導(dǎo)桿減速裝置設(shè)計【說明書+CAD+PROE+仿真】
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南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
學(xué) 生 姓 名:
楊前輝
學(xué) 號:
0601510161
專 業(yè):
機械工程及自動化
設(shè)計(論文)題目:
導(dǎo)桿減速裝置設(shè)計
指 導(dǎo) 教 師:
張慶
2010年4 月4 日
開題報告填寫要求
1.開題報告(含“文獻綜述”)作為畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下,由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(論文)工作前期內(nèi)完成,經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效;
2.開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標準格式(可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載)打印,禁止打印在其它紙上后剪貼,完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見;
3.“文獻綜述”應(yīng)按論文的格式成文,并直接書寫(或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi),學(xué)生寫文獻綜述的參考文獻應(yīng)不少于15篇科技論文的信息量,一般一本參考書最多相當于三篇科技論文的信息量(不包括辭典、手冊);
4.有關(guān)年月日等日期的填寫,應(yīng)當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求,一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2010年3月15日”或“2010-03-15”。
畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文)開 題 報 告
1.結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(論文)課題情況,根據(jù)所查閱的文獻資料,每人撰寫
2000字左右的文獻綜述:
文 獻 綜 述
摘要 機構(gòu)學(xué)是一門實用性很強的應(yīng)用科學(xué),它包括平面機構(gòu)學(xué)和空間機構(gòu)學(xué)。其中平面連桿機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單,設(shè)計靈活,在工程實際中應(yīng)用相當廣泛。為了滿足運動、受力及結(jié)構(gòu)設(shè)計上的需要,通過改變其各組成構(gòu)件的形狀及尺寸參數(shù),改變某些運動副的形式或者選擇不同的構(gòu)件作為原動件和機架,可演變成導(dǎo)桿機構(gòu)。其中導(dǎo)桿減速裝置就是運用導(dǎo)桿機構(gòu)的原理而制作成的一種減速裝置。
關(guān)鍵詞 機構(gòu)學(xué) 平面連桿機構(gòu) 導(dǎo)桿機構(gòu) 導(dǎo)桿減速裝置
1. 機構(gòu)學(xué)
機構(gòu)的設(shè)計通常是機器設(shè)計的核心和首要環(huán)節(jié)。
按照應(yīng)用力學(xué)的觀點,機構(gòu)學(xué)可以分為兩個分支:機構(gòu)運動學(xué)和機構(gòu)動力學(xué)。機構(gòu)運動學(xué)只研究機構(gòu)中各構(gòu)件的相對運動關(guān)系,包括位移、軌跡、速度、加速度等。機構(gòu)動力學(xué)研究運動過程中機構(gòu)各構(gòu)件的受力及力與運動的關(guān)系。除了機構(gòu)運動學(xué)與動力學(xué)兩大分支外,還有一個領(lǐng)域,稱為機構(gòu)的結(jié)構(gòu)理論,它的研究對象是機構(gòu)的自由度、結(jié)構(gòu)類型、每種機構(gòu)的種數(shù)[1]。
機構(gòu)學(xué)研究的問題:
第一類是機構(gòu)分析,對已有機構(gòu)進行運動學(xué)或動力學(xué)的分析計算;
第二類是機構(gòu)綜合,根據(jù)給定的運動學(xué)或動力學(xué)要求,設(shè)計機構(gòu)簡圖。
機構(gòu)分為開式機構(gòu)與閉式機構(gòu)。
開鏈機構(gòu):如串聯(lián)式機械手。
閉鏈機構(gòu):主要有三種,齒輪機構(gòu)、凸輪機構(gòu)與連桿機構(gòu)。由于連桿機構(gòu)采用低副連接,因而結(jié)構(gòu)簡單,結(jié)實耐用,不易磨損,適于高速重載。連桿機構(gòu)種類繁多,變化多端,能滿足各種運動要求;連桿機構(gòu)還有其他機構(gòu)的理論結(jié)構(gòu)原型,是機構(gòu)的結(jié)構(gòu)理論主要研究對象。同時機器人、機械手等開式機構(gòu)也是低副機構(gòu),與連桿機構(gòu)息息相關(guān),更推動了連桿機構(gòu)的發(fā)展[2]。
機構(gòu)學(xué)是一門實用性很強的應(yīng)用科學(xué),大至各種機器設(shè)備,小至人們生活中的各種器具、電器、日常生活用品以及各種玩具,都可以發(fā)現(xiàn)機構(gòu)學(xué)原理。一個機構(gòu)學(xué)問題的解決,有時可以產(chǎn)生很大的經(jīng)濟效益[3]。
