武漢科技學院機械原理課件

1、武漢科技學院機械原理課件12-1 機械總體方案設計概述機械總體方案設計概述12-2 機械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設計機械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設計1212-3 -3 原動機的選擇原動機的選擇12-4 機械傳動系統(tǒng)的方案設計機械傳動系統(tǒng)的方案設計第十四章第十四章 機械系統(tǒng)方案設計機械系統(tǒng)方案設計Design of Mechanism Systems武漢科技學院機械原理課件一、機械產(chǎn)品的設計過程一、機械產(chǎn)品的設計過程初期規(guī)劃設計階段初期規(guī)劃設計階段總體方案設計階段總體方案設計階段結(jié)構(gòu)技術(shù)設計階段結(jié)構(gòu)技術(shù)設計階段生產(chǎn)施工設計階段生產(chǎn)施工設計階段機械產(chǎn)品設計機械產(chǎn)品設計是一個通過分析、綜合與創(chuàng)新獲得滿足某是一個通過分析

2、、綜合與創(chuàng)新獲得滿足某些特定要求和功能的機械系統(tǒng)的過程。些特定要求和功能的機械系統(tǒng)的過程。機械總體方案設計概述機械總體方案設計概述機械新產(chǎn)品的開發(fā)設計過程一般可以分為四個階段：機械新產(chǎn)品的開發(fā)設計過程一般可以分為四個階段：武漢科技學院機械原理課件1. 初期規(guī)劃設計階段初期規(guī)劃設計階段選題選題調(diào)研和預測調(diào)研和預測可行性論證可行性論證確定設計任務確定設計任務階段成果：階段成果：調(diào)研報告調(diào)研報告設計任務書設計任務書產(chǎn)品開發(fā)可行性論證報告產(chǎn)品開發(fā)可行性論證報告2. 總體方案設計階段總體方案設計階段目標分析目標分析創(chuàng)新構(gòu)思創(chuàng)新構(gòu)思方案擬定方案擬定方案評價方案評價方案決策方案決策總體方案示意圖總體方案示意

3、圖機械系統(tǒng)運動簡圖機械系統(tǒng)運動簡圖方案設計計算說明書方案設計計算說明書階段成果：階段成果：一、機械產(chǎn)品的設計過程（續(xù)）一、機械產(chǎn)品的設計過程（續(xù)）武漢科技學院機械原理課件3. 結(jié)構(gòu)技術(shù)設計階段結(jié)構(gòu)技術(shù)設計階段結(jié)構(gòu)方案擬定結(jié)構(gòu)方案擬定造型設計造型設計結(jié)構(gòu)設計結(jié)構(gòu)設計材料選擇與尺寸設計材料選擇與尺寸設計設計圖繪制設計圖繪制 階段成果階段成果全套設計圖紙全套設計圖紙設計計算說明書設計計算說明書4. 生產(chǎn)施工設計階段生產(chǎn)施工設計階段工藝設計工藝設計工裝設計工裝設計施工設計施工設計 階段成果階段成果工藝流程卡片、工裝設計圖工藝流程卡片、工裝設計圖基礎安裝圖、技術(shù)文件基礎安裝圖、技術(shù)文件使用說明書、備件明

4、細表使用說明書、備件明細表一、機械產(chǎn)品的設計過程（續(xù)）一、機械產(chǎn)品的設計過程（續(xù)）武漢科技學院機械原理課件二、機械總體方案設計的目的二、機械總體方案設計的目的 總體方案設計階段的工作是實現(xiàn)機械產(chǎn)品初期規(guī)總體方案設計階段的工作是實現(xiàn)機械產(chǎn)品初期規(guī)劃階段所提出的設計目標的關(guān)鍵。劃階段所提出的設計目標的關(guān)鍵。 產(chǎn)品設計的好壞，包括產(chǎn)品的功能是否齊全、性產(chǎn)品設計的好壞，包括產(chǎn)品的功能是否齊全、性能是否優(yōu)良、經(jīng)濟效益是否顯著，在很大程度上取決能是否優(yōu)良、經(jīng)濟效益是否顯著，在很大程度上取決于總體方案設計階段的工作，取決于方案的構(gòu)思和方于總體方案設計階段的工作，取決于方案的構(gòu)思和方案擬定時的設計思想。案擬定

