《机械系统设计》
课程大作业—I
棒料校直机功能原理设计
院（系）
专业
学生
学号
班号
2015年4月
棒料校直机功能原理设计
1 设置棒料校直机功能原理设计的目的
功能原理设计是机械系统设计的最初环节，主要是针对产品的主要功能提出一些原理性构思，也就是针对产品的功能进行原理性设计！
针对某一产品的主要功能，设计人员在进行了大量相关资料查阅之后，应设计出几种不同的功能原理方案来，以便从中选出较理想的一个为下一步总体设计奠定基础。

针对产品主要功能而进行的功能原理设计这一步，在整个设计中是非常重要的一环。

一个好的功能原理设计应既有创新构思，同时又能满足用户的需求。

因此，在培养学生的机械系统设计能力时，不仅要注重机构和结构设计的培养和训练，而且更应注重功能原理设计的培养和训练。

由于功能原理设计有其自身的特点和工作内容，因此，本大作业将主要针对功能原理设计进行。

2棒料校直机功能原理设计目的
棒料校直是机械零件加工前的一道准备工序。

若棒料弯曲，就要用大棒料才能加工出一个小零件，如图1所示，这种加工方式材料利用率不高，经济性差。

故在加工零件前需将棒料校直。

图1 待校直的弯曲棒料
3 设计数据与要求
请根据以下设计数据，进行棒料校直机的功能原理设计。

1) 棒料材料：需校直的棒料材料为45钢
2) 工作环境及环保要求：室内工作，希望冲击振动小、噪声小；
3) 工作寿命：使用期限为10年，每年工作300天，每天工作16小时；
4) 设备保养维护要求：每半年作一次保养，大修期为3年。

5) 棒料校直机原始设计数据如表1所示。

表1 棒料校直机原始设计数据
参数分组直径d2
(mm)
长度L
(mm)
校直前最大曲率半径ρ
(mm)
最大校直力
(KN)
棒料在校直时转数
(转)
生产率
(根/分)
1 15 100 500 1.0 5 150
2 18 100 400 1.2 4 120
3 22 100 300 1.
4 3 100
4 2
5 100 200 1.5 2 80
4棒料校直机功能原理设计过程
功能原理方案设计的任务是：针对某一确定的功能要求，去寻求一些物理效应并借助某些作用原理来求得一些实现该功能目标的解法原理来；或者说，功能原理设计的主要工作内容是：构思能实现功能目标的新的解法原理。

这一步设计工作的重点应放在尽可能多地提出创新构思上，从而使思维尽量“发散”，以力求提出较多的解法供比较和优选。

此时，对构件的具体结构、材料和制造工艺等则不一定要有成熟的考虑，故只需用简图或示意图的形式来表达所构思的内容。

5 棒料校直机功能原理设计要求
1) 用黑箱法寻找总功能的转换关系，给出棒料校直机的黑箱图；
2) 对棒料校直机进行总功能分解，绘制“技术过程流程图”和“总功能分解图”；
3) 建立棒料校直机的“功能结构图”
4) 寻找原理解法和原理解组合。

6 设计参考资料
教材中第二章机械系统总体设计中“露天矿开采挖掘机的原理方案设计”
7 作业成绩及其与本门课程总成绩的关系
满分4分，记入100分的总课程成绩。

根据表1任选一组进行设计。