《機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì).ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì).ppt（22頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第十三章 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案及創(chuàng)新設(shè)計(jì),13-1 機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程 1. 機(jī)械總體方案設(shè)計(jì) 2. 機(jī)械的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 3. 機(jī)械的動(dòng)力設(shè)計(jì) 4. 機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),一、機(jī)構(gòu)選型,選型分為選出與選定。 1. 選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)的類(lèi)型 a. 首先應(yīng)滿足執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)形式要求，另外還應(yīng)保證機(jī)械的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，便于制造與安裝； b. 具有足夠的強(qiáng)度和工作壽命，工作安全可靠； c. 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的動(dòng)作與運(yùn)動(dòng)便于協(xié)調(diào)配合等。 首先根據(jù)已知的設(shè)計(jì)要求，按執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式及運(yùn)動(dòng)功能要求，先在基本機(jī)構(gòu)中進(jìn)行類(lèi)比選擇，當(dāng)基本機(jī)構(gòu)不能滿足運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力要求時(shí)，才考慮對(duì)基本機(jī)構(gòu)進(jìn)行組合、變異等方法形成新的機(jī)構(gòu)，或

2、選用組合機(jī)構(gòu)。有時(shí)很難找到滿足工作要求的現(xiàn)有機(jī)構(gòu)，這時(shí)要求改變機(jī)械的工作原理和工藝動(dòng)作，或創(chuàng)造新型機(jī)構(gòu)。,13-2機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì),二、機(jī)構(gòu)選型時(shí)應(yīng)注意原則,1） 按已擬定的工作原理進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型時(shí)，應(yīng)盡量滿足或接近運(yùn)動(dòng)形式要求； 2） 機(jī)構(gòu)選型時(shí)應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸適度、在整體布置上占的空間小，達(dá)到布局緊湊； 3） 機(jī)構(gòu)選型時(shí)要注意選擇那些加工制造簡(jiǎn)單、容易保證較高的配合精度的機(jī)構(gòu)； 4） 機(jī)構(gòu)選型時(shí)要保證在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有良好的動(dòng)力特性； 5） 機(jī)構(gòu)選型時(shí)應(yīng)考慮機(jī)械效率等問(wèn)題； 6） 機(jī)構(gòu)選型時(shí)還要考慮動(dòng)力源的形式。,三、機(jī)構(gòu)組合,機(jī)構(gòu)組合是指機(jī)構(gòu)選型的基礎(chǔ)上，根據(jù)使用要求或工藝

3、動(dòng)作要求，將幾個(gè)基本機(jī)構(gòu)按一定的原則或規(guī)律組合成一個(gè)復(fù)雜的、新的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。 在以下幾個(gè)方面常常需機(jī)構(gòu)組合： 1）機(jī)構(gòu)的工藝動(dòng)作較復(fù)雜 若采用簡(jiǎn)單的、單一的基本機(jī)構(gòu)無(wú)法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的工藝動(dòng)作，這種情況下減小機(jī)構(gòu)組合常采用并聯(lián)式、復(fù)合式或疊加式的組合方式，組合時(shí)應(yīng)注意各個(gè)子工藝動(dòng)作協(xié)調(diào)配合問(wèn)題。 2） 所選擇的機(jī)構(gòu)其運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性不好，但又無(wú)更好的機(jī)構(gòu)可選 這種情況下常用串聯(lián)組合方式來(lái)改善機(jī)構(gòu)的性能，如增程、增力，實(shí)現(xiàn)各種特殊運(yùn)動(dòng)要求等。 3）由于不具備某種動(dòng)力源，或受其它條件的限制，只有進(jìn)行機(jī)構(gòu)組合才能實(shí)現(xiàn)所要求的工藝動(dòng)作。,機(jī)構(gòu)的組合方式可劃分為以下四種：串聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合，并聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合

