斜表和地面高度表等。
按照现时流行的款式，现代轿车多数将空调，音响等设备的控制部件安装在副仪表板上，以方便驾驶者的操作，同时也显得整车布局紧凑合理。
在现代汽车中，绝大多数的操控开关都是驾驶员专用的，所以，仪表板的设计首先以驾驶员位置对仪表的可视性和对各种操控件的操作方便性为依据；仪表板的设计重点是对驾驶员操作区域的设计。
在视觉效果上，仪表板位于室内视觉集中的部位，其形体对驾乘人员也有很强的视觉吸引力。
在布置仪表时，要根据相关标准来选用和确定所用仪表、显示器和主要操纵控制件的位置，此外还要从结构空间进行人机工程实验，其中包括视野性、手、脚活动范围、肘部空间、手伸界面、按钮区布局等诸多方面。
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：1.06、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。
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。
机械系统设计大作业目录第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 (2)1.4工艺方案设计 (2)1.5功能分解功能树 (2)1.6确定每种功能方案 (3)1.7确定边界条件 (3)1.8方案评价 (4)1.9方案简图 (5)1.10总体布置 (5)1.11总要参数的确定 (5)1.12循环图 (6)第2章执行系统设计 (7)2.1运动分析 (7)2.2动力分析 (7)第3章传动系统设计 (10)3.1动力机选择 (10)3.2运动与动力参数的确定 (10)3.3运动与动力参数确定 (10)3.4传动零件设计计算 (12)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家用振动筛设计单位起止时间设计人员设计费用设计要求1 功能主要功能：分离谷物中的杂质、灰尘2 适应性工作对象：大豆、小麦、玉米每次筛重：10kg~20kg环境：多尘、振动3 性能动力：功率300w左右整机重量小于25kg外形尺寸1500×800×5004 工作能力三分钟完成一次振动分离5 可靠度98%6 使用寿命5年7 经济成本600元8 人机工程操作方便，便于筛选完的谷物收集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：开关表1.2 功能解形态学矩阵功能解分功能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：一对一比较表1.3方案评分表方案代号一对一比较评分A B CA 1 1 2B 0 0 0C 0 1 1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。
《机械系统设计》大作业指导书《机械系统设计》大作业是在学完本课程后，进行一次学习设计的综合性练习。
通过大作业练习，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。
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。
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。
课程设计题目：1、针对一种较为熟悉的机械产品（如手表、洗衣机、摩托车、变速自行车、家用缝纫机、健身器材等）进行以下分析：1）该机械产品的现状和发展趋势（主要利用网上资源和市场）；2）机械系统的功能分析（画出功能结构图，分析各子功能的实现原理）；3）对该产品的支承系统、控制系统、操纵系统和安全系统进行分析、对产品进行价值分析，提出技术经济方面的改进方案；4）对产品进行总体评价，提出自己的改进方案（可以是子功能实现方案，也可以是支承方案的改进等），并进行可行性分析。
