NO.24第13章機械傳動系統(tǒng)的方案

機械系統(tǒng)總體方案的設(shè)計第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計13.1概述13.2機械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計13.3機械傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計13.4原動機的選擇13.5

機械運動方案的評價機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計1、機械產(chǎn)品的設(shè)計過程13.1概述機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計2、機械總體方案設(shè)計的內(nèi)容（1）執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計運動規(guī)律設(shè)計執(zhí)行機構(gòu)的型式設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)的方案評價與決策（2）原動機的選擇（3）傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計傳動類型的選擇傳動路線的選擇傳動鏈中機構(gòu)順序的安排各級傳動比的分配（4）控制系統(tǒng)的方案設(shè)計（5）其它輔助系統(tǒng)的方案設(shè)計潤滑系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)故障監(jiān)測系統(tǒng)安全保護系統(tǒng)照明系統(tǒng)控制系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)傳動系統(tǒng)原動機機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計

機械執(zhí)行系統(tǒng)可以由一個或多個執(zhí)行機構(gòu)組成，通過末端的輸出構(gòu)件作用于工作對象，實現(xiàn)機械系統(tǒng)的預期功能。13.2機械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計（1）機械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計的主要內(nèi)容：執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)的型式設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)的尺度設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)的運動和動力分析執(zhí)行系統(tǒng)的方案評價與決策1、機械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計的主要內(nèi)容機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計（2）機械系統(tǒng)方案設(shè)計步驟機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計2、執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計功能原理是指實現(xiàn)某種預期功能所依據(jù)的基本物理或化學原理效應。常用的物理原理：力學原理電磁學原理光學原理材料變形原理執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計：

根據(jù)機器預期實現(xiàn)的功能要求，構(gòu)思出所有可能的功能原理，加以分析比較，并根據(jù)使用要求或工藝要求，選擇出既能很好地滿足功能要求，工藝動作又簡單的工作原理。（1）功能原理的構(gòu)思和選擇機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計自動輸出板料的裝置的功能原理設(shè)計摩擦傳動原理(摩擦板)機械推拉原理摩擦傳動原理(摩擦輪)氣吸原理(底吸法)氣吸原理(頂吸法)功能原理不同，工藝動作分解不同，機構(gòu)實現(xiàn)的難易也不同構(gòu)思舉例：機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計（2）功能原理設(shè)計的創(chuàng)造性1）分析綜合法

所謂分析綜合法，是指將機械預期實現(xiàn)的復雜工藝動作（使用要求）分解為簡單的運動規(guī)律（工藝動作），分別用已有的成熟的機構(gòu)去實現(xiàn)這些運動規(guī)律，然后再將這些機構(gòu)組合成一個新的系統(tǒng)去完成機械預期的功能。機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計

在進行機械功能原理設(shè)計時，設(shè)計者一定要拓寬自己的思路，廣泛采用氣、液、光、聲。電、新材料等新技術(shù)，構(gòu)思出新的功能原理。

2）思維擴展法挖土機解決挖斗內(nèi)濕土粘附問題新材料的研究機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計3)還原創(chuàng)新法

任何發(fā)明創(chuàng)造都有創(chuàng)造的原點和起點，創(chuàng)造的原點是機械預期實現(xiàn)的功能要求，它是唯一的。創(chuàng)造的起點是實現(xiàn)機械預期功能的方法，它有許多種。所謂還原創(chuàng)新法，是指跳出已有的創(chuàng)造起點，重新返回到創(chuàng)造的原點，再從創(chuàng)造的原點另辟門路，用新的思維方法，新的技術(shù)重新創(chuàng)造事物或從原點解決問題。設(shè)計模仿人手的機械手，難度大

很難把衣物各處都刷洗到

易損壞衣物波輪洗衣機機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計車床

拉床

鉆床

鏜床

3、執(zhí)行系統(tǒng)的運動規(guī)律設(shè)計（1）工藝動作分解和運動方案選擇

工藝動作分解是運動規(guī)律設(shè)計的基礎(chǔ)，工藝動作分解的方法不同，形成的運動方案也不同。

要設(shè)計一臺加工內(nèi)孔的機床，所依據(jù)的是刀具與工件間相對運動的原理。根據(jù)這一工作原理，加工內(nèi)孔的工藝動作可以有幾種不同的分解方法，就產(chǎn)生了幾種加工機床。工藝動作分解和運動方案選擇運動規(guī)律設(shè)計的創(chuàng)造性機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計1)仿真與變異法

