第二十八章 机械的总体方案设计 ppt课件

1、第二十八章第二十八章 机械执行系统的方案机械执行系统的方案设计设计28.1 机械系统的总体方案设计机械系统的总体方案设计 一、概述 二、机械系统总体方案设计的根本原那么与根本法规 三、总体参数及其确定一、概述 一现代机械系统的概念和功能 二机械系统总体方案设计的重要性 三机械总体方案设计的义务和内容 四机械系统总体方案设计的类型 五机械系统总体方案设计的特点机械系统的总体方案设计一现代机械系统的概念和功能 机械系统的概念 由计算机与信息网络控制的、用于完成包括机械力、运动和能量流等动力学义务的机械和或机电部件相互联络的系统 。 机械系统的功能 现代机械的总功能是对输入的物质、能量和信息进展预定

2、的变换加工、处置、传送挪动、保送和保管保管、存储、记录)。 机械系统的总体方案设计机械系统的功能 自动能 动力功能 控制功能 构造功能机械系统的总体方案设计二机械系统总体方案设计的重要性机械系统设计过程的四个阶段初始规划设计阶段总体方案设计阶段构造技术设计阶段消费施工设计阶段机械系统的总体方案设计三机械总体方案设计的义务和内容 义务 机械总体方案设计需求完成整体方案表示图、机械系统运动简图、运动循环图和方案设计计算阐明书。其中，包括了总体规划、主要技术参数确实定和方案评价与决策。 内容机械系统的总体方案设计四机械系统总体方案设计的类型 开发性设计 变型设计 顺应性设计机械系统的总体方案设计五机

3、械系统总体方案设计的特点 1协调性 2相关性 3内外结合性 机械系统的总体方案设计二、机械系统总体方案设计的根本原那么和根本法规 一根本原那么 二根本法规机械系统的总体方案设计一根本原那么 1需求原那么 2效益原那么 3信息原那么 4系统原那么 5创新原那么 6承继原那么 7优化的原那么 8简化的原那么 9实际与实际相结合的原那么 10工程的原那么 11广义的原那么 12快速的原那么 机械系统的总体方案设计二根本法规 1规范化 2政策与法令 机械系统的总体方案设计三、总体参数及其确定 1.消费率 2.精度 3.速度参数 4动力参数 5尺寸和分量参数 6. 效率和寿命 机械系统的总体方案设计28

4、.2执行系统的功能原理和运动规律执行系统的功能原理和运动规律设计设计 一、执行系统的功能原理方案设计 二、执行系统的运动规律设计一、执行系统的功能原理方案设计 一功能原理方案设计的义务 二功能原理方案设计的特点执行系统的功能原理和运动规律设计执行系统的功能原理和运动规律设计一功能原理方案设计义务针对某一确定的功能要求，去寻求某些物理效应并借助一些作用原理来求得实现该功能目的的解法原理。常用的功能原理如摩擦传动原理、机械推拉原理、资料变形原理、电磁传动原理、流体传动原理、光电原理等。 执行系统的功能原理和运动规律设计执行系统的功能原理和运动规律设计二功能原理方案设计的特点 1在功能原理方案设计中

5、经常会引入某种新技术、新工艺、新资料，它首先要求设计者要有新想法、新构思。 2功能原理方案设计能否合理将对产品的成败起决议性的作用，它从质的方面决议了机械的设计程度和综合性能情况。设计人员应给予高度注重。 执行系统的功能原理和运动规律设计执行系统的功能原理和运动规律设计二、执行系统的运动规律设计 一运动规律设计的义务及重要性 二运动规律设计的方法和本卷须知 二运动规律设计的方法和本卷须知同一种功能要求可以采用不同的任务原理来实现，而同一种任务原理，又可以采用不同的运动规律得到不同的运动方案。 图28-3 三种不同的从地下取液体的运动规律方案a往复挪动改动容积 b往复摆动改动容积 c旋转运动改动