注：2人一组，自行结对。
论文要求：一、封面二、中文摘要(100-150字)，关键词（4-5个）三、目录四、正文，分章节，比如第一章（电风扇市场调研 1.1 电风扇使用场合1.2 电风扇种类1.2.1 吊扇1.2.2 落地扇第二章（另起一页）第X章结论1) 2)参考文献具体格式要求参见《浙江农林大学本科生毕业设计（论文）系列材料2011版》《机械系统设计》课程大作业院（系）专业学生姓名班号。
《简易机器人机械系统的设计与制作》作业设计方案一、设计背景随着科技的不息发展，机器人技术已经成为了一个热门的领域。
而作为机器人的核心部分，机械系统的设计和制作显得尤为重要。
本次作业旨在让学生通过实际操作，了解机器人机械系统的基本原理，培养学生的动手能力和创造力。
二、设计目标1.了解机器人机械系统的基本原理和结构；2.学会应用相关工具和材料进行机械系统的设计和制作；3.培养学生的团队合作认识和创新能力；4.提高学生的动手能力和问题解决能力。
三、设计内容1.理论进修：学生起首需要通过教室进修和自主进修，了解机器人机械系统的基本原理和结构，包括传动系统、控制系统、传感器系统等内容。
2.设计方案：学生根据所学知识，结合实际情况，设计一个简易的机器人机械系统，包括机械结构设计、传动系统设计、控制系统设计等内容。
3.制作实践：学生根据设计方案，应用相关工具和材料，进行机械系统的制作。
在制作过程中，学生需要注意安全问题，峻厉按照设计要求进行操作。
4.测试调试：制作完成后，学生需要对机械系统进行测试和调试，确保其正常运行。
学生可以通过不息调整和改进，提高机械系统的性能。
5.总结展示：学生完成机械系统的制作后，需要进行总结和展示。
学生可以分享制作过程中的经验和收获，展示机械系统的功能和特点。
四、设计要求1.参与人员：本次作业设计适合小组合作完成，每组成员不超过5人。
2.时间安排：本次作业设计需要在一个学期内完成，包括理论进修、设计方案、制作实践、测试调试和总结展示等环节。
3.材料准备：学校提供相关工具和材料，学生可以自行采购一些辅助材料。
4.安全保障：学生在制作过程中需要注意安全问题，峻厉恪守操作规程，避免发生意外事故。
五、评判标准1.设计方案的创新性和实用性；2.机械系统的制作质量和性能；3.测试调试的结果和调整顿进的能力；4.总结展示的内容和表达能力。
六、结语通过《简易机器人机械系统的设计与制作》作业设计方案，希望能够激发学生对机器人技术的兴趣，培养学生的动手能力和创造力，为未来的科技创新打下基础。
《机械系统的组成》作业设计方案第一课时一、设计背景：本学生作业设计方案是为了帮助学生深入了解机械系统的组成及工作原理，培养学生的分析和解决问题的能力，提高学生的实践操作能力。
二、设计目标：1. 熟悉机械系统的基本组成；2. 理解机械系统各部件的作用和相互关系；3. 掌握机械系统的工作原理；4. 提高学生的动手能力和解决问题的能力。
三、设计内容：1. 概念解释：介绍机械系统的定义和基本组成，包括机械系统的功能、结构和分类。
2. 部件分析：详细介绍机械系统的各个部件，如传动装置、传感器、执行器等，以及它们的作用和相互关系。
3. 工作原理：解释机械系统的工作原理，从能量转换和传递的角度分析机械系统的工作过程。
4. 实例分析：选取一个具体的机械系统，如汽车的制动系统或风力发电机系统，分析其组成结构和工作原理。
5. 实践操作：设计一个简单的机械系统模型，并要求学生实际搭建和调试，以加深对机械系统的理解。
四、设计方式：1. 基础知识讲解：通过课堂讲解、PPT演示等方式介绍机械系统的基本知识；2. 实例分析：以实际案例为例，通过图文结合的方式详细解释机械系统的组成和工作原理；3. 实验操作：在实验室或工作坊进行实践操作，让学生亲自动手搭建和调试机械系统模型，体验机械系统的工作过程。
五、评价方式：1. 口头答辩：要求学生对设计的机械系统进行口头解释，包括组成结构、工作原理等；2. 实验报告：要求学生撰写实验报告，详细记录搭建和调试过程，并分析实验结果；3. 设计作业：要求学生设计一个新的机械系统，并撰写设计方案，包括组成结构、工作原理等。