5、時的設計思想。 機械系統(tǒng)主要是由原動機、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)和機械系統(tǒng)主要是由原動機、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)和控制系統(tǒng)所組成?？刂葡到y(tǒng)所組成。三、機械系統(tǒng)的組成三、機械系統(tǒng)的組成武漢科技學院機械原理課件四、機械總體方案設計的內(nèi)容四、機械總體方案設計的內(nèi)容 執(zhí)行系統(tǒng)的方案設計。主要包括執(zhí)行系統(tǒng)的功能執(zhí)行系統(tǒng)的方案設計。主要包括執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設計、運動規(guī)律設計、執(zhí)行機構(gòu)的型式設計、執(zhí)原理設計、運動規(guī)律設計、執(zhí)行機構(gòu)的型式設計、執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設計和執(zhí)行系統(tǒng)的方案評價與決策。行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設計和執(zhí)行系統(tǒng)的方案評價與決策。 原動機類型的選擇和傳動系統(tǒng)的方案設計。其中原動機類型的選擇和傳動系統(tǒng)的方案設計。其中

6、傳動系統(tǒng)的方案設計主要包括傳動類型和傳動路線的傳動系統(tǒng)的方案設計主要包括傳動類型和傳動路線的選擇，傳動鏈中機構(gòu)順序的安排和各級傳動比的分配。選擇，傳動鏈中機構(gòu)順序的安排和各級傳動比的分配。 控制系統(tǒng)的方案設計控制系統(tǒng)的方案設計. 其它輔助系統(tǒng)的設計。主要包括潤滑系統(tǒng)、冷卻其它輔助系統(tǒng)的設計。主要包括潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、故障監(jiān)測系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)和照明系統(tǒng)等的系統(tǒng)、故障監(jiān)測系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)和照明系統(tǒng)等的設計。設計。武漢科技學院機械原理課件執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設計計1、功能原理的構(gòu)思與選擇、功能原理的構(gòu)思與選擇功能原理設計：根據(jù)機械預期實現(xiàn)的功能要求，功能原理設計：根據(jù)機械預期

7、實現(xiàn)的功能要求，構(gòu)思出所可能的功能原理，加以分析比較，并構(gòu)思出所可能的功能原理，加以分析比較，并根據(jù)使用要求或工藝要求，從中選出即能很好根據(jù)使用要求或工藝要求，從中選出即能很好地滿足功能要求，工藝動作又簡單的工作原理。地滿足功能要求，工藝動作又簡單的工作原理。實現(xiàn)同一功能要求，可以有許多不同的工作原實現(xiàn)同一功能要求，可以有許多不同的工作原理可選擇，選擇的工作原理不同，執(zhí)行系統(tǒng)的理可選擇，選擇的工作原理不同，執(zhí)行系統(tǒng)的方案也必然不同。方案也必然不同。 武漢科技學院機械原理課件例例1 螺紋加工功能原理選擇。螺紋加工功能原理選擇。 例例2 糖果包裝機功能原理選擇糖果包裝機功能原理選擇要求設計包裝糖果

8、的糖果包裝機，如圖要求設計包裝糖果的糖果包裝機，如圖117所所示。示。 圖圖117武漢科技學院機械原理課件圖（圖（a）所示為扭結(jié)式包裝原理，圖（）所示為扭結(jié)式包裝原理，圖（b）所示的）所示的折疊式包裝原理，圖（折疊式包裝原理，圖（c）所示的接縫式包裝原理。）所示的接縫式包裝原理。三種方法的工作原理不同，工藝動作顯然不同，三種方法的工作原理不同，工藝動作顯然不同，所設計的機械的運動方案也完全不同所設計的機械的運動方案也完全不同機構(gòu)選型機構(gòu)選型1、實現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件各種運動形式的常用機構(gòu)、實現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件各種運動形式的常用機構(gòu) 實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)某一運動形式的機構(gòu)通常有好幾種，實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)某一運動形式的機構(gòu)通常有

9、好幾種，設計者必須根據(jù)工藝動作要求，受力大小，使用維設計者必須根據(jù)工藝動作要求，受力大小，使用維修方便與否，制造成本高低，加工難易程度等各種修方便與否，制造成本高低，加工難易程度等各種因素進行分析比較，然后擇優(yōu)而取。實現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件因素進行分析比較，然后擇優(yōu)而取。實現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件各種運動形式的常用機構(gòu)有：各種運動形式的常用機構(gòu)有： 武漢科技學院機械原理課件1）實現(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)：）實現(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)：雙曲柄機構(gòu)（包括平行四邊形機構(gòu)、雙滑塊機構(gòu)），雙曲柄機構(gòu)（包括平行四邊形機構(gòu)、雙滑塊機構(gòu)），轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)，定軸齒輪傳動機構(gòu)（包括圓柱、圓轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)，定軸齒輪傳動機構(gòu)（包括圓柱、圓錐、交錯軸斜齒輪

