三节执行系统设计

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三节 执行系统设计,一、执行系统的设计要求,1.,实现预期精度的运动或动作：执行构件必须实现预期的精度运动或动作；,2.,有足够的强度和刚度：强度不够可导致零件损坏、系统失效、人员伤亡；刚度不够可产生变形过大，影响系统工作。一般动力型机构的零件应进行强度和刚度计算，动作型机构零件由结构需要确定；,3.,各执行机构间动作要协调配合：确保不发生干涉碰撞、倒置等事故；,4.,结构合理、造型美观、便于制造和安装；,5.,工作安全可靠，有足够的使用寿命：在一定的期限内和使用条件下，保证使用寿命。,机械系统设计,第四章 执行系统设计,1,二、执行系统的设计步骤,（有挂图）,以,冷,镦,铆,钉,机,为,例,讲,解,第三节 执行系统设计,机械系统设计,第四章 执行系统设计,2,(,一,),拟定运动方案,1.,分析系统要实现的工作任务,1,）将盘料校直；,2,）将校直的料通过进料口,a,送入切断口,b,；,3,）将料切断并送入成型工位,c;,4,）在成型工位,c,将料镦压成铆钉；,5,）将铆钉从镦模中顶出来。,第三节 执行系统设计,机械系统设计,第四章 执行系统设计,3,2.,确定工艺原理、执行构件及运动形式,实现同一任务，可以选用不同的工艺原理；工艺原理不同，执行构件的形状不同、运动形式不同、执行机构也不同。,1),校直 挤压原理 一组挤压轮 旋转运动,拉伸原理 拉力机械手 直线运动,敲打原理 击打锤,(,或模,),往复移动,2),送料 摩擦原理 一对摩擦轮 间歇旋转运动,拉、推 拉推机械手 间歇移动,拨动 拨叉 往复摆动,第三节 执行系统设计,机械系统设计,第四章 执行系统设计,4,3,）切料 剪切原理 切刀 往复移动,电切割 电切割刀 往复移动,（同时送到镦压工位，另一套复杂的执行机构）,4,）镦压成型 塑性变形 镦模 往复移动,5,）起模 推动 顶杆 往复移动,拔起 夹子 往复摆动,用形态学矩阵进行功能组合，有多种不同的组合，选用最优方案。,第三节 执行系统设计,机械系统设计,第四章 执行系统设计,5,(,二,),合理选择执行机构类型、拟订机构组合,1.,一般原则,1,）在满足要求的情况下，应尽可能减少运动链，使机构和零部件数量减少，提高效率、降低成本。使原动件靠近执行构件。,2,）优先选用结构简单、工作可靠、便于制造和效率高的机构（常用机构）。,3,）当执行系统中有几个执行构件时，效率高的机构用在功率大的地方；各执行机构要求配合协调时，则它们之间的连接采用传动比精确的机构。,4,）重要的地方，要采用安全、互锁装置。,5,）结合其它系统，特别是传动系统，它与执行系统密切相关，进行通盘考虑。,第三节 执行系统设计,机械系统设计,第四章 执行系统设计,6,2.,冷镦铆钉机的执行机构类型选择,1,）校直：一组挤压滚轮上下对压,-,借用进料的拉力,2,）送料： 曲轴的连续旋转,-,间歇旋转,20,、,19,、,18,偏心凸轮摆杆机构,18,、,17,、,16,双摇杆机构,15,、,22,棘轮间歇机构,14,、,14,齿轮机构,11,、,11,摩擦轮机构,根据要加工的铆钉长度，确定下料长度,S,，,S=R*,R-,摩擦轮半径，,-14,齿轮的转角,第三节 执行系统设计,机械系统设计,第四章 执行系统设计,7,3,）切断： 连续旋转,-,往复移动（转,90,度角）,1,、,4,、,5,曲柄滑块机构,5,、,6,移动凸轮顶杆机构,4,）镦压： 连续旋转,-,往复移动,1,、,2,、,3,曲柄滑块机构,5,）起模： 往复移动,-,往复移动（变换位置，协调）,7,、,8,移动凸轮摆杆机构,8,、,9,、,10,双摇杆机构,第三节 执行系统设计,机械系统设计,第四章 执行系统设计,8,（三）绘制工作循环图,对多个需协同工作的执行机构，应根据机械的预定功能和选定的工艺过程，将各机构的动作次序和时间用图形表示出来。,1.,工作循环图,用以表明执行系统在一个工作循环中，各执行构件动作次序及时间的图形。,2.,工作循环图的类型,直线式工作循环图,圆周式工作循环图,直角坐标式工作循环图,第三节 执行系统设计,机械系统设计,第四章 执行系统设计,9,3.,绘制步骤,1,）确定各执行构件的作用和动作过程。,2,）确定动作的先后次序，起、停时间和运动范围。,3,）选择一个与各执行构件均有关的定标件。,第三节 执行系统设计,机械系统设计,第四章 执行系统设计,10,铆钉机直线式工作循环图,第三节 执行系统设计,机械系统设计,第四章 执行系统设计,11,铆钉机圆周式工作循环图,第三节 执行系统设计,机械系统设计,第四章 执行系统设计,12,（四）运动分析,1.,目的 求出各构件指定点的位移、速度、和加速度。,2.,方法,解析法：大型计算机，精确。,图解法；手工作图，精度低、效率低。,3.,精度分析,影响系统精度的因素：,1,）机构的原理误差；,2,）机构的装配和制造误差；,3,）受力和热变形，引起的尺寸变化；,4,）因磨损导致运动副间隙增大。,第三节 执行系统设计,机械系统设计,第四章 执行系统设计,13,设计时应采取的措施：,1,）慎用原理误差大的近似机构；,2,）适度提高零部件的制造和装配精度；,3,）提高设计尺寸精度，控制运动副的间隙；,4,）采用耐磨材料或控制热处理硬度，提高耐磨性；,5,）考虑合理的润滑方式，减少磨损。,第三节 执行系统设计,机械系统设计,第四章 执行系统设计,14,（五）动力学分析、承载能力计算,1.,根据动力学分析，确定各构件的受力情况，计算系统的功率。,2.,根据受力情况，确定各构件的位置、尺寸等参数,（强度、刚度、疲劳、振动、耐磨）。,3.,进行校核：传统的计算方法，材料力学。,4.,现代的计算方法，有限元计算。,第三节 执行系统设计,机械系统设计,第四章 执行系统设计,15,（六）系统分析,建模,优化：多目标，技术、经济、使用、功能。,评价：,确定一个整体最优而单项指标可能不是最优的方案。,第三节 执行系统设计,机械系统设计,第四章 执行系统设计,16,作业,1,、设计加工紧定螺钉毛呸的,自动加工机床。紧定螺钉的毛,呸尺寸如图所示。要求采用盘,料加工。,第三节 执行系统设计,机械系统设计,第四章 执行系统设计,17,