機械系統(tǒng)方案設(shè)計3333

1、第十四章 機械傳動系統(tǒng)方案的設(shè)計機械設(shè)計的一般過程：機械設(shè)計的一般過程：計劃計劃（提設(shè)計任務(wù)、可行性研究、編設(shè)計任務(wù)書）（提設(shè)計任務(wù)、可行性研究、編設(shè)計任務(wù)書） 方案設(shè)計方案設(shè)計（提出若干可行方案、分析對比、評價決策尋求最佳）（提出若干可行方案、分析對比、評價決策尋求最佳） 技術(shù)設(shè)計技術(shù)設(shè)計（全套設(shè)計圖紙和各種技術(shù)文件）（全套設(shè)計圖紙和各種技術(shù)文件） 試制試驗試制試驗（發(fā)現(xiàn)問題，加以改進）（發(fā)現(xiàn)問題，加以改進） 投產(chǎn)以后投產(chǎn)以后（收集問題，改進設(shè)計）（收集問題，改進設(shè)計）由若干種不同機構(gòu)組合由若干種不同機構(gòu)組合而成，能實現(xiàn)機械工藝而成，能實現(xiàn)機械工藝過程所需運動的系統(tǒng)。過程所需運動的系統(tǒng)。單一

2、的常用基單一的常用基本機構(gòu)本機構(gòu)機械傳動系統(tǒng)機械傳動系統(tǒng)工程實際中：工程實際中：方方案案方方案案方方案案n優(yōu)化選取優(yōu)化選取創(chuàng)造性的工作！創(chuàng)造性的工作！要求：要求：1)1)注重多學(xué)科知識的綜合應(yīng)用；注重多學(xué)科知識的綜合應(yīng)用；2)2)注重總結(jié)與實踐經(jīng)驗的積累；注重總結(jié)與實踐經(jīng)驗的積累；3)3)充分發(fā)揮創(chuàng)造思維和想象能力，靈活應(yīng)用各種設(shè)充分發(fā)揮創(chuàng)造思維和想象能力，靈活應(yīng)用各種設(shè) 計方法與技巧。計方法與技巧。以便設(shè)計出新穎、靈活、高效的機械傳動系統(tǒng)擬定過程考慮因素：擬定過程考慮因素：實現(xiàn)運動學(xué)和動力學(xué)要求；成本、重量、尺實現(xiàn)運動學(xué)和動力學(xué)要求；成本、重量、尺寸、機械效率、壽命等。寸、機械效率、壽命等。

3、執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計 功能原理設(shè)計功能原理設(shè)計 動作及運動設(shè)計動作及運動設(shè)計 執(zhí)行機構(gòu)的型式設(shè)計執(zhí)行機構(gòu)的型式設(shè)計 執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計 執(zhí)行系統(tǒng)的方案評價與決策執(zhí)行系統(tǒng)的方案評價與決策機械傳動總體方案設(shè)計的內(nèi)容機械傳動總體方案設(shè)計的內(nèi)容2. 2. 原動機類型的選擇原動機類型的選擇 （4 4）控制系統(tǒng)的方案設(shè)計）控制系統(tǒng)的方案設(shè)計（3 3）傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計）傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計 傳動類型的選擇傳動類型的選擇 傳動路線的選擇傳動路線的選擇 傳動鏈中機構(gòu)順序的安排傳動鏈中機構(gòu)順序的安排 各級傳動比的分配各級傳動比的分配 潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng) 故障監(jiān)測系

4、統(tǒng)故障監(jiān)測系統(tǒng) 安全保護系統(tǒng)安全保護系統(tǒng) 照明系統(tǒng)照明系統(tǒng)（5 5）其它輔助系統(tǒng)的設(shè)計）其它輔助系統(tǒng)的設(shè)計機械執(zhí)行系統(tǒng)運動方案設(shè)計機械執(zhí)行系統(tǒng)運動方案設(shè)計 執(zhí)行系統(tǒng)是直接完成機械系統(tǒng)預(yù)期工作任務(wù)的部分。執(zhí)行系統(tǒng)是直接完成機械系統(tǒng)預(yù)期工作任務(wù)的部分。由由一個或多個執(zhí)行機構(gòu)一個或多個執(zhí)行機構(gòu)組成。執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)量及運動形組成。執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)量及運動形式、運動規(guī)律和傳動特性等要求，決定了整個執(zhí)行系統(tǒng)的式、運動規(guī)律和傳動特性等要求，決定了整個執(zhí)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案。結(jié)構(gòu)方案。 機械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計是機械系統(tǒng)總體方案設(shè)計的機械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計是機械系統(tǒng)總體方案設(shè)計的核心。核心。 一、主要內(nèi)容和過程一、主要內(nèi)