10、傳動機構(gòu)等），蝸桿傳動機構(gòu)，錐、交錯軸斜齒輪傳動機構(gòu)等），蝸桿傳動機構(gòu)，周轉(zhuǎn)輪系機構(gòu)（包括少齒差、擺線針輪、諧波齒輪周轉(zhuǎn)輪系機構(gòu)（包括少齒差、擺線針輪、諧波齒輪傳動機構(gòu)等），各種摩擦輪傳動機構(gòu)，各種柔型傳傳動機構(gòu)等），各種摩擦輪傳動機構(gòu)，各種柔型傳動機構(gòu)（如帶傳動，鏈傳動等），非圓齒輪傳動，動機構(gòu)（如帶傳動，鏈傳動等），非圓齒輪傳動，齒輪齒輪連桿機構(gòu)，鏈輪連桿機構(gòu)，鏈輪連桿機構(gòu)，單、雙萬向聯(lián)連桿機構(gòu)，單、雙萬向聯(lián)軸節(jié)等都能實現(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動。軸節(jié)等都能實現(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動。武漢科技學院機械原理課件2）實現(xiàn)間歇旋轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)：）實現(xiàn)間歇旋轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)：棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)、凸輪式棘輪機構(gòu)

11、、槽輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)、凸輪式間歇運動機構(gòu)等都能實現(xiàn)間歇旋轉(zhuǎn)運動。間歇運動機構(gòu)等都能實現(xiàn)間歇旋轉(zhuǎn)運動。3）實現(xiàn)往復擺動的機構(gòu)：）實現(xiàn)往復擺動的機構(gòu)：曲柄搖桿機構(gòu)、搖塊機構(gòu)、擺動導桿機構(gòu)、擺動從曲柄搖桿機構(gòu)、搖塊機構(gòu)、擺動導桿機構(gòu)、擺動從動件凸輪機構(gòu)、雙搖桿機構(gòu)（包括等腰梯形機構(gòu)）、動件凸輪機構(gòu)、雙搖桿機構(gòu)（包括等腰梯形機構(gòu)）、由液壓缸或汽缸驅(qū)動的齒條齒輪機構(gòu)及輸出運動為由液壓缸或汽缸驅(qū)動的齒條齒輪機構(gòu)及輸出運動為擺動的組合機構(gòu)等都能夠?qū)崿F(xiàn)往復擺動。擺動的組合機構(gòu)等都能夠?qū)崿F(xiàn)往復擺動。4）實現(xiàn)間歇往復擺動的機構(gòu)：）實現(xiàn)間歇往復擺動的機構(gòu)：帶有休止段輪廓的擺動從動件凸輪機構(gòu)、輸出運動帶有休止段

12、輪廓的擺動從動件凸輪機構(gòu)、輸出運動為間歇往復擺動的組合機構(gòu)等都能夠?qū)崿F(xiàn)間歇往復為間歇往復擺動的組合機構(gòu)等都能夠?qū)崿F(xiàn)間歇往復擺動。此外，一些間歇運動機構(gòu)通過與實現(xiàn)往復運擺動。此外，一些間歇運動機構(gòu)通過與實現(xiàn)往復運動的機構(gòu)的組合，或者通過控制驅(qū)動液壓缸（或汽動的機構(gòu)的組合，或者通過控制驅(qū)動液壓缸（或汽缸），也能實現(xiàn)間歇往復擺動。缸），也能實現(xiàn)間歇往復擺動。武漢科技學院機械原理課件5）實現(xiàn)往復移動的機構(gòu)：）實現(xiàn)往復移動的機構(gòu)：曲柄滑塊機構(gòu)，正弦機構(gòu)、移動導桿機構(gòu)、齒輪齒曲柄滑塊機構(gòu)，正弦機構(gòu)、移動導桿機構(gòu)、齒輪齒條機構(gòu)、螺旋機構(gòu)、各種移動從動件凸輪機構(gòu)等都條機構(gòu)、螺旋機構(gòu)、各種移動從動件凸輪機構(gòu)等都