六、考核方式：考核内容主要包括口头答辩、实验报告和设计作业，根据学生在以上三个环节的表现综合评定成绩。
七、总结：通过本次作业设计方案的实施，学生将能够对机械系统的组成和工作原理有一个全面的了解，培养其分析和解决问题的能力，提高其实践操作能力，为将来从事相关领域的工作打下良好的基础。
1 健身球检验分类机（学号尾号1-3）设计要求设计健身球自动检验分类机，将不同直径尺寸的健身球（石料）按直径分类。
检测后送入各自指定位置，整个工作过程（包括进料、送料、检测、接料）自动完成。
健身球直径范围为ф40～ф46mm，要求分类机将健身球按直径的大小分为三类。
1. ф40≤第一类≤ф422. ф42<第二类≤ф443. ф44<第三类≤ф46其他技术要求见表1：表1 健身球分类机设计数据方案号电动机转速r/min生产率（检球速度）个/minA 1440 20B 960 10C 720 15设计要求设计加工下图所示工件ф12mm孔的半自动钻床。
进刀机构负责动力头的升降，送料机构将被加工工件推入加工位置，并由定位机构使被加工工件可靠固定。
图1 工件简图半自动钻床设计数据参看表2.表2 半自动钻床设计参数方案号进料构工作程mm定位构工作行程mm动力头工作行程mm电动机转速r/mm工作节拍（生产率）件/minA 40 30 15 1450 1B 35 25 20 1400 2设计要求设计旋转型灌装机。
在转动工作台上对包装容器（如玻璃瓶）连3：图2 旋转型灌装机该机采用电动机驱动，传动方式为机械传动。
技术参数见表3。
表3 技术参数表方案号转台直径mm电动机转速r/min灌装速度r/minA 600 1440 10B 550 1440 12C 500 960 104 巧克力糖包装机（学号尾号9-16）设计要求设计巧克力糖自动包装机。
如下图3所示：包装对象为圆台状巧克力糖(图6)，包装材料为厚0.008mm的金色铝箔纸。
包装后外形应美观挺拔，铝箔纸无明显损伤、撕裂和褶皱（图7）。
包装工艺方案为：纸坯型式采用卷筒纸，纸片水平放置，间歇剪切式供纸（图8）。
包装工艺动作为：1.将64mm×64mm铝箔纸覆盖在巧克力糖ф17mm 小端正上方；2.使铝箔纸沿糖块锥面强迫成形；3.将余下的铝箔纸分半，先后向ф24mm大端面上褶去，迫使包装纸紧贴巧克力糖。
机械系统设计大作业——单自由度可开合手爪学院机电学院专业机械设计班级1108102姓名孙贺龙指导教师吴伟国机械手的设计方案对气动机械手的基本要求是能快速、准确地拾一放和搬运物件，这就要求它们具有高精度、快速反应、一定的承载能力、足够的工作空间和灵活的自由度及在任意位置都能自动定位等特性。
设计气动机械手的原则是:充分分析作业对象(工件)的作业技术要求，拟定最合理的作业工序和工艺，并满足系统功能要求和环境条件;明确工件的结构形状和材料特性，定位精度要求，抓取、搬运时的受力特性、尺寸和质量参数等，从而进一步确定对机械手结构及运行控制的要求; 尽量选用定型的标准组件，简化设计制造过程，兼顾通用性和专用性，并能实现柔性转换和编程控制.本次设计的机械手爪是通用气动上下料机械手爪，是一种适合于成批或中、小批生产的、可以改变动作程序的自动搬运或操作设备，动强度大和操作单调频繁的生产场合。
它可用于操作环境恶劣，劳动强度大和操作单调频繁的生产场合。
1.1机械手的座标型式与自由度按机械手手臂的不同运动形式及其组合情况，其座标型式可分为直角座标式、圆柱座标式、球座标式和关节式。
由于本机械手在上下料时手臂具有升降、收缩及回转运动，因此，采用圆柱座标型式。
相应的机械手具有三个自由度，为了弥补升降运动行程较小的缺点，增加手臂摆动机构，从而增加一个手臂上下摆动的自由度图1-1所示为机械手的手指、手腕、手臂的运动示意图。
图 1-1 机械手的运动示意图1.2 机械手的手部结构方案设计夹持式手部。
