第三节执行系统设计ppt课件

1、第三节第三节 执行系统设计执行系统设计一、执行系统的设计要求一、执行系统的设计要求1.实现预期精度的运动或动作：执行构件实现预期精度的运动或动作：执行构件必需实现预期的精度运动或动作；必需实现预期的精度运动或动作；2.有足够的强度和刚度：强度不够可导致有足够的强度和刚度：强度不够可导致零件损坏、系统失效、人员伤亡；刚度零件损坏、系统失效、人员伤亡；刚度不够可产生变形过大，影响系统任务。不够可产生变形过大，影响系统任务。普通动力型机构的零件应进展强度和刚普通动力型机构的零件应进展强度和刚度计算，动作型机构零件由构造需求确度计算，动作型机构零件由构造需求确定；定；3.各执行机构间动作要协调配合：确

2、保不各执行机构间动作要协调配合：确保不发生干涉碰撞、倒置等事故；发生干涉碰撞、倒置等事故；4.构造合理、外型美观、便于制造和安装；构造合理、外型美观、便于制造和安装；5.任务平安可靠，有足够的运用寿命：在任务平安可靠，有足够的运用寿命：在一定的期限内和运用条件下，保证运用一定的期限内和运用条件下，保证运用寿命。寿命。机械系统设计机械系统设计第四章第四章 执行系统设计执行系统设计二、执行系统的设计步骤有挂图二、执行系统的设计步骤有挂图以以冷冷镦镦铆铆钉钉机机为为例例讲讲解解第三节第三节 执行系统设计执行系统设计机械系统设计机械系统设计第四章第四章 执行系统设计执行系统设计( (一一) )拟定运动

3、方案拟定运动方案n1.1.分析系统要实现的任务义务分析系统要实现的任务义务n1 1将盘料校直；将盘料校直；n2 2将校直的料经过进料口将校直的料经过进料口a a送入切断口送入切断口b b；n3 3将料切断并送入成型工位将料切断并送入成型工位c;c;n4 4在成型工位在成型工位c c将料镦压成铆钉；将料镦压成铆钉；n5 5将铆钉从镦模中顶出来。将铆钉从镦模中顶出来。第三节第三节 执行系统设计执行系统设计机械系统设计机械系统设计第四章第四章 执行系统设计执行系统设计n2.2.确定工艺原理、执行构件及运动方式确定工艺原理、执行构件及运动方式n实现同一义务，可以选用不同的工艺原理；工艺原理实现同一义务

4、，可以选用不同的工艺原理；工艺原理不同，执行构件的外形不同、运动方式不同、执行机不同，执行构件的外形不同、运动方式不同、执行机构也不同。构也不同。n1)1)校直校直 挤压原理挤压原理 一组挤压轮一组挤压轮 旋转运动旋转运动n 拉伸原理拉伸原理 拉力机械手拉力机械手 直线运动直线运动n 敲打原理敲打原理 击打锤击打锤( (或模或模) ) 往复挪动往复挪动n2)2)送料送料 摩擦原理摩擦原理 一对摩擦轮一对摩擦轮 间歇旋转运动间歇旋转运动n 拉、推拉、推 拉推机械手拉推机械手 间歇挪动间歇挪动n 拨动拨动 拨叉拨叉 往复摆动往复摆动第三节第三节 执行系统设计执行系统设计机械系统设计机械系统设计第四

5、章第四章 执行系统设计执行系统设计n3 3切料切料 剪切原理剪切原理 切刀切刀 往复挪动往复挪动n 电切割电切割 电切割刀电切割刀 往复挪动往复挪动n 同时送到镦压工位，另一套复杂的执行机构同时送到镦压工位，另一套复杂的执行机构n4 4镦压成型镦压成型 塑性变形塑性变形 镦模镦模 往复挪动往复挪动n5 5起模起模 推进推进 顶杆顶杆 往复挪动往复挪动n 拔起拔起 夹子夹子 往复摆动往复摆动n n用形状学矩阵进展功能组合，有多种不同的组合，选用形状学矩阵进展功能组合，有多种不同的组合，选用最优方案。用最优方案。第三节第三节 执行系统设计执行系统设计机械系统设计机械系统设计第四章第四章 执行系统设