5、容和過程 執(zhí)行系統(tǒng)運動方案設(shè)計，是在產(chǎn)品規(guī)劃明確擬定了其執(zhí)行系統(tǒng)運動方案設(shè)計，是在產(chǎn)品規(guī)劃明確擬定了其功能目標功能目標后進行的。其過程表示在圖中。后進行的。其過程表示在圖中。 功能原理設(shè)計功能原理設(shè)計 考慮選擇何種工作原理來實現(xiàn)機械預(yù)期的考慮選擇何種工作原理來實現(xiàn)機械預(yù)期的功能。采用的工作原理不同，設(shè)計出的機械功能。采用的工作原理不同，設(shè)計出的機械會有很大的差異，因此必須根據(jù)機械的具體會有很大的差異，因此必須根據(jù)機械的具體工作要求，如強度、精度、壽命、效率、產(chǎn)工作要求，如強度、精度、壽命、效率、產(chǎn)量、成本、環(huán)保等諸多因素綜合考慮確定，量、成本、環(huán)保等諸多因素綜合考慮確定，盡可能多采用幾個方案。

6、盡可能多采用幾個方案。 動作及運動設(shè)計動作及運動設(shè)計 根據(jù)工藝要求進行工藝動作的分解及執(zhí)行根據(jù)工藝要求進行工藝動作的分解及執(zhí)行運動的確定。同一個工作原理，可以有多種運動的確定。同一個工作原理，可以有多種工藝動作分解。不同的工藝動作分解，將會工藝動作分解。不同的工藝動作分解，將會得到不同的設(shè)計結(jié)果。得到不同的設(shè)計結(jié)果。 執(zhí)行機構(gòu)型式設(shè)計執(zhí)行機構(gòu)型式設(shè)計 實現(xiàn)同一種運動，可以選擇不同型式的機實現(xiàn)同一種運動，可以選擇不同型式的機構(gòu)。選用何種機構(gòu)來實現(xiàn)所需運動，這需要構(gòu)。選用何種機構(gòu)來實現(xiàn)所需運動，這需要考慮機構(gòu)的動力特性、機械效率、制造成本考慮機構(gòu)的動力特性、機械效率、制造成本等因素。等因素。 執(zhí)行

7、系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計 對于由多個執(zhí)行構(gòu)件及執(zhí)行機構(gòu)組合而成對于由多個執(zhí)行構(gòu)件及執(zhí)行機構(gòu)組合而成的復(fù)雜機械，必須使這些執(zhí)行構(gòu)件的運動以的復(fù)雜機械，必須使這些執(zhí)行構(gòu)件的運動以一定的次序協(xié)調(diào)配合，以完成預(yù)期的工作要一定的次序協(xié)調(diào)配合，以完成預(yù)期的工作要求。求。 機構(gòu)的尺度設(shè)計機構(gòu)的尺度設(shè)計 對所選擇的各個執(zhí)行機構(gòu)進行運動和動力對所選擇的各個執(zhí)行機構(gòu)進行運動和動力設(shè)計，確定各執(zhí)行機構(gòu)的運動學(xué)尺寸，如轉(zhuǎn)設(shè)計，確定各執(zhí)行機構(gòu)的運動學(xué)尺寸，如轉(zhuǎn)動副間的相對位置尺寸、移動副的導(dǎo)路位動副間的相對位置尺寸、移動副的導(dǎo)路位置、高副運動副元素的幾何形狀及尺寸等置、高副運動副元素的幾何形狀及尺寸等等。等。

