机械系统设计原理课用PPT课件

机械系统设计原理，第一章机械系统导论，第一节机械系统的概念，机械系统的定义：由几个机械装置组成的特定系统称为机械系统。机械系统的目的是产生确定的运动，传递和转换机械能以完成特定的工作。机械系统的基本要素：机械零件和部件是由。它们相互连接以完成某些功能并分别形成各种子系统。如图1-1所示，小型甘蔗收割机是由几个装置、部件和零件组成的机械系统。它们是由具有一定质量、刚度和阻尼的物体组成的系统，可以执行特定的功能。小型甘蔗收割机整体机械系统是由几个子系统组成的系统。虽然每个子系统都有自己不同的性能，但它们在组合时必须符合整体功能的要求，并且必须相互协调和适应。系统不能被分割，也就是说，系统不能被分割成相互独立的子系统，因为机械系统的完整性反映在系统之间的有机联系中。系统可以分解，但分解系统与划分系统完全不同。为了便于研究，一个系统可以根据需要分成几个子系统。第2节机械系统的特征。2.关联系统中的子系统有机地联系在一起，它们相互作用，相互影响，形成一种特定的关系。例如，系统的输入和输出之间的关系，子系统之间的等级关系，子系统的性能和整个系统的具体功能之间的关系，等等。都依赖于系统内子系统之间的相互作用和相互作用的有机关系。子系统性能的变化会影响整个系统的性能。分层系统可以分为一系列子系统，并具有一定的分层结构。不同层次的子系统之间的从属关系或交互在系统层次结构中表达。层级本身是系统的一部分。每个层次反映了系统某一功能的实现。第二节是机械系统的特点。4.目的系统的价值体现在它们的功能上。完成特定功能是该系统的目的。因此，系统的功能是系统的目的，它主要取决于要素、结构和环境。为了实现系统的目的，系统必须具有控制、调节和管理的功能。这些功能使系统进入适合其目的的状态，实现所需的功能并消除或减少有害干扰。第二部分是关于机械系统的特点，第三部分是关于机械系统的组成。1.动力系统包括动力机及其支撑装置，是机械系统工作的动力源。2.传动系统是将动力机器的动力和运动传递给执行系统的中间装置。3.执行系统包括机械执行机构和执行部件。它利用机械能改变操作对象的性质、状态、形状或位置，以满足预定的要求。4.控制系统和控制系统都是协调动力系统、传动系统和执行系统运行，准确可靠地完成整机功能的装置。两者的区别在于：控制系统一般是通过手动操作实现的；控制系统是一种装置，如伺服机构、自动控制装置等，在获得控制信号后，通过控制器改变控制对象的工作参数或运行状态，实现上述要求。第4节机械系统设计类型，机械系统设计有以下三种不同的设计类型：(1)在完全未知工作原理、结构等情况下。开发设计应用成熟的科学技术或实验证明可行的新技术来设计以前从未存在过的新机械。(2)适应性设计在原理和方案基本不变的前提下，对产品进行局部修改或设计新的部件，使机械产品在质量和数量上更好地满足使用要求。(3第五部分是机械系统设计的核心内容。原理方案设计是机械系统设计的核心内容。在原理方案的设计过程中需要解决以下问题：确定系统的总体功能抽象出设计任务，通过抽象确定系统的总体功能。优点：设计者可以很容易地识别系统设计目标，拓宽设计思路。2.将总功能分解为若干子功能是实现功能工作原理方案的最佳途径。3.选择具有子功能的功能载体选择具有子功能的功能载体是原理方案设计的关键步骤。建立完整的功能载体目录是机械系统设计的重要手段。第五部分是机械系统设计的关键内容。4.设想功能载体的组合。根据系统的整体功能需求，结合功能载体，可以得到多种工作原理方案，供设计人员选择和决策。5.方案的评估和决策。针对不同的机器，确定了评价指标体系和评价方法，并对多种方案进行了综合评价和决策。第二章机械系统设计原则，第一节机械系统设计的一般程序和方法，产品规划(概念设计)、功能原理设计、结构技术设计、生产和施工设计(工艺设计)的四个阶段。