6、计执行系统设计( (二二) )合理选择执行机构类型、拟订机构组合合理选择执行机构类型、拟订机构组合 n1.1.普通原那么普通原那么n1 1在满足要求的情况下，应尽能够减少运动链，使机在满足要求的情况下，应尽能够减少运动链，使机构和零部件数量减少，提高效率、降低本钱。使原动构和零部件数量减少，提高效率、降低本钱。使原动件接近执行构件。件接近执行构件。n2 2优先选用构造简单、任务可靠、便于制造和效率高优先选用构造简单、任务可靠、便于制造和效率高的机构常用机构。的机构常用机构。n3 3当执行系统中有几个执行构件时，效率高的机构用当执行系统中有几个执行构件时，效率高的机构用在功率大的地方；各执行机构

7、要求配合协调时，那么在功率大的地方；各执行机构要求配合协调时，那么它们之间的衔接采用传动比准确的机构。它们之间的衔接采用传动比准确的机构。n4 4重要的地方，要采用平安、互锁安装。重要的地方，要采用平安、互锁安装。n5 5结合其它系统，特别是传动系统，它与执行系统亲结合其它系统，特别是传动系统，它与执行系统亲密相关，进展通盘思索。密相关，进展通盘思索。 第三节第三节 执行系统设计执行系统设计机械系统设计机械系统设计第四章第四章 执行系统设计执行系统设计n2.2.冷镦铆钉机的执行机构类型选择冷镦铆钉机的执行机构类型选择n1 1校直：一组挤压滚轮上下对压校直：一组挤压滚轮上下对压 - - 借用进料

8、的拉力借用进料的拉力n2 2送料：送料： 曲轴的延续旋转曲轴的延续旋转 - - 间歇旋转间歇旋转n 20 20、1919、18 18 偏心凸轮摆杆机构偏心凸轮摆杆机构n 18 18、1717、16 16 双摇杆机构双摇杆机构n 15 15、22 22 棘轮间歇机构棘轮间歇机构n 14 14、14 14 齿轮机构齿轮机构n 11 11、11 11 摩擦轮机构摩擦轮机构n 根据要加工的铆钉长度，确定下料长度根据要加工的铆钉长度，确定下料长度S S，S=RS=R* *n R- R-摩擦轮半径，摩擦轮半径，-14-14齿轮的转角齿轮的转角第三节第三节 执行系统设计执行系统设计机械系统设计机械系统设计第

9、四章第四章 执行系统设计执行系统设计n3 3切断：切断： 延续旋转延续旋转- - 往复挪动转往复挪动转9090度角度角n 1 1、4 4、5 5 曲柄滑块机构曲柄滑块机构n 5 5、6 6 挪动凸轮顶杆机构挪动凸轮顶杆机构n4 4镦压：镦压： 延续旋转延续旋转-往复挪动往复挪动n 1 1、2 2、3 3 曲柄滑块机构曲柄滑块机构n5 5起模：起模： 往复挪动往复挪动-往复挪动变换位置，协调往复挪动变换位置，协调n 7 7、8 8 挪动凸轮摆杆机构挪动凸轮摆杆机构n 8 8、9 9、10 10 双摇杆机构双摇杆机构n 第三节第三节 执行系统设计执行系统设计机械系统设计机械系统设计第四章第四章 执

