機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)

第二十八章機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)§28.1機(jī)械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)一、概述二、機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的基本原則與基本法規(guī)三、總體參數(shù)及其確定一、概述（一）現(xiàn)代機(jī)械系統(tǒng)的概念和功能（二）機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的重要性（三）機(jī)械總體方案設(shè)計(jì)的任務(wù)和內(nèi)容（四）機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的類型（五）機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的特點(diǎn)機(jī)械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)（一）現(xiàn)代機(jī)械系統(tǒng)的概念和功能

機(jī)械系統(tǒng)的概念

由計(jì)算機(jī)與信息網(wǎng)絡(luò)控制的、用于完成包括機(jī)械力、運(yùn)動(dòng)和能量流等動(dòng)力學(xué)任務(wù)的機(jī)械和（或）機(jī)電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)。機(jī)械系統(tǒng)的功能

現(xiàn)代機(jī)械的總功能是對(duì)輸入的物質(zhì)、能量和信息進(jìn)行預(yù)定的變換（加工、處理）、傳遞（移動(dòng)、輸送）和保存（保存、存儲(chǔ)、記錄)。

機(jī)械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)的功能主動(dòng)能動(dòng)力功能控制功能結(jié)構(gòu)功能機(jī)械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)（二）機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的重要性機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程的四個(gè)階段初始規(guī)劃設(shè)計(jì)階段總體方案設(shè)計(jì)階段結(jié)構(gòu)技術(shù)設(shè)計(jì)階段生產(chǎn)施工設(shè)計(jì)階段機(jī)械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)（三）機(jī)械總體方案設(shè)計(jì)的任務(wù)和內(nèi)容任務(wù)機(jī)械總體方案設(shè)計(jì)需要完成整體方案示意圖、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡圖、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖和方案設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。其中，包括了總體布局、主要技術(shù)參數(shù)的確定和方案評(píng)價(jià)與決策。

內(nèi)容機(jī)械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)（四）機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的類型開發(fā)性設(shè)計(jì)變型設(shè)計(jì)適應(yīng)性設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)（五）機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的特點(diǎn)1．協(xié)調(diào)性

2．相關(guān)性

3．內(nèi)外結(jié)合性

機(jī)械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)二、機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的基本原則和基本法規(guī)（一）基本原則（二）基本法規(guī)機(jī)械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)（一）基本原則1．需求原則

2．效益原則

3．信息原則

4．系統(tǒng)原則

5．創(chuàng)新原則

6．繼承原則

7．優(yōu)化的原則

8．簡化的原則

9．理論與實(shí)踐相結(jié)合的原則

10．工程的原則

11．廣義的原則

12．快速的原則

機(jī)械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)（二）基本法規(guī)1．標(biāo)準(zhǔn)化

2．政策與法令

機(jī)械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)三、總體參數(shù)及其確定1.生產(chǎn)率

2.精度3.速度參數(shù)

4．動(dòng)力參數(shù)

5．尺寸和重量參數(shù)

6.效率和壽命

機(jī)械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)§28.2執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理和運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)

一、執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理方案設(shè)計(jì)二、執(zhí)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)一、執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理方案設(shè)計(jì)（一）功能原理方案設(shè)計(jì)的任務(wù)（二）功能原理方案設(shè)計(jì)的特點(diǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理和運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)（一）功能原理方案設(shè)計(jì)任務(wù)針對(duì)某一確定的功能要求，去尋求某些物理效應(yīng)并借助一些作用原理來求得實(shí)現(xiàn)該功能目標(biāo)的解法原理。常用的功能原理如摩擦傳動(dòng)原理、機(jī)械推拉原理、材料變形原理、電磁傳動(dòng)原理、流體傳動(dòng)原理、光電原理等。

執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理和運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)（二）功能原理方案設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

1．在功能原理方案設(shè)計(jì)中常常會(huì)引入某種新技術(shù)、新工藝、新材料，它首先要求設(shè)計(jì)者要有新想法、新構(gòu)思。

2．功能原理方案設(shè)計(jì)是否合理將對(duì)產(chǎn)品的成敗起決定性的作用，它從質(zhì)的方面決定了機(jī)械的設(shè)計(jì)水平和綜合性能狀況。設(shè)計(jì)人員應(yīng)給予高度重視。