8、運動和動力分析運動和動力分析 對整個系統(tǒng)進行運動分析和動力分析，檢對整個系統(tǒng)進行運動分析和動力分析，檢驗是否滿足運動要求和動力性能方面的要驗是否滿足運動要求和動力性能方面的要求。求。 方案評價與決策方案評價與決策 方案評價包括定性評價和定量評價。實現(xiàn)同一方案評價包括定性評價和定量評價。實現(xiàn)同一種功能要求，可以采用不同的工作原理；實現(xiàn)同種功能要求，可以采用不同的工作原理；實現(xiàn)同一種工作原理，可以選擇不同的運動規(guī)律；實現(xiàn)一種工作原理，可以選擇不同的運動規(guī)律；實現(xiàn)同一種運動規(guī)律，可以采用不同型式的機構(gòu)。因同一種運動規(guī)律，可以采用不同型式的機構(gòu)。因此，為了實現(xiàn)同一種預(yù)期的功能要求，可以有多此，為了實現(xiàn)

9、同一種預(yù)期的功能要求，可以有多種不同的方案。機械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計所要研究種不同的方案。機械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計所要研究的課題，就是如何合理地利用設(shè)計者的專業(yè)知識的課題，就是如何合理地利用設(shè)計者的專業(yè)知識和分析能力，創(chuàng)造性地構(gòu)思出各種可能的方案，和分析能力，創(chuàng)造性地構(gòu)思出各種可能的方案，并從中選出最佳方案。并從中選出最佳方案。 二、執(zhí)行系統(tǒng)運動方案設(shè)計策略二、執(zhí)行系統(tǒng)運動方案設(shè)計策略 ( (一一) ) 功能分析與功能求解功能分析與功能求解 1. 功能分析功能分析 功能分析法功能分析法是系統(tǒng)設(shè)計中擬定功能原理方案的主要是系統(tǒng)設(shè)計中擬定功能原理方案的主要方法。方法。 一臺機器所能完成的功能，稱為機器的一

10、臺機器所能完成的功能，稱為機器的總功能總功能。功能分析法就。功能分析法就是將機械產(chǎn)品的總功能分解成若干是將機械產(chǎn)品的總功能分解成若干功能元功能元，然后求解功能元，再將其，然后求解功能元，再將其組合，得到滿足總功能要求的多種解決方案，以供評價選擇。組合，得到滿足總功能要求的多種解決方案，以供評價選擇。 2. 功能求解功能求解 根據(jù)機構(gòu)的根據(jù)機構(gòu)的基本功能，歸納整理基本功能，歸納整理為功能元。任何一個為功能元。任何一個復(fù)雜的機構(gòu)系統(tǒng)所要復(fù)雜的機構(gòu)系統(tǒng)所要實現(xiàn)的運動，都可以實現(xiàn)的運動，都可以認為是由一些基本的認為是由一些基本的功能元按一定規(guī)律組功能元按一定規(guī)律組成的，根據(jù)功能元就成的，根據(jù)功能元就易

11、于找到相應(yīng)的功能易于找到相應(yīng)的功能載體，實現(xiàn)功能元的載體，實現(xiàn)功能元的求解。求解。 基本功能元及符號表示基本功能元及符號表示 列出功能元解的目錄。為了便于設(shè)計人員進行功能原列出功能元解的目錄。為了便于設(shè)計人員進行功能原理的構(gòu)思，可以將有關(guān)的功能元解，按一定的分類排序原理的構(gòu)思，可以將有關(guān)的功能元解，按一定的分類排序原則，用矩陣表的形式列出。則，用矩陣表的形式列出。 注意功能求解的技巧。注意功能求解的技巧。注意：注意：機械執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理及運動方案設(shè)計的多方案性機械執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理及運動方案設(shè)計的多方案性 為實現(xiàn)同一預(yù)定的功能目標，可以選擇不同的為實現(xiàn)同一預(yù)定的功能目標，可以選擇不同的功能原