6、容积二运动规律设计的方法和本卷须知图28-4 四种不同的加工内孔的运动规律方案 a车床方案 b镗床方案 c钻床方案 d拉床方案28.3执行系统的型式设计和协调设计执行系统的型式设计和协调设计 一、执行机构的型式设计 二、执行机构的协调设计一、执行机构的型式设计 一执行机构型式设计的根本原那么 二执行机构型式设计的方法执行系统的型式设计和协调设计执行系统的型式设计和协调设计一执行机构型式设计的根本原那么 1满足执行机构运动规律的要求 2构造简单，运动链短 3使执行系统有尽能够好的动力性能 4充分思索动力源的方式 5使机械操作方便，调整容易，平安可靠 图28-5 可生成直线轨迹的两种机构 a产生近

7、似直线轨迹的简单机构 b产生准确直线轨迹的复杂机构二执行机构型式设计的方法 1机构的选型 2机构的构型 执行系统的型式设计和协调设计执行系统的型式设计和协调设计图28-7 经过机架变换由齿轮机构得到行星轮系a外啮合齿轮机构转化为行星轮系 b内啮合齿轮机构转化为行星轮系图28-8 用三个转动副替代一个球面副a球面副S b用三个转动副替代一个球面副 c替代后的的实例-单万向联轴节 图28-9 有停歇的摆动导杆机构图28-10 运用扩展法增大急回特性和运动行程二、执行系统的协调设计 一执行系统协调设计的原那么 二执行系统协调设计的方法和步骤 三运动循环图 四举例 执行系统的型式设计和协调设计执行系统

8、的型式设计和协调设计一执行系统协调设计的原那么 1满足工艺过程动作先后顺序的要求 2满足执行系统循环任务的要求 3满足各执行机构操作上的协调性要求 4满足各执行机构位置上的协调性要求 5满足提高消费率的要求 6满足能量协调和提高效率的要求 二执行系统协调设计的方法和步骤执行系统协调设计的步骤普通为 1确定机械任务循环的周期 2确定各执行构件在一个运动循环中的各个行程段及其所需的时间 3确定各个执行构件动作间的协调配合关系 执行系统的型式设计和协调设计执行系统的型式设计和协调设计三运动循环图 1.运动循环图的概念 2运动循环图的方式 执行系统的型式设计和协调设计执行系统的型式设计和协调设计1.运

9、动循环图的概念用来描画各执行构件运动间相互协调配合的图称为机械的运动循环图。它是机械协调设计的重要技术文件。假设有分配轴，运动循环图常以分配轴的转角为坐标来编制；假设没有分配轴，常选取执行系统中某一主要的执行构件为参考件。取具有代表性的特征位置作为起始位置，如以消费工艺的起始点作为运动循环的起点，由此来确定其它执行构件的运动相对于该主要执行构件的先后次序和配合关系。 执行系统的型式设计和协调设计执行系统的型式设计和协调设计图28-11 简易平板印刷机的运动循环图a)直线式运动循环图 b圆周式运动循环图 c直角坐标式运动循环图2运动循环图的方式 1直线式运动循环图 2圆周式运动循环图 3直角坐标

10、式运动循环图 4运动循环图三种方式间的关系 执行系统的型式设计和协调设计执行系统的型式设计和协调设计四举例 1各执行机构的型式和行程 2运动循环图的设计 执行系统的型式设计和协调设计执行系统的型式设计和协调设计图28-12 自动电阻压帽机的机械运动表示图 图28-13 执行系统的初步运动循环图 图28-14 执行系统第一次修正后的运动循环图 图28-15 满足要求的执行系统的运动循环图 28.4基于功能分析的执行系统的方案基于功能分析的执行系统的方案设计设计 一、功能分析 二、基于功能分析的执行系统运动方案的系统解 一、功能分析 一总功能 二功能分解与功能构造 三功能元 四功能元求解 基于功能