10、行系统设计执行系统设计三绘制任务循环图三绘制任务循环图 n 对多个需协同任务的执行机构，应根据机械的预定功能和选定的工艺过程，将各机构的动作次序和时间用图形表示出来。n1.任务循环图n 用以阐明执行系统在一个任务循环中，各执行构件动作次序及时间的图形。n2.任务循环图的类型n 直线式任务循环图n 圆周式任务循环图n 直角坐标式任务循环图 第三节第三节 执行系统设计执行系统设计机械系统设计机械系统设计第四章第四章 执行系统设计执行系统设计n3.3.绘制步骤绘制步骤n1 1确定各执行构件的作用和动作过程。确定各执行构件的作用和动作过程。n2 2确定动作的先后次序，起、停时间和运动范围。确定动作的先

11、后次序，起、停时间和运动范围。n3 3选择一个与各执行构件均有关的定标件。选择一个与各执行构件均有关的定标件。第三节第三节 执行系统设计执行系统设计机械系统设计机械系统设计第四章第四章 执行系统设计执行系统设计铆钉机直线式任务循环图铆钉机直线式任务循环图主 轴 1 转 角9 0 主 滑 块 3送 料脱 模退进送 料停停前 进退后 停后 停后 停后 停进退切 料 和 转 送前 停前 停第三节第三节 执行系统设计执行系统设计机械系统设计机械系统设计第四章第四章 执行系统设计执行系统设计铆钉机圆周式任务循环图铆钉机圆周式任务循环图进前 进退停前 进前停退送 料停退进主滑块主滑块停切断刀后后脱模顶杆主

12、轴转向9 0 第三节第三节 执行系统设计执行系统设计机械系统设计机械系统设计第四章第四章 执行系统设计执行系统设计四运动分析四运动分析 n1.1.目的目的 求出各构件指定点的位移、速度、和加速度。求出各构件指定点的位移、速度、和加速度。n2.2.方法方法n 解析法：大型计算机，准确。解析法：大型计算机，准确。n 图解法；手任务图，精度低、效率低。图解法；手任务图，精度低、效率低。n3.3.精度分析精度分析n影响系统精度的要素：影响系统精度的要素：n 1 1机构的原理误差；机构的原理误差；n 2 2机构的装配和制造误差；机构的装配和制造误差；n 3 3受力和热变形，引起的尺寸变化；受力和热变形，

13、引起的尺寸变化；n 4 4因磨损导致运动副间隙增大。因磨损导致运动副间隙增大。第三节第三节 执行系统设计执行系统设计机械系统设计机械系统设计第四章第四章 执行系统设计执行系统设计n设计时应采取的措施：设计时应采取的措施：n 1 1慎用原理误差大的近似机构；慎用原理误差大的近似机构；n 2 2适度提高零部件的制造和装配精度；适度提高零部件的制造和装配精度；n 3 3提高设计尺寸精度，控制运动副的间隙；提高设计尺寸精度，控制运动副的间隙；n 4 4采用耐磨资料或控制热处置硬度，提高耐磨采用耐磨资料或控制热处置硬度，提高耐磨性；性；n 5 5思索合理的光滑方式，减少磨损。思索合理的光滑方式，减少磨损

14、。第三节第三节 执行系统设计执行系统设计机械系统设计机械系统设计第四章第四章 执行系统设计执行系统设计五动力学分析、承载才干计五动力学分析、承载才干计算算n1.1.根据动力学分析，确定各构件的受力情况，计算系根据动力学分析，确定各构件的受力情况，计算系统的功率。统的功率。n2.2.根据受力情况，确定各构件的位置、尺寸等参数根据受力情况，确定各构件的位置、尺寸等参数n 强度、刚度、疲劳、振动、耐磨。强度、刚度、疲劳、振动、耐磨。n3.3.进展校核：传统的计算方法，资料力学。进展校核：传统的计算方法，资料力学。n4. 4. 现代的计算方法，有限元计算。现代的计算方法，有限元计算。第三节第三节 执行系统设计执行系统设计机械系统设计机械系统设计第四章第四章 执行系统设计执行系统设计六系统分析六系统分析n建模建模n优化：多目的，技术、经济、运用、功能。优化：多目的，技术、经济、运用、功能。n评价：评价：n 确定一个整体最优而单项目的