结构方案、结构价值分析、试验模型、试验、总体设计、结构设计、造型设计、造型价值分析、外观方案、评价决策、评价决策、最优结构方案、最优造型方案、最优技术设计方案、总体布局图、装配草图、技术文件、总体效果图、外观效果模型、目标产品功能是否完整、性能是否优良、经济效益是否显著，在很大程度上取决于总体方案设计的设计理念和方案制定时的设计理念。内容、执行系统方案设计、执行系统方案评估和决策、执行系统协调设计、执行机构类型设计、运动规律设计、系统功能原理设计、机构规模设计、运动和功率分析、第2节、机械系统方案设计的目的和内容、原动机类型的选择和传动系统的方案设计、各级传动比的分配、传动链中机构顺序的安排、传动路线的选择、传动类型的选择、 控制系统的方案设计、其他辅助系统的设计、照明系统的设计、安全保障系统的设计、故障检测系统的设计、冷却系统的设计、润滑系统的设计和重要性执行系统是机械系统的重要组成部分，直接完成机械系统的预期工作任务。 机械执行系统的方案设计是机械系统总体方案设计的核心，是整个机械设计工作的基础。机械执行系统由一个或多个执行机构组成。执行组件是执行机制的输出组件。它的数量、运动形式、运动规律和传动特性决定了整个执行系统的结构方案。第三部分进行了机械执行系统的运动方案设计和功能原理设计。根据要求制定机器的总体功能，制定实现总体功能的工作原理和技术手段，确定机器要实现的过程动作。运动规律设计是通过分解工作原理提出的过程动作来决定采用哪种运动规律来实现工作原理。执行机构的类型设计用于决定选择哪种机构来实现给定的运动规律。执行系统的协调设计、执行机构的类型设计、根据各动作的工艺过程要求分析各执行机构应如何协调配合、机械运动循环图的设计、各执行机构运动大小的确定、各执行机构运动图的绘制、运动和动态分析、执行机构是否执行的检查执行系统的功能原理设计。功能原理的选择和概念、不同的工作原理、不同的运动方案、齿轮加工、齿轮剃齿、生成原理、仿形原理、相同的工作原理、不同的运动方案、齿轮加工、齿轮成形、滚齿加工、功能原理的多方案设计、锥齿轮应用的其它例子包括螺旋压力机、螺旋千斤顶、螺旋联轴器、螺旋输送机、螺旋泵、螺旋微动机构、千分尺和其它齿轮加工方法。确定方案时应注意无屑加工(精密铸造、粉末冶金成型、辊压成型)、切削加工(成型法、展成法)、成形法加工的盘形齿轮铣刀和指状齿轮铣刀、滚齿加工和展成法齿轮成形。两点(1)相同的功能应该用最简单的方法实现。注意光、机、电、液等知识的综合应用。设计了一台彩色电视机阴极板的金属板冲裁机，晶片的直径为10mm，厚度为0.8 mm。按摩椅中的按摩轮图示为偏心空间凸轮，同时实现径向振动挤压、向下推拉和横向推拉三维按摩功能。设计巧妙，结构非常简单。用最简单的方法实现指针和图形分析天平等功能，精度要求达到0.01克，但用肉眼无法读出指针的微小偏转角。增加了一个光学放大镜来放大读数。光、机、电、液等知识的综合应用实例。一般功能、功能要素解决方案、功能原理方案、最佳功能原理方案、明确任务、功能要素、功能分析、将机械产品的Totalfunction分解成若干功能要素、功能要素的解决方案、功能要素的组合，并获得满足一般功能要求的各种解决方案进行评价和选择。功能分析和功能解决方案，黑盒方法把实现给定功能的机械系统视为内部功能结构和功能载体未知的“黑盒”。通过对其投入产出的综合分析，逐步掌握投入产出的基本特征和转换关系，寻求能够实现基本特征和转换关系的工作原理以及功能载体的求解过程。黑色理念要求设计者不要先从机械产品的具体结构来考虑设计方案，而是要从系统的功能来构思机械产品的可行方案。1.黑盒方法，信息，机械产品(黑盒)，材料，能量，信息，能量，材料，黑盒表达方法，29、黑盒法求解法，详细表达输入和输出，建立输入和输出之间的关系，寻找合适的例子来设置系统的总功能，寻找对系统功能的评价和决策的解决方案。将机械产品的总功能分解成若干子功能后，我们可以“穷尽”列出每个子功能的所有解，从而得到功能-功能解的形态矩阵。形态矩阵法是一种系统搜索和程序求解的函数组合解法。例如，形态矩阵法被用来为单缸洗衣机设想一个可行的方案。2.形态矩阵法。31，433=36理论上可以合并。