12、理來實現(xiàn)，選用不同的技術(shù)原理來完成。功能原理來實現(xiàn)，選用不同的技術(shù)原理來完成。例例 齒輪加工方法齒輪加工方法 無屑加工無屑加工( (精密鑄造、粉末冶金成精密鑄造、粉末冶金成型、滾壓成型型、滾壓成型) )、切削加工、切削加工( (成型法、展成法成型法、展成法) )、成型法加工的、成型法加工的盤狀齒輪銑刀和指狀齒輪銑刀、展成法的滾齒和插齒盤狀齒輪銑刀和指狀齒輪銑刀、展成法的滾齒和插齒例例 糖果包裝機設(shè)計糖果包裝機設(shè)計例例 自動輸送料板的裝置自動輸送料板的裝置 紐結(jié)式紐結(jié)式折疊式折疊式接縫式接縫式機械推拉機械推拉平板摩擦平板摩擦 工藝動作分解與運動方案選擇有著密切關(guān)系。實現(xiàn)同一機器功能工藝動作分解與

13、運動方案選擇有著密切關(guān)系。實現(xiàn)同一機器功能時，應(yīng)盡可能采用動作簡單、工序少數(shù)的動作過程。時，應(yīng)盡可能采用動作簡單、工序少數(shù)的動作過程。 例例 加工內(nèi)孔加工內(nèi)孔 摩擦輪摩擦輪底部氣吸底部氣吸頂部氣吸頂部氣吸車床車床鏜床鏜床鉆床鉆床拉床拉床 例例 加工平面加工平面 （ 二）執(zhí)行機構(gòu)的型式設(shè)計、創(chuàng)新與系統(tǒng)的協(xié)調(diào)二）執(zhí)行機構(gòu)的型式設(shè)計、創(chuàng)新與系統(tǒng)的協(xié)調(diào) 機械傳動系統(tǒng)的作用就是將原動機的運動和動力傳遞到執(zhí)行構(gòu)件，機械傳動系統(tǒng)的作用就是將原動機的運動和動力傳遞到執(zhí)行構(gòu)件，執(zhí)行構(gòu)件的選擇執(zhí)行構(gòu)件的選擇,就是根據(jù)擬定的工作原理和工藝動作過程，就是根據(jù)擬定的工作原理和工藝動作過程，確定執(zhí)行構(gòu)確定執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)目、

14、運動形式、運動參數(shù)、運動協(xié)調(diào)關(guān)系件的數(shù)目、運動形式、運動參數(shù)、運動協(xié)調(diào)關(guān)系。這是項創(chuàng)造性的工作，。這是項創(chuàng)造性的工作，直接影響到整個機械系統(tǒng)的傳動方案。直接影響到整個機械系統(tǒng)的傳動方案。牛頭刨床刀具往復(fù)運動牛頭刨床刀具往復(fù)運動龍門刨床工件往復(fù)運動龍門刨床工件往復(fù)運動即使對于同一功能原理，也會有不同的運動方案。即使對于同一功能原理，也會有不同的運動方案。一個執(zhí)行構(gòu)件一個執(zhí)行構(gòu)件兩個執(zhí)行構(gòu)件兩個執(zhí)行構(gòu)件、執(zhí)行構(gòu)件的運動設(shè)計、執(zhí)行構(gòu)件的運動設(shè)計1)1)執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)目執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)目根據(jù)工作原理根據(jù)工作原理工藝動作過程工藝動作過程執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)目執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)目運動形式運動形式運動參數(shù)運動參數(shù)運動協(xié)調(diào)關(guān)系運

15、動協(xié)調(diào)關(guān)系取決于機械分功取決于機械分功能或分動作的多少，能或分動作的多少，兩者不一定相等，要兩者不一定相等，要具體分析確定。具體分析確定。如立式鉆有兩種方案如立式鉆有兩種方案: :2)2)執(zhí)行構(gòu)件的運動形式和運動參數(shù)執(zhí)行構(gòu)件的運動形式和運動參數(shù)直線運動直線運動曲線運動曲線運動復(fù)合運動復(fù)合運動往復(fù)擺動往復(fù)擺動執(zhí)執(zhí)行行構(gòu)構(gòu)件件運運動動形形式式回轉(zhuǎn)運動回轉(zhuǎn)運動每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) rpm rpm由兩個以上單一運動合成由兩個以上單一運動合成 間歇回轉(zhuǎn)間歇回轉(zhuǎn)停歇往復(fù)直線停歇往復(fù)直線停歇單向直線停歇單向直線沿可變曲線運動沿可變曲線運動連續(xù)回轉(zhuǎn)連續(xù)回轉(zhuǎn)沿固定曲線運動沿固定曲線運動往復(fù)直線往復(fù)直線每分鐘轉(zhuǎn)位

