机械系统的方案设计.ppt

1、11-1 概述,机械系统,原动机,传动系统,执行系统,操纵控制系统,传 动 装 置,传 动 路 线,分 配 传 动 比,功 能 分 析,协 调 配 合,方 案 评 价,运 动 分 析,Plan Design of Machinery System,11-2 执行系统方案设计,一、功能分析,二、结构选型设计和运动分析,三、执行系统的协调设计,1、协调设计,b、动作协调：各执行构件在时间顺序、空间 位置上应协调配合,c、操作协调：多个执行机构对同一构件加工操 作的运动必须协调,1、按执行构件的运动形式进行选择,2、按执行构件的功用进行选择,3、应简化运动链，按先易后难选择机构型式,4、按不同的动力

2、源选择机构型式,a、速度协调：各执行构件应保证一定的速比,2、运动循环图,a、直线式,b、圆周式,c、直角坐标式,描述各机构间有序、相互配合的运 动关系的简单图形称为运动循环图,将机械在一个运动循环中各执行构件各 行程区段的起止时间和先后顺序，按比例绘 制在直角坐标上。如图11-1,如图11-2,如图11-3,11-3 传动系统方案设计,一、选择传动类型 机械传动、液压传动、气动、电动等,二、拟定传动路线及机构顺序,路线,串联、并联、串并混联,机构顺序分配原则,2、有利于传动平稳，动载小者放前，大者放后,1、有利于功率损失小，功率“前大后小,3、有利于结构加工，尺寸大、加工难放在高速,三、分配

3、各级传动比,4、若传动比过大，应用混合轮系来传动,1、单级：i带57， i齿35， i蜗1080,2、当i 810时，应用两级传动，一级为带传动，另一级为齿轮传动；当i 30时，一般应用两级以上的机械传动,3、传动比的分配原则：“前小后大,设计任务：对已加工好的带有凸台的盘形零件 进行钻孔。其总功能应分解成如下几个工艺动作： 送料；定位；夹紧；进刀（钻孔）。 设计参数：零件图如左图所示 ，要求每分钟送五个零件，电 机的转速n电=1440r/min,现以设计半自动钻床为例说明运动方案 设计的步骤和过程,11-4 机械运动简图设计举例,1）确定运动方案及机械运动循环图,功能原理构思,半自动钻床的功

4、能、工艺动作及执行机构框图,转角（度） 或时间（秒,半自动钻床机械运动循环图,0O,360O,90O,240O,150O,270O,180O,30O,60O,1,12,6,9,3,2,0,送 料,夹 紧,定 位,钻 孔,停 止,进 刀,停 止,1,2钻孔,退 刀,回 程,近 休,远 休,近 休,升 程,回 程,近 休,远 休,近 休,回 程,远休,升 程,近 休,升 程,8,A,C,B,D,G,H,I,E,F,动 力 头,齿轮,齿条,齿扇,料斗,2,1,4,3,5,7,6,J,半自动钻床的运动方案图如下,2)计算各主要机构参数,计算传动机构,根据所给的设计参数，可算出执行构件主 轴转速n主=5

5、转/分，所以机械的总传动比为,可根据总传动比设计传动机构。一般一级减 速用皮带轮i皮57，二级减速用齿轮，传动比的各级分配情况应遵循“前小后大”的原则分配较为有利（见教材P216,设计计算各主要执行机构,A 送料、定位及夹紧凸轮机构的设计,确定从动件的运动规律，确定凸轮的几何 尺寸，上机计算凸轮在转动一周过程中的理论 和实际廓线的坐标值，并验算amax，使amaxa 绘出凸轮轮廓曲线,包括杆件长度、齿轮参数及尺寸等。然后 上机计算各有关的运动参数，并画出运动参数 曲线；对于齿轮机构应校核ea，应使ea ea ， 以及小齿轮的齿顶厚sa1，使sa1（0.250.4）m (m为模数,B 钻孔机构中

6、连杆机构和齿轮机构的设计,对各主要执行机构进行受力分析,3）、机械原理课程设计的总结,编写课程设计说明书，内容见课程设计指 导（见教材P226,机械原理课程设计题目,题目1:铆钉自动冷镦机设计,一、工作原理及工艺动作,采用冷镦的方法将直径为f6,钉长为 20mm的铝棒材制成圆头铆钉.工艺动作为,二、原始数据及设计要求,冷镦机的工艺动作包括,1)校直进料,2)切料送料,3)镦料,4)脱模,三、设计任务,制钉转速：n制钉=4060rpm。铝棒材直径为： f=6mm，长度：L= 20mm，冷镦机冲头的行程为： H=60mm，要求具有急回特性，K=1.21.4，电机 转速：n电=1440rpm。第一级

7、减速用皮带，皮带的 传动比为：i皮58。第二、三级减速用齿轮等,二、原始数据及设计要求,1、按工艺要求拟定冷镦机运动方案简图和直 线式运动循环图,画在2号图纸上。提倡上机出图. 2、按工艺要求排出冷镦机的功能、工艺动作 及执行机构框图,3、按给定的原始数据及参数算出总传动比 ，然后拟定机械传动系统方案。 4、对传动机构和主要执行机构进行运动尺 寸计算。 1）、连杆机构根据题目要求设计定出尺寸, 上机计算 , 并绘出运动线图。交程序一份。 2）、凸轮机构要求上机计算，运动规律自定。 要求画出从动件位移、速度、加速度曲线 和凸轮 廓线。交程序一份。 3）、齿轮机构要求计算一对变位齿轮，参数、 尺寸

8、自定。机算手算均可（校核sa和 ea )。 5、完成上述图纸计算后写一份说明书（ 10 页左右）。要求见指导书,四、可行性方案分析,1.镦料机构,要求执行构件移动,并具有急回特性,2.校直进料机构,要求进料过程有间歇,可用槽轮.棘轮 机构,校直用两摩擦轮压挤成形,3.切断送料,要求送料过程也有间歇,也可将料切断 由一个机构控制,4.脱模机构,直动从动件盘形凸轮机构,接触形式自定,5.联接机构,用皮带.齿轮将上述所有机构都联接 上,使之能够协调配合,题目2:健身球自动分类机设计,设计直径为f40f46的健身球自动检验分 类机的运动方案简图.要求,分类机应将健身球按直径分为三类,分类机中应有的工艺

9、动作为三部分,一、工作原理及工艺动作,工艺动作为,检球转速:n制钉=60rpm.电机转速:n电=1440rpm。 分检健身球的三种尺寸:小球40 42mm;中球42 44mm; 大球 44 46mm. 要求送料滑块的行程 H50mm，此分检机应为纯机械式的。第一级减 速用皮带，皮带的传动比为：i皮58。第二、三 级减速用齿轮等,二、原始数据及设计要求,三、设计任务,1、按工艺要求拟定分检机运动方案简图和直 线式运动循环图,画在2号图纸上。提倡上机出图. 2、按工艺要求排出分检机的功能、工艺动作 及执行机构框图,3、按给定的原始数据及参数算出总传动比 ，然后拟定机械传动系统方案。 4、对传动机构和主要执行机构进行运动尺 寸计算。 1）、凸轮机构要求上机计算，