CH37-機(jī)構(gòu)及系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)

1、第七章 機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)7.1 機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)7.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)7.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)7.4 機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖設(shè)計(jì) 制造技藝制造技術(shù)制造科學(xué)； 制造活動(dòng)的社會(huì)性、制造系統(tǒng)的開放性制造科學(xué)綜合性； 制造科學(xué)不可能在孤立、封閉的狀態(tài)下發(fā)展，必然走兼采百家之長(zhǎng)、交叉融合的道路； 現(xiàn)代物理、數(shù)學(xué)、化學(xué)、生命、信息、材料、管理和系統(tǒng)等科學(xué)的發(fā)展，為制造科學(xué)不斷提供新的推動(dòng)力，也不斷豐富著現(xiàn)代制造學(xué)科的內(nèi)涵和外延。制造科學(xué)是多學(xué)科交叉的學(xué)科制造科學(xué)是多學(xué)科交叉的學(xué)科制造業(yè)是國(guó)家的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)；制造業(yè)是國(guó)家的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)；高度發(fā)達(dá)的制造業(yè)，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的必備高度發(fā)達(dá)的制造業(yè)，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化

2、的必備條件；條件；高度發(fā)達(dá)的制造業(yè)，是衡量國(guó)家國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)高度發(fā)達(dá)的制造業(yè)，是衡量國(guó)家國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)志；力的重要標(biāo)志；高度發(fā)達(dá)的制造業(yè)，是決定國(guó)家在經(jīng)濟(jì)全高度發(fā)達(dá)的制造業(yè)，是決定國(guó)家在經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程中國(guó)際分工地位的關(guān)鍵因素。球化進(jìn)程中國(guó)際分工地位的關(guān)鍵因素。 許多高技術(shù)我國(guó)尚未掌握，許多重大裝備我國(guó)不能自主制造，缺乏自主創(chuàng)新能力是制造大國(guó)，不是制造強(qiáng)國(guó)是制造大國(guó)，不是制造強(qiáng)國(guó)發(fā)電設(shè)備、機(jī)床、汽車、電子制造等產(chǎn)品產(chǎn)量居發(fā)電設(shè)備、機(jī)床、汽車、電子制造等產(chǎn)品產(chǎn)量居世界前列，卻沒有一家裝備制造企業(yè)能躋身世界世界前列，卻沒有一家裝備制造企業(yè)能躋身世界500500強(qiáng)強(qiáng)關(guān)鍵裝備大多依賴進(jìn)口關(guān)鍵裝備大多依賴進(jìn)

3、口光電子制造設(shè)備的光電子制造設(shè)備的100%100%ICIC制造裝備的制造裝備的85%85%高檔數(shù)控機(jī)床的高檔數(shù)控機(jī)床的70% 70% 發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì) “數(shù)”是發(fā)展的核心 “精”是發(fā)展的關(guān)鍵“極”是發(fā)展的焦點(diǎn) “自”是發(fā)展的條件 “網(wǎng)”是發(fā)展的道路 “集”是發(fā)展的方法 “智”是發(fā)展的前景 “綠”是發(fā)展的必然據(jù)報(bào)道，由于日本地震及海嘯的影響，iPod 、iPhone、iPad和MacBook的鋰電池供應(yīng)短缺已經(jīng)迫在眉睫，原因是日本Kureha公司由于地震原因，不得不關(guān)閉其日本工廠。 日本Kureha公司控制著全球聚偏二氟乙烯polyvinylidene fluoride （簡(jiǎn)寫為PVDF）近，這

4、種化合物是鋰電池的重要原料之一。而Kureha公司唯一一家制造PVDF的工廠就位于此次地震的重災(zāi)區(qū)福島磐城。電池組里的電池單元似乎也是提供的，。一則消息（11.3.18 網(wǎng)絡(luò)檢索關(guān)鍵詞：日本地震、蘋果電池）一個(gè)節(jié)目人無(wú)我有功能原理工藝動(dòng)作運(yùn)動(dòng)方案工藝過程改變?nèi)莘e、或改變動(dòng)能、 增大容積吸水，減少容積排水活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)、或葉片泵、齒輪泵移動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)、如何簡(jiǎn)單、高效？設(shè)計(jì)的層次1、，可采用。 可采用多種不同的功能原理 機(jī)械：連桿、凸輪、螺旋、 液力 電磁吸附 充氣 一、與設(shè)計(jì)之間的關(guān)系可采用不同的功能原理改變水的：離心泵改變?nèi)蒹w：虹吸：負(fù)壓：舉升實(shí)例舉升實(shí)例2、不同的功能原理導(dǎo)致不同的常見泵的