16、次數(shù)、轉(zhuǎn)角大小、運動系數(shù)每分鐘轉(zhuǎn)位次數(shù)、轉(zhuǎn)角大小、運動系數(shù)每分鐘擺動次數(shù)、轉(zhuǎn)角大小、行每分鐘擺動次數(shù)、轉(zhuǎn)角大小、行程速比系數(shù)程速比系數(shù)每分鐘行程數(shù)目、大小、行程速比系數(shù)每分鐘行程數(shù)目、大小、行程速比系數(shù)每循環(huán)停歇次數(shù)、位置、時間、每循環(huán)停歇次數(shù)、位置、時間、行程大小和工作速度。行程大小和工作速度。每次進給量的大小。每次進給量的大小。 砂輪砂輪工件工件砂輪架砂輪架、各執(zhí)行構(gòu)件間運動的協(xié)調(diào)配合和機械的工作循環(huán)圖、各執(zhí)行構(gòu)件間運動的協(xié)調(diào)配合和機械的工作循環(huán)圖1 1）各執(zhí)行構(gòu)件間運動的協(xié)調(diào)配合關(guān)系）各執(zhí)行構(gòu)件間運動的協(xié)調(diào)配合關(guān)系a)a)運動彼此獨立無需協(xié)調(diào)配合：運動彼此獨立無需協(xié)調(diào)配合：外圓磨床的砂輪

17、和工件的四個運動彼此獨立。故應(yīng)外圓磨床的砂輪和工件的四個運動彼此獨立。故應(yīng)為每個運動單獨設(shè)計各自的運動鏈。為每個運動單獨設(shè)計各自的運動鏈。b)b)動作協(xié)調(diào)配合：動作協(xié)調(diào)配合：圖示圖示沖床沖床的兩個執(zhí)行構(gòu)件中，要求：的兩個執(zhí)行構(gòu)件中，要求：送料構(gòu)件將原料送入模孔上方后，沖頭才可進入?？姿土蠘?gòu)件將原料送入?？咨戏胶?，沖頭才可進入?？走M行沖壓；進行沖壓；圖示圖示折疊包裝機構(gòu)折疊包裝機構(gòu)的兩個執(zhí)行構(gòu)件中，要求：的兩個執(zhí)行構(gòu)件中，要求： 餅干餅干1342餅干餅干2右折邊構(gòu)件右折邊構(gòu)件43包裝紙包裝紙左折邊構(gòu)件左折邊構(gòu)件1餅干餅干1342餅干餅干1342餅干餅干1342左折邊構(gòu)件左折邊構(gòu)件右折邊構(gòu)件右折邊

18、構(gòu)件餅干餅干1342包裝紙包裝紙MBA兩個構(gòu)件不能同時位于區(qū)域兩個構(gòu)件不能同時位于區(qū)域MABMAB中，以免干涉。中，以免干涉。當(dāng)沖頭上移一段距離后，才能進行下次送料動作。當(dāng)沖頭上移一段距離后，才能進行下次送料動作。c)c)各執(zhí)行構(gòu)件運動速度的協(xié)調(diào)配合：各執(zhí)行構(gòu)件運動速度的協(xié)調(diào)配合：范成法加工時，刀具與齒坯之間必須保持精確的傳動比。范成法加工時，刀具與齒坯之間必須保持精確的傳動比。 對于有運動協(xié)調(diào)配對于有運動協(xié)調(diào)配合要求的構(gòu)件，往往采合要求的構(gòu)件，往往采用以一臺原動機，用以一臺原動機， 通過通過傳動系統(tǒng)分配運動，實傳動系統(tǒng)分配運動，實現(xiàn)協(xié)調(diào)動作?，F(xiàn)協(xié)調(diào)動作。2 2）機械的工作（運動）循環(huán)圖）機械

