第二章機(jī)器的組成及典型機(jī)器的功能分析

一、機(jī)器的定義三、機(jī)器的分類二、機(jī)器的組成四、典型機(jī)器的功能分析第二章機(jī)器的組成及典型機(jī)器的功能分析

機(jī)器：由兩個或兩個以上相互聯(lián)系配合的構(gòu)件所組成的聯(lián)合體，通過其中某些構(gòu)件的限定的相對運(yùn)動，能將原動力和運(yùn)動轉(zhuǎn)變，以執(zhí)行人們預(yù)期的工作，在人或其他智能體的操作和控制下，實(shí)現(xiàn)為之設(shè)計(jì)的某種或幾種功能。

第一節(jié)機(jī)器的定義機(jī)械的組成及特征兩個機(jī)器實(shí)例：1.內(nèi)燃機(jī)功用：內(nèi)燃機(jī)是將燃?xì)馊紵龝r(shí)的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器

組成：見右圖氣缸體1活塞2進(jìn)氣閥3排氣閥4連桿5曲軸6凸輪7頂桿8齒輪92.顎式破碎機(jī)功用：壓碎物料組成：見右圖大帶輪4電動機(jī)1V帶3小帶輪2軸板7定顎板8動顎板6偏心軸5電動機(jī)帶傳動偏心軸轉(zhuǎn)動

動顎板擺動，與定顎板一起壓碎物料工作過程：(1)動力系統(tǒng)提供動力、實(shí)施能量轉(zhuǎn)換如：水輪機(jī)電動機(jī)機(jī)械能水能(自然界能源)電能(二次能源)(2)傳動系統(tǒng)將動力機(jī)的動力和運(yùn)動傳遞給執(zhí)行系統(tǒng)的中間裝置功能：減速變速傳遞動力改變運(yùn)動規(guī)律多驅(qū)動(3)執(zhí)行系統(tǒng)直接完成預(yù)定任務(wù)的裝置(4)操縱及控制系統(tǒng)使各部分協(xié)調(diào)動作(5)輔助裝置如冷卻、潤滑、記數(shù)、照明機(jī)械能

機(jī)器：既能實(shí)現(xiàn)確定的機(jī)械運(yùn)動，又能做有用的機(jī)械功，或者能傳遞或轉(zhuǎn)換能量、物料、信息等。如半自動鉆床——實(shí)現(xiàn)確定的機(jī)械運(yùn)動，又作有用的機(jī)械功內(nèi)燃機(jī)——轉(zhuǎn)換能量

機(jī)械手——傳遞物料照相機(jī)——傳遞信息

機(jī)構(gòu)：僅能傳遞或轉(zhuǎn)換運(yùn)動。如齒輪機(jī)構(gòu)——傳遞運(yùn)動凸輪機(jī)構(gòu)——轉(zhuǎn)換運(yùn)動

機(jī)械：是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱。

構(gòu)件：組成機(jī)械的各個相對運(yùn)動的單元。

零件：機(jī)械中不可拆的制造單元體。

單一零件——曲軸多個零件的剛性組合——連桿構(gòu)件是機(jī)械中運(yùn)動的單元體，零件是機(jī)械中制造的單元體。機(jī)器的組成

1、機(jī)構(gòu)學(xué)角度——各種基本機(jī)構(gòu)，F(xiàn)=原動件數(shù)且≧02、結(jié)構(gòu)學(xué)角度——一系列基本構(gòu)件，如機(jī)架、箱體、齒輪等等

3、從主要部件——如汽車由底盤、發(fā)動機(jī)、車身三大部分組成；如車床由床身、三箱（主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱）、兩架（刀架、尾座）及床腿組成

第二節(jié)機(jī)器的組成從功能的角度看機(jī)器的組成

分功能系統(tǒng)1

┆

工作機(jī)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)器（總功能）分功能系統(tǒng)i傳動機(jī)

┆原動機(jī)

控制器

分功能系統(tǒng)n車床（利用移動刀具對旋轉(zhuǎn)工件進(jìn)行切削）工件旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)刀具進(jìn)給系統(tǒng)電動機(jī)（傳動機(jī)）主軸工作頭

加工機(jī)械

食品機(jī)械

工藝類機(jī)器紡織機(jī)械

印刷機(jī)械

┆

機(jī)器（從功能的觀點(diǎn)）動力機(jī)械起重運(yùn)輸機(jī)械精密機(jī)械非工藝類機(jī)器醫(yī)療機(jī)械通用機(jī)械

