机械创新设计ppt课件

6.3.1 直齿圆柱齿轮各部分名称和符号
6.3.1 直齿圆柱齿轮各部分名称和符号
齿数：圆周上均匀分布的轮齿总数，用 z 表示。 齿宽：轮齿的轴向长度，用 b 表示。 齿顶圆：过所有轮齿顶部的圆，其半径用 ra 表示。 齿根圆：过所有齿槽底部的圆，其半径用 rf 表示。 齿厚：在半径为 rK 的圆周上，同一轮齿两侧齿廓间的弧长称为该圆上 的齿厚，用 sK 表示。 齿槽宽：相邻两齿之间的空间称为齿槽。在半径为 rK 的圆周上，相邻 两齿反向齿廓间的弧长称为该圆上的齿槽宽，用 eK 表示。内齿轮的齿厚相 当于外齿轮的齿槽宽。
6.3.2.1 标准直齿圆柱齿轮的基本参数
(4) 齿顶高系数h *a 和顶隙系数c* 齿轮的齿顶高、齿根高都与模数m成正比。即
ha=ha*m hf=(ha* + c*)m h=(2ha* +c*)m
6.3.2.2 标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
6.3.2.2 标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
标准齿轮是指分度圆上的齿厚s等于齿槽宽e，且齿顶高和齿根高及m、 α、ha* 、c* 均为标准值的齿轮。
6.5.1 渐开线齿轮的切制原理
范成法切制齿轮
范成法是利用一对齿轮（或 齿轮与齿条）啮合时，两轮齿廓 互为包络线的原理来切制轮齿的 加工方法 。
6.5.2 渐开线齿轮的根切现象及最少齿数
轮齿的根切现象
用范成法加工齿轮时，有时会发现 刀具的顶部切入了轮齿的根部，而把齿 根切去了一部分，破坏了渐开线齿廓， 如图所示。这种现象称为根切。
m1 cos α1 = m2 cos α2
由于渐开线齿轮的模数和压力角均为标准值，所以两轮的 正确啮合条件为
m1 = m2 = m α1 = α2 = α

此要在未来的工作中建功立业，还必须具备严肃认
真，一丝不苟的工作态度．
下面就几项典型设备设计方案的推敲，说明上
述论点。
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一、薄壁圆筒初圆整专用工艺及设备：
目前我国纺织行业浆纱、印染设备中，多种 规格的烘筒零件为薄壁辊筒，直径规格为Φ570， Φ800，Φ1200毫米；多采用壁厚≤3毫米的 0Cr19Ni19冷轧不锈钢板卷制焊接而成。因其工 作转速高，随着纺织产品档次及生产效率的提高， 对辊筒径向跳动，直线度，动平衡等方面的误差 限制也越来越严格，为此，需要设计专用设备来 满足薄壁圆筒生产加工中的特殊要求。
胜于蓝大有道理，今天老师把相关的专业知识教给
了学生。未来，学生能处理的实际问题，老师很可
能望尘莫及。毛泽东主席曾说过：“读书是学习，
使用也是学习，而且是更重要的学习。”这是一条
普遍真理。
4、工程设计中辉煌与风险共存，机遇与困难同在
。要把握机遇，挑战困难，不仅需要勇气、更需要
有吃苦耐劳的实干精神。要有责任心，使命感。因
典型机械设计范例
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本次讲座的目的意义：
1、了解机械设计的一般方法与思路：
机械设计是一种创造性的劳动，需要全身心的投入， 要设法拿出自己独到的见解，哪怕是一些不十分成熟方 案，在此基础上开动脑筋去加以完善；这样:可以在与同 事的讨论中找出自身的差距；可以在方案逐步完善的过 程中，使自己焕发出工作热情与信心；可以在设计工作 过程中，使自己逐步成为内行，增长才干，获得进步。
大学本科教育仅仅是为我们从事专业技术工作 奠定了一个简单的基础平台，大量的专业知识，是 需要我们在各自的专业技术岗位上继续自学成才的 ，可以说，大学期间学到的各科知识，远远不能解 决未来工作的实际问题，真正的专业知识和能力， 需要在实践中学习，就此ppt课而件 言应该是在干中学习5 ；

高温下制成的形状
使用形状记忆合金的铆钉连接 （单程记忆合金）
插入孔中
加热到 高温
低温下施力变形
电流变液 （Electro-rheological Fluid， ER）
一种机敏材料，胶体悬浮状液体。用外加电场可控制其 流动阻力。
电场增强，流动阻力增大。
主动半轴
ER 材料
从动 半轴
电流变液 离合器
五、提高性能的创新
在设计中前轴承的精度比后轴承高一级。
δ
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
结构简单，便于操作 承受的力较小
四、结构材料的变异创新
变换材料
采用新型材料
（一）变换材料
铰链节叉
铸铁结构
钢板结构
质量轻 节省材料 可大批量生产，成本低
（二）采用新型材料
形状记忆合金 一种机敏材料。
高温下制成所需的形状──在低温下改变形状── 重新升温后，恢复原来形状。
单程记忆合金：冷却后不能恢复原低温时的形状 双程记忆合金：冷却后能恢复原低温时的形状
提高刚度和强度的设计
提高精度的设计
（一）提高刚度和强度的设计
轴外伸端处带轮与轴的结构设计
弯
矩
轴 受 弯 矩 作 用
作 用 在 直 径 较 大
的
套
上
（二）提高精度的设计
精密车床的主轴
B
A
L
a
δ
δΑ
δB