1.3 机械手的手腕结构方案设计考虑到机械手的通用性，同时由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必须设有回转运动才可满足工作的要求。
因此，手腕设计成回转结构，实现手腕回转运动的机构为回转气缸。
1.4 机械手的手臂结构方案设计按照抓取工件的要求，本机械手的手臂有三个自由度，即手臂的伸缩、左右回转和升降(或俯仰)运动。
手臂的回转和升降运动是通过立柱来实现的，立柱的横向移动即为手臂的横移。
《机械系统的组成》作业设计方案第一课时一、背景介绍在现代工程领域中，机械系统是非常重要的组成部分。
了解机械系统的组成结构对于工程师和设计师来说至关重要。
本次作业设计旨在帮助学生深入了解机械系统的组成，从而提高他们对机械原理的理解能力。
二、作业内容1. 了解机械系统的基本概念和组成要素；2. 学习不同类型机械系统的结构和特点；3. 分析机械系统中各组成部件的功能和作用；4. 研究机械系统的运行原理及其影响因素。
三、作业要求1. 学生需要阅读相关教材和资料，对机械系统的组成进行深入研究；2. 学生需要选择一个具体的机械系统进行分析和研究，撰写一份研究报告；3. 学生需要做好实地考察和观察，以加深对机械系统的理解；4. 学生需要结合实际案例，分析机械系统的应用和发展趋势。
四、作业评估标准1. 研究报告的深度和广度；2. 实地考察和实验结果的质量；3. 分析机械系统的能力和逻辑思维能力；4. 结合案例的能力和创新性。
五、作业时间安排1. 第一周：选择研究方向，准备相关资料；2. 第二周：进行实地考察和实验；3. 第三周：撰写研究报告，并准备展示材料；4. 第四周：展示报告和进行口头答辩。
六、作业总结通过本次作业设计，学生将能够深入了解机械系统的组成结构，掌握机械系统的基本原理和运行机制。
同时，通过实地考察和案例分析，学生能够将理论知识与实际应用相结合，提高自己的工程实践能力。
希望本作业设计能够对学生的学术研究和职业发展起到积极的促进作用。
第二课时一、设计目的：通过本次作业设计，让学生了解机械系统的组成，掌握机械系统的基本结构和原理，培养学生的动手能力和实践操作能力，提高学生的分析和解决问题的能力。
二、设计内容：1. 机械系统的基本组成部分：传动部件、工作部件、控制部件和辅助部件。
2. 机械系统的工作原理：机械系统的能量转换、传递和控制原理。
3. 机械系统的调试和维护：机械系统的调试和维护方法和注意事项。
机械系统设计大作业作业名称：饲料自动包装机姓名：学号：班级：日期：目录第1章实验设备功能及工艺过程分析 (3)1.1实验设备 (3)1.2实验工艺过程及工作原理 (4)1.3实验设备功能分析 (4)1.4 机构简图 (5)第2章实验设备执行系统分析 (6)2.1实验设备执行构件的运动形式 (6)2.2 实验设备执行机构的类型、所完成的功能和简图 (6)2.3画出实验设备工作循环图 (9)第3章实验设备传动系统分析 (10)3.1实验设备的动力机参数 (10)3.2外槽轮机构设计 (10)3.3总传动比计算及传动比分配 (12)3.4对实验设备传动系统进行运动分析计算 (12)3.5直齿圆柱轮计算 (14)3.6分析实验设备传动系统选择的优缺点 (19)3.7说明实验设备传动系统功能（起停、换向、变速、制动、安全保护） (19)第四章饲料自动包装机的安装、维护和安全要求 (21)参考文献 (22)第1章实验设备功能及工艺过程分析1.1实验设备饲料自动包装机1、实验设备参数表1.12、实验设备类型卧式、立式（常用）1.2实验工艺过程及工作原理工艺过程：成叠袋工作原理：成叠的袋经过摩擦轮的带动进给，拉出一个袋子送入下道工序，袋子到达张口位置，用气吸把袋子的口吸开，通过夹持机构加紧后，送入饲料等，通过计量装置测量，饲料充填后通过横向密封装置加热而被横向封密，松开袋子，落入输送带送去，完成加工。
1.3实验设备功能分析1、任务书抽象化此设计的目的是将一定量的饲料装入包装袋中，按条件绘制黑箱，如图1.1所示。