┆對物料進(jìn)行工藝性加工，這類機(jī)器具有專用的工作頭（如刀具）并進(jìn)行獨(dú)特的工藝加工動作不對任何物料進(jìn)行工藝性加工而只是實(shí)現(xiàn)某些特殊的動作性功能第三節(jié)、機(jī)器的分類

家用縫紉機(jī)是一種典型的工藝類機(jī)器，它的功能原理取決于實(shí)現(xiàn)縫紉機(jī)功能的工藝方式。1、采用了針尖引線代替了針尾引線

2、采用了雙線互鎖交織以代替線的反復(fù)穿刺第四節(jié)典型機(jī)器的功能分析手工跡線與縫紉跡線對比普通家用縫紉機(jī)是上下兩根縫線互相交織，交織點(diǎn)位于縫料中間所形成的鎖式線跡縫紉機(jī)工藝工作原理1機(jī)針穿刺引料——需克服縫料阻力，又要防止縫料損傷，應(yīng)減小針尖直徑和采用足夠小的針尖面2將面線引過縫料——機(jī)針下降時(shí)將挑線桿從線團(tuán)上引出的面線帶過縫料3形成線環(huán)——在機(jī)針上升時(shí)，在引出槽的一邊，面線與縫料相互擠壓發(fā)生摩擦，不能上升，被機(jī)針孔的下壁托起而形成線環(huán)4擺梭尖嘴鉤住線環(huán)——擺梭尖嘴應(yīng)適時(shí)的穿入線環(huán)，使線環(huán)繞過藏有底線的梭心套，底線和面線相互交織5線跡的抽緊——將被擺梭擴(kuò)大線環(huán)后多余的面線從縫料中抽取6機(jī)針相對縫料的移動——在形成一個線跡后，縫料應(yīng)相對于機(jī)針移動一個線跡距離縫紉機(jī)功能分析主要功能1引面線造環(huán)功能2鉤面線擴(kuò)環(huán)，使底面線交織功能3供給和收回面線的功能4輸送縫料的功能輔助功能控制功能

1引面線造環(huán)功能

2鉤面線擴(kuò)環(huán)，使底面線交織功能

3供給和收回面線的功能凸輪挑線機(jī)構(gòu)和連桿挑線機(jī)構(gòu)，前者高速時(shí)容易磨損，聲響較大，但結(jié)構(gòu)簡單容易制造；后者運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)聲響輕，耐用，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜

4輸送縫料的功能靠送布牙擠壓推送縫料來實(shí)現(xiàn)連桿或凸輪機(jī)構(gòu)只能近似的實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動規(guī)律縫紉機(jī)輔助功能為支持和保證主功能的實(shí)現(xiàn)，需配置一些輔助功能：

1調(diào)節(jié)面線和底線的阻尼

2調(diào)節(jié)壓腳壓緊力

3調(diào)節(jié)送布針距

4繞底線的功能1調(diào)節(jié)面線和底線的阻尼功能面線和底線的松緊應(yīng)能使鎖式線跡的交接點(diǎn)結(jié)合在縫料中間面線松緊靠旋動夾面線螺母實(shí)現(xiàn)底線松緊靠擰動壓緊底線的螺紋來實(shí)現(xiàn)2調(diào)節(jié)壓腳壓緊力功能壓緊力過大會使縫料皺縮和損傷，過小又會出現(xiàn)送料呆滯，和溜滑現(xiàn)象.靠調(diào)節(jié)壓腳壓力螺紋來實(shí)現(xiàn)3調(diào)節(jié)送布針距功能送布針距線影響跡密度，過密會增加縫紉牢度，但影響縫料強(qiáng)度；送布牙送料距離調(diào)節(jié)鈕決定4繞底線功能把梭心裝到繞線軸上，由高速轉(zhuǎn)動的手輪使上摩擦輪帶動繞線軸旋轉(zhuǎn)而使梭心纏繞底線控制功能現(xiàn)代機(jī)器控制功能：機(jī)械控制，人機(jī)控制和電子控制功能機(jī)械控制功能：縫紉機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)時(shí)序分配主要由凸輪和連桿機(jī)構(gòu)的工作相位來配合實(shí)現(xiàn)人機(jī)控制功能：通過人機(jī)接口來實(shí)現(xiàn)：①腳踏板，輸入動力和控制速度的接口②手輪，人手控制啟動的接口③機(jī)針前方布面，時(shí)人手扶持布料引導(dǎo)針跡的接口④縫針工作區(qū)，人眼獲得信息的接口電子控制功能：電腦多功能縫紉機(jī)，由于整個縫紉機(jī)本身由電腦芯片控制，線跡的寬窄度、疏密度、壓腳壓力及線跡微型調(diào)控都可以進(jìn)行更改，使得縫紉機(jī)對縫紉介質(zhì)的適應(yīng)能力大大增強(qiáng)