1.3.3 任务分析
1.3.4 相关知识
1.凸轮机构的基本结构和功能
2.凸轮机构的分类
3.凸轮从动件常用运动规律
4.平面凸轮轮廓设计方法
5.凸轮机构基本尺寸确定
6.圆柱凸轮机构
1.3.5 任务实施
1.平面凸轮机构设计
2.圆柱凸轮机构设计
按2011年全国职业院校技能 大赛高职组“机械部件创新设 计与制造”竞赛项目规程要求： 推料顶杆作直线往复运动，行 程范围30mm～50mm。两个参 赛队分别选择盘形和圆柱凸轮 机构作为执行机构来完成推料 动作，如图1-46所示。试按竞 赛规程要求设计凸轮机构。
学习情境1 机械部件执行机构设计
任务3 凸轮机构设计
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1.3.1 学习目标
目录
1.掌握凸轮机构的基本概念、分类及其应用；
2.掌握凸轮机构从动件的运动规律及其设计原则；
3.掌握反转法原理及其在凸轮轮廓设计中的应用；
4.掌握解析法在凸轮轮廓设计中的应用；
5.掌握空间凸轮机构的设计方法。
1.3.2 任务描述
1.3.4 相关知识
匀速运动规律
等加速等减速运动规律 从动件作等加速等减速运动时，
加速度有有限值的突变，导致机构产 生柔性冲击，可用于中速轻载的场合。
等加速等减速运动规律
从动件常用运动规律 >>从动件常用运动规律
余弦加速度运动规律 从动件按余弦规律运动时，在行
程始末加速度有有限值突变，也将导 致机构产生柔性冲击，适用于中速场 合。
尖顶从动件
当盘形凸轮的回转中心趋向于 无穷远时，凸轮相当于机架做直线 运动,形成移动凸轮机构。
滚子从动件
属于空间凸轮机构
平底从动件

将一个物体分割成几个独立的部分
电冰箱——冷冻箱+冷藏箱 货运汽车——动力（机车）+装载（拖车）
将一个物体分割成几个容易组装和拆卸的部分
结构设计——构件——多个独立的零件—分别制造
提高物体的可分性
刀具可拆卸结构——刀头+刀杆
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原理2：分离——隔开
① 从混合物中隔离出来 ② 与其他部分或整体、主体分开
32 可制造性
33 可操作性
34 可维修性
35 适应性或多用性
36 装置的复杂性
37 监控与测试的困难程度
38 自动化程度
39 生产率
发明问题解决理论
机械创新设计
并总结了常用来解决技术冲突的40条发明原理：
发明原理
序号
名称
1 分割
2 分离 3 局部质量
4 不对称
5 合并
6 多用性
7 套装
序号
名称
11 预补偿
机器的总功能由机器的多个部分协调实 现，这些互相协调的部分各自所完成的功 能称为机器的分功能。
将总功能分解为分功能，将分功能进
一步分解为更基本的分功能……，直到所有 的分功能（功能单元）都可以直接实现。
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4.4 功能组合方法
机械创新设计
步骤2.求解分功能
每一项分功能（功能单元）通常都有多 种实现方法，求解分功能可以应用各种方
28 机械系统的替代
29 启动与液压结构
30 柔性壳体或薄膜
序号
名称
31 多孔材料
32 改变颜色 33 同质性
34 抛弃与修复
35 参数变化
36 状态变化
37 热膨胀
38 加速强氧化 39 惰性环境 40 复合材料

导向精度高 刚度大 耐磨性高及结构工艺性好等
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二、滑动导轨的特点及常见结构形式
优点：结构简单，接触刚度大 缺点：摩擦阻力大，磨损快，低速时易产生爬行现象
导轨由凹凸两种形式相互配合组成。 当凸形导轨为下导轨时，不易积存切屑和赃物， 但也不易保存润滑油，故易作低速导轨 例：车床的床身导轨
反之： 当凹形导轨为下导轨时，可作高速导轨 例：磨床的床身导轨
特点：系统复杂、工作可靠 应用：低速、频繁启动，载荷或转速变化大场合
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四、滚动轴承作为转动副
滚动轴承内圈连接一个构件，外圈连接一个 构件；设计要点是滚动轴承的类型选择、零 件的周向定位与轴向定位、零件与轴承内外 圈的配合问题。
径向接触 向心角接
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轴承
触轴承
第三节 移动副的结构与创新设计
一、对移动副结构的基本要求
双燕V形矩尾与形燕组与尾合矩形：形组特组合点合：与：导矩向形精与导度平轨高面承；组受但合大加相部 同分工。压和导力测向，量面燕都间尾比的形较距导复离轨杂较作大侧，导导向向面精度稍 差
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一、对转动副结构的基本要求
保证两个构件之间的相对运动是转动，即 两构件只能做相对转动。
对转动副结构的基本要求是保证两相对回 转件的位置精度、承受压力、减小摩擦损失和保 证使用寿命。
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最简单的两构件之间的转动副连接
1 2
4
2 5
1
3
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二、轴承用于转动副
为了减少摩擦和磨损，将相对转动的圆柱 表面用轴承代替。
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（一）滑动轴承的基本结构形式 2、剖分式滑动轴承
特点：装拆方便，调整轴瓦与轴颈间隙方便 缺点：结构复杂，滑动轴承的基本结构形式 3、调心式滑动轴承