机械运动方案与创新设计_.ppt

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机械运动方案与创新设计机械功能目标的拟定拟定功能目标要注意的问题可行性分析要分清主次，利于功能的实现利于扩大设计思路具有一定的超前意识注意产品生命周期循环问题必要性必要性可能性可能性合理性合理性二、二、机械总体方案设计的目的和内容机械总体方案设计的目的和内容目的目的产产品品功功能能是是否否齐齐全全、性性能能是是否否优优良良、经经济济效效益益是是否否显显著著，在在很很大大程程度度上上取取决决于于总总体体方方案案设设计计的的构构思思和和方方案案拟拟定定时时的的设设计思想。

计思想。

内容内容执行系统的方案设计执行系统的方案设计执行系统方案评价与决策执行系统方案评价与决策执行系统协调设计执行系统协调设计执行机构型式设计执行机构型式设计运动规律设计运动规律设计系统功能原理设计系统功能原理设计机构尺度设计机构尺度设计运动和动力分析运动和动力分析原动机类型的选择和原动机类型的选择和传动系统的方案设计传动系统的方案设计各级传动比的分配各级传动比的分配传动链中机构传动链中机构顺序的安排顺序的安排传动路线选择传动路线选择传动类型选择传动类型选择控制系统的方案设计控制系统的方案设计其它辅助系统的设计其它辅助系统的设计照明系统设计照明系统设计安全保障系统设计安全保障系统设计故障检测系统设计故障检测系统设计冷却系统设计冷却系统设计润滑系统设计润滑系统设计机械执行系统运动方案设计机械执行系统运动方案设计重要性重要性执行系统是机械系统中的重要组成部分，直接完成机械执行系统是机械系统中的重要组成部分，直接完成机械系统预期工作任务。

系统预期工作任务。

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。

心，是整个机械设计工作的基础。

机械执行系统的组成机械执行系统的组成由一个或多个执行机构组成。

执行构件是执行机构的输由一个或多个执行机构组成。

执行构件是执行机构的输出构件，其数量及运动形式、运动规律和传动特性等要求，出构件，其数量及运动形式、运动规律和传动特性等要求，决定了整个执行系统的结构方案。

决定了整个执行系统的结构方案。

一、机械执行系统运动方案设计的主要内容和过程一、机械执行系统运动方案设计的主要内容和过程功能原理设计功能原理设计根根据据需需要要制制定定机机械械的的总总功功能能，拟拟定定实实现现总总功功能能的的工工作作原原理理和和技技术术手手段段，确确定定机机械械所所要要实实现现的的工工艺艺动作动作运动规律设计运动规律设计通通过过对对工工作作原原理理所所提提出出的的工工艺艺动动作作进进行行分分解解，决决定定采采用用何何种种运运动动规规律律来来实实现现工工作作原原理理执行机构型式设计执行机构型式设计决决定定选选择择何何种种机机构构实实现现给给定定的的运运动动规律规律执行系统协调设计执行系统协调设计执行机构型式设计执行机构型式设计根根据据工工艺艺过过程程对对各各动动作作的的要要求求，分分析析各各执执行行机机构构应应当当如如何何协协调调配配合合，设设计计出出机机械械运运动循环图动循环图确确定定各各执执行行机机构构的的运运动动尺尺寸寸，绘绘制制出出各各执执行行机机构构的的运运动动简简图图运动和动力分析运动和动力分析检检验验执执行行系系统统是是否否满满足足运运动动要要求求和和动动力力性性能能方方面的要求面的要求方案评价与决策方案评价与决策对对方方案案进进行行定定性性评评价价和和定定量量评评价价并并从从中中选选出出最最佳佳设计方案设计方案功能原理设计的多方案性功能原理设计的多方案性工作原理不同，运动方案也不同工作原理不同，运动方案也不同齿轮加工齿轮加工剃齿剃齿范成原理范成原理仿形原理仿形原理工作原理相同，运动方案不同工作原理相同，运动方案不同齿轮加工齿轮加工插齿插齿滚齿滚齿执行系统的运动规律设计执行系统的运动规律设计1.工艺动作分解和运动方案选择工艺动作分解和运动方案选择刀具作复合运动刀具作复合运动刀具与工作台分别运动刀具与工作台分别运动运动规律设计通常是对工艺方法和工艺动作进行分析，运动规律设计通常是对工艺方法和工艺动作进行分析，把其分解成若干个基本动作。

