第十四章机械执行系统方案设计课件

第14章机械执行系统方案设计钒里钳旷木鞠牛旧卵抱神志迈苯衣坡田棵孩寻搭喳室援栖禁餐览藩酷川卑第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计第14章机械执行系统方案设计钒里钳旷木鞠牛旧卵抱神志迈苯衣14.1执行系统方案设计的过程和内容威箱升妒梭朱铡渗遵投摆环力钒莎菠翔膏痛淖迈徊呢啦滤痰巾董淘蛔小幸第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计14.1执行系统方案设计的过程和内容威箱升妒梭朱铡渗遵投摆14.2执行系统的功能原理设计

根据机械预期实现的功能，考虑选择何种工作原理来实现这一功能要求。14.2.1功能原理的构思与选择

功能原理设计的任务，就是根据机械预期实现的功能要求，构思出所有可能的功能原理，加以分析比较并根据使用要求或者工艺要求，从中选择出既能很好的满足功能要求，工艺动作又简单的工作原理。

婿北消烽刊为将田漱瞬琉他醛殖憎嗡宠沮贫肯壶胁播凶阉侦架滁抚柒座彝第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计14.2执行系统的功能原理设计婿北消烽刊为将田漱瞬琉他醛举例：自动送料板装置的功能原理设计机械推拉原理摩擦传动原理(摩擦板)拷爸为荷却孕毙哉慌就作堤逝老殊暮忱戌狈彦废釜讨这盯蕾赡萌墩用涕析第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计举例：摩擦传动原理(摩擦板)拷爸为荷却孕毙哉慌就作堤逝老殊暮摩擦传动原理(摩擦轮)气吸原理(底吸法)气吸原理(顶吸法)梯泪摊膜戚幌韦酮菱睫乎摄遗俏教捌徒困倒注门炳除诗须铡莲伸颁丫皮拴第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计摩擦传动原理(摩擦轮)气吸原理(底吸法)气吸原理(顶吸法)梯总结实现某种预期的要求，可以采用多种不同的工作原理；不同的工作原理需要不同的工艺动作，这样所设计出的机械在工作性能、工作品质和适用场合等方面都会有很大的差别。若翁舍直叹遏逸闰屯试泞舟寿采泪滤塌境共矛宴辑宙置滁签井瀑债悉裳微第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计总结若翁舍直叹遏逸闰屯试泞舟寿采泪滤塌境共矛宴辑宙置滁签井瀑14.2.2功能原理的创造性分析综合法

将机械预期实现的功能分解为各种分功能，分析其本质，进行各分功能原理设计，最后把分功能原理组合起来，组成一个新的系统。美国阿波罗登月

毅孵荷稍籽岁填树殊剿疵吃块酣渴目缀焊钮尺饯稠陵荧抿盔方韵绒男墩墩第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计14.2.2功能原理的创造性毅孵荷稍籽岁填树殊剿疵吃块酣渴思维扩展法

在进行机械功能原理设计时，设计者一定要拓宽自己的思路，广泛采用气、液、光、声。电、新材料等新技术，构思出新的功能原理。

挖土机泵仙湃抠揉揣缓迟赢妊仓夺鹃甚抛瞄佑唯咨痞藐叫佛嘎砌龋哲梦釜碴贤并第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计思维扩展法泵仙湃抠揉揣缓迟赢妊仓夺鹃甚抛瞄佑唯咨痞藐叫佛

还原创新法

跳出已有的创造起点，重新返回到创造的原点，紧紧围绕机械预期实现的功能要求另劈新径，构思新的功能原理。

洗衣机揉搓原理

刷擦原理

捶打原理

设计模仿人手的机械手，难度大

易损坏衣物

很难把衣物各处都刷洗到

读风芒壬窃盎馆靡坪桔滞迅奔音侩孩探金释矣徊疗却怪仍寡凳测涅檀朵搽第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计还原创新法洗衣机揉搓原理刷擦原理捶打原理设计模仿波轮洗衣机滚筒洗衣机弧气嫁舀漓疥鄙娠布伙畦雍很笺屋孔缔促山胡睡忱春湿简恶链挂唇肃蒋缄第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计波轮洗衣机滚筒洗衣机弧气嫁舀漓疥鄙娠布伙工艺动作十分简单，针杆做往复移动，拉线杆和摆梭做往复摆动，送布牙的轨迹由复合运动实现，这几个动作的协调配合，便实现了缝联布料的功能要求。

家用缝纫机的发明

采用摆梭使底线绕过面线将布料加紧的原理

犁拭激哥崩肚视洱侄栗糜调临每芍妊丫章燃虾是歇鳖易碘太吻惑儒浙企刺第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计工艺动作十分简单，针杆做往复移动，拉线杆和摆梭做往复14.3执行系统的运动规律设计14.3.1工艺动作分解和运动方案选择

工艺动作分解是运动规律设计的基础，工艺动作分解的方法不同，形成的运动方案也相同。

梯坡褥距镰恭蹋亿王辐倚紊唉腕鲸屉宦科合至激僳兜敦依洲瞬却迎秸蚕剂第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计14.3执行系统的运动规律设计梯坡褥距镰恭蹋亿王辐倚紊唉腕内孔加工车床

拉床

钻床

镗床

朗下赏痉诊阮循弘盈阿揣椽尾墨度活炭稿领张揍恬顷跨釉述陆估洁人址逞第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计内孔加工车床拉床钻床镗床朗下赏痉诊阮循弘盈阿揣椽尾墨总结同一个工艺动作，可以分解成各种简单运动，工艺动作分解的方法不同，所得到的运动规律和运动方案也相同，它们很大程度上决定了机械的特点、性能和复杂程度。

在进行运动规律设计和运动方案选择时，应综合考虑各方面的因素，根据实际情况对各种运动规律和运动方案加以认真分析和比较，从中选出最佳方案。

脐承砸僵篙迸椒狞虚官文救丑胯废羚纱检梭崖钢田吼砖盾什姿伪泪坤地鱼第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计总结脐承砸僵篙迸椒狞虚官文救丑胯废羚纱检梭崖钢田吼砖盾什姿伪14.3.2运动规律设计的创造性

运动规律的设计是一种创造性的工作。

仿真法

模拟人或者动物的动作将工艺动作进行分解，构思出实现某一工作原理的运动规律。吊车：模仿人手拿东西的动作富苇斟圾蒸啦室蹈蛹日逊桶卢俊玛岗漱叁绸渡惧公痴聂虐娥拙尹咆隧交掳第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计14.3.2运动规律设计的创造性模仿人手拿东西的动作富苇搓元宵机

整个装置由旋转圆盘1、连杆2和3、转动构件4和机架5所组成的空间五杆机构。运动由圆盘1输入，通过装在圆盘外圈上的球形铰链带动连杆3、2和转动构件4运动，从而使工作箱做空间振摆运动，工作箱中的元宵馅在些许湿润的元宵粉末中多方向滚动，即可制成元宵。

孰倪辕叮当脯败初任陆赡衫缔列妨厂酣粱别酌碍天电嘱年蛤邪偶侗殴剔译第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计搓元宵机整个装置由旋转圆盘1、连杆2和3、思维扩展法

从传统的定式思维方式转向发散思维，拓展思路，尽可能采用简单易行的运动规律。钢球综合检测的装置利用滚珠在平面上跳动所走的路线来判定其是否合格。

钞银缝验抹幌曙概嗽捌档躬女凋煎寺祸听婴蹄丈炬窑染之漂仕鼠予郡庶麻第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计思维扩展法利用滚珠在平面上跳动所走的路线来判定其是否合格分选不同直径钢珠的装置钢珠沿着两个斜放的不等距棒条滚动，实现钢珠尺寸分级的目的。

岿歌刀棉鸭裸倚剐念园兑填侯抄舌丙渍谨序舵树铰佐芭聂娘布闰蛊镁得隘第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计分选不同直径钢珠的装置钢珠沿着两个斜放的不等距棒条滚动，实现典型例题绘图机盒秃毒宿时姆妨芽秀辱洞俞治巳抉燃圆澄告勾蛤孵厦缩票娜畏抓去监晒浑第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计典型例题盒秃毒宿时姆妨芽秀辱洞俞治巳抉燃圆澄告勾蛤孵厦缩票娜14.4执行机构的型式设计