執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理和運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)二、執(zhí)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)

（一）運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)的任務(wù)及重要性

（二）運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)的方法和注意事項(xiàng)

（二）繞運(yùn)動(dòng)規(guī)蓋律設(shè)計(jì)虛的方法襖和注意鎮(zhèn)事項(xiàng)同一種大功能要戚求可以曠采用不毛同的工像作原理潛來實(shí)現(xiàn)色，而同即一種工賤作原理瓦，又可剝以采用循不同的良運(yùn)動(dòng)規(guī)永律得到刮不同的紛運(yùn)動(dòng)方段案。圖28怨-3沉三種權(quán)不同的最從地下租取液體藝的運(yùn)動(dòng)厲規(guī)律方吵案a）往顛復(fù)移動(dòng)碗改變?nèi)莅蚍e蟲b）往變復(fù)擺動(dòng)免改變?nèi)萸蠓e飲c）旋場轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)凍改變?nèi)葙r積（二）直運(yùn)動(dòng)規(guī)妹律設(shè)計(jì)別的方法簡和注意侮事項(xiàng)圖28-閑4四碼種不同的垃加工內(nèi)孔溫的運(yùn)動(dòng)規(guī)盞律方案a）車眾床方案煮b）鏜昆床方案急c）鉆溪床方案隙d）拉睬床方案§28委.3執(zhí)行系婆統(tǒng)的型璃式設(shè)計(jì)晴和協(xié)調(diào)跪設(shè)計(jì)一、執(zhí)地行機(jī)構(gòu)瀉的型式醋設(shè)計(jì)二、執(zhí)尼行機(jī)構(gòu)脫的協(xié)調(diào)帥設(shè)計(jì)一、執(zhí)箭行機(jī)構(gòu)轎的型式駕設(shè)計(jì)（一）執(zhí)述行機(jī)構(gòu)型序式設(shè)計(jì)的黎基本原則（二）執(zhí)糾行機(jī)構(gòu)型搭式設(shè)計(jì)的頓方法執(zhí)行系統(tǒng)云的型式設(shè)挖計(jì)和協(xié)調(diào)忠設(shè)計(jì)（一）執(zhí)愉行機(jī)構(gòu)型兔式設(shè)計(jì)的晶基本原則1．滿全足執(zhí)行蝦機(jī)構(gòu)運(yùn)賓動(dòng)規(guī)律夢的要求2．結(jié)構(gòu)偏簡單，運(yùn)燃動(dòng)鏈短3．使悶執(zhí)行系膜統(tǒng)有盡鞠可能好盒的動(dòng)力慣性能4．充分籌考慮動(dòng)力舉源的形式5．使嚷機(jī)械操軌作方便看，調(diào)整廊容易，看安全可由靠圖28-網(wǎng)5可生零成直線軌梳跡的兩種搬機(jī)構(gòu)a）產(chǎn)尋生近似男直線軌效跡的簡絲式單機(jī)構(gòu)截b尖）產(chǎn)生忽精確直設(shè)線軌跡漸的復(fù)雜堤機(jī)構(gòu)（二）華執(zhí)行機(jī)旬構(gòu)型式以設(shè)計(jì)的委方法1．機(jī)構(gòu)經(jīng)的選型2．機(jī)構(gòu)亂的構(gòu)型執(zhí)行系額統(tǒng)的型苗式設(shè)計(jì)艇和協(xié)調(diào)都設(shè)計(jì)圖28-嗎7通過首機(jī)架變換雹由齒輪機(jī)顛構(gòu)得到行洋星輪系a）外妄嚙合齒薯輪機(jī)構(gòu)囑轉(zhuǎn)化為宵行星輪評(píng)系排b）內(nèi)老嚙合齒賺輪機(jī)構(gòu)毀轉(zhuǎn)化為焰行星輪飄系圖28捧-8靠用三個(gè)晚轉(zhuǎn)動(dòng)副陡代替一裂個(gè)球面路副a）球面檔副S留b）用三她個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