13、能夠?qū)崿F(xiàn)往復移動。此外，通過曲柄搖桿機構(gòu)與搖能夠?qū)崿F(xiàn)往復移動。此外，通過曲柄搖桿機構(gòu)與搖桿滑塊機構(gòu)的組合或凸輪機構(gòu)與搖桿滑塊機構(gòu)的組桿滑塊機構(gòu)的組合或凸輪機構(gòu)與搖桿滑塊機構(gòu)的組合也能實現(xiàn)往復移動。合也能實現(xiàn)往復移動。6）實現(xiàn)間歇往復移動的機構(gòu)：）實現(xiàn)間歇往復移動的機構(gòu)：利用連桿曲線的圓弧段來實現(xiàn)間歇運動的平面連利用連桿曲線的圓弧段來實現(xiàn)間歇運動的平面連桿機構(gòu)、凸輪輪廓有休止段的移動從動件凸輪機桿機構(gòu)、凸輪輪廓有休止段的移動從動件凸輪機構(gòu)、中間有停歇的斜面拔銷機構(gòu)、不完全齒輪構(gòu)、中間有停歇的斜面拔銷機構(gòu)、不完全齒輪移動導桿機構(gòu)組合等都能夠?qū)崿F(xiàn)間歇往復移動。移動導桿機構(gòu)組合等都能夠?qū)崿F(xiàn)間歇往復移動

14、。此外，棘輪棘齒條機構(gòu)還能實現(xiàn)單向間歇直線移此外，棘輪棘齒條機構(gòu)還能實現(xiàn)單向間歇直線移動運動。動運動。武漢科技學院機械原理課件7）實現(xiàn)剛體導引引動的機構(gòu)：）實現(xiàn)剛體導引引動的機構(gòu)：鉸鏈四桿機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)、凸輪連桿機構(gòu)、鉸鏈四桿機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)、凸輪連桿機構(gòu)、齒輪齒輪連桿機構(gòu)等的連桿機構(gòu)都能實現(xiàn)剛體導引連桿機構(gòu)等的連桿機構(gòu)都能實現(xiàn)剛體導引運動。運動。8）實現(xiàn)給定曲線（軌跡）運動的機構(gòu)：）實現(xiàn)給定曲線（軌跡）運動的機構(gòu)：利用連桿曲線來實現(xiàn)給定運動軌跡的各種連桿機利用連桿曲線來實現(xiàn)給定運動軌跡的各種連桿機構(gòu)，實現(xiàn)給定軌跡的各種組合機構(gòu)，如凸輪構(gòu)，實現(xiàn)給定軌跡的各種組合機構(gòu)，如凸輪連桿機構(gòu)、齒輪

15、連桿機構(gòu)、齒輪連桿機構(gòu)等。連桿機構(gòu)等。2、機構(gòu)選型的基本原則、機構(gòu)選型的基本原則1）原動機的運動形式）原動機的運動形式武漢科技學院機械原理課件2）機構(gòu)選型的基本原則）機構(gòu)選型的基本原則在進行機構(gòu)選型和組合時，設計者必須熟悉各種在進行機構(gòu)選型和組合時，設計者必須熟悉各種基本機構(gòu)和常用機構(gòu)的功能、結(jié)構(gòu)和特點，并且基本機構(gòu)和常用機構(gòu)的功能、結(jié)構(gòu)和特點，并且還應該遵循下列的基本原則：還應該遵循下列的基本原則：（1）滿足工藝動作和運動要求。）滿足工藝動作和運動要求。選擇機構(gòu)首先應滿足執(zhí)行構(gòu)件的工藝動作和運動要選擇機構(gòu)首先應滿足執(zhí)行構(gòu)件的工藝動作和運動要求。通常高副機構(gòu)比較容易實現(xiàn)所要求的運動規(guī)律求。通常

16、高副機構(gòu)比較容易實現(xiàn)所要求的運動規(guī)律和軌跡，但是高副的曲面加工制造比較麻煩，而且和軌跡，但是高副的曲面加工制造比較麻煩，而且高副元素容易因磨損而造成運動失真。低副機構(gòu)雖高副元素容易因磨損而造成運動失真。低副機構(gòu)雖然往往只能近似實現(xiàn)所要求的運動規(guī)律或軌跡，尤然往往只能近似實現(xiàn)所要求的運動規(guī)律或軌跡，尤其當構(gòu)件數(shù)目較多時，累計誤差較大，設計也比較其當構(gòu)件數(shù)目較多時，累計誤差較大，設計也比較困難，但低副元素（圓柱面或平面）易于加工且容困難，但低副元素（圓柱面或平面）易于加工且容易達到加工精度要求。因此從全面考慮，優(yōu)先采用易達到加工精度要求。因此從全面考慮，優(yōu)先采用低副機構(gòu)。低副機構(gòu)。武漢科技學院機械