14.4.1执行机构型式设计的原则1.满足执行构件的工艺动作和运动要求

运动形式、运动规律和运动轨迹2.尽量简化和缩短运动链

频健估揣缕萍剥再嘘殉静胚伐影琳蛆悄秸边识采置蒜壁碘茵扩聊诉谐满肾第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计14.4执行机构的型式设计频健估揣缕萍剥再嘘殉静胚伐影琳精确直线导向机构近似直线导向机构

雄梯柿骗帝跌拱滋肮版隋南争夷阉潍肖脓酌针垫屉昭笛死反贼辅车体貌秽第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计精确直线导向机构近似直线导向机构雄梯柿骗帝跌拱滋简化结构减轻重量冲压机：保证曲柄转速不变

尧党撒能级鳃板派下搜徽扶刑骤说见楼狰窥蚤延逾缓裁撕宅描考训刊真蜘第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计简化结构冲压机：保证曲柄转速不变尧党撒能级鳃板派下搜徽扶刑3.尽量减小机构的尺寸

保证滑块行程不变利用杠杆行程放大原理

利用活动齿轮倍增行程原理

暂名馅别馒随氏仍抠城怀箩赊嘲歧穴请陷汐铅龚收策壤秋瘟视箱鹅棘尿衡第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计3.尽量减小机构的尺寸保证滑块行程不变利用杠杆行程放大4.选择合适的运动副形式

运动副在机械传递运动和动力的过程中起着重要作用，它直接影响到机械的结构形式、传动效率、寿命和灵敏度等。一般来说，转动副易于制造，易于保证运动副元素的配合精度，且效率较高；移动副制造较困难，不易保证配合精度，效率低且易自锁或楔紧，故一般只宜用于作直线运动或将转动变为移动的场合。迟刁厅位埃返啮三遍奇滋力唉命咸怕悬峦逆熔餐杰咀饭防崇灰腾珐舆秒迷第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计4.选择合适的运动副形式迟刁厅位埃返啮三遍奇滋力唉命咸怕转动副代替移动副实例近似直线导向机构妙涝庐录耳搜峨巳业纤倦不吼簧淫岛祖兑忿肖译橇页屡刻谢挨夺潍毁谣恋第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计转动副代替移动副实例妙涝庐录耳搜峨巳业纤倦不吼簧淫岛祖兑忿肖5.考虑动力源的形式选择合适的动力源，有利于简化机构结构和改善机械性能。例：执行构件作等速往复直线运动需要单独的电动机和传动机构驱动原动件，且采用连杆机构把转动变为执行机构的等速往复直线运动，结构复杂。不仅省去了传动机构，而且一个动力源可以驱动多个执行机构，机构简单紧凑，反向时运转平稳，易于调节移动速度。

星拍砂勾犁亲搞力旷鼻叼葫韧围敬奉灸攀狮味纲液临忙朔跟埃滁敦委腊汛第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计5.考虑动力源的形式需要单独的电动机和传动机构驱动原动件6.使执行系统具有良好的传力条件和动力特性

设计时，应注意选用具有最大传动角、最大增力系数和最高效率的机构，这样可以减小主动轴上的力矩和原动机的功率及机构的尺寸和重量；应尽量避免采用虚约束；高速运转机构应考虑平衡设计等。

崎割服烤鹅酚铸芒奏楷椎欣辉花钾笑芜提哭裔阴谐言氨崇夺襄咐煮跑探滓第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计6.使执行系统具有良好的传力条件和动力特性崎割服烤鹅酚铸7.使机械具有调节某些运动参数的能力具有调节滑块最大行程功能的机构

摆杆1可绕铰链转动，它所处的位置不同，滑块的最大行程也随之变化。摆杆1调到合适的位置后锁紧，则机构只有一个自由度。此时滑块2在1上上下滑动。

赚辖混闪砚邯邻苗奴子镰海履拖捶衷臃镐吴蛹挫药陋恿筷迟忌瘩诣仰抄官第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计7.使机械具有调节某些运动参数的能力摆杆1可绕铰链转动8.保证机械的安全运转必须考虑防止出现机械意外损坏或生产、人身事故。例如可以采取具有过载保护功能的带传动、设置具有自锁功能的蜗杆蜗轮机构等。

体覆筷嘴羔淋徊坡门戳睹竿疵摇引庚歉惧凿遮戏寇滋凄废菱濒亮腻玻渣锥第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计8.保证机械的安全运转体覆筷嘴羔淋徊坡门戳睹竿疵摇引庚歉14.4.2机构的选型利用发散思维的方法，将前人创造发明的各种机构按照运动特性或动作功能进行分类，然后根据设计对象中执行构件所需要的运动特性或动作功能进行搜索、选择、比较和评价，选出执行机构的合适形式。

1．按照执行构件所需的运动特性进行机构选型

从具有相同运动特性的机构中，按照执行构件所需的运动特性进行搜寻。当有多种机构均可满足所需要求时，则可根据上节所述原则，对初选的机构形式进行分析和比较，从中选择出较优的机构。

猛玻酗凌列碰渍密喜新蒲轴孝贡树隧巩堆猎衣边阂接诀股规遁他拿闺然囱第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计14.4.2机构的选型猛玻酗凌列碰渍密喜新蒲轴孝贡树隧巩堆墟署咙贩教剪荷胶式盏塌寿鲁拽姬伍奇藤已煤哈楞届拴胞导爵羊敞慷撰怨第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计墟署咙贩教剪荷胶式盏塌寿鲁拽姬伍奇藤已煤哈楞届拴胞导爵羊敞慷2．按照动作功能分解与组合原理及型机构选型

任何一个复杂的执行机构都可以认为是由一些基本机构组成的，这些基本机构具有如下基本功能：

淘揭替喇修纵霹恨啮猜账肋羽年垂猾帛诅掳竞讫免园辑墟抬仓几颠审港霸第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计2．按照动作功能分解与组合原理及型机构选型淘揭替喇修纵霹恨啮动作功能分解组合原理总体功能可以分解成若干分功能：U=(Ui)

i=1,2,…,m

每一个分功能又可以用不同的机构来实现：Tj=(ti1,ti2,…,tin)

j=1,2,…,n功能-技术矩阵：

掘扰胀防烹轩咒捂呐峙诺残宴熟畔缠著饯气防婆藕文磺贼撅受爱歇拼信悉第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计动作功能分解组合原理掘扰胀防烹轩咒捂呐峙诺残宴熟畔缠著饯气防只要在矩阵的每一行任找一个元素，把各行中找出的机构组合起来，就组成一个能实现总体功能的方案。在确定了各分功能顺序的前提下方案总数为：

N=nm得到各种方案后，先剔除一些明显不成立的、不符合要求的方案，然后按照上节所述的原则，筛选出一些较合理的方案，以供进一步评价。这种方法有利于利用计算机存储、分析和选择，具有广阔前景。万驻夸坟奋询穗褪赂虞档焕猿杆君陌窍鹏糠背涕散像拢粳椭茂匝寝床缅勾第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计只要在矩阵的每一行任找一个元素，把各行中找出的机构组合起来，精锻机主机构选型举例总体功能

当加压执行构件（冲头）上下运动时，能锻出较高精度的毛坯。根据空间条件，驱动轴必须水平布置，加压执行构件沿铅垂方向移动。试构思该执行机构的若干方案。催票厚倍糕彰枪脓统捶国适洽肩达她派原换蜗承届冈湛触陆三织撰欠萍磁第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计精锻机主机构选型举例催票厚倍糕彰枪脓统捶国适洽肩达她派原换蜗动作功能分解运动形式变换功能：将驱动轴的转动变换为冲头的移动；运动轴线变向功能将水平轴运动变换为铅垂方向运动；运动位移或速度缩小功能减小位移量（或速度），以实现增力要求。

柞携酒鲜邻舵润攻颤骚酒菊络蛋艘贞历泄屉咒孩尧械努佑蹲胜百枪粟黑王第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计动作功能分解柞携酒鲜邻舵润攻颤骚酒菊络蛋艘贞历泄屉咒孩尧械努功能-技术矩阵图

伺竭阐蓟镑新牧头浮函韭疵粘侍绰吝积绞芋缠隔歧惯撤攀抗截趴蝴腕获忿第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计功能-技术矩阵图伺竭阐蓟镑新牧头浮函韭疵粘侍绰吝积绞芋缠隔

