1、h1第十四章第十四章 机械系统的方案设计机械系统的方案设计 14-1 概述概述 14-2 机械工作原理的拟定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 机构的选型和变异机构的选型和变异 14-5 机构的组合机构的组合 14-6 机械系统方案的拟定机械系统方案的拟定h21、执行构件的运动设计、执行构件的运动设计 执行构件的数目执行构件的数目 取决于机械分功能或分动作的多少（两者不一定相等）；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：取决于
2、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。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）、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；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）；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、各执行机构间的协调配合和机械的循环图 直线式直线式（
3、图（图14-7）、）、圆周式圆周式（图（图14-8）、）、直线坐标式直线坐标式（图（图14-9）、）、14-3 执行构件的运动设计和原动机的选择执行构件的运动设计和原动机的选择h3（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h4工序：送料、定位、夹紧、钻孔执行机构分析：
4、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 h5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
5、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h6机械运动循环图的设计确定机械的工作循环周期：min5rnmin5Q/分分配配轴轴转转速速为为：，件件机械运动循环时间：12ss560n60Q60T已知生产率：转一圈，12秒，一件h7 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h8h9h10 14-4 机构的选型和变异机构的选型和变异1、机构的选型（1）传递连续
6、回转运动的机构）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）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。凸轮式间歇：用于高速、定位精度
7、要求高的场合、制造困难。连杆连杆-齿轮组合：有特殊要求的输送机齿轮组合：有特殊要求的输送机h11（3）实现往复移动和往复摆动的机构）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、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）；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）；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）；螺旋机构：用于低速给进和精密微调（较大行程）
8、；齿轮齿条机构：用于移动速度较高但不宜用于精确传动齿轮齿条机构：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）；及平稳性要求高的场合（较大行程）；（4）再现轨迹机构）再现轨迹机构 连杆机构、齿轮连杆机构、齿轮-连杆组合、凸轮连杆组合、凸轮-连杆组合、联动凸轮机构等连杆组合、联动凸轮机构等机构的基本功能h12h13h14h152、机构的变异（1）改变构件的结构形状）改变构件的结构形状（2）改变构件的运动尺寸）改变构件的运动尺寸（3）选不同的构件为机架）选不同的构件为机架（4）选不同的构件为原动件）选不同的构件为原动件（5）增加辅助构件）增加辅助构件h16 14-5 机构的组
9、合机构的组合1、机构的串联组合h172、机构的并联组合h183、机构的封闭式组合整个机构为单自由度机构整个机构为单自由度机构基础机构：自由度为基础机构：自由度为2的五杆机构的五杆机构约束机构：自由度为约束机构：自由度为1的齿轮机构的齿轮机构h19 14-6 机械系统方案的拟定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）模仿创造法（2）功能分解组合法）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）采用尽可能简短的运动链（2）优先选用基本机构）优先选用基本机构（3）应使机械有较高的机械效率）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）合理安排不同类型传动机构的类型（5）合理分配传动比）合理分配传动比3、机械系统方案的评价（1）评价指标）评价指标（2）评价方法）评价方法h20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）