工艺动作分解的方法不同，所把其分解成若干个基本动作。

工艺动作分解的方法不同，所形成的运动方案也不同。

形成的运动方案也不同。

立式钻床工艺动作分解立式钻床工艺动作分解直线运动直线运动曲线运动曲线运动复合运动复合运动往复摆动往复摆动执执行行构构件件运运动动形形式式回转运动回转运动每分钟转数每分钟转数rpm由两个以上单一运动合成由两个以上单一运动合成间歇转动间歇转动停歇往复直线运动停歇往复直线运动停歇单向直线运动停歇单向直线运动沿可变曲线运动沿可变曲线运动连续转动连续转动沿固定曲线运动沿固定曲线运动往复直线运动往复直线运动每分钟转位次数、转角大小、运动系数每分钟转位次数、转角大小、运动系数每分钟摆动次数、转角大小、行程速度变每分钟摆动次数、转角大小、行程速度变化系数化系数每分钟行程数、大小、行程每分钟行程数、大小、行程速度变化系数速度变化系数每次进给量的大小每次进给量的大小每循环停歇次数、位置、时每循环停歇次数、位置、时间、行程大小和工作速度间、行程大小和工作速度执行系统的协调设计执行系统的协调设计执行系统协调设计原则执行系统协调设计原则满足各执行机构动作先后的顺序性要求满足各执行机构动作先后的顺序性要求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在空间布置上的协调性要求满足各执行机构在操作上的协同性要求满足各执行机构在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动作安排要有利于提高劳动生产率各执行机构的的布置要有利于系统的能量协调和效率的各执行机构的的布置要有利于系统的能量协调和效率的提高提高执行构件动作的协调配合执行构件动作的协调配合送料机构将原料送入模孔上方后，冲头进入模孔进行冲压送料机构将原料送入模孔上方后，冲头进入模孔进行冲压冲头上移一段距离后，进行下次送料动作冲头上移一段距离后，进行下次送料动作折叠包装机构的两个执行构件折叠包装机构的两个执行构件两个构件不能同时位于区两个构件不能同时位于区域域MAB中，以免干涉。

中，以免干涉。

饼干饼干1342饼干饼干21左左折边构件折边构件饼干饼干32包装纸包装纸4右折边构件右折边构件饼干饼干1342饼干饼干1342饼干饼干1342饼干饼干1342包装纸包装纸右折边构件右折边构件右折边构件右折边构件MBA让刀运动让刀运动执行构件运动速度的协调配合执行构件运动速度的协调配合0范成运动范成运动切切削削运运动动i0齿轮插刀加工齿轮插刀加工0让刀运动让刀运动范成法加工时，刀具与齿坯之间必须保持精确的传动比。

范成法加工时，刀具与齿坯之间必须保持精确的传动比。

执行系统协调设计方法执行系统协调设计方法确定机械的工作循环周期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其所需时间确定各执行构件动作间的配合关系确定各执行构件动作间的配合关系机械运动循环图机械运动循环图用于描述机械在一个运动循环中各执行构件运动间相互用于描述机械在一个运动循环中各执行构件运动间相互协调配合的图。

协调配合的图。

通常选取机械中某一主要的执行构件为参考构件，以生通常选取机械中某一主要的执行构件为参考构件，以生产工艺的起始点作为运动循环的起始点，据此确定其它执行产工艺的起始点作为运动循环的起始点，据此确定其它执行构件的运动相对于参考构件的先后次序和配合关系。

构件的运动相对于参考构件的先后次序和配合关系。

运动循环图形式运动循环图形式直线式直线式圆周式圆周式直角坐标式直角坐标式退回退回停停止止冲冲制制进给进给冲头冲头送料器送料器曲柄转角曲柄转角090180270360直线式工作循环图直线式工作循环图主轴作为参考构件主轴作为参考构件圆周式工作循环图圆周式工作循环图图示单缸四冲程内燃机的工作循环图。