图1.1任务书抽象化2.功能简图⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧夹紧传动送出肥料传动张口传动封口传动袋进给传动供料传动传动功能输送动力夹紧动力封口动力张口动力袋进给动力供料动力动力功能包装袋⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧称重控制安全保护人机交互夹紧控制张口控制封口控制袋进给控制供料控制控制功能输送执行功能封口执行功能夹持执行功能张口执行功能袋进给执行功能供料执行功能执行功能包装袋3、功能结构1.4 机构简图图1.3结构简图1-袋箱，2-吸气，3-张口，4-机械手，5-供料，6-转盘，7-横封，8-输送带第2章实验设备执行系统分析2.1实验设备执行构件的运动形式直线运动，直线往复运动，间歇转动2.2 实验设备执行机构的类型、所完成的功能和简图1. 袋的供给机构通过吸气（真空）来吸取包装袋，从而达到取去一个包装袋的目的，如图2.1所示。
《机械系统的组成》作业设计方案一、作业背景机械系统是摩登工程领域中一个非常重要的观点，涉及到机械工程、控制工程等多个学科的知识。
了解机械系统的组成对于学生理解机械原理和工程设计具有重要意义。
因此，本次作业旨在通过学生对机械系统组成的进修和探讨，加深对机械系统的理解，提高学生的综合能力。
二、作业目标1.了解机械系统的基本观点和组成因素。
2.掌握机械系统中各个组成部分的功能和作用。
3.培养学生的观察能力和分析能力。
4.提高学生的文字表达能力和团队合作能力。
三、作业内容1.学生根据教材和教室讲解，了解机械系统的基本观点和组成因素。
2.学生在小组内讨论，确定一个具体的机械系统作为钻研对象，例如汽车发动机系统、电梯系统等。
3.学生撰写一份关于所选机械系统组成的详细报告，包括系统的结构、各个部分的功能和作用、互相之间的干系等内容。
4.学生根据报告内容，制作一份简单的机械系统模型，并在班级展示。
5.学生进行小组展示和讨论，分享各自的钻研效果，并互相评判。
四、作业要求1.报告内容必须准确、全面，结构清晰，文字流畅。
2.机械系统模型制作需要简洁明了，能够清晰展示系统的组成部分。
3.小组展示和讨论要求积极参与，能够清晰表达自己的观点。
4.作业评分将综合思量报告内容、模型制作和展示表现等方面。
五、作业评分标准1.报告内容（40%）：包括结构是否完备、内容是否准确、描述是否清晰等方面。
2.机械系统模型（30%）：包括制作工艺是否精细、展示效果是否清晰等方面。
3.小组展示和讨论（30%）：包括表达能力、团队合作精神等方面。
六、作业时间安排1.确定作业主题及小组成员：第一周2.撰写报告及制作机械系统模型：第二周至第三周3.小组展示和讨论：第四周七、作业总结通过本次作业设计，学生将能够深入了解机械系统的组成，提高对机械工程的理解和兴趣，培养学生的实践能力和团队合作精神，为将来的进修和工作打下坚实基础。
希望学生能够认真完成本次作业，取得优异的成绩。
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]。
2.1 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]。
2.1.1 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。
电动机与内燃机相比，具有清洁、安静、效率高的特点，同时它的转速—转矩控制特性比较灵活。
电动机在低速时具有恒转矩的特性，在高速时具有恒功率的特性，可以在转速—转矩特性曲线下区域的任何一点工作。
混合动力电动汽车将电力驱动与传统的内燃机驱动相结合，充分发挥了二者的优势。
同时，它可以从根本上解决现在纯电动汽车动力性差和续驶里程短的问题。
混合动力电动汽车与纯电动汽车相比，其主要的优势是：1)电池容量大为减少，进而可以降低整车重量，为提高动力性作出贡献。