从先进性、新颖性和实用性的角度出发，一般选择A1、A2、B1、B2、C1和C2。因此，主要有8个方案。3.执行系统的运动规律设计。过程动作分解和动作方案选择。刀具执行复合运动。刀具和工作台分开移动。运动规律设计通常分析过程方法和过程动作，并将其分解成几个基本动作。不同的过程动作分解方法导致不同的运动方案。垂直钻机过程动作分解、直线运动、曲线运动、复合运动、往复摆动、每分钟转数，由两个以上的单个运动组成，间歇旋转、间歇往复直线运动、间歇单向直线运动、沿可变曲线运动、每分钟分度次数、旋转角度大小、运动系数、每分钟摆动次数、旋转角度大小、冲程速度变化系数、冲程数、冲程大小、每分钟冲程速度变化系数、每次进给的大小、每循环的停止次数、位置、时间、冲程大小和工作速度，4。致动器的类型设计，1。设计原则满足致动器的技术动作和运动要求尽可能简化和缩短运动链最小化机构尺寸选择合适的运动副形式考虑动力源形式使致动器系统具有良好的传力和动力特性使机器具有调节某些运动参数的能力确保机器的安全运行，2 .选择或创建满足致动器运动和功率要求的机构。(1)连续旋转传动机构、啮合传动机构、连杆机构、摩擦轮传动、蜗杆传动、链传动、平行四边形机构和摩擦传动机构的优缺点是结构简单，传动平稳，易于实现无级变速和过载保护。传动比不准确，传动功率低，效率低。实现单向间歇转动的机构、棘轮机构、齿轮连杆机构、不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构适用于固定转角的分度运动。对于小转角或可调转角的低速场合，对于大转角、低速的场合，机构运动稳定，分度定位准确，但制造困难，定位精度高，速度快。因特殊要求，输送机构为实现往复往复摆动运动的机构。凸轮机构、组合机构、往复机构、连杆机构、螺杆机构、齿条齿轮机构、液压缸、气缸、正弦机构、切线机构、多杆机构、曲柄滑块机构、连杆机构等具有制造容易、承载能力大的特点，但难以实现精确运动，适用于没有严格运动规则的场合。凸轮机构的特点是能够实现任何复杂的运动和各部件之间运动的协调，并且承载能力小。螺旋机构的特点是减速比大，运动精度高，常用作低速进给和精密微调机构。齿轮齿条机构的特点适用于运动速度高、精密齿条制造困难、传动精度和稳定性不如螺旋机构的场合。(4)轨迹再现机构、齿轮连杆组合机构、连杆凸轮机构和凸轮连杆组合机构。一般来说，除了凸轮机构可以实现精确的曲线轨迹外，其他机构只能近似实现预定的曲线轨迹。齿轮-连杆组合机构、搅拌机构、联动凸轮机构、凸轮-连杆组合机构，夹持机构采用联动凸轮机构，通过两个凸轮的联动，夹持爪按照矩形轨迹运动，从而达到间歇夹持的目的。装配线使用联动凸轮机构沿矩形轨道移动笔芯支架，从而实现逐步推进圆珠笔芯的目标。3.配置目的当选择的机构类型不能完全满足预期要求，或者虽能满足功能要求，但结构复杂、运动精度不合适、动态性能差时，可以从普通机构中选择功能、原理和工作要求相似的机构，并在此基础上进行机构类型重构。(1)组合法，将前一子机构的输出部件串联组合为后一子机构的输入部件串联组合。后一子机构的驱动部分是前一子机构的连杆。后一子机构的驱动部分是前一子机构的连杆。几个并行组合的子机制共享sam在机构组合系统中，多自由度子机构的一个输入运动是多自由度子机构的输出构件通过单自由度子机构反馈的组合方式。修正的原则是蠕虫是活跃的。由于制造误差，蜗轮的运动精度不能满足要求。根据误差设计了凸轮机构，并通过齿条和差动机构K对蜗杆进行附加运动来修正误差。在双摇杆机构中，连杆被选为原始连杆，它可以将风扇转子的旋转转换成连杆的摇动。改变构件的结构形状，将摆动导杆机构中的直线导向槽改为圆形导向槽，以获得较长的暂停时间。改变部件的运动尺寸，槽轮的直径变得无限，槽的数量变得无限，并且槽杆机构被进化。五、执行系统的协调设计(1) 执行系统的协调设计原则满足各执行机构动作的时序要求及时满足各执行机构动作的同步要求满足各执行机构空间布局的协调要求满足各执行机构运行