曲轴为参考构件，图示单缸四冲程内燃机的工作循环图。

曲轴为参考构件，转动转动22转为一个工作循环。

转为一个工作循环。

启启排排气气门门开开启启进进气气门门开开进进气气排排气气压压缩缩膨膨胀胀闭闭进进气气门门关关火火点点曲轴曲轴0540360180排排门门闭闭关关气气直角坐标式工作循环图直角坐标式工作循环图饼饼干干包包装装机机工工作作循循环环图图中中，横横坐坐标标表表示示参参考考构构件件的的转转角角，纵纵坐坐标标表表示示执执行行构件的转角。

构件的转角。

进进退退静止静止静止静止静止静止进进退退MM饼干饼干1342饼干饼干21左左折边构件折边构件饼干饼干32包装纸包装纸4右折边构件右折边构件饼干饼干1342饼干饼干1342饼干饼干1342饼干饼干1342包装纸包装纸右折边构件右折边构件左折边构件左折边构件MBA右执行机构右执行机构1左执行机构左执行机构2分配轴转角分配轴转角090180270360一、机械传动系统方案设计一、机械传动系统方案设计1.设计过程设计过程确定传动系统总传动比确定传动系统总传动比选择传动类型选择传动类型拟定传动链布置方案拟定传动链布置方案分配传动比分配传动比确定各级传动机构的基本参数和主要几何尺寸，计算确定各级传动机构的基本参数和主要几何尺寸，计算传动系统的各项运动学和动力学参数传动系统的各项运动学和动力学参数绘制传动系统运动简图绘制传动系统运动简图机械传动系统方案设计和原动机选择机械传动系统方案设计和原动机选择2.传动类型选择传动类型选择类型与特点类型与特点挠性挠性（件件）传动传动摩擦轮传动摩擦轮传动绳传动绳传动圆形齿轮传动圆形齿轮传动挠性啮合传动挠性啮合传动带传动带传动啮合传动啮合传动机械机械传动传动摩擦传动摩擦传动单级齿轮传动单级齿轮传动齿轮系传动齿轮系传动同步齿形带传动同步齿形带传动螺旋齿轮传动螺旋齿轮传动蜗杆蜗轮传动蜗杆蜗轮传动圆锥齿轮传动圆锥齿轮传动圆柱齿轮传动圆柱齿轮传动定轴轮系传动定轴轮系传动周转轮系传动周转轮系传动链传动链传动非圆齿轮传动非圆齿轮传动行星轮系传动行星轮系传动差动轮系传动差动轮系传动液压、液力传动液压、液力传动利用液压泵、阀、执行器等元件实现的传动。

利用液压泵、阀、执行器等元件实现的传动。

气压传动气压传动以压缩空气为工作介质的传动以压缩空气为工作介质的传动电气传动电气传动利用电动机和电气装置实现的传动利用电动机和电气装置实现的传动按按速度变化情况划分的传动类型速度变化情况划分的传动类型传动类型传动类型原动机原动机输出速度输出速度传动类型举例传动类型举例定定传动比传动传动比传动恒定恒定齿轮传动，带、链传动，螺旋传动，不调齿轮传动，带、链传动，螺旋传动，不调速的电力，液压及气压传动速的电力，液压及气压传动变变传传动动比比传传动动有级变有级变速速恒定恒定带带塔轮的皮带传动，滑移齿轮变速箱塔轮的皮带传动，滑移齿轮变速箱可调可调电力、液压传动中的有级调速传动电力、液压传动中的有级调速传动无级变无级变速速恒定恒定机械无级变速器，液力耦合器及变矩器，机械无级变速器，液力耦合器及变矩器，电磁滑块离合器，磁粉离合器，流体粘性电磁滑块离合器，磁粉离合器，流体粘性传动传动可调可调内燃机调速传动，电力、液压及气压无级内燃机调速传动，电力、液压及气压无级调速传动调速传动周期性周期性变速变速恒定恒定非圆齿轮传动，凸轮机构，连杆机构及组非圆齿轮传动，凸轮机构，连杆机构及组合机构合机构可调可调数控的电力传动数控的电力传动选择原则选择原则执执行行系系统统的的工工况况和和工工作作要要求求与与原原动动机机的的机机械械特特性相匹配性相匹配考虑工作要求传递的功率和运转速度考虑工作要求传递的功率和运转速度有利于提高传递效率有利于提高传递效率尽可能结构简单的单级传动装置尽可能