副炎代替一個(gè)晨球面副緣瑞c）代伏替后的的薦實(shí)例-單登萬向聯(lián)軸湊節(jié)圖28艱-9享有停歇核的擺動(dòng)世導(dǎo)桿機(jī)雀構(gòu)圖28-域10應(yīng)體用擴(kuò)展法陽增大急回?fù)芴匦院瓦\(yùn)荷動(dòng)行程二、執(zhí)行墊系統(tǒng)的協(xié)竊調(diào)設(shè)計(jì)（一）牽執(zhí)行系搬統(tǒng)協(xié)調(diào)膠設(shè)計(jì)的決原則（二）丙執(zhí)行系憑統(tǒng)協(xié)調(diào)燈設(shè)計(jì)的先方法和洪步驟（三）旬運(yùn)動(dòng)循預(yù)環(huán)圖（四）舉暑例執(zhí)行系史統(tǒng)的型沾式設(shè)計(jì)慣和協(xié)調(diào)窮設(shè)計(jì)（一）扇執(zhí)行系奔統(tǒng)協(xié)調(diào)辟設(shè)計(jì)的嶼原則1．滿矩足工藝針過程動(dòng)挺作先后俗順序的艙要求2．滿親足執(zhí)行棍系統(tǒng)循溝環(huán)工作阻的要求3．滿足悉各執(zhí)行機(jī)使構(gòu)操作上什的協(xié)調(diào)性纏要求4．滿足借各執(zhí)行機(jī)鬧構(gòu)位置上買的協(xié)調(diào)性增要求5．滿控足提高占生產(chǎn)率寸的要求6．滿崇足能量朋協(xié)調(diào)和箱提高效半率的要星求（二）執(zhí)付行系統(tǒng)協(xié)白調(diào)設(shè)計(jì)的蓋方法和步著驟執(zhí)行系統(tǒng)悔協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)猴的步驟一掏般為1．確定齊機(jī)械工作成循環(huán)的周杏期2．確呢定各執(zhí)喜行構(gòu)件槐在一個(gè)敬運(yùn)動(dòng)循性環(huán)中的捆各個(gè)行驗(yàn)程段及削其所需助的時(shí)間3．確銀定各個(gè)佛執(zhí)行構(gòu)妹件動(dòng)作銷間的協(xié)障調(diào)配合鉤關(guān)系執(zhí)行系義統(tǒng)的型叫式設(shè)計(jì)敬和協(xié)調(diào)注設(shè)計(jì)（三）運(yùn)德動(dòng)循環(huán)圖1.運(yùn)預(yù)動(dòng)循環(huán)撕圖的概串念2．運(yùn)動(dòng)次循環(huán)圖的粉形式執(zhí)行系統(tǒng)咸的型式設(shè)各計(jì)和協(xié)調(diào)肯設(shè)計(jì)1.運(yùn)意動(dòng)循環(huán)總圖的概估念用來描爺述各執(zhí)悔行構(gòu)件奧運(yùn)動(dòng)間早相互協(xié)莊調(diào)配合蔽的圖稱類為機(jī)械剖的運(yùn)動(dòng)循環(huán)哈圖。它是機(jī)械紹協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)大的重要技蘿術(shù)文件。若有分留配軸，柜運(yùn)動(dòng)循跑環(huán)圖常悉以分配盲軸的轉(zhuǎn)杜角為坐醫(yī)標(biāo)來編提制；若然沒有分逢配軸，授常選取接執(zhí)行系腥統(tǒng)中某蜂一主要城的執(zhí)行企構(gòu)件為紋參考件鍛。取具慣有代表印性的特麥征位置莫作為起顆始位置藝，如以始生產(chǎn)工豬藝的起喊始點(diǎn)作銀為運(yùn)動(dòng)屆循環(huán)的不起點(diǎn)，們由此來吸確定其壁它執(zhí)行袍構(gòu)件的驅(qū)運(yùn)動(dòng)相稈對(duì)于該違主要執(zhí)跟行構(gòu)件羽的先后悄次序和莖配合關(guān)姨系。執(zhí)行系洗統(tǒng)的型劫式設(shè)計(jì)毯和協(xié)調(diào)進(jìn)設(shè)計(jì)圖28-腹11簡斬易平板印剖刷機(jī)的運(yùn)呈動(dòng)循環(huán)圖a)直去線式運(yùn)糞動(dòng)循環(huán)耳圖茶b）攏圓周式發(fā)運(yùn)動(dòng)循迷環(huán)圖肆c）講直角坐碗標(biāo)式運(yùn)櫻動(dòng)循環(huán)墊圖2．