17、原理課件（2）結(jié)構(gòu)最簡單，傳動鏈最短）結(jié)構(gòu)最簡單，傳動鏈最短在滿足使用要求的前提下，機構(gòu)的結(jié)構(gòu)應盡可能在滿足使用要求的前提下，機構(gòu)的結(jié)構(gòu)應盡可能簡單，構(gòu)件的數(shù)目要少，運動副數(shù)目也要少。這簡單，構(gòu)件的數(shù)目要少，運動副數(shù)目也要少。這樣不僅可以減少制造和裝配的困難，減輕重量，樣不僅可以減少制造和裝配的困難，減輕重量，降低成本，而且還可以減少機構(gòu)的累計運動誤差，降低成本，而且還可以減少機構(gòu)的累計運動誤差，提高機器的效率和工作可靠性。提高機器的效率和工作可靠性。例：例：為了實現(xiàn)將回轉(zhuǎn)運動變換為一種按一定運動為了實現(xiàn)將回轉(zhuǎn)運動變換為一種按一定運動規(guī)律進行的往復直線運動，而且從動件的行程不規(guī)律進行的往復直線

18、運動，而且從動件的行程不要太大，可采用如圖要太大，可采用如圖119（a）或（）或（b）所示）所示的結(jié)構(gòu)。為實現(xiàn)直線運動，也可采用如圖的結(jié)構(gòu)。為實現(xiàn)直線運動，也可采用如圖119（c）或（）或（d）所示的結(jié)構(gòu)。）所示的結(jié)構(gòu)。武漢科技學院機械原理課件 （a） （b） 武漢科技學院機械原理課件（3）原動機的選擇有利于簡化結(jié)構(gòu)和改善運動質(zhì)量）原動機的選擇有利于簡化結(jié)構(gòu)和改善運動質(zhì)量目前機器的原動機多采用電動機，也有采用液壓缸目前機器的原動機多采用電動機，也有采用液壓缸或氣缸。在有液、氣壓動力源時盡量采用液壓缸或或氣缸。在有液、氣壓動力源時盡量采用液壓缸或氣缸，這樣有利于簡化傳動鏈和改善運動質(zhì)量，而氣缸，

19、這樣有利于簡化傳動鏈和改善運動質(zhì)量，而且具有減振、易于減速、操作方便等優(yōu)點，特別對且具有減振、易于減速、操作方便等優(yōu)點，特別對于具有多執(zhí)行構(gòu)件的工程機械、自動機，其優(yōu)越性于具有多執(zhí)行構(gòu)件的工程機械、自動機，其優(yōu)越性就更突出。就更突出。例如例如兩種擺桿機構(gòu)的方案，顯然，如圖兩種擺桿機構(gòu)的方案，顯然，如圖1110（a）所示的擺動氣缸方案，其結(jié)構(gòu)十分簡單，但擺動氣所示的擺動氣缸方案，其結(jié)構(gòu)十分簡單，但擺動氣缸在傳動時速度較難控制。若采用擺動電動機直接缸在傳動時速度較難控制。若采用擺動電動機直接驅(qū)動擺桿，結(jié)構(gòu)更簡單，速度比較容易控制；而如驅(qū)動擺桿，結(jié)構(gòu)更簡單，速度比較容易控制；而如圖（圖（b）所示的方

20、案，因為電動機一般轉(zhuǎn)速較高，它）所示的方案，因為電動機一般轉(zhuǎn)速較高，它必須通過減速機才能使擺桿的擺動速度滿足要求，必須通過減速機才能使擺桿的擺動速度滿足要求，故其結(jié)構(gòu)比圖（故其結(jié)構(gòu)比圖（a）復雜得多。）復雜得多。武漢科技學院機械原理課件（4）機構(gòu)有盡可能好的動力性能）機構(gòu)有盡可能好的動力性能這一原則對于高速機械或者載荷變化很大的機構(gòu)尤這一原則對于高速機械或者載荷變化很大的機構(gòu)尤應注意。對于高速機械，機構(gòu)選型要盡量考慮其對應注意。對于高速機械，機構(gòu)選型要盡量考慮其對稱性，對機構(gòu)或回轉(zhuǎn)構(gòu)件進行平衡使其質(zhì)量合理分稱性，對機構(gòu)或回轉(zhuǎn)構(gòu)件進行平衡使其質(zhì)量合理分布，以求慣性力的平衡和減小動載荷。對于傳力大

21、布，以求慣性力的平衡和減小動載荷。對于傳力大的機構(gòu)要盡量增大機構(gòu)的傳動角或減小壓力角，以的機構(gòu)要盡量增大機構(gòu)的傳動角或減小壓力角，以防止機構(gòu)自鎖，增大機器的傳力效益，減小原動機防止機構(gòu)自鎖，增大機器的傳力效益，減小原動機的功率及其損耗。的功率及其損耗。武漢科技學院機械原理課件（5）加工制造方便，經(jīng)濟成本低）加工制造方便，經(jīng)濟成本低降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益是使產(chǎn)品有足夠的市降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益是使產(chǎn)品有足夠的市場競爭里的有里保證。在具體實施時，應盡可能選場競爭里的有里保證。在具體實施時，應盡可能選用低副機構(gòu)，并且最好選用以轉(zhuǎn)動副為主構(gòu)成的低用低副機構(gòu)，并且最好選用以轉(zhuǎn)動副為主構(gòu)成的低副機