機構(gòu)綜合必須解決兩個基本問題:第一個是機構(gòu)結(jié)構(gòu)綜合;第二個是機構(gòu)尺度綜合。
結(jié)構(gòu)綜合可分為型綜合與數(shù)綜合。
型綜合:為了產(chǎn)生某種運動,應(yīng)選用什么類型的機構(gòu),該類機構(gòu)應(yīng)當有多少構(gòu)件及哪些類型的運動副組成,因此稱為機構(gòu)的類型設(shè)計。
數(shù)綜合:是一種機構(gòu)枚舉學(xué)。它研究由一定數(shù)量的構(gòu)件和一定類型的運動副能組成一定自由度的運動鏈的種數(shù)。目前,機構(gòu)的選型設(shè)計主要還依靠設(shè)計人員的知識和經(jīng)驗,但現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了人工智能的專家系統(tǒng)軟件[4]。
尺寸綜合是按照給定的運動要求及動力要求,按照已選定的機構(gòu)類型決定機構(gòu)簡圖的尺寸,它分為運動綜合與動力綜合。
傳統(tǒng)的連桿機構(gòu)綜合即指尺度綜合,它可歸納為三類問題:剛體引導(dǎo)、函數(shù)發(fā)生和軌跡發(fā)生[5]。
剛體導(dǎo)引問題:是規(guī)定連桿必須經(jīng)過的幾個位置來尋求機構(gòu)桿件的尺寸。
函數(shù)發(fā)生問題:是要求機構(gòu)的輸出變量與輸入變量呈規(guī)定的函數(shù)關(guān)系。它們可以產(chǎn)生正弦、余弦、積分等關(guān)系。
軌跡發(fā)生問題:就是要求連桿上的點產(chǎn)生預(yù)期的軌跡。譬如要求一個循環(huán)中的某一段軌跡是圓、橢圓、直線等。
若考慮構(gòu)件的彈性變形及運動副間隙的動力影響,則綜合起來更復(fù)雜一些。
2.平面連桿機構(gòu)
平面連桿機構(gòu)是由若干構(gòu)件用低副(轉(zhuǎn)動副和移動副)聯(lián)接組成的平面機構(gòu),所以又稱為低副機構(gòu)[6]。它由固定不動的機架、主動連架桿、從動連架桿和連桿組成。通常,主動連架桿作連續(xù)的勻速運動或擺動,從動架桿作連續(xù)的或間歇的變速轉(zhuǎn)動、變速擺動或變速直線運動[7]。
平面連桿機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單,設(shè)計靈活,在工程實際中應(yīng)用相當廣泛。為了滿足運動、受力及結(jié)構(gòu)設(shè)計上的需要,通過改變其各組成構(gòu)件的形狀及尺寸參數(shù),改變某些運動副的形式或者選擇不同的構(gòu)件作為原動件和機架,可將連桿機構(gòu)的基本形式演化成多種形式,如曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)、擺動導(dǎo)桿機構(gòu)和移動導(dǎo)桿機構(gòu)等[8]。各種機構(gòu)形式的動力學(xué)分析方法相類似,但每一種形式的應(yīng)用場合不盡相同,構(gòu)件動力學(xué)特性有各自特點。
3.導(dǎo)桿機構(gòu)
導(dǎo)桿機構(gòu)是由平面連桿機構(gòu)演化而來的,根據(jù)類型分為: 移動導(dǎo)桿機構(gòu)和擺動導(dǎo)桿機構(gòu)。
其中移動導(dǎo)桿機構(gòu)的傳動特點是當曲柄勻速轉(zhuǎn)動時,導(dǎo)桿做變速運動。例如插床插刀的運動機構(gòu),就是利用此原理,使插刀在切削行程運動慢,在空回轉(zhuǎn)行程運動快,以縮短非工作時間,提高生產(chǎn)效率。而擺動導(dǎo)桿機構(gòu)的傳動特點是當曲柄勻速轉(zhuǎn)動時,導(dǎo)桿做變速擺動。例如在牛頭刨床運動機構(gòu)中的應(yīng)用,其作用與轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)在插床插刀運動機構(gòu)中的作用相同,但它使刀具作擺動運動[9]。
導(dǎo)桿機構(gòu)廣泛用于各種機械和儀表中,其主要優(yōu)點有[10]:
1) 導(dǎo)桿機構(gòu)中的運動副都是低副,組成運動副的兩構(gòu)件之間為面接觸,因而承受的壓強小、便于潤滑、磨損較輕,可以承受較大的載荷;
2) 導(dǎo)桿構(gòu)件形狀簡單,加工方便,構(gòu)件之間的接觸是由構(gòu)件本身的幾何約束來保持的,所以構(gòu)件工作可靠;
3) 在原動件等速連續(xù)運動的條件下,當各構(gòu)件的相對長度不同時,可使從動件實現(xiàn)多種形式的運動,滿足不同的運動規(guī)律的要求;
4) 利用導(dǎo)桿機構(gòu)可滿足不同的運動軌跡的要求。
導(dǎo)桿機構(gòu)也存在如下的缺點[11]:
1) 根據(jù)從動件所需要的運動規(guī)律或軌跡來設(shè)計導(dǎo)桿機構(gòu)比較復(fù)雜,而且精度不高;
2) 導(dǎo)桿機構(gòu)運動是產(chǎn)生的慣性力難以平衡,所以不適用于高速場合。
4.導(dǎo)桿減速裝置
減速裝置是原動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置,用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩以滿足各種工作機械的需要[12]。
按傳動和結(jié)構(gòu)特點來劃分減速裝置,分為:齒輪減速裝置、蝸桿減速裝置、蝸桿齒輪減速裝置及齒輪-蝸桿減速裝置、行星齒輪減速裝置、擺線針輪減速裝置、諧波齒輪減速裝置,這些都是我們常見的齒輪減速裝置[13]。但是我們可以把導(dǎo)桿機構(gòu)的特性和減速裝置的特性加以結(jié)合創(chuàng)新,就能設(shè)計出新一種減速裝置 導(dǎo)桿減速裝置。
