1、第7章机构系统运动方案设计8-1 8-1 发展趋势发展趋势n制造科学是多学科交叉的学科制造科学是多学科交叉的学科q制造技艺制造技术制造科学；q制造活动的社会性、制造系统的开放性制造科学综合性；q制造科学不可能在孤立、封闭的状态下发展，必然走兼采百家之长、交叉融合的道路；q现代物理、数学、化学、生命、信息、材料、管理和系统等科学的发展，为制造科学不断提供新的推动力，也不断丰富着现代制造学科的内涵和外延。制造业是国家的战略性产业制造业是国家的战略性产业高度发达的制造业，是实现工业化的必备高度发达的制造业，是实现工业化的必备条件条件高度发达的制造业，是衡量国家国际竞争高度发达的制造业，是衡量国家国际
2、竞争力的重要标志力的重要标志高度发达的制造业，是决定国家在经济全高度发达的制造业，是决定国家在经济全球化进程中国际分工地位的关键因素球化进程中国际分工地位的关键因素7-2 7-2 执行机构运动规律设计执行机构运动规律设计一、功能原理与工艺动作设计之间的关系一、功能原理与工艺动作设计之间的关系1、实现同一使用要求或工艺要求，可能采用不同的功能、实现同一使用要求或工艺要求，可能采用不同的功能原理。原理。例：举升，可采用三种不同的功能原理。例：举升，可采用三种不同的功能原理。机械机械,电磁吸附电磁吸附,水浮力水浮力 机械（机械（连杆、凸轮、螺旋）连杆、凸轮、螺旋）2、采用不同的功能原理，必然导致采用
3、不同的、采用不同的功能原理，必然导致采用不同的工艺动作工艺动作 a）采用改变水的动能的功能原理）采用改变水的动能的功能原理叶片高速旋转叶片高速旋转 b）采用改变容体容积）采用改变容体容积往复移动（往复泵）；往复移动（往复泵）；C）往复摆动（摆动泵）；旋转运动（旋转泵）；往复摆动（摆动泵）；旋转运动（旋转泵）；二、工艺动作设计与运动方案设计的工艺动作设计与运动方案设计的关系关系 1、工艺动作设计得不相同工艺动作设计得不相同，设计出的机构运动方案也就不设计出的机构运动方案也就不相同相同；例洗衣机例洗衣机二、工艺动作设计与运动方案设计的工艺动作设计与运动方案设计的关系关系2、不同的机构可能实现同一工
4、艺动作不同的机构可能实现同一工艺动作，满足同样的使用要求满足同样的使用要求；对于比较复杂的使用要求和工艺要求对于比较复杂的使用要求和工艺要求，往往需要多个往往需要多个功能原理组合成一个总的功能原理来满足功能原理组合成一个总的功能原理来满足。（如自如自动机动机：工艺要求复杂工艺要求复杂）工艺过程设计工艺过程设计根据已拟定的功能原理及工艺动作进行工艺过程设计。根据已拟定的功能原理及工艺动作进行工艺过程设计。工艺过程设计的总要求：工艺过程设计的总要求：（1）工序集中原则）工序集中原则 （2）工序分散原则（工序能集中就尽量集中，集中有困难，就分散）工序分散原则（工序能集中就尽量集中，集中有困难，就分散
5、）（3）各工序的工艺时间相等原则）各工序的工艺时间相等原则 （4）多工件同时加工原则）多工件同时加工原则 （5）缩短工作周期原则（时间重叠）缩短工作周期原则（时间重叠）n 7-3 执行机构运动规律设计执行机构运动规律设计1 1、根据使用要求和功能原理制定合理的运动规律、根据使用要求和功能原理制定合理的运动规律1）应充分考虑使用要求和功能原理。）应充分考虑使用要求和功能原理。2）在满足使用要求的前提下，应尽可能设计出简单且易于实现的运动规律。）在满足使用要求的前提下，应尽可能设计出简单且易于实现的运动规律。3）必要时，应重新构思新的功能原理。）必要时，应重新构思新的功能原理。4）为使工艺过程自动
6、化，原封不动的按传统工艺动作去设计自动化机构系统，）为使工艺过程自动化，原封不动的按传统工艺动作去设计自动化机构系统，其效果往往是不好的。其效果往往是不好的。2 2、把复杂的运动规律（工艺动作）进行分解、把复杂的运动规律（工艺动作）进行分解1 1）机构所能实现的基本运动行式）机构所能实现的基本运动行式 单向转动单向转动 单向移动单向移动 往复摆动往复摆动 往复移动往复移动 间歇运动间歇运动 轨迹运动轨迹运动要使分解后的运动规律协调配合要使分解后的运动规律协调配合（1）简单情况可采用机构合成法）简单情况可采用机构合成法 将多个分解运动输入到具有多个自由度的机构中，合成为一个复杂将多个分解运动输入