5、種類：、磁力泵、潛水泵、隔膜泵、螺桿泵、往復(fù)泵、自吸泵、轉(zhuǎn)子泵、齒輪泵、旋渦泵、無(wú)泄漏泵1)采用往復(fù)移動(dòng)的工藝動(dòng)作采用往復(fù)移動(dòng)的工藝動(dòng)作改變?nèi)莘e改變?nèi)莘e例：取水（續(xù)）例：取水（續(xù)）2) 采用往復(fù)擺動(dòng)的工藝動(dòng)作改變?nèi)莘e采用往復(fù)擺動(dòng)的工藝動(dòng)作改變?nèi)莘e3)采用旋轉(zhuǎn)工藝動(dòng)作改變?nèi)莘e采用旋轉(zhuǎn)工藝動(dòng)作改變?nèi)莘e3、相同的功能原理，也可能采用不同的 對(duì)于比較復(fù)雜的使用要求和工藝要求，往往需要多個(gè)功能原理組合成一個(gè)總的功能原理來滿足。二、設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)的關(guān)系 1、不同，機(jī)構(gòu)也就不相同例3：洗衣機(jī)單缸單洗洗衣機(jī)雙缸半自動(dòng)洗衣機(jī)全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)2、可能實(shí)現(xiàn)3、為獲得好的運(yùn)動(dòng)方案，就應(yīng)當(dāng)擬定評(píng)價(jià)體系，并據(jù)此體系進(jìn)行綜合評(píng)

6、價(jià)才能作出決策。印刷機(jī)根據(jù)擬定的功能原理及工藝動(dòng)作進(jìn)行工藝過程設(shè)計(jì)。工藝過程設(shè)計(jì)的總要求：工序集中原則工序集中原則；工序分散原則工序分散原則：工序盡量集中，集中有困難，就分散。各工序的工藝時(shí)間相等原則各工序的工藝時(shí)間相等原則；多工件同時(shí)加工原則多工件同時(shí)加工原則；縮短工作周期原則縮短工作周期原則：各執(zhí)行構(gòu)件工作時(shí)間重疊；工作時(shí)間與空行程時(shí)間互相重疊；1. 空行程與空行程時(shí)間互相重疊。7.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)充分考慮使用要求和功能原理。應(yīng)充分考慮使用要求和功能原理。在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單且易在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。于實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。必要時(shí)，應(yīng)

7、重新構(gòu)思新的功能原理。必要時(shí)，應(yīng)重新構(gòu)思新的功能原理。a)為使工藝過程自動(dòng)化，原封不動(dòng)的按傳統(tǒng)工藝動(dòng)作去為使工藝過程自動(dòng)化，原封不動(dòng)的按傳統(tǒng)工藝動(dòng)作去設(shè)計(jì)自動(dòng)化機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，其效果往往是不好的。設(shè)計(jì)自動(dòng)化機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，其效果往往是不好的。u 連續(xù)：多數(shù)的原動(dòng)機(jī)：電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、液壓馬達(dá)、氣壓馬等u 往復(fù)：活塞式汽缸、液壓缸、直線電機(jī)u 往復(fù)：雙向電動(dòng)機(jī)、擺動(dòng)式液壓缸、汽缸運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)：步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)1）機(jī)構(gòu)所能實(shí)現(xiàn)的汽車雨刮器連續(xù)變速間歇往復(fù)間歇連續(xù)間歇往復(fù)變速軌跡齒輪平行連桿雙萬(wàn)向節(jié)蝸輪蝸桿雙搖桿曲柄導(dǎo)桿齒輪萬(wàn)向節(jié)槽輪不完全齒曲柄搖桿曲柄導(dǎo)桿凸輪凸輪齒輪齒條螺旋機(jī)構(gòu)凸輪凸輪連桿搖桿曲柄導(dǎo)桿曲柄棘輪雙

8、搖桿棘輪棘輪齒條滑塊曲柄移動(dòng)凸輪基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律變換2）常見的運(yùn)動(dòng)分解/合成（1）某些周期性運(yùn)動(dòng)（包括間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、非勻速運(yùn)動(dòng))一般可分解為一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)與一個(gè)附加的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且分別用比較簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)予以實(shí)現(xiàn)，然后合成。12（2） 不同特性的非勻速運(yùn)動(dòng)合成往往可以實(shí)現(xiàn)比較不同特性的非勻速運(yùn)動(dòng)合成往往可以實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。so（3）相同特性運(yùn)動(dòng)合成，可以得到增加或減小輸出位移量的效果。（4）復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)往往可以分解成不同方向的簡(jiǎn)單移動(dòng)或一個(gè)簡(jiǎn)單移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。1245xy3235x(a)(b)7.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)一、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的布局一、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的布局執(zhí)行的布置特別要考慮到控制此執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行

9、機(jī)構(gòu)的安裝特別要考慮到控制此執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安裝是否方便是否方便執(zhí)行的布置與執(zhí)行構(gòu)件的聯(lián)接是否方便；與執(zhí)行構(gòu)件的聯(lián)接是否方便；執(zhí)行機(jī)構(gòu)原動(dòng)件布置的位置是否恰當(dāng)；執(zhí)行機(jī)構(gòu)原動(dòng)件布置的位置是否恰當(dāng)；盡可能接近執(zhí)行構(gòu)件；盡可能接近執(zhí)行構(gòu)件；使各執(zhí)行機(jī)構(gòu)原動(dòng)件盡可能集中布置在一根軸或少數(shù)使各執(zhí)行機(jī)構(gòu)原動(dòng)件盡可能集中布置在一根軸或少數(shù)幾根軸上；幾根軸上；各原動(dòng)件應(yīng)保持等速或定速比。各原動(dòng)件應(yīng)保持等速或定速比。二、執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求二、執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求保證各執(zhí)行機(jī)構(gòu)保證各執(zhí)行機(jī)構(gòu)；各執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作在各執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作在；保證保證；保證系統(tǒng)各執(zhí)行構(gòu)件對(duì)操作對(duì)象的操作具有保