22、構(gòu)，因為轉(zhuǎn)動副元素比移動副元素更容易加工，副機構(gòu)，因為轉(zhuǎn)動副元素比移動副元素更容易加工，也跟容易達到精度要求。此外，在保證使用條件的也跟容易達到精度要求。此外，在保證使用條件的前提下，盡可能選用結(jié)構(gòu)簡單的機構(gòu)；盡可能選用前提下，盡可能選用結(jié)構(gòu)簡單的機構(gòu)；盡可能選用標準化、系列化、通用化的元器件，以達到最大限標準化、系列化、通用化的元器件，以達到最大限度低降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益的目的。度低降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益的目的。 （6）機器操縱方便、調(diào)整容易、安全耐用）機器操縱方便、調(diào)整容易、安全耐用在擬定機械運動方案時，應適當選一些開、停、離在擬定機械運動方案時，應適當選一些開、停、離合、正反轉(zhuǎn)

23、、剎車、手動等裝置，可使操作方便，合、正反轉(zhuǎn)、剎車、手動等裝置，可使操作方便，調(diào)整容易。為了預防機器因載荷突變造成損壞，可調(diào)整容易。為了預防機器因載荷突變造成損壞，可選用過載保護裝置。選用過載保護裝置。武漢科技學院機械原理課件（7）具有較高的生產(chǎn)效率和機械效率）具有較高的生產(chǎn)效率和機械效率選用機構(gòu)必須考慮到其生產(chǎn)效率和機械效率，這選用機構(gòu)必須考慮到其生產(chǎn)效率和機械效率，這也是節(jié)能源提高機關(guān)年紀效益的只要手段之一。也是節(jié)能源提高機關(guān)年紀效益的只要手段之一。在選用機構(gòu)時，應盡量減少中間環(huán)節(jié)，即傳動鏈在選用機構(gòu)時，應盡量減少中間環(huán)節(jié)，即傳動鏈要短，并且盡量少采用移動副，因為這類運動副要短，并且盡量少

24、采用移動副，因為這類運動副容易發(fā)生楔緊或自鎖現(xiàn)象。容易發(fā)生楔緊或自鎖現(xiàn)象。 此外，執(zhí)行機構(gòu)的選擇要考慮到與原動機的運動此外，執(zhí)行機構(gòu)的選擇要考慮到與原動機的運動方式、功率、轉(zhuǎn)矩及其載荷特性能夠相互匹配協(xié)方式、功率、轉(zhuǎn)矩及其載荷特性能夠相互匹配協(xié)調(diào)。另外，所選機構(gòu)的傳力特性要好，機械效率調(diào)。另外，所選機構(gòu)的傳力特性要好，機械效率較高。例如低效率的蝸桿機構(gòu)應該少用；行星輪較高。例如低效率的蝸桿機構(gòu)應該少用；行星輪傳動中優(yōu)先采用負號機構(gòu)，因為通常負號機構(gòu)比傳動中優(yōu)先采用負號機構(gòu)，因為通常負號機構(gòu)比正號機構(gòu)效率高；增速機構(gòu)一般效率較低，也應正號機構(gòu)效率高；增速機構(gòu)一般效率較低，也應該盡量避免采用。該盡

25、量避免采用。武漢科技學院機械原理課件機構(gòu)運動協(xié)調(diào)設計機構(gòu)運動協(xié)調(diào)設計 當根據(jù)生產(chǎn)工藝確定了機械的工作原理和各執(zhí)行機當根據(jù)生產(chǎn)工藝確定了機械的工作原理和各執(zhí)行機構(gòu)的運動規(guī)律、并確定了各執(zhí)行機構(gòu)的型式及驅(qū)動構(gòu)的運動規(guī)律、并確定了各執(zhí)行機構(gòu)的型式及驅(qū)動方式后，還必須將各執(zhí)行機構(gòu)統(tǒng)一于一個整體，形方式后，還必須將各執(zhí)行機構(gòu)統(tǒng)一于一個整體，形成一個完整的運動系統(tǒng)，使這些機構(gòu)以一定的次序成一個完整的運動系統(tǒng)，使這些機構(gòu)以一定的次序協(xié)調(diào)動作，互相配合，以完成機械預定的功能和生協(xié)調(diào)動作，互相配合，以完成機械預定的功能和生產(chǎn)過程的設計。產(chǎn)過程的設計。并滿足以下要求：并滿足以下要求：1）執(zhí)行機構(gòu)中的執(zhí)行構(gòu)件的動作