仿真是指模仿人或動物的動作將工藝動作進行分解，構(gòu)思出實現(xiàn)某一預定工作原理的運動規(guī)律。而變異是指突破模仿的動作另創(chuàng)新的動作，兩者看上去是矛盾的，但都可以實現(xiàn)創(chuàng)造性的設(shè)計。模仿人手拿東西的動作吊車

采用擺梭使底線繞過面線將布料夾緊的原理

工藝動作十分簡單，針桿做往復移動，拉線桿和擺梭做往復擺動，送布牙的軌跡由復合運動實現(xiàn)，這幾個動作的協(xié)調(diào)配合，便實現(xiàn)了縫連布料的功能要求。家用縫紉機的發(fā)明（2）運動規(guī)律設(shè)計的創(chuàng)造性機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計2)思維擴展法

從傳統(tǒng)的定式思維方式轉(zhuǎn)向發(fā)散思維，拓展思路，盡可能采用簡單易行的運動規(guī)律。分選不同直徑鋼珠的裝置鋼珠沿著兩個斜放的不等距棒條滾動，實現(xiàn)鋼珠尺寸分級的目的。

機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計4、執(zhí)行機構(gòu)的型式設(shè)計（1）執(zhí)行機構(gòu)型式設(shè)計的原則（8條）1)滿足執(zhí)行構(gòu)件的工藝動作和運動要求（運動形式、運動規(guī)律和運動軌跡）2)使執(zhí)行系統(tǒng)具有良好的傳力條件和動力特性3)保證機械的安全運轉(zhuǎn)4)盡量簡化和縮短運動鏈5)盡量減小機構(gòu)的尺寸6)選擇合適的運動副形式7)考慮動力源的形式8)使機械具有調(diào)節(jié)某些運動參數(shù)的能力機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計（2）機構(gòu)的選型

將已有的各種機構(gòu)，按照運動特性或動作功能進行分類，根據(jù)設(shè)計對象中執(zhí)行構(gòu)件所需要的運動特性或動作功能進行搜索、選擇、比較和評價，選出執(zhí)行機構(gòu)的合適形式。執(zhí)行機構(gòu)的型式設(shè)計機構(gòu)的選型機構(gòu)的構(gòu)型機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計（3）機構(gòu)的構(gòu)型1）選擇對現(xiàn)有的數(shù)千種機構(gòu)進行分析、研究，通過類比選擇出基本機構(gòu)的雛形。2）突破以選擇的雛形作為創(chuàng)新構(gòu)型的生長點，通過擴展、組合和變異等方法去嘗試突破，以獲得新構(gòu)思。3）重新構(gòu)型在突破的基礎(chǔ)上，重新構(gòu)筑能完成預期功能且性能優(yōu)良的新機構(gòu)。

先從常用機構(gòu)中選擇一種功能和原理與工作要求相近的機構(gòu)，然后在此基礎(chǔ)上重新構(gòu)筑機構(gòu)的型式，這一工作稱為機構(gòu)的構(gòu)型。它是一項比機構(gòu)選型更具創(chuàng)造性的工作。機構(gòu)的構(gòu)型可分為以下三個階段：

機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計機構(gòu)的構(gòu)型方法：

擴展法是根據(jù)機構(gòu)組成原理創(chuàng)新機構(gòu)的一種方法。當用類比法選擇的基本機構(gòu)雛型在滿足運動特性或功能上有欠缺時，可以以此機構(gòu)為生長點，在其上聯(lián)接若干基本桿組構(gòu)筑出新的機構(gòu)型式。這種方法的優(yōu)點是在不改變機構(gòu)自由度的情況下，能增加或改善機構(gòu)的功能。

1）擴展法：例：設(shè)計一個急回特性比較顯著、運動行程比較大的執(zhí)行機構(gòu)

以擺動導桿機構(gòu)ABC為基本機構(gòu)，在其導桿CB的延長線上D點處連接一個雙桿組，形成六桿機構(gòu)，滿足急回、擴大行程等工作要求。機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計2）組合法

將幾種基本機構(gòu)用適當?shù)姆绞浇M合起來，實現(xiàn)基本機構(gòu)不易實現(xiàn)的運動或功能。

要使做往復擺動的執(zhí)行構(gòu)件具有顯著急回特性和較大擺動行程，當不能完全滿足要求時，可將擺動導桿機構(gòu)與齒輪機構(gòu)串聯(lián)組合，這樣，固結(jié)在小齒輪上的執(zhí)行構(gòu)件不僅具有顯著急回特性，且可獲得較大的擺動行程。常用組合方式機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計3）變異法