功能分解可表示為樹狀的功能結(jié)構(gòu)，稱為功能樹。家用縫紉機(jī)的總功能是縫制衣物。要用多個分功能才能綜合實(shí)現(xiàn)其總功能，具體分解如下：典型機(jī)器功能分析－計(jì)算機(jī)針式打印機(jī)采用電信號控制，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，使打印鋼針擊打色帶并在紙上打印出由點(diǎn)陣組成的字符圖形計(jì)算機(jī)針式打印機(jī)工作原理為實(shí)現(xiàn)打印，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)以下功能：主要功能：打印頭打印打印頭移動走紙換行功能輔助功能：色帶均勻移動功能紙張壓緊及調(diào)整功能紙寬調(diào)整功能打印頭位置調(diào)整功能控制功能計(jì)算機(jī)針式打印機(jī)功能實(shí)現(xiàn)主要功能－打印頭打印功能系統(tǒng)打印頭由24根打印針及銜鐵組成，按奇偶數(shù)排列成兩列，這樣使得上下相鄰的點(diǎn)能相互覆蓋。在不打印時(shí)，打印頭里的永久磁鐵吸住片簧，當(dāng)打印邏輯電路發(fā)出打印信號，通過驅(qū)動電路送到打印頭線圈產(chǎn)生一個與永久磁鐵磁場方向相反的磁場，抵消永久磁鐵對片簧的吸引，與片焊接的銜鐵就被彈出使打印針實(shí)現(xiàn)打印動作主要功能－打印頭移動功能系統(tǒng)當(dāng)直流伺服電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過齒輪傳動及同步齒形帶傳動使打印頭架沿圓形導(dǎo)軌往復(fù)移動碼盤，放在光電傳感器之間，檢測打印頭架的位置，并通過微機(jī)處理進(jìn)行閉環(huán)控制，使字頭打印時(shí)間和伺服電動機(jī)停止時(shí)間相配合，完成字符打印主要功能－走紙換行功能系統(tǒng)由步進(jìn)電動機(jī)，齒輪機(jī)構(gòu),走紙滾壓紙滾，打印字輥鏈?zhǔn)綘恳鹘M成當(dāng)電動機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí)，打印字輥順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，同時(shí)使鏈?zhǔn)綘恳鞯逆溳喣鏁r(shí)針轉(zhuǎn)動，從而使紙向前轉(zhuǎn)動。當(dāng)單頁紙時(shí)，紙不經(jīng)鏈?zhǔn)綘恳?，直接卷入打印字輥，靠摩擦力帶動走紙?dāng)連續(xù)紙時(shí)，通過鏈?zhǔn)綘恳骱痛蛴∽州仯瑫r(shí)使走紙輥松開。主要功能－走紙換行功能系統(tǒng)輔助功能－色帶均勻移動功能1要求：色帶在打印頭正反向移動時(shí)，都應(yīng)單項(xiàng)移動，以使色帶在整個長度上均勻使用。2工作原理：色帶裝在色帶盒內(nèi)，由色帶驅(qū)動軸帶動單向移動，當(dāng)打印頭架帶動色帶盒往復(fù)移動時(shí)，與色帶盒相連的從動輪與固定齒條嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)。從動齒輪帶動色帶驅(qū)動軸的上齒輪正方向轉(zhuǎn)動，同時(shí)也可以帶動下介輪使色帶驅(qū)動軸的下齒輪反方向轉(zhuǎn)動，利用超越離合器，可是實(shí)現(xiàn)色帶驅(qū)動軸的單項(xiàng)旋轉(zhuǎn)輔助功能－壓緊及調(diào)整功能由壓緊杠桿、扇形齒輪、壓緊凸輪、彈簧支承及走紙滾組成輔助功能－打印頭位置調(diào)整功能對于不同厚度的打印紙及