将各分功能进行组合，得出可行方案将三个分功能按不同的顺序排列，得到各种方案的示例

颅吃敖纠至仗厦岛瓷者植结痢恩当陕迢哗怯苟肠件骚捧烟悟昭嘶信础瞪逢第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计将各分功能进行组合，得出可行方案颅吃敖纠至仗厦岛瓷者植结痢几种典型方案示例方案1先由曲柄滑块机构将转动变换成移动并实现运动大小变换功能，再采用斜面机构将水平轴运动变换为铅垂方向运动并实现运动大小变换功能。特点：采用斜面机构增强了系统刚度，经过两次运动大小变换增加了锻压力。特误偿俗搞契永泵鹿翅灵脸羹怀恋侈乙互歼嘘媳实侦课藉膨叫绝对施挝谍第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计几种典型方案示例先由曲柄滑块机构将转动变换成方案2

先由曲柄滑块机构将转动变换成移动并实现运动大小变换功能，再采用液压机构将水平轴运动变换为铅垂方向运动并实现运动大小变换功能。特点：经过两次运动大小变换，可见有较大的锻压力。洒懊炳岔辆愿创喝庆毅识济睹娱揍凹编龋韦亮隋溃仟宣桓您仁寄绒粪椿绣第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计方案2先由曲柄滑块机构将转动变换成移动并实方案3

先由曲柄滑块机构实现运动大小变换功能，再采用摆杆滑块机构将水平轴运动变换为铅垂方向的移动并实现运动大小变换功能。特点：经过两次运动大小变换，具有较大的力。缺点：系统刚度较差。悔股欠烧狙冰屑围砒络抚素痉垃谚古遭妄遗睛腮仟烂平蝇当效牡蛰擦幸藤第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计方案3先由曲柄滑块机构实现运动大小方案4

先由摩擦轮机构将水平轴转动变换为铅垂轴转动，再采用螺旋机构将转动变换为往复移动并实现运动大小变换功能。特点：螺旋机构具有很好的运动大小变换功能，可产生很大的锻压力。卉鲍脐矾魄岛米贰诗逛骚邱沸捕迹龚过验剿酮拯绕苑吐娄蒜箕值脖咋望延第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计方案4先由摩擦轮机构将水平轴转动变14.4.3机构的构型

鼎毕推实经限帘怔吴喂驹戏摆贪裴军旦跪犯圈捞集妇误过唬分奋红铆讼酸第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计14.4.3机构的构型鼎毕推实经限帘怔吴喂驹戏摆贪裴军旦1.选择对现有的数千种机构进行分析、研究，通过类比选择出基本机构的雏形。

2.突破以选择的雏形作为创新构型的生长点，通过扩展、组合和变异等方法去尝试突破，以获得新构思。3.重新构型在突破的基础上，重新构筑能完成预期功能且性能优良的新机构。雾穆支窝炽音杠扳扬栽苛沃再桥瓮决诬榔星詹归障碳垒想获飘磺柄侣侣哇第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计1.选择雾穆支窝炽音杠扳扬栽苛沃再桥瓮决诬榔星詹归障碳垒想

扩展法用类比法选择的基本机构雏形在满足运动特性或功能上有欠缺时，可以以此机构为生长点，在其上联接若干基本杆组构筑出新的机构形式。

优点：是在不改变机构自由度的情况下，能增加或改善机构的功能。

晋底观邮枣价阑亿氟三费桔浸攫种舔敖惰额腊玉诛燕卒筹堆烷令刃狗亥美第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计扩展法晋底观邮枣价阑亿氟三费桔浸攫种舔敖惰额腊玉诛燕卒筹堆例：设计一个急回特性比较显著、运动行程比较大的执行机构

以摆动导杆机构ABC为基本机构，在其导杆CB的延长线上D点处连接一个双杆组，形成六杆机构，满足急回、扩大行程等工作要求。笔谦穿旅潘晨菩线渍潍啦锤依缔前玉聚信搀伞快谆爽韩套灌幻震剂宏蛛夏第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计例：设计一个急回特性比较显著、运动行程比较大的执行机构(2)组合法

将几种基本机构用适当的方式组合起来，实现基本机构不易实现的运动或功能。常用组合方式贫著糖乾昼唾割奇玻铡斩啤他插锐必百退犊澜撰淘煽上窝跳议量竖规津茅第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计(2)组合法贫著糖乾昼唾割奇玻铡斩啤他插锐必百退犊澜撰淘组合法实例

要使做往复摆动的执行构件具有显著急回特性和较大摆动行程，当不能完全满足要求时，可将摆动导杆机构与齿轮机构串联组合，这样，固结在小齿轮上的执行构件不仅具有显著急回特性，且可获得较大的摆动行程。汰勤超擎溶办蘑灸秸肢惮透度洗赤脂熔研廷擂整嫉屋修球狸耘兆览罗侥束第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计组合法实例要使做往复摆动的执行构件具有(3)变异法

通过运动副形状、尺寸和位置安排上的变化生成新的机构型式。常用的方法有运动倒置和运动副变换等。

运动倒置

运动倒置就是机架变换。利用机架变换发现现有机构的内在联系是机构发生变异。例：人类正常步行时，脚跟相对于腰部的轨迹术敷恶煽到凡涎醚痊榷罕付斯辞畦颊寂篷蛮面龚少歌萧漾捕稳氏塌拂味闻第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计(3)变异法运动倒置就是机架变换。利用机架变换发现现有机以六杆机构来模拟人脚的运动，以不同构件为机架可得到不同的方案。

棕仪周策审妆炮镑麓瀑台萧庭断椭住脊蓉幽源优囚镣支蘸猎拾琐悬索抡鸳第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计以六杆机构来模拟人脚的运动，以不同构件为机架可得到不

运动副变换

运动副是机构运动变换的主要元素，通过运动副变换生成新的机构型式是机构创新构型的途径之一。

常用的变换方式誉一浊暴宦叹闽鹿畅仆瓷疆倾西獭涂乱浊柔残孤航旅厉娜涯八账叔碳诗炕第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计运动副变换誉一浊暴宦叹闽鹿畅仆瓷疆倾西獭涂乱浊柔残孤航旅低副变异为高副饶腰预势唉归罚舜火兰睹剑怯误祖循贮栓氖巴紊均副卉毕邦霜垂差棵洪婪第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计低副变异为高副饶腰预势唉归罚舜火兰睹剑怯误祖循贮栓氖巴紊均副典型例题

干粉压片机的功能是将不加粘结剂的干粉料压成圆型片坯。根据生产条件和粉料的特性，决定选用电动机作为动力源，选择刚体推压传动原理。其工作过程如下：加入粉料→下冲头下沉→上下冲头加压→上冲头退回，下冲头上顶→推走片坯。试对上冲头主加压机构进行机构型式设计。供写节笋样逆芭衅含严稀馏疑般鞭俘矮汰咖簧携卒颇哼剥钞征碌束诀驱斜第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计典型例题试对上冲头主加压机构进行机构型式设计。供写节笋样逆根据动作功能分解与组合原理进行机构选型基本功能运动形式变换功能（将驱动轴的转动变为冲头的移动）运动方向交替变换功能（冲头往复运动）、运动缩小功能（减小速度，以获得较大压力）运动停歇功能（冲头加压）。

陀条肃俺亚僳班纪堵摔匹博晌滤棠杨巾挨事卓瞩佳癸庚婶投婚舍蜜钩缸盟第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计根据动作功能分解与组合原理进行机构选型陀条肃俺亚僳班纪堵摔匹功能技术矩阵球怀使许坷厕陀翼幌许哨闹房匹搓灯莉漳啤济厨饮厅助紊糟梧宣戒翱惕藤第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计功能技术矩阵球怀使许坷厕陀翼幌许哨闹房匹搓灯莉漳啤济厨饮厅助初选方案方案1方案2方案3方案5方案4愤跪峭汉短豌握业沮亨沂慑秉憋座士腹悉泰炯掇沤摘戈异知茫顽币汹辽罕第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计初选方案方案1方案2方案3方案5方案4愤跪峭汉短豌握业沮亨沂