4、，復(fù)合式機(jī)構(gòu)組合，疊加式機(jī)構(gòu)組合。,串聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合是指若干個(gè)單自由度的基本機(jī)構(gòu)順序連接，每個(gè)前置機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件作為后一機(jī)構(gòu)的輸入件。,1. 串聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合,2. 并聯(lián)式組合機(jī)構(gòu), 一種是并聯(lián)時(shí)幾個(gè)機(jī)構(gòu)類(lèi)型相同、尺寸相同、且對(duì)稱(chēng)布置。 另一種是并聯(lián)的幾個(gè)機(jī)構(gòu)類(lèi)型、尺寸不一定相同，也不是對(duì)稱(chēng)布置，但須滿足一定時(shí)序要求，軌跡配合要求，運(yùn)動(dòng)形式配合要求，位置要求等。,并聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合是指又兩個(gè)或多個(gè)基本機(jī)構(gòu)并列布置的組合形式。,3. 復(fù)合式機(jī)構(gòu)組合, 如差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)，五連桿機(jī)構(gòu)，或引入空間運(yùn)動(dòng)副的可見(jiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)； 如單自由度的連桿機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)，齒輪機(jī)構(gòu)等。,一個(gè)兩（多）自由度作為基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)A，一

5、個(gè)（幾個(gè)）單自由度基本機(jī)構(gòu)B（這里指附加機(jī)構(gòu)）的輸出構(gòu)件接入基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)所構(gòu)成的并聯(lián)組合形式稱(chēng)為復(fù)合式機(jī)構(gòu)組合。,四、疊加式機(jī)構(gòu)組合,將一個(gè)機(jī)構(gòu)安裝在另一個(gè)機(jī)構(gòu)的某個(gè)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件上的組合形式稱(chēng)為疊加式機(jī)構(gòu)組合，其輸出運(yùn)動(dòng)是若干個(gè)機(jī)構(gòu)輸出運(yùn)動(dòng)的合成。, 各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系是相互獨(dú)立的，如各種機(jī)械手； 另一種則是各機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)動(dòng)有一定的影響，相互關(guān)聯(lián)，如搖頭電扇的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 疊加式機(jī)構(gòu)組合的主要功能是實(shí)現(xiàn)特定的輸出，完成復(fù)雜的工藝動(dòng)作。在此基礎(chǔ)上可以繼續(xù)疊加等一系列機(jī)構(gòu)。,1. 運(yùn)動(dòng)獨(dú)立式,2. 運(yùn)動(dòng)相關(guān)式,13-3 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì),一、設(shè)計(jì)任務(wù) 對(duì)象 設(shè)計(jì)一個(gè)以加工平面為主的金屬切削機(jī)床的機(jī)械傳

6、動(dòng)系統(tǒng)。 該機(jī)床的使用場(chǎng)合及應(yīng)滿足的精度如下： 該機(jī)器主要用于單件小批量生產(chǎn)場(chǎng)合，希望造價(jià)較低，工作可靠，使用和維修較簡(jiǎn)單； 機(jī)器具有一般的工作精度： 加工表面的平面度：89級(jí)精度 加工表面的垂直度：89級(jí)精度,二、機(jī)器工作原理的確定,選定機(jī)器工作原理的一般原則 不僅是一般性地滿足工作要求，必須從技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)出發(fā)，作細(xì)致的、科學(xué)的綜合分析與對(duì)比。 2. 機(jī)器工作原理的選定 加工工藝的選擇 用于金屬材料表面加工的工藝方法很多：鑄造、金屬切削加工、壓力加工、電蝕加工、光切割等。 2) 機(jī)器傳動(dòng)類(lèi)型的選擇 按動(dòng)作原理劃分的傳動(dòng)類(lèi)型 機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)、液力機(jī)械傳動(dòng)、電力機(jī)械傳

