机械原理课程设计-机械系统的方案设计.ppt

第十四章机械系统的方案设计 14 1概述 14 2机械工作原理的拟定 14 3执行构件的运动设计和原动机的选择 14 4机构的选型和变异 14 5机构的组合 14 6机械系统方案的拟定 返回 返回 1 执行构件的运动设计执行构件的数目取决于机械分功能或分动作的多少 两者不一定相等 执行构件的运动形式和运动参数取决于要实现的分功能的运动要求 回转 或摆动 直线运动 曲线运动及复合运动 2 原动机的类型及其运动参数的选择原动机作回转运动 电动机 交流 直流 交流变频 液压马达 气动马达 内燃机等 原动机作往复直线运动 油缸 气缸 直线电机等 重锤 发条 电磁铁等也可作原动机3 各执行机构间的协调配合和机械的循环图直线式 图14 7 圆周式 图14 8 直线坐标式 图14 9 14 3执行构件的运动设计和原动机的选择 1 各执行构件运动的协调配合关系 举例 半自动钻床 夹紧机构 摆动从动件盘形凸轮机构作用 夹紧到位待加工的工件松开钻好的工件 定位机构 移动从动件盘形凸轮机构实现定位档块的伸缩作用 挡住到位的工件给钻好的工件让出通道 送料机构 移动从动件圆柱凸轮机构 作用 从料堆中工件将待钻的工件向前推进 钻头给进机构 摆动从动件盘形凸轮机构 连杆 齿轮齿条作用 控制钻头的给进和退出 工序 送料 定位 夹紧 钻孔执行机构分析 1 送料机构 移动从动件圆柱凸轮机构 作用 从料堆中工件将待钻的工件向前推进2 定位机构 移动从动件盘形凸轮机构实现定位档块的伸缩作用 挡住到位的工件给钻好的工件让出通道3 夹紧机构 摆动从动件盘形凸轮机构作用 夹紧到位待加工的工件松开钻好的工件4 钻头给进机构 摆动从动件盘形凸轮机构 连杆 齿轮齿条作用 控制钻头的给进和退出 机械运动循环图表明在机械的一个运动循环中各执行构件运动配合关系的循环图作用机器设计 安装和调试的依据运动循环图的三种表示方式 直线式 将机构在一个运动循环中 各执行构件各运动区段的起止时间 或转角 和先后顺序 按比例绘制在直线坐标上 圆周式 将机构在一个运动循环中 各执行构件各运动区段的起止时间 或转角 和先后顺序 按比例绘制在圆形坐标上 直角坐标式 横坐标轴表示各执行构件各运动区段的起止时间 或转角 和先后顺序 以纵坐标表示各执行构件相应的角位移或线位移 各区段之间均用直线连接 2 机械运循环图的概念 机械运动循环图的设计 确定机械的工作循环周期 机械运动循环时间 已知生产率 转一圈 12秒 一件 确定各执行构件的工作行程 空回行程 和可能具有的若干个停歇区段 14 4机构的选型和变异 1 机构的选型 1 传递连续回转运动的机构摩擦传动机构 带传动 摩擦轮传动等啮合传动机构 齿轮 蜗杆 链 同步带等连杆机构 双曲柄 平行四边形等机构 2 实现单向间歇回转运动的机构槽轮机构 转角为固定值的转位运动棘轮机构 转角较小 角度可调 低速场合不完全齿 转角较大低速场合凸轮式间歇 用于高速 定位精度要求高的场合 制造困难 连杆 齿轮组合 有特殊要求的输送机 3 实现往复移动和往复摆动的机构连杆机构 凸轮机构 螺旋机构 齿轮齿条机构及组合机构等 连杆机构 用于无严格运动规律要求的场合 行程不宜过大 凸轮机构 用于有严格运动规律要求的场合 受力不大 行程较小 螺旋机构 用于低速给进和精密微调 较大行程 齿轮齿条机构 用于移动速度较高但不宜用于精确传动及平稳性要求高的场合 较大行程 4 再现轨迹机构连杆机构 齿轮 连杆组合 凸轮 连杆组合 联动凸轮机构等 机构的基本功能 2 机构的变异 1 改变构件的结构形状 2 改变构件的运动尺寸 3 选不同的构件为机架 4 选不同的构件为原动件 5 增加辅助构件 14 5机构的组合 1 机构的串联组合 2 机构的并联组合 3 机构的封闭式组合 整个机构为单自由度机构基础机构 自由度为2的五杆机构约束机构 自由度为1的齿轮机构 14 6机械系统方案的拟定 1 拟定机械系统方案的方法 1 模仿创造法 2 功能分解组合法 2 机械系统方案拟定的一般原则 1 采用尽可能简短的运动链 2 优先选用基本机构 3 应使机械有较高的机械效率 4 合理安排不同类型传动机构的类型 5 合理分配传动比 3 机械系统方案的评价 1 评价指标 2 评价方法 机构运动分析 位移线图速度线图加速度线图1 利用计算机分析软件分析首先对机构进行分解 基本杆组或基本机构 作主程序框图 利用或编制分析软件作出线图 2 图解法分析 每人作两个点