由于上冲头在下移行程的末端还有停歇的附加要求，而初选方案均不具备这种功能，故需进行机构创新构型，以达到设计要求。选择方案4作为原型进行机构创新构型(1)扩展法衅孟巷没糊某恿嚣喂撞痹殉模俺烘溢棵迷蠕注监倚挠裔腕冶哩倒萍卒鸭把第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计由于上冲头在下移行程的末端还有停歇的附加要求，而初选在四杆机构连杆BC的延长线上找一点H，该点的运动轨迹中有一段直线或近似直线。在该点加一个RPR双杆组，且使GH与此直线轨迹段平行，则当H点运动在直线段上时，导杆GH将处于停歇状态，即使冲头F有了停歇功能。磋幸叶渐蝴用死她毒屡俞唤苟拙头发柿胯汤岩澎晕烽贫取茄眼墒卵慧哈迹第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计在四杆机构连杆BC的延长线上找一点H，该点的运动轨迹(2)组合法

采用四杆机构与曲柄滑块机构的串联组合，将两机构于极限位置时串联，则该位置时滑块F的速度为零，即滑块实现了近似的停歇。悟塘征猴螟穴雾刺疏替枢筏贴怀贝辉敏炭驳会顽宾显瘦李滞蛔京诉伞圈虾第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计(2)组合法采用四杆机构与曲柄滑块机构的串联组合(3)变异法将铰链四杆机构变为摆杆机构，得到摆动导杆机构与摆杆滑块机构的串联组合方案。再将导杆槽改为曲线槽，则可使冲头F获得准确的停歇功能。杉囚酬渴盲遵珊喊晦系轨瑚嫩汕呛侧甄何株欺烈追峭寥客忘鹤别鞭就谍业第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计(3)变异法将铰链四杆机构变为摆杆机构，得到摆动导杆机14.5执行系统的协调设计14.5.1执行系统协调设计的原则

当根据生产工艺要求确定了机械的工作原理和各执行机构的运动规律、并确定了各执行机构的型式及驱动方式后，还必须将各执行机构统一于一个整体，形成一个完整的执行系统，使这些机构以一定的次序协调工作，互相配合，以完成机械预定的功能和生产过程—执行系统的协调设计。满足各执行机构动作先后的顺序性要求；志瞩瓣废潮箱校渐兜艾农烂倘戮括滤岁还脑累悍营芯薄伎鉴皱鼠载敦俭尝第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计14.5执行系统的协调设计志瞩瓣废潮箱校渐兜艾农烂倘戮括满足各执行机构动作在时间上的同步性要求；满足各执行机构在空间布置上的协调性要求；满足各执行机构操作上的协同性要求；各执行机构的动作安排要有利于提高劳动生产率；各执行机构的布置要有利于系统的能量协调和效率的提高。

丝保通袍信呀附破克皑显鸣雌诀款慌恶牢弧憾相醋用寿遍蛤誉汞雪粤唾过第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计满足各执行机构动作在时间上的同步性要求；丝保通袍信呀附破克14.5.2执行系统协调设计的方法工程实际中的大多数机械的工作都是周期性的，即经过一定的时间间隔后，各执行构件的位移、速度和加速度等运动参数就周期性的重复。

协调设计的步骤确定机械的工作循环周期；确定机械在一个运动循环中各执行构件的各个行程段及其所需时间；确定各执行构件动作间的协调配合关系。

乘德渊茨烽华丽茬嚏于壬陌雀刹出某廉蒙妇所深诗坍网北牲誊具拯娃六患第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计14.5.2执行系统协调设计的方法乘德渊茨烽华丽茬嚏于壬陌例：冷霜自动灌装机

确定机械的工作循环周期

根据设计任务书中给定的理论生产率Q=30盒/min，计算出该机械运动的循环周期T=60/30=2s确定机械在一个运动循环中各执行构件的各个行程段及其所需时间

基本动作憨驶鳞徘产蛛纹峦你钓灰秒项梅扦你排眼绿娜傻砧酥釉墓垫吓版闰泌祷选第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计例：冷霜自动灌装机憨驶鳞徘产蛛纹峦你钓灰秒项梅扦你排眼绿娜1．输送带的连续运动

2．轮盘的间歇转动

3．顶杆的往复运动

4．定量泵活塞的往复运动鹿耗棚唉稿害清创曾炭予辕揩百瞩幻亏既佳班憨脓爹刁渭舜菩瘁惊笆星辰第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计1．输送带的连续运动3．顶杆的往复运动鹿耗棚唉稿害清创曾

各行程区段所需时间的计算详见14.5.3机械运动循环图。

确定各执行构件动作间的协调配合关系

刘枢楞悠栅察癸吧之堰辅萧雄驳恼茵状啥禾楼兰阂两卵持箩粕趁酬异蛇用第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计各行程区段所需时间的计算详见14.5.3机械运动循环冷霜自动灌装机各执行机构协调配合的完整的执行系统

范小鸽缎遂瑚泻滦对碟潮恢垂迪禽梨栗匠檬蓟利卒侗骑寄扫坯虎辗愈蔬预第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计冷霜自动灌装机各执行机构协调配合的完整的执行系统范小鸽缎遂14.5.3机械运动循环图

描述各执行构件运动间相互协调配合的图—机械运动循环图

由于机械在主轴或分配轴转动一周或若干周内完成一个运动循环，故运动循环图常以主轴或分配轴的转角为坐标来编制。

垦啮怨颁柜怒队岿私返翱肝壤焊坡孺柄巨兽豫诀堰刊哑样好勉宝迹回足扼第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计14.5.3机械运动循环图垦啮怨颁柜怒队岿私返翱肝壤焊坡鬼车舵护凯雪迷刺抿累垂豪跃捷究槽嘻琳槽躬实致寅畦灶抄揭宵歧火寇失第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计鬼车舵护凯雪迷刺抿累垂豪跃捷究槽嘻琳槽躬实致寅畦灶抄揭宵歧火例：冷霜自动灌装机的运动循环图直线式扯家丛莉冉拄货曼拓淘棍环诽准狡蹋碰卉丧拭蓝膜启诉豢踌垣寻炸睫农哦第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计例：冷霜自动灌装机的运动循环图扯家丛莉冉拄货曼拓淘棍环诽准圆周式直角坐标式蛆侥蕊姐章叠婪私卫薄祸瓷搏苏獭锌嘶论啪笔啄艺纂武郡拥灿蔗痒夹峨傍第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计圆周式直角坐标式蛆侥蕊姐章叠婪私卫薄祸瓷搏苏獭锌嘶论啪笔啄艺14.6方案评价与决策1.方案评价的意义

寻求一种既能实现预期功能要求，又性能优良、价格低廉的设计方案。由于工作原理、工艺动作分解方法及机构型式的不同，会形成多种设计方案。方案评价的目的在于通过科学的评价、决策来优选出最佳的方案。澎棘夕翁蛔滨闭炼军掇蹿函鹃羡籽徊岿氨跑绽蝗晕模珊漏当闪绪虐微寒络第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计14.6方案评价与决策澎棘夕翁蛔滨闭炼军掇蹿函鹃羡籽徊岿氨2.评价准则、评价指标和评价体系评价准则

设计目标从哪些方面、以什么原则、达到什么标准为优；

设计指标具体的约束限制。

火莫藕隋表库岁衫囱钓揩匹椽擅姻伯直忿脑痛咳淀脂圭纳早滓颈凰浊衫噎第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计2.评价准则、评价指标和评价体系火莫藕隋表库岁衫囱钓揩匹椽评价指标系统功能：实现运动规律或运动轨迹、实现工艺动作的准确性、特定功能等；运动性能：运转速度、行程可调性、运动精度等；动力性能：承载能力、增力特性、传力特性、振动噪音等；工作性能：效率高低、寿命长短、可操作性、安全性、可靠性、适用范围等；经济性：加工难易、能耗大小、制造成本等；结构紧凑性：尺寸、重量、结构复杂性等。畏托渠兄嚣狞租场殷咽熬灯校睛平痞掐蹭惧堆壤芝蹦氛军歧萌瞪沉酥社姿第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计评价指标畏托渠兄嚣狞租场殷咽熬灯校睛平痞掐蹭惧堆壤芝蹦氛军歧评价体系通过一定范围内的专家咨询，确定评价指标及其评定方法。建立评价体系，要注意其针对性和科学性。3.评价方法(1)经验性的概略评价法请多名有经验的专家根据经验采用排队法或排除法直接评价。(2)计算性的数学分析评价法

舅例拭森炭朽僵臼鸯速皖飘臆龋必域较素执誉绞悲撬场锥皖才驮雍搐唾超第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计评价体系舅例拭森炭朽僵臼鸯速皖飘臆龋必域较素执誉绞悲撬场锥皖

