机械原理课程设计-机械系统的方案设计.ppt

第十四章 机械系统的方案设计 14-1 概述 14-2 机械工作原理的拟定 14-3 执行构件的运动设计和原动机的选择 14-4 机构的选型和变异 14-5 机构的组合 14-6 机械系统方案的拟定 返回返回 返回返回 1、执行构件的运动设计 执行构件的数目 取决于机械分功能或分动作的多少（两者不一定相等）； 执行构件的运动形式和运动参数 取决于要实现的分功能的运动要求： 回转（或摆动）、直线运动、曲线运动及复合运动。 2、原动机的类型及其运动参数的选择 原动机作回转运动：电动机（交流、直流、交流变频）、 液压马达、气动马达、内燃机等； 原动机作往复直线运动：油缸、气缸、直线电机等）； 重锤、发条、电磁铁等也可作原动机 3、各执行机构间的协调配合和机械的循环图 直线式（图14-7）、圆周式（图14-8）、 直线坐标式（图14-9）、 14-3 执行构件的运动设计和原动机的选择 （1）各执行构件运动的协调配合关系 举例：半自动钻床 夹紧机构：摆动从动件盘形凸轮机构 作用：夹紧到位待加工的工件 松开钻好的工件 定位机构：移动从动件盘形凸轮机构实现定位 档块的伸缩 作用：挡住到位的工件 给钻好的工件让出通道 送料机构：移动从动件圆柱凸轮机构， 作用：从料堆中工件 将待钻的工件向前推进 钻头给进机构：摆动从动件盘形凸轮机构- 连杆-齿轮齿条 作用：控制钻头的给进和退出 工序：送料、定位、夹紧、钻孔 执行机构分析： 1、送料机构：移动从动件圆柱凸轮机构， 作用：从料堆中工件 将待钻的工件向前推进 2、定位机构：移动从动件盘形凸轮机构实现定位档块的伸缩 作用：挡住到位的工件 给钻好的工件让出通道 3、夹紧机构：摆动从动件盘形凸轮机构 作用：夹紧到位待加工的工件 松开钻好的工件 4、钻头给进机构：摆动从动件盘形凸轮机构-连杆-齿轮齿条 作用：控制钻头的给进和退出 机械运动循环图 表明在机械的一个运动循环中各执行构件运动配合 关系的循环图 作用 机器设计、安装和调试的依据 运动循环图的三种表示方式： 直线式：将机构在一个运动循环中，各执行构件各运动区段的起止时间（或转 角）和先后顺序，按比例绘制在直线坐标上。 圆周式：将机构在一个运动循环中，各执行构件各运动区段的起止时间（或转 角）和先后顺序，按比例绘制在圆形坐标上。 直角坐标式：横坐标轴表示各执行构件各运动区段的起止时间（或转角）和先 后顺序，以纵坐标表示各执行构件相应的角位移或线位移。（各区段之间均 用直线连接。 （2）机械运循环图的概念 机械运动循环图的设计 确定机械的工作循环周期： 机械运动循环时间： 已知生产率： 转一圈，12秒，一件 确定各执行构件的工作行程、空回行程、和 可能具有的若干个停歇区段 14-4 机构的选型和变异 1、机构的选型 （1）传递连续回转运动的机构 摩擦传动机构：带传动、摩擦轮传动等 啮合传动机构：齿轮、蜗杆、链、同步带等 连杆机构：双曲柄、平行四边形等机构 （2）实现单向间歇回转运动的机构 槽轮机构：转角为固定值的转位运动 棘轮机构：转角较小、角度可调、低速场合 不完全齿：转角较大低速场合 凸轮式间歇：用于高速、定位精度要求高的场合、制造困难。 连杆-齿轮组合：有特殊要求的输送机 （3）实现往复移动和往复摆动的机构 连杆机构、凸轮机构、螺旋机构、齿轮齿条机构及组合机构等。 连杆机构：用于无严格运动规律要求的场合（行程不宜过大）； 凸轮机构：用于有严格运动规律要求的场合，受力不大（行程较小）； 螺旋机构：用于低速给进和精密微调（较大行程）； 齿轮齿条机构：用于移动速度较高但不宜用于精确传动 及平稳性要求高的场合（较大行程）； （4）再现轨迹机构 连杆机构、齿轮-连杆组合、凸轮-连杆组合、联动凸轮机构等 机构的基本功能 2、机构的变异 （1）改变构件的结构形状 （2）改变构件的运动尺寸 （3）选不同的构件为机架 （4）选不同的构件为原动件 （5）增加辅助构件 14-5 机构的组合 1、机构的串联组合 2、机构的并联组合 3、机构的封闭式组合 整个机构为单自由度机构 基础机构：自由度为2的五杆机构 约束机构：自由度为1的齿轮机构 14-6 机械系统方案的拟定 1、拟定机械系统方案的方法 （1）模仿创造法 （2）功能分解组合法 2、机械系统方案拟定的一般原则 （1）采用尽可能简短的运动链 （2）优先选用基本机构 （3）应使机械有较高的机械效率 （4）合理安排不同类型传动机构的类型 （5）合理分配传动比 3、机械系统方案的评价 （1）评价指标 （2）评价方