通過運動副形狀、尺寸和位置安排上的變化生成新的機構(gòu)型式。常用的方法有運動倒置和運動副變換等。低副變異為高副機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計

當一臺機器有多個執(zhí)行構(gòu)件時，這些執(zhí)行構(gòu)件應以一定的次序協(xié)調(diào)動作，互相配合，以完成機器預定的功能和生產(chǎn)過程。這方面的工作稱為機械的協(xié)調(diào)設(shè)計。外圓磨床：砂輪、工件不需要協(xié)調(diào)設(shè)計

用來描述各執(zhí)行構(gòu)件運動間相互協(xié)調(diào)配合的圖稱為機械工作循環(huán)圖（也叫機械運動循環(huán)圖）。定標件：通常選取機械中某一主要的執(zhí)行構(gòu)件作為參考件，叫做定標件。取其有代表性的特征位置為起始位置（通常以生產(chǎn)工藝的起始點作為運動循環(huán)的起始點），由此來確定其它執(zhí)行構(gòu)件的運動相對于定標件的先后次序和配合關(guān)系。機械工作循環(huán)圖的表示方法：1.直線式工作循環(huán)圖2.圓周式工作循環(huán)圖3.直角坐標式工作循環(huán)圖5、執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計6、執(zhí)行系統(tǒng)的尺寸設(shè)計連桿機構(gòu)：圖解法解析法：精確點法近似解法凸輪機構(gòu)：圖解法解析法齒輪機構(gòu)：間歇運動機構(gòu)：組合機構(gòu)：7、執(zhí)行系統(tǒng)的運動、動力分析機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計傳動系統(tǒng)的設(shè)計過程和內(nèi)容:確定傳動系統(tǒng)的總傳動比選擇傳動類型擬定傳動鏈的布置方案分配傳動比確定各級傳動機構(gòu)的基本參數(shù)及其校核繪制傳動系統(tǒng)運動簡圖13.3機械傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計（1）傳動類型的選擇

1）機械傳動

2）液壓傳動

3）氣壓傳動

4）電氣傳動機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計（2）選擇傳動類型的原則1）執(zhí)行系統(tǒng)的工況和工作要求與原動機的機械特性相匹配2）考慮工作要求傳遞的功率和運轉(zhuǎn)速度3）有利于提高傳動效率4）盡可能選擇結(jié)構(gòu)簡單的單級傳動裝置5）考慮結(jié)構(gòu)布置6）考慮經(jīng)濟性7）考慮機械安全運轉(zhuǎn)和環(huán)境條件機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計原動機的選擇原則：（1）考慮工作機械的負載特性、工作制度、啟動和制動的頻繁程度。（2）考慮原動機本身的機械特性能否與工作機械的負載特性（包括功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等）相匹配，能否與工作機械的調(diào)速范圍、工作的平穩(wěn)性等相適應。（3）考慮機械系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)布置的需要。（4）考慮經(jīng)濟性，包括原動機的原始購置費用、運行費用和維修費用等。（5）考慮工作環(huán)境對原動機的要求，如能源供應、防止噪音和環(huán)境保護等要求。原動機類型的選擇原動機轉(zhuǎn)速的選擇原動機容量的選擇(功率)

13.4原動機的選擇機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計（1）原動機類型的選擇動力電動機伺服電動機內(nèi)燃機氣動馬達液壓馬達（2）原動機轉(zhuǎn)速的選擇