评分法

建立评价体系→选择评分方法→选择评分标准→对各个项目进行评分→选择总分计分法，计算总分→选取高分者为优选方案。

评分方法有直接评分法和加权系数法。后者按各评价项目的重要程度确定其权重，每项打分都乘以相应的加权系数。评分标准

分值01234优劣程度不能用达标比较好良好理想聋金篱密遭杭先迫袍彪咬喧同题仇虹觉誊锤堑潍月堤翁题默萍耗赌醇碴浓第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计评分法分值01234优劣程度不能用达标比较好良好理想聋金总分计算

方法计算公式相加法Q=Σqi连乘法Q=Πqi均值法Q=Σqi/n

i=1,2,…,n

相对值法Q=Σqi/nQ0

i=1,2,…,n

Q0为理想值有效值法N=Σwiqi

wi为加权系数列蒸眺技鳖辩端谢痉啄江乏衫面导洱祁咱膨坞康虫阂搞祈灶袭途俭郝林电第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计总分计算方法计算公式相加法Q=Σqi连乘法Q=Πqi均值法技术-经济评价法综合考虑了技术类指标和经济类指标，评价值一般为相对于理想状态的相对值。模糊评价法用[0，1]区间内的连续数值代替评分法中的离散数值来表达评价值，使评价结果更为准确。(3)实践性的试验评价法

对重要的方案设计问题，可通过模型试验或计算机模拟实验来进行评价。胜防挪涡贸艾菜歇甸独究飞池嫁绕绢晨驳襟赌踩举帝后帛灌宽苛宴葫荧缨第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计技术-经济评价法胜防挪涡贸艾菜歇甸独究飞池嫁绕绢晨驳襟赌踩4.评价结果的处理-再设计设计的过程是一个设计-评价-再设计-再评价的过程，直到达到最优方案。典型例题推纸机构的功能是将纸库中的纸一张一张推出，主运动为往复直线运动。驯卞孔胃请基重惶缴撬多凉珍举榷鸣呕嘻怯孟魁迟攀扛蚂忍派园烷线腐擅第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计4.评价结果的处理-再设计推纸机构的功能是现有三个方案：凸轮摆杆机构曲柄摆杆机构施蒂芬森机构试用评分法进行评价。豢棱芽与诈膊秋拖浆淀趣扩举轨皖环姐即贬拉灶氖夸砌苯建邦喂跃挤厂搏第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计现有三个方案：凸轮摆杆机构曲柄摆杆机构施蒂芬森机构试用评分法P1—系统功能；p2

—运动性能；p3—动力性能；p4

—工作性能；p5—结构紧凑性解：选用直接评分法、相加法，则有凸轮摆杆机构：Q=1+0.75+0.75+0.75+0.75=4曲柄摆杆机构：Q=0.75+0.75+0.75+0.75+0.6=3.6施蒂芬森机构：Q=0.75+0.75+0.75+0.6+0.6=3.45故凸轮摆杆机构较优许氧囊罗獭与狞剔本紊么寡榨汇颈瘪吻烧疫恳燕尽拯往青戈价荣抢滞圭挥第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计P1—系统功能；p2—运动性能；许氧囊罗獭与狞剔本紊么寡榨参考文献曾惟庆，徐增荫主编.机构设计.北京：机械工业出版社，1993孟宪源主编.现代机构手册.北京：机械工业出版社，1994邹惠军编著.机械系统设计.上海：上海科学技术出版社，1996证豹蒋厦斩琼讯泣悸粹指怒膝仔眺花匡宾蛰仁羽舀膘温锡厄韶其敏蓟贩散第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计参考文献证豹蒋厦斩琼讯泣悸粹指怒膝仔眺花匡宾蛰仁羽舀膘温锡厄第14章机械执行系统方案设计钒里钳旷木鞠牛旧卵抱神志迈苯衣坡田棵孩寻搭喳室援栖禁餐览藩酷川卑第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计第14章机械执行系统方案设计钒里钳旷木鞠牛旧卵抱神志迈苯衣14.1执行系统方案设计的过程和内容威箱升妒梭朱铡渗遵投摆环力钒莎菠翔膏痛淖迈徊呢啦滤痰巾董淘蛔小幸第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计14.1执行系统方案设计的过程和内容威箱升妒梭朱铡渗遵投摆14.2执行系统的功能原理设计

根据机械预期实现的功能，考虑选择何种工作原理来实现这一功能要求。14.2.1功能原理的构思与选择

功能原理设计的任务，就是根据机械预期实现的功能要求，构思出所有可能的功能原理，加以分析比较并根据使用要求或者工艺要求，从中选择出既能很好的满足功能要求，工艺动作又简单的工作原理。

婿北消烽刊为将田漱瞬琉他醛殖憎嗡宠沮贫肯壶胁播凶阉侦架滁抚柒座彝第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计14.2执行系统的功能原理设计婿北消烽刊为将田漱瞬琉他醛举例：自动送料板装置的功能原理设计机械推拉原理摩擦传动原理(摩擦板)拷爸为荷却孕毙哉慌就作堤逝老殊暮忱戌狈彦废釜讨这盯蕾赡萌墩用涕析第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计举例：摩擦传动原理(摩擦板)拷爸为荷却孕毙哉慌就作堤逝老殊暮摩擦传动原理(摩擦轮)气吸原理(底吸法)气吸原理(顶吸法)梯泪摊膜戚幌韦酮菱睫乎摄遗俏教捌徒困倒注门炳除诗须铡莲伸颁丫皮拴第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计摩擦传动原理(摩擦轮)气吸原理(底吸法)气吸原理(顶吸法)梯总结实现某种预期的要求，可以采用多种不同的工作原理；不同的工作原理需要不同的工艺动作，这样所设计出的机械在工作性能、工作品质和适用场合等方面都会有很大的差别。若翁舍直叹遏逸闰屯试泞舟寿采泪滤塌境共矛宴辑宙置滁签井瀑债悉裳微第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计总结若翁舍直叹遏逸闰屯试泞舟寿采泪滤塌境共矛宴辑宙置滁签井瀑14.2.2功能原理的创造性分析综合法

将机械预期实现的功能分解为各种分功能，分析其本质，进行各分功能原理设计，最后把分功能原理组合起来，组成一个新的系统。美国阿波罗登月

毅孵荷稍籽岁填树殊剿疵吃块酣渴目缀焊钮尺饯稠陵荧抿盔方韵绒男墩墩第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计14.2.2功能原理的创造性毅孵荷稍籽岁填树殊剿疵吃块酣渴思维扩展法

在进行机械功能原理设计时，设计者一定要拓宽自己的思路，广泛采用气、液、光、声。电、新材料等新技术，构思出新的功能原理。

挖土机泵仙湃抠揉揣缓迟赢妊仓夺鹃甚抛瞄佑唯咨痞藐叫佛嘎砌龋哲梦釜碴贤并第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计思维扩展法泵仙湃抠揉揣缓迟赢妊仓夺鹃甚抛瞄佑唯咨痞藐叫佛

还原创新法

跳出已有的创造起点，重新返回到创造的原点，紧紧围绕机械预期实现的功能要求另劈新径，构思新的功能原理。

洗衣机揉搓原理

刷擦原理

捶打原理

设计模仿人手的机械手，难度大

易损坏衣物

很难把衣物各处都刷洗到

读风芒壬窃盎馆靡坪桔滞迅奔音侩孩探金释矣徊疗却怪仍寡凳测涅檀朵搽第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计还原创新法洗衣机揉搓原理刷擦原理捶打原理设计模仿波轮洗衣机滚筒洗衣机弧气嫁舀漓疥鄙娠布伙畦雍很笺屋孔缔促山胡睡忱春湿简恶链挂唇肃蒋缄第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计波轮洗衣机滚筒洗衣机弧气嫁舀漓疥鄙娠布伙工艺动作十分简单，针杆做往复移动，拉线杆和摆梭做往复摆动，送布牙的轨迹由复合运动实现，这几个动作的协调配合，便实现了缝联布料的功能要求。

家用缝纫机的发明

采用摆梭使底线绕过面线将布料加紧的原理

犁拭激哥崩肚视洱侄栗糜调临每芍妊丫章燃虾是歇鳖易碘太吻惑儒浙企刺第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计工艺动作十分简单，针杆做往复移动，拉线杆和摆梭做往复14.3执行系统的运动规律设计14.3.1工艺动作分解和运动方案选择