10、證系統(tǒng)各執(zhí)行構(gòu)件對(duì)操作對(duì)象的操作具有；二執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作之間應(yīng)保持時(shí)間上的間隔，以二執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作之間應(yīng)保持時(shí)間上的間隔，以動(dòng)動(dòng)作銜接處作銜接處；將多個(gè)分解運(yùn)動(dòng)輸入到具有多個(gè)自由度的機(jī)構(gòu)中，合成為一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)實(shí)例：設(shè)計(jì)實(shí)例：運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)：擠壓成形、運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)：連桿、凸輪、運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)：1、運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)：及分析至的型腔上方，并準(zhǔn)備將粉料裝入型腔；n料斗振動(dòng)，將裝入型腔；下沉，以防止下壓時(shí)將型腔內(nèi)粉料抖出；n上沖頭下壓,下沖頭上壓，加壓粉料并保壓一定時(shí)間，使成型；n上沖頭快速退出,下沖頭將壓好的藥片推出型腔，完成壓片工藝過程 。35911n凸輪/連桿機(jī)構(gòu)n多桿機(jī)構(gòu)IIn凸輪機(jī)構(gòu)IIIn凸輪

11、機(jī)構(gòu)2、運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)3、運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì) 1s1 2 3 4 s2s3s4三、執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)的分析計(jì)算三、執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)的分析計(jì)算各執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)計(jì)算確定最大工作循環(huán)周期Tmax；確定機(jī)械最小工作循環(huán)周期Tmin；確定合理的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的工作循環(huán)周期T；確定各機(jī)構(gòu)分配軸的轉(zhuǎn)速和工作行程的起始角。l 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)計(jì)算合理確定各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)錯(cuò)位角，避免空間上的干涉。7.4 設(shè)計(jì) 表達(dá)機(jī)械各執(zhí)行機(jī)構(gòu)（構(gòu)件）在一個(gè)運(yùn)動(dòng)環(huán)中各動(dòng)作的協(xié)調(diào)配合關(guān)系的簡(jiǎn)單明確圖，稱。主 軸 轉(zhuǎn) 角 0 90 180 270 360195印 頭 往 復(fù)擺 動(dòng) 機(jī) 構(gòu)印頭工作行程 （印 刷）印 頭 空 回 行 程油

12、 輥 往 復(fù)擺 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 油輥空回行程 （勻 油） 60 油 輥 工 作 行 程（給鉛字上油）油 盤 間 歇運(yùn) 動(dòng) 機(jī) 構(gòu)油 盤轉(zhuǎn) 動(dòng)油 盤 靜 止 油油輥輥工工作作 室室（給給鉛鉛字字上上油油）印印頭頭空空回回行行程程盤盤轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng) 油油 油油盤盤靜靜止止（刷刷工工作作行行程程印印頭頭印?。?油油輥輥空空回回行行程程（ 油油勻勻） 主軸主軸轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角印頭往復(fù)印頭往復(fù)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)油輥往復(fù)油輥往復(fù)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)油盤間歇油盤間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)901802703601951956060110070二、的設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、設(shè)計(jì)要點(diǎn) 完成系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)完成系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì); 確定參照機(jī)構(gòu)（構(gòu)件）確定

13、參照機(jī)構(gòu)（構(gòu)件）; 設(shè)計(jì)單一執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖設(shè)計(jì)單一執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 ; 設(shè)計(jì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖設(shè)計(jì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖.例：多工位冷墩機(jī)設(shè)計(jì)例：多工位冷墩機(jī)設(shè)計(jì)要求：將連續(xù)的盤料（如棒料、帶料、板料等）制成特定的工件（需要變形、切邊、沖孔）。工序分為：將連續(xù)的盤料切制為設(shè)定尺寸的毛坯料；：毛坯在不被破壞的條件下發(fā)生塑性變形，成為所要求的形狀；其他輔助工序包括：送盤料：送毛坯料到?jīng)_壓工位：在整形、壓角、沖孔等3個(gè)工位間運(yùn)送：將工件從沖壓模具中頂出來臥式多工位冷墩機(jī)1）完成工序：進(jìn)料截料整形壓角沖孔冷墩齒 輪機(jī)構(gòu)2）選型（1）進(jìn)料機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)2）選型（2）斷料機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)直動(dòng)從動(dòng)件凸 輪機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)2）選型（3）冷墩機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)系統(tǒng) I：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（+陰模），完成整 形、壓角、沖孔