机械原理第11章

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,*,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,*,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,*,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,*,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,11,章 机械系统的方案设计,11.1,概述,机械系统,原动机,传动系统,执行系统,操纵控制系统,传,动,装,置,传,动,路,线,分,配,传,动,比,功,能,分,析,协,调,配,合,方,案,评,价,运,动,分,析,类,型,转,速,容,量,机电、机液、电液、液压、,气动、电气、微机等,11.2,机械执行系统方案设计,11.2.1,功能原理及运动分析,根据题目要求进行功能分析，确定需,要完成的动作，确定需要的执行机构的形,式、数量，以及各执行机构的主动件、从,动件的形式。,各执行机构的功能要求、运动要求、,工艺要求利用,方框图,描述。,子功能,1,总,功,能,相应工艺动作,执行机构,执行动作,子功能,2,子功能,3,子功能,n,相应工艺动作,相应工艺动作,相应工艺动作,执行机构,执行机构,执行机构,执行动作,执行动作,执行动作,功能方框图,（机器的功能、工艺动作及执行机构框图）,11.2.2,结构选型设计,11.2.3,执行系统的协调设计,1.,协调设计,(2),动作协调：各执行构件在时间顺序、空间位,置上应协调配合。,(3),操作协调：多个执行机构对同一构件加工操,作的运动必须协调。,1,),按执行构件的运动形式进行选择；,2,),按执行构件的功用进行选择；,3,),简化运动链，按先易后难选择机构形式；,4,),按不同的动力源选择机构形式。,(1),速度协调：各执行构件应保证一定的速比。,2.,运动循环图,(1),直线式,(2),圆周式,如教材图,11.2,所示。,(3),直角坐标式,如教材图,11.3,所示。,描述各机构间有序、相互配合的运,动关系的简单图形称为运动循环图。,将机械在一个运动循环中各执行构件各,行程区段的起止时间和先后顺序，按比例绘,制在直角坐标上，如教材图,11.1,所示。,各执行机构之间的运动协调关系利用,运动循环图,确定。,转角,/,或时间,/,s,半,自动钻床,机械运动循环图,0,360,90,240,150,270,180,30,60,1,12,6,9,3,2,0,送 料,夹 紧,定 位,钻 孔,停 止,进 刀,停,止,（,1,）,（,2,钻孔）,退,刀,回 程,远 休 止,近 休 止,推,程,回,程,近 休 止,回,程,远休,止,推,程,近 休 止,推,程,远休,止,近休,止,近休,止,(1),直线式运动循环图,(2),圆周式运动循环图,排,气,阀,门,开,启,胀,进,气,阀,门,开,启,进,气,阀,门,关,闭,排,气,阀,门,关,闭,进,气,排,气,缩,压,膨,O,曲轴,单缸四冲程内燃机圆周式运动循环图,180,360,0,540,720,排 气 门,开,闭,点,火,进 气 门,火 花 塞,曲柄转角,活 塞,开,开,闭,开,下,移,上,移,下,移,上,移,单缸四冲程内燃机直角坐标式运动循环图,(3),直角坐标式运动循环图,180,360,0,540,720,11.3,机械传动系统方案设计,11.3.1,选择传动类型,机械传动、,液压传动、气动、电动等。,11.3.2,拟定传动路线及机构顺序,路线：,串联、并联、串并混联。,机构顺序分配原则：,2,),有利于执行运动平稳确定，带传动放在第,1,级减速。,1,),有利于减小结构尺寸，功率,“,前大后小,”,。,11.3.3,分配各级传动比,4,),若传动比过大，应用混合轮系来传动。,1,),单级：,i,带,=2,，,2.5,，,3,；,i,锥齿,3,；,i,直，斜,=2 5,；,i,蜗,=1080,。,2,),当,i,810,时,，,应用两级传动，一级为,带传动，另一级为齿轮传动；当,i,30,时，一般应用两级以上的机械传动。,3,),传动比的分配原则是,“,前大后小,”,。,5,),要求,i,一对,除不尽，总传动比误差,2%,。,设计任务：对已加工好的带有凸台的盘形零,件进行钻孔。其总功能应分解成如下几个工艺动,作：送料；定位；夹紧；进刀（钻孔）。,设计参数：零件图如左图所示，,要求每分钟加工五个零件，电,动机的转速,n,电,=,1440r,/,min,。,现以设计半自动钻床为例说明运动方案,设计的步骤和过程。,11.4,机械运动简图设计举例,18,f,40,f,20,f,30,10,零件图,确定运动方案及机械运动循环图。,功能原理构思,送料,进刀,夹紧,定位,工作台,在,工,件,上,钻,孔,子功能,1,子功能,2,子功能,3,子功能,4,送料,定位,夹紧,进刀,从料斗推出工件,及把钻好孔的工,件向前推进,定位挡块伸缩，,挡住工件或让,出通道,夹具夹紧或松开,钻头的进给,与退出,移动从动件,圆柱凸轮机,构,移动从动件,盘形凸轮机,构,摆动从动件,盘形凸轮机,构,齿轮齿条,机构,从动件,往复移动,从动件,往复移动,滑块,往复移动,齿条上下,往复移动,总,功,能,半自动钻床的功能、工艺动作及执行机构框图,相应的工艺动作,执行机构,执行动作,从动件通过,高副与移动,滑块相连,转角,/,或时间,/,s,半,自动钻床,机械运动循环图,0,360,90,240,150,270,180,30,60,1,12,6,9,3,2,0,送 料,夹 紧,定 位,钻 孔,停 止,进 刀,停,止,（,1,）,（,2,钻孔）,退,刀,回 程,远 休 止,近 休 止,推,程,回,程,近 休 止,回,程,远休,止,推,程,近 休 止,推,程,远休,止,近休,止,近休,止,A,C,B,D,G,H,I,E,F,动,力,头,齿轮,齿条,齿扇,料斗,2,1,4,3,8,5,7,6,J,半自动钻床的运动方案图,工作主轴,根据所给的设计参数，可算出执行构件主,轴转速,n,主,=,5r/min,，所以机械的总传动比为,传动比分配,：,i,总,=,i,皮,i,12,i,34,，各级分配情况应,遵循“前大后小”的原则,以减小结构尺寸。,一、机构简图设计,1,),计算总传动比，进行传动比分配,传动比误差,:,2,),画机构运动简图,取大多数构件运动平面为主视图。,3,),确定运动循环图,首先在草稿纸上进行简图设计，先定,执行机构位置，再连传动机构与电动机。,然后在图纸上画机构简图，包括机构,图、运动循环图、机构明细栏、标题栏。,1,.,凸轮机构设计,在说明书中进行基本参数设计；,在图纸上进行凸轮廓线设计。,2,.,齿轮机构设计,写在说明书上。,3,.,其他机构设计,二、典型机构设计,三、撰写设计说明书,编写课程设计说明书，内容见机械原理,课程设计指导（教材附录,1,）。,可加上机构改进意见和课程设计体会。,