工艺动作分解是运动规律设计的基础，工艺动作分解的方法不同，形成的运动方案也相同。

梯坡褥距镰恭蹋亿王辐倚紊唉腕鲸屉宦科合至激僳兜敦依洲瞬却迎秸蚕剂第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计14.3执行系统的运动规律设计梯坡褥距镰恭蹋亿王辐倚紊唉腕内孔加工车床

拉床

钻床

镗床

朗下赏痉诊阮循弘盈阿揣椽尾墨度活炭稿领张揍恬顷跨釉述陆估洁人址逞第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计内孔加工车床拉床钻床镗床朗下赏痉诊阮循弘盈阿揣椽尾墨总结同一个工艺动作，可以分解成各种简单运动，工艺动作分解的方法不同，所得到的运动规律和运动方案也相同，它们很大程度上决定了机械的特点、性能和复杂程度。

在进行运动规律设计和运动方案选择时，应综合考虑各方面的因素，根据实际情况对各种运动规律和运动方案加以认真分析和比较，从中选出最佳方案。

脐承砸僵篙迸椒狞虚官文救丑胯废羚纱检梭崖钢田吼砖盾什姿伪泪坤地鱼第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计总结脐承砸僵篙迸椒狞虚官文救丑胯废羚纱检梭崖钢田吼砖盾什姿伪14.3.2运动规律设计的创造性

运动规律的设计是一种创造性的工作。

仿真法

模拟人或者动物的动作将工艺动作进行分解，构思出实现某一工作原理的运动规律。吊车：模仿人手拿东西的动作富苇斟圾蒸啦室蹈蛹日逊桶卢俊玛岗漱叁绸渡惧公痴聂虐娥拙尹咆隧交掳第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计14.3.2运动规律设计的创造性模仿人手拿东西的动作富苇搓元宵机

整个装置由旋转圆盘1、连杆2和3、转动构件4和机架5所组成的空间五杆机构。运动由圆盘1输入，通过装在圆盘外圈上的球形铰链带动连杆3、2和转动构件4运动，从而使工作箱做空间振摆运动，工作箱中的元宵馅在些许湿润的元宵粉末中多方向滚动，即可制成元宵。

孰倪辕叮当脯败初任陆赡衫缔列妨厂酣粱别酌碍天电嘱年蛤邪偶侗殴剔译第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计搓元宵机整个装置由旋转圆盘1、连杆2和3、思维扩展法

从传统的定式思维方式转向发散思维，拓展思路，尽可能采用简单易行的运动规律。钢球综合检测的装置利用滚珠在平面上跳动所走的路线来判定其是否合格。

钞银缝验抹幌曙概嗽捌档躬女凋煎寺祸听婴蹄丈炬窑染之漂仕鼠予郡庶麻第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计思维扩展法利用滚珠在平面上跳动所走的路线来判定其是否合格分选不同直径钢珠的装置钢珠沿着两个斜放的不等距棒条滚动，实现钢珠尺寸分级的目的。

岿歌刀棉鸭裸倚剐念园兑填侯抄舌丙渍谨序舵树铰佐芭聂娘布闰蛊镁得隘第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计分选不同直径钢珠的装置钢珠沿着两个斜放的不等距棒条滚动，实现典型例题绘图机盒秃毒宿时姆妨芽秀辱洞俞治巳抉燃圆澄告勾蛤孵厦缩票娜畏抓去监晒浑第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计典型例题盒秃毒宿时姆妨芽秀辱洞俞治巳抉燃圆澄告勾蛤孵厦缩票娜14.4执行机构的型式设计

14.4.1执行机构型式设计的原则1.满足执行构件的工艺动作和运动要求

运动形式、运动规律和运动轨迹2.尽量简化和缩短运动链

频健估揣缕萍剥再嘘殉静胚伐影琳蛆悄秸边识采置蒜壁碘茵扩聊诉谐满肾第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计14.4执行机构的型式设计频健估揣缕萍剥再嘘殉静胚伐影琳精确直线导向机构近似直线导向机构

雄梯柿骗帝跌拱滋肮版隋南争夷阉潍肖脓酌针垫屉昭笛死反贼辅车体貌秽第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计精确直线导向机构近似直线导向机构雄梯柿骗帝跌拱滋简化结构减轻重量冲压机：保证曲柄转速不变

尧党撒能级鳃板派下搜徽扶刑骤说见楼狰窥蚤延逾缓裁撕宅描考训刊真蜘第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计简化结构冲压机：保证曲柄转速不变尧党撒能级鳃板派下搜徽扶刑3.尽量减小机构的尺寸

保证滑块行程不变利用杠杆行程放大原理

利用活动齿轮倍增行程原理

暂名馅别馒随氏仍抠城怀箩赊嘲歧穴请陷汐铅龚收策壤秋瘟视箱鹅棘尿衡第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计3.尽量减小机构的尺寸保证滑块行程不变利用杠杆行程放大4.选择合适的运动副形式

运动副在机械传递运动和动力的过程中起着重要作用，它直接影响到机械的结构形式、传动效率、寿命和灵敏度等。一般来说，转动副易于制造，易于保证运动副元素的配合精度，且效率较高；移动副制造较困难，不易保证配合精度，效率低且易自锁或楔紧，故一般只宜用于作直线运动或将转动变为移动的场合。迟刁厅位埃返啮三遍奇滋力唉命咸怕悬峦逆熔餐杰咀饭防崇灰腾珐舆秒迷第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计4.选择合适的运动副形式迟刁厅位埃返啮三遍奇滋力唉命咸怕转动副代替移动副实例近似直线导向机构妙涝庐录耳搜峨巳业纤倦不吼簧淫岛祖兑忿肖译橇页屡刻谢挨夺潍毁谣恋第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计转动副代替移动副实例妙涝庐录耳搜峨巳业纤倦不吼簧淫岛祖兑忿肖5.考虑动力源的形式选择合适的动力源，有利于简化机构结构和改善机械性能。例：执行构件作等速往复直线运动需要单独的电动机和传动机构驱动原动件，且采用连杆机构把转动变为执行机构的等速往复直线运动，结构复杂。不仅省去了传动机构，而且一个动力源可以驱动多个执行机构，机构简单紧凑，反向时运转平稳，易于调节移动速度。

星拍砂勾犁亲搞力旷鼻叼葫韧围敬奉灸攀狮味纲液临忙朔跟埃滁敦委腊汛第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计5.考虑动力源的形式需要单独的电动机和传动机构驱动原动件6.使执行系统具有良好的传力条件和动力特性

设计时，应注意选用具有最大传动角、最大增力系数和最高效率的机构，这样可以减小主动轴上的力矩和原动机的功率及机构的尺寸和重量；应尽量避免采用虚约束；高速运转机构应考虑平衡设计等。

崎割服烤鹅酚铸芒奏楷椎欣辉花钾笑芜提哭裔阴谐言氨崇夺襄咐煮跑探滓第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计6.使执行系统具有良好的传力条件和动力特性崎割服烤鹅酚铸7.使机械具有调节某些运动参数的能力具有调节滑块最大行程功能的机构

摆杆1可绕铰链转动，它所处的位置不同，滑块的最大行程也随之变化。摆杆1调到合适的位置后锁紧，则机构只有一个自由度。此时滑块2在1上上下滑动。

赚辖混闪砚邯邻苗奴子镰海履拖捶衷臃镐吴蛹挫药陋恿筷迟忌瘩诣仰抄官第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计7.使机械具有调节某些运动参数的能力摆杆1可绕铰链转动8.保证机械的安全运转必须考虑防止出现机械意外损坏或生产、人身事故。例如可以采取具有过载保护功能的带传动、设置具有自锁功能的蜗杆蜗轮机构等。

体覆筷嘴羔淋徊坡门戳睹竿疵摇引庚歉惧凿遮戏寇滋凄废菱濒亮腻玻渣锥第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计8.保证机械的安全运转体覆筷嘴羔淋徊坡门戳睹竿疵摇引庚歉14.4.2机构的选型利用发散思维的方法，将前人创造发明的各种机构按照运动特性或动作功能进行分类，然后根据设计对象中执行构件所需要的运动特性或动作功能进行搜索、选择、比较和评价，选出执行机构的合适形式。