運(yùn)動(dòng)暑循環(huán)圖的森形式（1）遭直線式鎖運(yùn)動(dòng)循且環(huán)圖（2）圓醫(yī)周式運(yùn)動(dòng)俗循環(huán)圖（3）欲直角坐墊標(biāo)式運(yùn)仿動(dòng)循環(huán)掀圖（4）運(yùn)野動(dòng)循環(huán)圖潑三種形式句間的關(guān)系執(zhí)行系店統(tǒng)的型淡式設(shè)計(jì)術(shù)和協(xié)調(diào)拋設(shè)計(jì)（四）舉頓例1．各執(zhí)銜行機(jī)構(gòu)的倍型式和行惹程2．運(yùn)情動(dòng)循環(huán)犬圖的設(shè)但計(jì)執(zhí)行系抵統(tǒng)的型河式設(shè)計(jì)毯和協(xié)調(diào)猴設(shè)計(jì)圖28巨-12奶自動(dòng)拼電阻壓姿帽機(jī)的們機(jī)械運(yùn)畝動(dòng)示意奔圖圖28探-13憤執(zhí)行祖系統(tǒng)的篇初步運(yùn)欺動(dòng)循環(huán)以圖圖28-零14執(zhí)士行系統(tǒng)第娃一次修改點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)劍循環(huán)圖圖28-破15滿片足要求的峽執(zhí)行系統(tǒng)落的運(yùn)動(dòng)循蓬環(huán)圖§28.龜4基于功能芝分析的執(zhí)自行系統(tǒng)的帆方案設(shè)計(jì)一、功能分析二、基于功能酒分析的執(zhí)漢行系統(tǒng)運(yùn)局動(dòng)方案的營系統(tǒng)解一、功能分析（一）池總功能（二）功舟能分解與滲功能結(jié)構(gòu)（三）功福能元（四）描功能元抓求解基于功能紗分析的執(zhí)美行系統(tǒng)的敏方案設(shè)計(jì)（一）看總功能總功能是聞機(jī)械執(zhí)行脈系統(tǒng)要完俘成的總?cè)伪畡?wù)。對(duì)總功亡能的描榆述要語效言簡潔唐、合理芒抽象、窩抓住本備質(zhì)?；诠γ寄芊治龈暗膱?zhí)行皂系統(tǒng)的太方案設(shè)耍計(jì)（二）曾功能分薯解與功隙能結(jié)構(gòu)功能元功能結(jié)左構(gòu)功能樹基于功能養(yǎng)分析的執(zhí)漸行系統(tǒng)的勞方案設(shè)計(jì)圖28-悄16樹形功位能結(jié)構(gòu)（三）功頑能元物理功銜能元邏輯功從能元數(shù)學(xué)功能田元基于功能駛分析的執(zhí)郊行系統(tǒng)的軍方案設(shè)計(jì)（四）弱功能元穴求解為了便撤于應(yīng)用伯，常將旁某些功峽能元的蘭解用“血解法目絡(luò)錄”的閑形式列謠出來，籃它是功杠能元的搖已知解攏或經(jīng)過卵考驗(yàn)的登解的匯什編。解窯法目錄扶中的解尋稱為解譜?？煽焖偻驳馗鶕?jù)似設(shè)計(jì)任陡務(wù)的要際求來檢夜索目錄龜中匯編探的解；匯編入盡的解譜車要盡量農(nóng)充分、困完備，嘗至少是刷可以補(bǔ)醬全的；盡可能識(shí)完全獨(dú)蝦立于部癥門或工傭廠，以價(jià)使其廣袖泛可用葉；既可用膽于傳統(tǒng)良的設(shè)計(jì)諷過程，作也可以蹤蝶用于采突用計(jì)算歷機(jī)的設(shè)錦計(jì)?；诠Ρ赌芊治鰸M的執(zhí)行境系統(tǒng)的定方案設(shè)看計(jì)二、基于功能驅(qū)分析的執(zhí)釘行系統(tǒng)運(yùn)乳動(dòng)方案的極系統(tǒng)解（一）紐奉功能元槍解組合競成系統(tǒng)孕解的注皆意事項(xiàng)（二）證功能元棗解矩陣基于功能泉分析的執(zhí)攝行系統(tǒng)的令方案設(shè)計(jì)三、舉例1．總功能2．功能分仿解3．執(zhí)行抬系統(tǒng)的旦功能元詳求解4．求邊運(yùn)動(dòng)方海案的系吹統(tǒng)解的情數(shù)目基于功劇能分析藏的執(zhí)行購系統(tǒng)的焰方案設(shè)芝計(jì)圖28-詞21自動(dòng)憤電阻壓帽治機(jī)的功能局分解§28.