7、到具有多个自由度的机构中，合成为一个复杂的运动。的运动。（2）可采用分配轴的方法使各分解运动协调配合）可采用分配轴的方法使各分解运动协调配合（3）可采用电气控制或计算机数字控制的方法使各分解运动协调配合。）可采用电气控制或计算机数字控制的方法使各分解运动协调配合。7-47-4 执行机构运动协调设计执行机构运动协调设计一、一、执行构件的布置执行构件的布置特别要考虑到控制此执行构件运动的执行机构的特别要考虑到控制此执行构件运动的执行机构的安装是否方便安装是否方便 1）与执行构件的联接是否方便；）与执行构件的联接是否方便；2）执行机构原动件布置的位置是否恰当；）执行机构原动件布置的位置是否恰当；尽可
8、能接近执行构件；尽可能接近执行构件；使各执行机构原动件尽可能集中布置在一根使各执行机构原动件尽可能集中布置在一根 轴或少数几根轴上；轴或少数几根轴上；各原动件应保持等速或定速比。各原动件应保持等速或定速比。二、执行机构运动协调设计应满足的要求二、执行机构运动协调设计应满足的要求 保证各执行机构动作的顺序性；保证各执行机构动作的顺序性；各执行构件的动作在时间上同步；各执行构件的动作在时间上同步；保证空间的同步性；保证空间的同步性；保证系统各执行构件对操作对象的操作具有单一性或协同性；保证系统各执行构件对操作对象的操作具有单一性或协同性；执行构件的动作之间应保持时间上的间隔，以避免动作衔接处发生干
9、涉；执行构件的动作之间应保持时间上的间隔，以避免动作衔接处发生干涉；例：粉料压片机例：粉料压片机（4）协调安排图）协调安排图（2）执行构件：）执行构件：3、9、5。（3）执行机构图执行机构图 凸轮连杆机构凸轮连杆机构、凸轮机构、凸轮机构、凸轮多杆机构、凸轮多杆机构、凸轮机构、凸轮机构113109105（1）执行构件完成的动作：）执行构件完成的动作：j 移动料斗移动料斗3至模具至模具11的型腔上方，并准备将粉料装入型腔；的型腔上方，并准备将粉料装入型腔；k 料斗振动，将粉料装入型腔；料斗振动，将粉料装入型腔；l 下冲头下冲头5下沉，以防止上冲头下沉，以防止上冲头9下压时将型腔内粉料抖出；下压时将
10、型腔内粉料抖出；m 上冲头下压，下冲头上压，将粉料加压并保压一定时间，使药片成型较上冲头下压，下冲头上压，将粉料加压并保压一定时间，使药片成型较好；好；n 上冲头快速退出，下冲头随之将压好的药片推出型腔，完成压片工艺过上冲头快速退出，下冲头随之将压好的药片推出型腔，完成压片工艺过程程。113109105138957462611分分配配轴轴 1 2 3 4S1S2S3S48-5 机械运动循环图设计机械运动循环图设计一、机械运动循环图一、机械运动循环图 1、机械运动循环图、机械运动循环图 表达机械各执行机构（构件）在一个运动环中各动作的表达机械各执行机构（构件）在一个运动环中各动作的协调配合关系的
11、简单明确图，称机械运动循环图。协调配合关系的简单明确图，称机械运动循环图。2、机械运动循环图的类型、机械运动循环图的类型 1）直线式循环图（矩形循环图）直线式循环图（矩形循环图）2）圆形循环图（极坐标式）圆形循环图（极坐标式）3）直角坐标式循环图）直角坐标式循环图1、设计要点、设计要点1)完成系统的协调设计完成系统的协调设计;2)确定参照机构（构件）确定参照机构（构件）;3)设计单一执行机械运动循环图设计单一执行机械运动循环图;4)设计机械运动循环图设计机械运动循环图.二、机械运动循环图的设计二、机械运动循环图的设计转转 动动主主 轴轴 转转 角角 0 90 180 270 360195上冲头连杆上冲头连杆工作行程工作行程 （向下冲压）（向下冲压）冲头冲头 向上快速返向上快速返 回回下冲头凸下冲头凸轮轮工作行程工作行程 （向上冲压）（向上冲压）冲头冲头 上升送料上升送料送料凸轮机构送料凸轮机构转转 动动静静 止止送料送料n创新之根在于实践n重要的不是获得知识，n而是发展思维能力 n科学就是一些有趣的探索结束