7、動(dòng)，以及其它復(fù)合傳動(dòng)等類(lèi)中選擇合用的傳動(dòng)類(lèi)型。, 按組成方式劃分的傳動(dòng)類(lèi)型的選擇,在同種傳動(dòng)類(lèi)型中，因機(jī)器執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)形式的不同，傳動(dòng)系統(tǒng)還可以分為不同的組成方式。不同的傳動(dòng)系統(tǒng)組成方式，可看成是機(jī)器工作原理在較小范圍之內(nèi)的差異。,三、機(jī)器傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定與主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選型,1. 機(jī)器傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定 起始端采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)； 末端有刨刀和夾持工件的工作臺(tái)兩個(gè)執(zhí)行部件； 刨刀作連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一個(gè)來(lái)回分為工作形成與空回行程兩個(gè)階段； 工件的移動(dòng)應(yīng)在刨刀空回行程的期限內(nèi)完成，故工件的進(jìn)給是作間歇運(yùn)動(dòng)； 刨刀與工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)在時(shí)間上有協(xié)調(diào)配合要求，且用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。, 在后部串聯(lián)一個(gè)能將

8、轉(zhuǎn)動(dòng)(或間歇轉(zhuǎn)動(dòng))變?yōu)橐苿?dòng)(或間歇移動(dòng))的基本機(jī)構(gòu)； 在前部串聯(lián)能減少間歇運(yùn)動(dòng)沖擊又容易獲得任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律的高副機(jī)構(gòu)； w= w 。,高副機(jī)構(gòu)（輸入角速度w1，輸出線速度w3） 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（輸入角速度w3 ，輸出線速度w3 ） 轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）移動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)（輸入角速度w3，輸出線速度V3）,2. 主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選型及分析,選型原則概述 機(jī)構(gòu)功能的優(yōu)劣(機(jī)構(gòu)行程能否達(dá)到要求?空間尺寸是否合適?能否滿足運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求?傳力特性如何?動(dòng)力性能慣性力平衡、沖擊振動(dòng)、噪聲)，運(yùn)動(dòng)精度能否民族要求？ 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的合理性； 機(jī)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性； 機(jī)構(gòu)的實(shí)用性。 2) 按上述原則對(duì)刨床主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)作如下評(píng)選 第一次篩選選出能夠

9、實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 第二次篩選選出具有急回運(yùn)動(dòng)特性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 第三次篩選選出選出運(yùn)動(dòng)特性與傳力特性等綜合性能優(yōu)良的機(jī)構(gòu),1-電機(jī)； 2-V帶傳動(dòng)； 3-高速級(jí)齒輪傳動(dòng)； 4-低速級(jí)齒輪傳動(dòng)； 5-擺動(dòng)到感機(jī)構(gòu)； 6-凸輪機(jī)構(gòu)； 7-雙搖桿機(jī)構(gòu)； 8-升降機(jī)構(gòu)； 9-工作臺(tái)； 10-棘輪絲杠進(jìn)給機(jī)構(gòu)； 11-工件； 12-讓刀機(jī)構(gòu)； 13進(jìn)刀機(jī)構(gòu)； 14-滑枕,1. 機(jī)器的運(yùn)動(dòng)分類(lèi) 根據(jù)機(jī)器所完成功能及其生產(chǎn)工藝的不同，有無(wú)周期循環(huán)(起重運(yùn)輸機(jī)械、建筑機(jī)械、工程機(jī)械等)和有周期循環(huán)(包裝機(jī)械、輕工自動(dòng)機(jī)、自動(dòng)機(jī)床等)之分。 2. 機(jī)器的運(yùn)動(dòng)循環(huán)(工作循環(huán))圖 定義描述各執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間有序的、既相互制約又相互協(xié)調(diào)配合的運(yùn)動(dòng)關(guān)系的示意圖。 形式,四、機(jī)器工作循環(huán)圖和機(jī)器傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖的繪制, 直線式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖(矩形運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖), 圓周式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖,本章結(jié)束,