26、必須滿足工藝要求。）執(zhí)行機構(gòu)中的執(zhí)行構(gòu)件的動作必須滿足工藝要求。通常以工藝過程某一執(zhí)行動作開始點作為運動循環(huán)通常以工藝過程某一執(zhí)行動作開始點作為運動循環(huán)（即工作循環(huán)）的起點，各執(zhí)行機構(gòu)動作按一定順序（即工作循環(huán)）的起點，各執(zhí)行機構(gòu)動作按一定順序進行，保證各執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行動作的時間同步。進行，保證各執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行動作的時間同步。2）各執(zhí)行機構(gòu)中執(zhí)行構(gòu)件的動作必須保證空間同步，）各執(zhí)行機構(gòu)中執(zhí)行構(gòu)件的動作必須保證空間同步，它們之間不應產(chǎn)生空間干涉。它們之間不應產(chǎn)生空間干涉。武漢科技學院機械原理課件3）在保證時間、空間同步化，運動軌跡不干涉的）在保證時間、空間同步化，運動軌跡不干涉的前提下，應使各執(zhí)行機

27、構(gòu)的動作時間盡量重合，前提下，應使各執(zhí)行機構(gòu)的動作時間盡量重合，工作循環(huán)周期盡可能短，以提高機器的生產(chǎn)率。工作循環(huán)周期盡可能短，以提高機器的生產(chǎn)率。4）一個執(zhí)行機構(gòu)動作結(jié)束到另一個執(zhí)行機構(gòu)動作）一個執(zhí)行機構(gòu)動作結(jié)束到另一個執(zhí)行機構(gòu)動作起始點之間應有適當?shù)拈g隔，以避免這兩個機構(gòu)起始點之間應有適當?shù)拈g隔，以避免這兩個機構(gòu)在動作銜接處發(fā)生干涉。在動作銜接處發(fā)生干涉。 1、執(zhí)行機構(gòu)的動作在時間上協(xié)調(diào)配合、執(zhí)行機構(gòu)的動作在時間上協(xié)調(diào)配合2、各執(zhí)行機構(gòu)的動作在空間上協(xié)調(diào)配合、各執(zhí)行機構(gòu)的動作在空間上協(xié)調(diào)配合3、各執(zhí)行構(gòu)件運動速度的協(xié)調(diào)配合、各執(zhí)行構(gòu)件運動速度的協(xié)調(diào)配合實例實例1實例實例2武漢科技學院機械原

28、理課件有些機械要求各個執(zhí)行構(gòu)件之間必須保持嚴格的有些機械要求各個執(zhí)行構(gòu)件之間必須保持嚴格的速比關(guān)系，例如滾齒或插齒機按范成法加工齒輪速比關(guān)系，例如滾齒或插齒機按范成法加工齒輪時，刀具和齒坯間的范成運動必須保證預定的傳時，刀具和齒坯間的范成運動必須保證預定的傳動比，以便刀具的漸開線齒廓在被加工輪坯上包動比，以便刀具的漸開線齒廓在被加工輪坯上包絡出與刀具齒廓共軛的漸開線齒廓，如圖絡出與刀具齒廓共軛的漸開線齒廓，如圖1114所示。所示。武漢科技學院機械原理課件5、多個機構(gòu)完成一個執(zhí)行動作時各執(zhí)行機構(gòu)、多個機構(gòu)完成一個執(zhí)行動作時各執(zhí)行機構(gòu)運動的協(xié)調(diào)配合運動的協(xié)調(diào)配合6、執(zhí)行機構(gòu)的協(xié)調(diào)動作和機器的程序控

29、制、執(zhí)行機構(gòu)的協(xié)調(diào)動作和機器的程序控制1.機器的運動循環(huán)機器的運動循環(huán)是指機器完成其功能所需的總是指機器完成其功能所需的總時間，用字母表示。機器的運動循環(huán)（又稱工作時間，用字母表示。機器的運動循環(huán)（又稱工作循環(huán)）往往與各執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)相一致，因循環(huán)）往往與各執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)相一致，因為一般來說執(zhí)行機構(gòu)的生產(chǎn)節(jié)奏就是整臺機器的為一般來說執(zhí)行機構(gòu)的生產(chǎn)節(jié)奏就是整臺機器的運動節(jié)奏運動節(jié)奏 執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)可表示為：執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)可表示為：T執(zhí)執(zhí)=T工作工作+T空程空程+T停歇停歇機器的運動循環(huán)機器的運動循環(huán)武漢科技學院機械原理課件2、機器運動循環(huán)圖的類型、機器運動循環(huán)圖的類型機器的運動循