2)由于采用辅助动力驱动，打破了纯电动汽车续驶里程的限制，其长途行驶能力可与传统的汽车相媲美。
3)在混合动力电动汽车上采用高度实时和动态的优化控制策略，优化控制的结果尽量使动力系统各部件工作在最佳状态和最高效率区域，大大限制了内燃机在恶劣工况下的高燃油消耗和大量的尾气排放，大大提高了混合动力汽车的燃油经济性。
在排放限制严格的地区，还可以关闭内燃机动力，以纯电动方式工作，成为零排放的汽车。
4)空调系统等附件有内燃机直接驱动，有充分的能源供应，保证了汽车的乘坐舒适性。
5)在控制策略的作用下，辅助动力可以向储能装置（一般为电池组）提供能量，从而保证混合动力汽车无需停车充电，因此可利用现有加油站，不需要进行专用充电设施的建设。
6)由于混合动力汽车的电池组在使用过程中是浅充浅放，可以延长电池的使用寿命。
2.1.2 混合动力电动汽车的结构由于混合动力电动汽车的组成部件，布置方式以及控制策略不同，所以形成了各种各样大的结构形式。
根据发动机和电动机的功率比的大小，分为里程延长型、双模式型和动力辅助型；根据发动机运行模式的不同，可以分为发动机开/关模式型和发动机连续运行模式型；根据发动机和电动机是否布置在同一轴线上，分为单轴型和双轴型；根据动力源的数量以及动力系统结构型式不同，可分为串联式、并联式以及混联式。
下面简单的介绍一下三类混合动力电动汽车。
参看图2.1图2.1a)串联式 b)并联式 c)混联式B-蓄电池 E-内燃机 F-油箱 G-发电机M-电动机 P-功率转换器 T-传动装置1.串联式混合动力电动汽车：是混合动力电动汽车中结构型式最简单的一种，发动机输出的机械能通过发电机转化为电能，转化后的电能一部分经过电动机和传动装置驱动车轮，另一部分则可存储到蓄电池中去，供汽车加速时或其他工况下使用。
与传统的燃油汽车相比，它是一种发动机辅助型的电动汽车，主要是为了增加汽车的行驶里程。
由于发动机与发电机之间的机械连接装置中没有离合器，因此它具有一定的灵活性。
尽管其传动结构简单，但是它需要三个驱动部分：发动机、电动机和发电机。
如果串联式混合动力电动汽车设计考虑大爬坡度和频繁急加速的情况，则为提供最大功率，对三个驱动部件的要求相应都较高。
2.并联式混合动力电动汽车：串联式混合动力电动汽车不同，并联式混合动力电动汽车采用发动机与发电机两套独立的驱动系统驱动车轮。
发动机和发电机通常采用不同的离合器驱动车轮，可采用发动机单独驱动、电力单独驱动以及发动机和电动机混合驱动三种不同的工作模式。
并联式是一种电力辅助型的燃料车，目的是为了降低排放和燃油消耗。
当发动机提供的功率大于驱动汽车所需要的功率时或者再生制动时，电动机工作在发电机状态，将多余的能量充入蓄电池。
与串联式相比，并联式只需两个驱动部件：发动机和电动机，并且，在蓄电池放电完毕前，如果要得到相同的性能，并联式比串联式混合动力电动汽车对于发动机和发电机的功率要求都要低。
3.混联式混合动力电动汽车：它在结构上综合了串联式和并联式的特点。
与串联式相比，它增加了机械动力的传递路线；与并联式相比，它增加了电能的传输路线。
因此，它兼有串联式和并联式的优点。
然而另一方面，这也造成其结构复杂、成本高的缺点。
2.1.3 混合动力电动汽车的节油原理与传统内燃机汽车相比，其节油的主要原因在于：1)为了满足急加速、以很高车速行驶与快速上坡对驱动的功率的要求，传统的内燃机汽车所配备的发动机功率往往相当大。
例如，一般轿车在良好的路面以100km/h和120km/h匀速行驶时，要求发动机提供的功率大致是20KW和36KW，但其配备的发动机最大功率达114KW，这样大的功率储备主要用于大加速，高车速以及坡道等行驶工况。
因此，在一般的情况下，发动机节气门开度小，负荷率低，发动机常常工作在一个不经济的区域内，相应的燃油消耗铝率高，然而，对与混合动力电动汽车，其储能元件（如蓄电池）的补偿功率时提供电能，从而在混合动力驱动系统中可以使用小型的发动机，并可以使发动机的工作点处于高效率的最优工作区域内。