導(dǎo)桿減速裝置不同于普通的齒輪減速裝置,它結(jié)合導(dǎo)桿機構(gòu)的優(yōu)點,具有結(jié)構(gòu)簡單,構(gòu)思巧妙,在許多運用場合具有特殊的優(yōu)越性[14]。例如印刷機的推板機構(gòu)、柴油機配氣機構(gòu)中的控速橫臂導(dǎo)桿裝置、導(dǎo)彈發(fā)射器中的移動導(dǎo)桿裝置等,都利用導(dǎo)桿裝置來降低速度,以滿足工作機械的需要[15]。
本課題要求分析研究導(dǎo)桿減速裝置的運動原理,并進行對該裝置的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計。
這些正是本課題所要研究的內(nèi)容。
參 考 文 獻
[1] 熊濱生.現(xiàn)代連桿機構(gòu)設(shè)計[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006
[2] 華大年,華志宏. 連桿機構(gòu)設(shè)計與應(yīng)用創(chuàng)新[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2008
[3] 宋志軍 .機構(gòu)與零件[M]. 山東:山東科學(xué)技術(shù)出版社,2007
[4]李立斌.機械創(chuàng)新設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京:國防科技大學(xué)出版社,2002
[5]符煒.機械創(chuàng)新設(shè)計構(gòu)思方法[M].長沙:湖南科學(xué)出版社,2006
[6]洪允楣.機構(gòu)設(shè)計的組合與變異方法[M].北京:機械工業(yè)出版社,1982
[7] 陳立德.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M]. 北京:高等教育出版社,2000
[8] 孫桓,陳作模、葛文杰.機械原理[M]. 北京:高等教育出版社,1999
[9] 王世輝.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M]. 重慶:重慶大學(xué)出版社,2005
[10]安子軍.機械原理[M].北京:機械工業(yè)出版社,1998
[11]劉遠行.空間連桿機構(gòu)的分析與綜合[M].北京:高等教育出版社,1986
[12]余長庚,盧玉明.機械原理與機械零件[M].北京:人民教育出版社,1992
[13]榮涵銳,榮毅虹.機械設(shè)計CAD基礎(chǔ)[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1998
[14]張文貴.機械設(shè)計現(xiàn)代方法[M]. 武昌:華中工學(xué)院出版社,1987
[15]張春林等.機械創(chuàng)新設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社,1999
畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文)開 題 報 告
2.本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段(途徑):
要求:
(1)分析導(dǎo)桿減速裝置的工作原理。
(2)導(dǎo)桿減速裝置的運動分析。
(3)導(dǎo)桿減速裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
(4)建立導(dǎo)桿減速裝置的三維模型,并進行運動仿真。
技術(shù)指標:
(1)傳遞功率5千瓦。
(2)最大輸入轉(zhuǎn)速800轉(zhuǎn)/分
其研究途徑:
(1)首先分析導(dǎo)桿減速裝置的工作原理、運動規(guī)律。
(2)然后根據(jù)技術(shù)指標要求進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。
(3)最后建立導(dǎo)桿減速裝置的三維模型,并進行運動仿真。
畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文)開 題 報 告
指導(dǎo)教師意見:
1.對“文獻綜述”的評語:
通過“文獻綜述”,說明該生查閱了有關(guān)文獻,對課題的任務(wù)、內(nèi)容和背景有了進一步的了解,為課題的展開做好了準備。文獻閱讀量較充足,“文獻綜述”符合要求。
2.對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計(論文)結(jié)果的預(yù)測:
課題涉及導(dǎo)桿減速裝置的運動分析和運動參數(shù)設(shè)計計算,導(dǎo)桿減速裝置的強度計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計,以及導(dǎo)桿減速裝置的三維建模和運動仿真。對學(xué)生從機械裝置的原理設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、三維建模到運動仿真有了較全面的訓(xùn)練。課題工作量及難度適中,適合學(xué)生進行畢業(yè)設(shè)計。學(xué)生可以完成任務(wù)書所規(guī)定的設(shè)計任務(wù)。
指導(dǎo)教師: 張慶
2010 年 1 月 17 日
所在專業(yè)審查意見:
負責(zé)人:
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導(dǎo)桿減速裝置設(shè)計【說明書+CAD+PROE+仿真】
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