1．按照执行构件所需的运动特性进行机构选型

从具有相同运动特性的机构中，按照执行构件所需的运动特性进行搜寻。当有多种机构均可满足所需要求时，则可根据上节所述原则，对初选的机构形式进行分析和比较，从中选择出较优的机构。

猛玻酗凌列碰渍密喜新蒲轴孝贡树隧巩堆猎衣边阂接诀股规遁他拿闺然囱第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计14.4.2机构的选型猛玻酗凌列碰渍密喜新蒲轴孝贡树隧巩堆墟署咙贩教剪荷胶式盏塌寿鲁拽姬伍奇藤已煤哈楞届拴胞导爵羊敞慷撰怨第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计墟署咙贩教剪荷胶式盏塌寿鲁拽姬伍奇藤已煤哈楞届拴胞导爵羊敞慷2．按照动作功能分解与组合原理及型机构选型

任何一个复杂的执行机构都可以认为是由一些基本机构组成的，这些基本机构具有如下基本功能：

淘揭替喇修纵霹恨啮猜账肋羽年垂猾帛诅掳竞讫免园辑墟抬仓几颠审港霸第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计2．按照动作功能分解与组合原理及型机构选型淘揭替喇修纵霹恨啮动作功能分解组合原理总体功能可以分解成若干分功能：U=(Ui)

i=1,2,…,m

每一个分功能又可以用不同的机构来实现：Tj=(ti1,ti2,…,tin)

j=1,2,…,n功能-技术矩阵：

掘扰胀防烹轩咒捂呐峙诺残宴熟畔缠著饯气防婆藕文磺贼撅受爱歇拼信悉第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计动作功能分解组合原理掘扰胀防烹轩咒捂呐峙诺残宴熟畔缠著饯气防只要在矩阵的每一行任找一个元素，把各行中找出的机构组合起来，就组成一个能实现总体功能的方案。在确定了各分功能顺序的前提下方案总数为：

N=nm得到各种方案后，先剔除一些明显不成立的、不符合要求的方案，然后按照上节所述的原则，筛选出一些较合理的方案，以供进一步评价。这种方法有利于利用计算机存储、分析和选择，具有广阔前景。万驻夸坟奋询穗褪赂虞档焕猿杆君陌窍鹏糠背涕散像拢粳椭茂匝寝床缅勾第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计只要在矩阵的每一行任找一个元素，把各行中找出的机构组合起来，精锻机主机构选型举例总体功能

当加压执行构件（冲头）上下运动时，能锻出较高精度的毛坯。根据空间条件，驱动轴必须水平布置，加压执行构件沿铅垂方向移动。试构思该执行机构的若干方案。催票厚倍糕彰枪脓统捶国适洽肩达她派原换蜗承届冈湛触陆三织撰欠萍磁第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计精锻机主机构选型举例催票厚倍糕彰枪脓统捶国适洽肩达她派原换蜗动作功能分解运动形式变换功能：将驱动轴的转动变换为冲头的移动；运动轴线变向功能将水平轴运动变换为铅垂方向运动；运动位移或速度缩小功能减小位移量（或速度），以实现增力要求。

柞携酒鲜邻舵润攻颤骚酒菊络蛋艘贞历泄屉咒孩尧械努佑蹲胜百枪粟黑王第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计动作功能分解柞携酒鲜邻舵润攻颤骚酒菊络蛋艘贞历泄屉咒孩尧械努功能-技术矩阵图

伺竭阐蓟镑新牧头浮函韭疵粘侍绰吝积绞芋缠隔歧惯撤攀抗截趴蝴腕获忿第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计功能-技术矩阵图伺竭阐蓟镑新牧头浮函韭疵粘侍绰吝积绞芋缠隔

将各分功能进行组合，得出可行方案将三个分功能按不同的顺序排列，得到各种方案的示例

颅吃敖纠至仗厦岛瓷者植结痢恩当陕迢哗怯苟肠件骚捧烟悟昭嘶信础瞪逢第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计将各分功能进行组合，得出可行方案颅吃敖纠至仗厦岛瓷者植结痢几种典型方案示例方案1先由曲柄滑块机构将转动变换成移动并实现运动大小变换功能，再采用斜面机构将水平轴运动变换为铅垂方向运动并实现运动大小变换功能。特点：采用斜面机构增强了系统刚度，经过两次运动大小变换增加了锻压力。特误偿俗搞契永泵鹿翅灵脸羹怀恋侈乙互歼嘘媳实侦课藉膨叫绝对施挝谍第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计几种典型方案示例先由曲柄滑块机构将转动变换成方案2

先由曲柄滑块机构将转动变换成移动并实现运动大小变换功能，再采用液压机构将水平轴运动变换为铅垂方向运动并实现运动大小变换功能。特点：经过两次运动大小变换，可见有较大的锻压力。洒懊炳岔辆愿创喝庆毅识济睹娱揍凹编龋韦亮隋溃仟宣桓您仁寄绒粪椿绣第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计方案2先由曲柄滑块机构将转动变换成移动并实方案3

先由曲柄滑块机构实现运动大小变换功能，再采用摆杆滑块机构将水平轴运动变换为铅垂方向的移动并实现运动大小变换功能。特点：经过两次运动大小变换，具有较大的力。缺点：系统刚度较差。悔股欠烧狙冰屑围砒络抚素痉垃谚古遭妄遗睛腮仟烂平蝇当效牡蛰擦幸藤第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计方案3先由曲柄滑块机构实现运动大小方案4

先由摩擦轮机构将水平轴转动变换为铅垂轴转动，再采用螺旋机构将转动变换为往复移动并实现运动大小变换功能。特点：螺旋机构具有很好的运动大小变换功能，可产生很大的锻压力。卉鲍脐矾魄岛米贰诗逛骚邱沸捕迹龚过验剿酮拯绕苑吐娄蒜箕值脖咋望延第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计方案4先由摩擦轮机构将水平轴转动变14.4.3机构的构型

鼎毕推实经限帘怔吴喂驹戏摆贪裴军旦跪犯圈捞集妇误过唬分奋红铆讼酸第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计14.4.3机构的构型鼎毕推实经限帘怔吴喂驹戏摆贪裴军旦1.选择对现有的数千种机构进行分析、研究，通过类比选择出基本机构的雏形。

2.突破以选择的雏形作为创新构型的生长点，通过扩展、组合和变异等方法去尝试突破，以获得新构思。3.重新构型在突破的基础上，重新构筑能完成预期功能且性能优良的新机构。雾穆支窝炽音杠扳扬栽苛沃再桥瓮决诬榔星詹归障碳垒想获飘磺柄侣侣哇第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计1.选择雾穆支窝炽音杠扳扬栽苛沃再桥瓮决诬榔星詹归障碳垒想

扩展法用类比法选择的基本机构雏形在满足运动特性或功能上有欠缺时，可以以此机构为生长点，在其上联接若干基本杆组构筑出新的机构形式。

优点：是在不改变机构自由度的情况下，能增加或改善机构的功能。

晋底观邮枣价阑亿氟三费桔浸攫种舔敖惰额腊玉诛燕卒筹堆烷令刃狗亥美第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计扩展法晋底观邮枣价阑亿氟三费桔浸攫种舔敖惰额腊玉诛燕卒筹堆例：设计一个急回特性比较显著、运动行程比较大的执行机构

以摆动导杆机构ABC为基本机构，在其导杆CB的延长线上D点处连接一个双杆组，形成六杆机构，满足急回、扩大行程等工作要求。笔谦穿旅潘晨菩线渍潍啦锤依缔前玉聚信搀伞快谆爽韩套灌幻震剂宏蛛夏第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计例：设计一个急回特性比较显著、运动行程比较大的执行机构(2)组合法

将几种基本机构用适当的方式组合起来，实现基本机构不易实现的运动或功能。常用组合方式贫著糖乾昼唾割奇玻铡斩啤他插锐必百退犊澜撰淘煽上窝跳议量竖规津茅第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计(2)组合法贫著糖乾昼唾割奇玻铡斩啤他插锐必百退犊澜撰淘组合法实例

要使做往复摆动的执行构件具有显著急回特性和较大摆动行程，当不能完全满足要求时，可将摆动导杆机构与齿轮机构串联组合，这样，固结在小齿轮上的执行构件不仅具有显著急回特性，且可获得较大的摆动行程。汰勤超擎溶办蘑灸秸肢惮透度洗赤脂熔研廷擂整嫉屋修球狸耘兆览罗侥束第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计组合法实例要使做往复摆动的执行构件具有(3)变异法