2)混合动力电动汽车可以在汽车停车等候或低速滑行等工况下关闭内燃机，节约燃油。
3)在混合动力电动汽车的电力驱动部分中，电动机能够作为发电机工作。
当汽车减速滑行或紧急制动时，可以利用发电机回收部分制动能量，转化成电能存入蓄电池，从而进一步提高汽车的燃油经济性。
3. 整车布置设计的说明3.1 客车的相关知识的介绍3.1.1 客车的分类下面给客车做下简单的分类，乘坐9人以上，主要供公共服务的汽车叫客车。
按用途分类客车有城市公共客车、城乡公交车、长途客车、团体客车、游览客车、专用客车等类型。
按车身承载形式分类有非承载式车身、半承载式车身、承载式车身。
按车身结构差异分薄壳式车身、骨架式车身、复合式车身、单元式车身和嵌合式车身[3]。
客车从长度的方面来区分，从下表3.1中可以看出。
表3.1客车的分类本设计的是轻型客车，其长度在3.5到7米之间。
3.1.2 客车的布置形式客车的布置形式底盘包括传动系、行驶系、转向系和制动系四个部分，这个具体的就不做介绍了，下面把本课题的发动机布置形式说一下，布置形式一共有以下三种，发动机位置：前置、中置、后置根据发动机的位置不同，客车有下列布置形式：发动机前置后桥驱动；发动机中置后桥驱动；发动机后置后桥驱动；发动机前置时，可布置在轴距外或布置在前轴上方。
发动机后置时，可以纵置或横置在汽车后部。
(1)发动机前置后桥驱动采用发动机前置后桥驱动布置方案的优点是：动力总成操纵机构结构简单；散热器位于汽车前部，冷却效果好；冬季在散热器罩前部蒙以保护棉被，能改善发动机的保温条件；发动机出现故障时驾驶员容易发现[7]。
此方案的主要缺点有：发动机凸起在地板表面上部，因而车厢面积利用不好，并且布置座椅时会受到发动机的限制；由于传动轴从地板下面通过，致使地板平面离地面较高，乘客上、下车不方便；传动轴长度长；发动机的噪声、气味和热量易于传人车厢内；隔绝发动机振动困难，影响乘坐舒适性；检查发动机故障必须在驾驶室内进行，降低了检修工作的舒适性；如果乘客门布置在轴距内，使车身刚度削弱；若采用前开门布置，虽然可以改善车身刚度，但会使前悬加长，同时可能使前轴超载。
(2)发动机后置后桥驱动这种布置方案的主要优点是：能较好地隔绝发动机的噪声、气味、热量；检修发动机方便；轴荷分配合理；同时由于后桥簧上质量与簧下质量之比增大，能改善车厢后部的乘坐舒适性；当发动机横置时，车厢面积利用较好，并且布置座椅受发动机影响较少；作为城市间客车使用时，能够在地板下部和客车全宽范围内设立体积很大的行李箱。
作为市内用客车不需要行李箱，则可以降低地板高度；传动轴长度短。
此方案的主要缺点是：发动机的冷却条件不好，必须采用冷却效果强的散热器；动力总成操纵机构复杂；驾驶员不容易发现发动机故障。
(3)发动机中置后桥驱动此方案的主要优点是：轴荷分配合理；传动轴的长度短；车厢内面积利用最好，并且座椅布置不会受发动机的限制；乘客车门能布置在前轴之前等。
此方案存在的缺点是：发动机必须用水平对置式的，且布置在地板下部，给检修发动机带来困难；驾驶员不容易发现发动机故障；发动机在热带的冷却条件和在寒带的保温条件均不好；发动机的噪声、气味、热量和振动均能传人车厢；动力总成操纵机构复杂；受发动机影响，地板平面距地面较高；在土路上行驶发动机极易被泥土弄脏。
本设计中设计的轻型客车，因为其车身长度有限，虽然目前客车的发展趋势是发动机后置，但是作为轻型客车而言，发动机后置，因为总长有限，发动机加变速箱加传动轴都要布置在后桥后面，后悬需要很长，轴距就会很短，对汽车性能影响很大，故轻型客车通常采用前置发动机后轮驱动。
3.1.5 车内密封问题客车车厢的密封思路密封性问题是一个系统工程问题，忽视车身内任何部位的密封, 都将导致整车密封功亏一篑。
密封主要是地板密封，地板周围与骨架密封，地板以上部分靠蒙皮与外部隔离，内饰板不起密封作用。
另外，还有侧窗、顶窗、驾驶员门、安全门、乘客门、管线孔、地板检修口及发动机罩的密封。
