機械原理課程設計-機械系統(tǒng)的方案設計.ppt

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第十四章機械系統(tǒng)的方案設計 14 1概述 14 2機械工作原理的擬定 14 3執(zhí)行構(gòu)件的運動設計和原動機的選擇 14 4機構(gòu)的選型和變異 14 5機構(gòu)的組合 14 6機械系統(tǒng)方案的擬定 返回 返回 1 執(zhí)行構(gòu)件的運動設計執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)目取決于機械分功能或分動作的多少 兩者不一定相等 執(zhí)行構(gòu)件的運動形式和運動參數(shù)取決于要實現(xiàn)的分功能的運動要求 回轉(zhuǎn) 或擺動 直線運動 曲線運動及復合運動 2 原動機的類型及其運動參數(shù)的選擇原動機作回轉(zhuǎn)運動 電動機 交流 直流 交流變頻 液壓馬達 氣動馬達 內(nèi)燃機等 原動機作往復直線運動 油缸 氣缸 直線電機等 重錘 發(fā)條 電磁鐵等也可作原動機3 各執(zhí)行機構(gòu)間的協(xié)調(diào)配合和機械的循環(huán)圖直線式 圖14 7 圓周式 圖14 8 直線坐標式 圖14 9 14 3執(zhí)行構(gòu)件的運動設計和原動機的選擇 1 各執(zhí)行構(gòu)件運動的協(xié)調(diào)配合關(guān)系 舉例 半自動鉆床 夾緊機構(gòu) 擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)作用 夾緊到位待加工的工件松開鉆好的工件 定位機構(gòu) 移動從動件盤形凸輪機構(gòu)實現(xiàn)定位檔塊的伸縮作用 擋住到位的工件給鉆好的工件讓出通道 送料機構(gòu) 移動從動件圓柱凸輪機構(gòu) 作用 從料堆中工件將待鉆的工件向前推進 鉆頭給進機構(gòu) 擺動從動件盤形凸輪機構(gòu) 連桿 齒輪齒條作用 控制鉆頭的給進和退出 工序 送料 定位 夾緊 鉆孔執(zhí)行機構(gòu)分析 1 送料機構(gòu) 移動從動件圓柱凸輪機構(gòu) 作用 從料堆中工件將待鉆的工件向前推進2 定位機構(gòu) 移動從動件盤形凸輪機構(gòu)實現(xiàn)定位檔塊的伸縮作用 擋住到位的工件給鉆好的工件讓出通道3 夾緊機構(gòu) 擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)作用 夾緊到位待加工的工件松開鉆好的工件4 鉆頭給進機構(gòu) 擺動從動件盤形凸輪機構(gòu) 連桿 齒輪齒條作用 控制鉆頭的給進和退出 機械運動循環(huán)圖表明在機械的一個運動循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件運動配合關(guān)系的循環(huán)圖作用機器設計 安裝和調(diào)試的依據(jù)運動循環(huán)圖的三種表示方式 直線式 將機構(gòu)在一個運動循環(huán)中 各執(zhí)行構(gòu)件各運動區(qū)段的起止時間 或轉(zhuǎn)角 和先后順序 按比例繪制在直線坐標上 圓周式 將機構(gòu)在一個運動循環(huán)中 各執(zhí)行構(gòu)件各運動區(qū)段的起止時間 或轉(zhuǎn)角 和先后順序 按比例繪制在圓形坐標上 直角坐標式 橫坐標軸表示各執(zhí)行構(gòu)件各運動區(qū)段的起止時間 或轉(zhuǎn)角 和先后順序 以縱坐標表示各執(zhí)行構(gòu)件相應的角位移或線位移 各區(qū)段之間均用直線連接 2 機械運循環(huán)圖的概念 機械運動循環(huán)圖的設計 確定機械的工作循環(huán)周期 機械運動循環(huán)時間 已知生產(chǎn)率 轉(zhuǎn)一圈 12秒 一件 確定各執(zhí)行構(gòu)件的工作行程 空回行程 和可能具有的若干個停歇區(qū)段 14 4機構(gòu)的選型和變異 1 機構(gòu)的選型 1 傳遞連續(xù)回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)摩擦傳動機構(gòu) 帶傳動 摩擦輪傳動等嚙合傳動機構(gòu) 齒輪 蝸桿 鏈 同步帶等連桿機構(gòu) 雙曲柄 平行四邊形等機構(gòu) 2 實現(xiàn)單向間歇回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)槽輪機構(gòu) 轉(zhuǎn)角為固定值的轉(zhuǎn)位運動棘輪機構(gòu) 轉(zhuǎn)角較小 角度可調(diào) 低速場合不完全齒 轉(zhuǎn)角較大低速場合凸輪式間歇 用于高速 定位精度要求高的場合 制造困難 連桿 齒輪組合 有特殊要求的輸送機 3 實現(xiàn)往復移動和往復擺動的機構(gòu)連桿機構(gòu) 凸輪機構(gòu) 螺旋機構(gòu) 齒輪齒條機構(gòu)及組合機構(gòu)等 連桿機構(gòu) 用于無嚴格運動規(guī)律要求的場合 行程不宜過大 凸輪機構(gòu) 用于有嚴格運動規(guī)律要求的場合 受力不大 行程較小 螺旋機構(gòu) 用于低速給進和精密微調(diào) 較大行程 齒輪齒條機構(gòu) 用于移動速度較高但不宜用于精確傳動及平穩(wěn)性要求高的場合 較大行程 4 再現(xiàn)軌跡機構(gòu)連桿機構(gòu) 齒輪 連桿組合 凸輪 連桿組合 聯(lián)動凸輪機構(gòu)等 機構(gòu)的基本功能 2 機構(gòu)的變異 1 改變構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形狀 2 改變構(gòu)件的運動尺寸 3 選不同的構(gòu)件為機架 4 選不同的構(gòu)件為原動件 5 增加輔助構(gòu)件 14 5機構(gòu)的組合 1 機構(gòu)的串聯(lián)組合 2 機構(gòu)的并聯(lián)組合 3 機構(gòu)的封閉式組合 整個機構(gòu)為單自由度機構(gòu)基礎機構(gòu) 自由度為2的五桿機構(gòu)約束機構(gòu) 自由度為1的齒輪機構(gòu) 14 6機械系統(tǒng)方案的擬定 1 擬定機械系統(tǒng)方案的方法 1 模仿創(chuàng)造法 2 功能分解組合法 2 機械系統(tǒng)方案擬定的一般原則 1 采用盡可能簡短的運動鏈 2 優(yōu)先選用基本機構(gòu) 3 應使機械有較高的機械效率 4 合理安排不同類型傳動機構(gòu)的類型 5 合理分配傳動比 3 機械系統(tǒng)方案的評價 1 評價指標 2 評價方法 機構(gòu)運動分析 位移線圖速度線圖加速度線圖1 利用計算機分析軟件分析首先對機構(gòu)進行分解 基本桿組或基本機構(gòu) 作主程序框圖 利用或編制分析軟件作出線圖 2 圖解法分析 每人作兩個點