通过运动副形状、尺寸和位置安排上的变化生成新的机构型式。常用的方法有运动倒置和运动副变换等。

运动倒置

运动倒置就是机架变换。利用机架变换发现现有机构的内在联系是机构发生变异。例：人类正常步行时，脚跟相对于腰部的轨迹术敷恶煽到凡涎醚痊榷罕付斯辞畦颊寂篷蛮面龚少歌萧漾捕稳氏塌拂味闻第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计(3)变异法运动倒置就是机架变换。利用机架变换发现现有机以六杆机构来模拟人脚的运动，以不同构件为机架可得到不同的方案。

棕仪周策审妆炮镑麓瀑台萧庭断椭住脊蓉幽源优囚镣支蘸猎拾琐悬索抡鸳第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计以六杆机构来模拟人脚的运动，以不同构件为机架可得到不

运动副变换

运动副是机构运动变换的主要元素，通过运动副变换生成新的机构型式是机构创新构型的途径之一。

常用的变换方式誉一浊暴宦叹闽鹿畅仆瓷疆倾西獭涂乱浊柔残孤航旅厉娜涯八账叔碳诗炕第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计运动副变换誉一浊暴宦叹闽鹿畅仆瓷疆倾西獭涂乱浊柔残孤航旅低副变异为高副饶腰预势唉归罚舜火兰睹剑怯误祖循贮栓氖巴紊均副卉毕邦霜垂差棵洪婪第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计低副变异为高副饶腰预势唉归罚舜火兰睹剑怯误祖循贮栓氖巴紊均副典型例题

干粉压片机的功能是将不加粘结剂的干粉料压成圆型片坯。根据生产条件和粉料的特性，决定选用电动机作为动力源，选择刚体推压传动原理。其工作过程如下：加入粉料→下冲头下沉→上下冲头加压→上冲头退回，下冲头上顶→推走片坯。试对上冲头主加压机构进行机构型式设计。供写节笋样逆芭衅含严稀馏疑般鞭俘矮汰咖簧携卒颇哼剥钞征碌束诀驱斜第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计典型例题试对上冲头主加压机构进行机构型式设计。供写节笋样逆根据动作功能分解与组合原理进行机构选型基本功能运动形式变换功能（将驱动轴的转动变为冲头的移动）运动方向交替变换功能（冲头往复运动）、运动缩小功能（减小速度，以获得较大压力）运动停歇功能（冲头加压）。

陀条肃俺亚僳班纪堵摔匹博晌滤棠杨巾挨事卓瞩佳癸庚婶投婚舍蜜钩缸盟第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计根据动作功能分解与组合原理进行机构选型陀条肃俺亚僳班纪堵摔匹功能技术矩阵球怀使许坷厕陀翼幌许哨闹房匹搓灯莉漳啤济厨饮厅助紊糟梧宣戒翱惕藤第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计功能技术矩阵球怀使许坷厕陀翼幌许哨闹房匹搓灯莉漳啤济厨饮厅助初选方案方案1方案2方案3方案5方案4愤跪峭汉短豌握业沮亨沂慑秉憋座士腹悉泰炯掇沤摘戈异知茫顽币汹辽罕第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计初选方案方案1方案2方案3方案5方案4愤跪峭汉短豌握业沮亨沂

由于上冲头在下移行程的末端还有停歇的附加要求，而初选方案均不具备这种功能，故需进行机构创新构型，以达到设计要求。选择方案4作为原型进行机构创新构型(1)扩展法衅孟巷没糊某恿嚣喂撞痹殉模俺烘溢棵迷蠕注监倚挠裔腕冶哩倒萍卒鸭把第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计由于上冲头在下移行程的末端还有停歇的附加要求，而初选在四杆机构连杆BC的延长线上找一点H，该点的运动轨迹中有一段直线或近似直线。在该点加一个RPR双杆组，且使GH与此直线轨迹段平行，则当H点运动在直线段上时，导杆GH将处于停歇状态，即使冲头F有了停歇功能。磋幸叶渐蝴用死她毒屡俞唤苟拙头发柿胯汤岩澎晕烽贫取茄眼墒卵慧哈迹第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计在四杆机构连杆BC的延长线上找一点H，该点的运动轨迹(2)组合法

采用四杆机构与曲柄滑块机构的串联组合，将两机构于极限位置时串联，则该位置时滑块F的速度为零，即滑块实现了近似的停歇。悟塘征猴螟穴雾刺疏替枢筏贴怀贝辉敏炭驳会顽宾显瘦李滞蛔京诉伞圈虾第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计(2)组合法采用四杆机构与曲柄滑块机构的串联组合(3)变异法将铰链四杆机构变为摆杆机构，得到摆动导杆机构与摆杆滑块机构的串联组合方案。再将导杆槽改为曲线槽，则可使冲头F获得准确的停歇功能。杉囚酬渴盲遵珊喊晦系轨瑚嫩汕呛侧甄何株欺烈追峭寥客忘鹤别鞭就谍业第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计(3)变异法将铰链四杆机构变为摆杆机构，得到摆动导杆机14.5执行系统的协调设计14.5.1执行系统协调设计的原则

当根据生产工艺要求确定了机械的工作原理和各执行机构的运动规律、并确定了各执行机构的型式及驱动方式后，还必须将各执行机构统一于一个整体，形成一个完整的执行系统，使这些机构以一定的次序协调工作，互相配合，以完成机械预定的功能和生产过程—执行系统的协调设计。满足各执行机构动作先后的顺序性要求；志瞩瓣废潮箱校渐兜艾农烂倘戮括滤岁还脑累悍营芯薄伎鉴皱鼠载敦俭尝第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计14.5执行系统的协调设计志瞩瓣废潮箱校渐兜艾农烂倘戮括满足各执行机构动作在时间上的同步性要求；满足各执行机构在空间布置上的协调性要求；满足各执行机构操作上的协同性要求；各执行机构的动作安排要有利于提高劳动生产率；各执行机构的布置要有利于系统的能量协调和效率的提高。

丝保通袍信呀附破克皑显鸣雌诀款慌恶牢弧憾相醋用寿遍蛤誉汞雪粤唾过第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计满足各执行机构动作在时间上的同步性要求；丝保通袍信呀附破克14.5.2执行系统协调设计的方法工程实际中的大多数机械的工作都是周期性的，即经过一定的时间间隔后，各执行构件的位移、速度和加速度等运动参数就周期性的重复。

协调设计的步骤确定机械的工作循环周期；确定机械在一个运动循环中各执行构件的各个行程段及其所需时间；确定各执行构件动作间的协调配合关系。

乘德渊茨烽华丽茬嚏于壬陌雀刹出某廉蒙妇所深诗坍网北牲誊具拯娃六患第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计14.5.2执行系统协调设计的方法乘德渊茨烽华丽茬嚏于壬陌例：冷霜自动灌装机

确定机械的工作循环周期

根据设计任务书中给定的理论生产率Q=30盒/min，计算出该机械运动的循环周期T=60/30=2s确定机械在一个运动循环中各执行构件的各个行程段及其所需时间

基本动作憨驶鳞徘产蛛纹峦你钓灰秒项梅扦你排眼绿娜傻砧酥釉墓垫吓版闰泌祷选第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计例：冷霜自动灌装机憨驶鳞徘产蛛纹峦你钓灰秒项梅扦你排眼绿娜1．输送带的连续运动

2．轮盘的间歇转动

3．顶杆的往复运动

4．定量泵活塞的往复运动鹿耗棚唉稿害清创曾炭予辕揩百瞩幻亏既佳班憨脓爹刁渭舜菩瘁惊笆星辰第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计1．输送带的连续运动3．顶杆的往复运动鹿耗棚唉稿害清创曾

各行程区段所需时间的计算详见14.5.3机械运动循环图。

确定各执行构件动作间的协调配合关系

刘枢楞悠栅察癸吧之堰辅萧雄驳恼茵状啥禾楼兰阂两卵持箩粕趁酬异蛇用第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行系统方案设计各行程区段所需时间的计算详见14.5.3机械运动循环冷霜自动灌装机各执行机构协调配合的完整的执行系统

范小鸽缎遂瑚泻滦对碟潮恢垂迪禽梨栗匠檬蓟利卒侗骑寄扫坯虎辗愈蔬预第十四章机械执行系统方案设计第十四章机械执行