嚷5方案評(píng)鏈價(jià)與決歸策一、方嫂案評(píng)價(jià)重的必要鳳性二、機(jī)械警系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)貴方案設(shè)計(jì)益的評(píng)價(jià)指構(gòu)標(biāo)和評(píng)價(jià)流體系三．機(jī)械佩系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)緊方案評(píng)價(jià)姐方法簡介四、評(píng)敵價(jià)結(jié)果短的處理一、方案肺評(píng)價(jià)的必塘要性機(jī)械系統(tǒng)曉方案設(shè)計(jì)勵(lì)的最終目育標(biāo)，是要填尋求一種丙既能實(shí)現(xiàn)纏預(yù)期功能魔要求、又渣性能優(yōu)良格、價(jià)格低瘦廉的最佳竭方案；進(jìn)行執(zhí)烏行系統(tǒng)柿的運(yùn)動(dòng)例方案設(shè)洞計(jì)時(shí)，綁無論是梅用基于從功能原扶理的方弦法，還自是用基輝于功能做分析的溜方法，齊都可以跨得到許縮慧多種設(shè)糞計(jì)方案丑，即機(jī)區(qū)械系統(tǒng)浸的運(yùn)動(dòng)郵方案設(shè)洗計(jì)是一諒個(gè)多解問愁題。機(jī)械系善統(tǒng)方案啄設(shè)計(jì)的爛過程，落就是一伴個(gè)先通杜過分析鬼、綜合湊，使待參選方案描的數(shù)目舉由少變醒多，再謠經(jīng)過評(píng)塊價(jià)、決藥策，使奸待選方鍵案的數(shù)輪目由多蜘變少，個(gè)最后獲填得最佳方案的過程啊。方案評(píng)價(jià)僵與決策二、機(jī)械牲系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)櫻方案設(shè)計(jì)鞋的評(píng)價(jià)指誓標(biāo)和評(píng)價(jià)懇體系（一）評(píng)艙價(jià)指標(biāo)（二）批評(píng)價(jià)體詳系方案評(píng)價(jià)蔑與決策（一）請(qǐng)?jiān)u價(jià)指聚標(biāo)1．功犧能性2．經(jīng)濟(jì)格性3．安全困性4．可操銹作性5．舒適費(fèi)性方案評(píng)價(jià)遣與決策（二）評(píng)醬價(jià)體系性能指標(biāo)及代號(hào)具體內(nèi)容及代號(hào)分?jǐn)?shù)備注機(jī)構(gòu)的功能U1u1運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)現(xiàn)u2傳動(dòng)精度的高低55以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)為主時(shí)，可乘加權(quán)系數(shù)2

機(jī)構(gòu)工作性能U2u3應(yīng)用范圍u4可調(diào)性u(píng)5運(yùn)轉(zhuǎn)速度u6承載能力5555受力較大時(shí)，u5和u6可乘加權(quán)系數(shù)1.5

機(jī)構(gòu)動(dòng)力性能U3u7加速度的峰值u8噪音u9耐磨性u(píng)10最小傳動(dòng)角的大小5555加速度較大時(shí)，可乘加權(quán)系數(shù)1.5

經(jīng)濟(jì)性U4u11制造難易u(yù)12材料的價(jià)格與消耗u13調(diào)整方便性u(píng)14能耗的大小5555

結(jié)構(gòu)的緊湊性U5u15尺寸大小u16重量大小u17結(jié)構(gòu)復(fù)雜性5 55

系統(tǒng)協(xié)調(diào)性U6u18空間同步性u(píng)19時(shí)間同步性u(píng)20操作協(xié)同性和可靠性555

方案評(píng)陡價(jià)與決頂策圖28-翼22系厚統(tǒng)工程評(píng)墨價(jià)法的評(píng)桑價(jià)步驟三．機(jī)