11、分析的执行系统的方案设计基于功能分析的执行系统的方案设计一总功能 总功能是机械执行系统要完成的总义务。 对总功能的描画要言语简约、合理笼统、抓住本质。 基于功能分析的执行系统的方案设计基于功能分析的执行系统的方案设计 二功能分解与功能构造 功能元 功能构造 功能树 基于功能分析的执行系统的方案设计基于功能分析的执行系统的方案设计图28-16 树形功能构造 三功能元 物理功能元 逻辑功能元 数学功能元 基于功能分析的执行系统的方案设计基于功能分析的执行系统的方案设计四功能元求解 为了便于运用，常将某些功能元的解用“解法目录的方式列出来，它是功能元的知解或经过考验的解的汇编。解法目录中的解称为解谱

12、。 可快速地根据设计义务的要求来检索目录中汇编的解； 汇编入的解谱要尽量充分、完备，至少是可以补全的； 尽能够完全独立于部门或工厂，以使其广泛可用； 既可用于传统的设计过程，也可以用于采用计算机的设计。 基于功能分析的执行系统的方案设计基于功能分析的执行系统的方案设计二、基于功能分析的执行系统运动方案的系统解 一功能元解组合成系统解的本卷须知 二功能元解矩阵 基于功能分析的执行系统的方案设计基于功能分析的执行系统的方案设计三、举例三、举例 1总功能 2功能分解 3执行系统的功能元求解 4求运动方案的系统解的数目 基于功能分析的执行系统的方案设计基于功能分析的执行系统的方案设计图28-21自动电

13、阻压帽机的功能分解 28.5方案评价与决策方案评价与决策 一、方案评价的必要性一、方案评价的必要性 二、机械系统运动方案设计的评价目的二、机械系统运动方案设计的评价目的和评价体系和评价体系 三机械系统运动方案评价方法简介三机械系统运动方案评价方法简介 四、评价结果的处置四、评价结果的处置 一、方案评价的必要性一、方案评价的必要性 机械系统方案设计的最终目的，是要寻求一种既能实现预期功能要求、又性能优良、价钱低廉的最正确方案； 进展执行系统的运动方案设计时，无论是用基于功能原理的方法，还是用基于功能分析的方法，都可以得到许多种设计方案，即机械系统的运动方案设计是一个多解问题。 机械系统方案设计的

14、过程，就是一个先经过分析、综合，使待选方案的数目由少变多，再经过评价、决策，使待选方案的数目由多变少，最后获得最正确方案的过程。方案评价与决策方案评价与决策二、机械系统运动方案设计的评价目的和二、机械系统运动方案设计的评价目的和评价体系评价体系 一评价目的 二评价体系 方案评价与决策方案评价与决策一评价目的 1功能性 2经济性 3平安性 4可操作性 5温馨性 方案评价与决策方案评价与决策二评价体系性能目的及代号详细内容及代号分数备注机构的功能U1u1运动规律的实现u2传动精度的高低55以实现运动为主时，可乘加权系数2机构任务性能U2u3运用范围u4可调性u5运转速度u6承载才干5555受力较大

15、时，u5和u6可乘加权系数1.5机构动力性能U3u7加速度的峰值u8噪音u9耐磨性u10最小传动角的大小5555加速度较大时，可乘加权系数1.5经济性U4u11制造难易u12资料的价钱与耗费u13调整方便性u14能耗的大小5555 构造的紧凑性U5u15尺寸大小u16分量大小u17构造复杂性555 系统协调性U6u18空间同步性u19时间同步性u20操作协同性和可靠性555 方案评价与决策方案评价与决策图28-22 系统工程评价法的评价步骤 三机械系统运动方案评价方法简介三机械系统运动方案评价方法简介 一计算性的数学分析评价法 1价值工程法 2系统工程评价法 3模糊综合评价法 4评分法 二实践性的实验评价法 方案评价与决策方案评价与决策四、评