（3）原動機容量的選擇

機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計13.5

機械運動方案的評價機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計課程設(shè)計

設(shè)計沖制薄壁零件的沖壓機構(gòu)及其相配合的送料機構(gòu)。上模先以比較小的速度接近坯料，然后以勻速進行拉延成型工作，以后上模繼續(xù)下行將成品推出型腔，最后快速返回。上模退出下模后，送料機構(gòu)從側(cè)面將坯料送至待加工位置，完成一個工作循環(huán)。一、目的1。鞏固加深在機械原理課程所學知識。2。培養(yǎng)機械系統(tǒng)方案設(shè)計的能力。二、設(shè)計題目原動機傳動系統(tǒng)1傳動系統(tǒng)2送料構(gòu)件上模變速運動(題1).沖壓機構(gòu)及送料機構(gòu)設(shè)計機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計（題2）.專用機床的刀具進給機構(gòu)和工作臺轉(zhuǎn)位機構(gòu)設(shè)計設(shè)計四工位專用機床的刀具進給機構(gòu)和工作臺轉(zhuǎn)位機構(gòu)。工作臺有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個工作位置，工位Ⅰ是裝卸工件，Ⅱ是鉆孔，Ⅲ是擴孔，是鉸孔。主軸箱上裝有三把刀具，對應于工位Ⅱ的位置裝鉆頭，對應于工位Ⅲ的位置裝擴孔鉆，Ⅳ的位置裝鉸刀。刀具由專用電機帶動繞其自身的軸線轉(zhuǎn)動。主軸箱每向左移動送進一次，在四個工位上分別完成相應的裝卸工件、鉆孔、擴孔、鉸孔工作。當主軸箱右移（退回）到刀具離開工件后，工作臺回轉(zhuǎn)90，然后主軸箱再次左移，這時，對其中每一個工件來說，它進入了下一個工位的加工，依次循環(huán)四次，一個工件就完成裝、鉆、擴、鉸、卸等工序，由于主軸箱往復一次，在四個工位上同時進行工作，所以每次就有一個工件完成上述全部工作。要求工作臺做單項間歇運動，每次轉(zhuǎn)過90；主軸箱往復移動120mm，在工作行程中有快進和慢進兩段，回程為快退（急回行程）原動機傳動系統(tǒng)1傳動系統(tǒng)2工作臺間歇運動主軸箱往復移動機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計（題3）.推瓶機構(gòu)設(shè)計設(shè)計洗瓶機的推瓶機構(gòu)：要求推頭接近勻速推瓶，平穩(wěn)的接觸和脫離瓶子，然后推頭快速返回原位，準備第二個工作循環(huán)。原動機傳動系統(tǒng)1傳動系統(tǒng)2推頭M導輥轉(zhuǎn)動機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計（題5）.半自動平壓模切機機構(gòu)設(shè)計

工作臺4上方的1為雙列鏈傳動，鏈條上安裝了5個帶有夾緊片的走紙橫塊3，鏈條做間歇運動，每次停歇時，一個走紙橫塊剛好位于主動鏈輪2的最下方，這時，做往復運動的執(zhí)行構(gòu)件7會推動橫塊上的夾緊裝置，使夾緊片張開，將紙板8喂入并夾緊后，鏈條運動，將紙板送入上模5和下模6的中間，鏈條停歇，下模6向上運動，實現(xiàn)紙板的壓痕和切線，壓切完成后，鏈條運動，走到某一位置時夾緊片張開，紙板收回，至此完成一個工作循環(huán)。原動機傳動系統(tǒng)1傳動系統(tǒng)2鏈輪間歇轉(zhuǎn)動構(gòu)件7的運動傳動系統(tǒng)3下模6的運動機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計（題6）.印刷機蘸油機構(gòu)設(shè)計原動件1經(jīng)適當?shù)臋C械傳動系統(tǒng)將運動傳給構(gòu)件4，并帶動蘸油輥5做上下往復運動。蘸油輥5在上極限位置停留時與供油輥2接觸，并由供油輥2帶動（靠摩擦）蘸油輥5繞C點互作純滾動，于是油盒3中的油墨傳到蘸油輥5上；蘸油輥5在下極限位置停留時與水平運動的墨板6接觸，將油墨傳給墨板6，與此同時，主動軸1經(jīng)適當傳動機構(gòu)將運動傳給與油盒3的斜面相接觸的供油輥2的間歇運動，將油盒3中的油墨帶出。要求蘸油輥5為間歇擺動，運動規(guī)律為等加速等減速，供油輥2的運動為單向間歇轉(zhuǎn)動，墨板6往復直線運動。原動機傳動系統(tǒng)1傳動系統(tǒng)2構(gòu)件2間歇轉(zhuǎn)動構(gòu)件4間歇擺動傳動系統(tǒng)3墨板6的運動機械原理第13章機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(題7).榫槽成型半自動切削機設(shè)計原動件6通過適當?shù)膫鲃訖C構(gòu)使推桿4作往復直線運動，工件1在推桿4的推動下，通過固定的榫槽刀的切削，在全長L1上開出榫槽。在推桿推動工件1之前，由同一原動件的帶動下，工件被壓緊，由端面切刀3先將工件1的右端面切平。推桿4推動工件切削榫槽時要求工件作近似等速運動。在推桿推動工件之前必須完成工件右端面的切削。原動機傳動系統(tǒng)1傳動系統(tǒng)2推桿4的運動壓緊機構(gòu)運動傳動系統(tǒng)3切刀3間歇運動機械原理第13章機械