30、環(huán)圖又稱工作循環(huán)圖，它是描述各執(zhí)機器的運動循環(huán)圖又稱工作循環(huán)圖，它是描述各執(zhí)行機構(gòu)之間有序的、既相互制約又相互協(xié)調(diào)配合的行機構(gòu)之間有序的、既相互制約又相互協(xié)調(diào)配合的運動關(guān)系示意圖。運動關(guān)系示意圖。 通常運動循環(huán)圖有如下幾種：通常運動循環(huán)圖有如下幾種：1）直線式運動循環(huán)圖）直線式運動循環(huán)圖武漢科技學院機械原理課件2）圓周式運動循環(huán)圖）圓周式運動循環(huán)圖武漢科技學院機械原理課件3）直角坐標式運動循環(huán)圖）直角坐標式運動循環(huán)圖在上述三種類型的運動循環(huán)中，直角坐標式運動循環(huán)圖不在上述三種類型的運動循環(huán)中，直角坐標式運動循環(huán)圖不僅能表示出這些執(zhí)行機構(gòu)中構(gòu)件動作的先后，而且還能描僅能表示出這些執(zhí)行機構(gòu)中構(gòu)件動

31、作的先后，而且還能描述它們的運動規(guī)律及運動上的配合關(guān)系，直觀性強，比其述它們的運動規(guī)律及運動上的配合關(guān)系，直觀性強，比其他兩種運動循環(huán)圖更能反映執(zhí)行機構(gòu)的運動特征，所以在他兩種運動循環(huán)圖更能反映執(zhí)行機構(gòu)的運動特征，所以在設計機器時，通常優(yōu)先采用直角坐標式運動循環(huán)圖。設計機器時，通常優(yōu)先采用直角坐標式運動循環(huán)圖。武漢科技學院機械原理課件執(zhí)行系統(tǒng)方案設計的過程和內(nèi)容執(zhí)行系統(tǒng)方案設計的過程和內(nèi)容武漢科技學院機械原理課件機械運動方案擬定的優(yōu)劣與機器能否滿足預定功能要機械運動方案擬定的優(yōu)劣與機器能否滿足預定功能要求、制造難易、成本高低、運動精度、壽命、可靠性求、制造難易、成本高低、運動精度、壽命、可靠性

32、以及動力性能等密切相關(guān)。機構(gòu)的選型不僅與執(zhí)行構(gòu)以及動力性能等密切相關(guān)。機構(gòu)的選型不僅與執(zhí)行構(gòu)件（即機構(gòu)的輸出構(gòu)件）的運動形式有關(guān)，而且還與件（即機構(gòu)的輸出構(gòu)件）的運動形式有關(guān)，而且還與機構(gòu)的機構(gòu)的輸入構(gòu)件輸入構(gòu)件（主動件）有關(guān)，而主動件或原動件（主動件）有關(guān)，而主動件或原動件的運動形式則與所選的的運動形式則與所選的原動機原動機類型有關(guān)。類型有關(guān)。 14-5 原動機的選擇原動機的選擇武漢科技學院機械原理課件常用的原動機的輸出運動形式可分為：常用的原動機的輸出運動形式可分為：（1）連續(xù)運動：如各種異步電動機、滑差電機、直）連續(xù)運動：如各種異步電動機、滑差電機、直流電機、汽油機、柴油機、液壓馬達、氣

33、動馬達等等。流電機、汽油機、柴油機、液壓馬達、氣動馬達等等。（2）往復移動：如活塞式汽缸和液壓缸、直線電動）往復移動：如活塞式汽缸和液壓缸、直線電動機等。機等。（3）往復擺動：如雙向電動機、擺動式液壓缸或汽）往復擺動：如雙向電動機、擺動式液壓缸或汽缸等。缸等。（4）間歇運動：如步進電機等。）間歇運動：如步進電機等。機器中使用最廣泛的是交流電動機，因此，一般輸入機器中使用最廣泛的是交流電動機，因此，一般輸入構(gòu)件的運動大多數(shù)為連續(xù)運動。構(gòu)件的運動大多數(shù)為連續(xù)運動。武漢科技學院機械原理課件一、傳動系統(tǒng)的作用及其設計過程一、傳動系統(tǒng)的作用及其設計過程 14-5 14-5 機械傳動系統(tǒng)的方案設計機械傳動系統(tǒng)的方案設計 傳動