19、的工作（運動）循環(huán)圖定義：定義：設(shè)計機械時，用以表示機械在一個工作循環(huán)過設(shè)計機械時，用以表示機械在一個工作循環(huán)過 程中，各執(zhí)行構(gòu)件之間運動配合關(guān)系的圖形。程中，各執(zhí)行構(gòu)件之間運動配合關(guān)系的圖形。定標件：定標件：用其運動位置（轉(zhuǎn)角或位移）作為確定其它用其運動位置（轉(zhuǎn)角或位移）作為確定其它 執(zhí)行構(gòu)件運動先后次序的基準。執(zhí)行構(gòu)件運動先后次序的基準。形式：形式：直線式、圓周式、直角坐標式三種。直線式、圓周式、直角坐標式三種。直線式工作循環(huán)圖直線式工作循環(huán)圖 退回退回停停 止止沖沖 制制 進給進給沖頭沖頭送料器送料器曲柄轉(zhuǎn)角曲柄轉(zhuǎn)角 0 90 180 270 360此例中主軸作為定標件。此例中主軸作為定

20、標件。 圓周式工作循環(huán)圖圓周式工作循環(huán)圖 圖示為單缸四沖程內(nèi)燃機的工作循環(huán)圖。曲軸圖示為單缸四沖程內(nèi)燃機的工作循環(huán)圖。曲軸為定標件，轉(zhuǎn)為定標件，轉(zhuǎn)2 2圈為一個工作循環(huán)。圈為一個工作循環(huán)。 啟啟排排氣氣門門開開啟啟進進氣氣門門開開進進氣氣排排氣氣壓壓縮縮膨膨脹脹閉閉進進氣氣門門關(guān)關(guān)火火點點曲軸曲軸0 540 360 180 排排門門閉閉關(guān)關(guān)氣氣進進退退 靜止靜止 靜止靜止 靜止靜止 進進退退 MM左執(zhí)行機構(gòu)左執(zhí)行機構(gòu)1 左執(zhí)行機構(gòu)左執(zhí)行機構(gòu)2 分配軸轉(zhuǎn)角分配軸轉(zhuǎn)角 0 90 180 270 360 直角坐標式工作循環(huán)圖直角坐標式工作循環(huán)圖 餅干包裝機工作循環(huán)圖中，餅干包裝機工作循環(huán)圖中，橫軸表

21、示定標件的轉(zhuǎn)角，縱軸表橫軸表示定標件的轉(zhuǎn)角，縱軸表示示 執(zhí)行構(gòu)件的轉(zhuǎn)角。執(zhí)行構(gòu)件的轉(zhuǎn)角。餅干餅干1342餅干餅干2右折邊構(gòu)件右折邊構(gòu)件43包裝紙包裝紙左折邊構(gòu)件左折邊構(gòu)件1餅干餅干1342餅干餅干1342餅干餅干1342左折邊構(gòu)件左折邊構(gòu)件右折邊構(gòu)件右折邊構(gòu)件餅干餅干1342包裝紙包裝紙MBA兩個構(gòu)件不能同時位于區(qū)域兩個構(gòu)件不能同時位于區(qū)域M把把MAB中，以免干涉。中，以免干涉。餅干餅干1342餅干餅干2右折邊構(gòu)件右折邊構(gòu)件43包裝紙包裝紙左折邊構(gòu)件左折邊構(gòu)件1餅干餅干1342餅干餅干1342餅干餅干1342左折邊構(gòu)件左折邊構(gòu)件右折邊構(gòu)件右折邊構(gòu)件餅干餅干1342包裝紙包裝紙MBA、常用機構(gòu)、

22、常用機構(gòu)1 1）傳遞連續(xù)回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)）傳遞連續(xù)回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)嚙合傳動機構(gòu)嚙合傳動機構(gòu) 連桿機構(gòu)連桿機構(gòu) 傳遞連續(xù)傳遞連續(xù)回轉(zhuǎn)運動回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)的機構(gòu)摩擦傳動機構(gòu)摩擦傳動機構(gòu) 摩擦輪傳動摩擦輪傳動 帶傳動帶傳動 蝸桿傳動蝸桿傳動 鏈傳動鏈傳動 齒輪傳動齒輪傳動 平行四邊形機構(gòu)平行四邊形機構(gòu) 雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu) 2 2）實現(xiàn)單向間歇回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)）實現(xiàn)單向間歇回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)棘輪機構(gòu)棘輪機構(gòu) 齒輪齒輪-連桿機構(gòu)連桿機構(gòu) 單向間歇單向間歇回轉(zhuǎn)運動回轉(zhuǎn)運動槽輪機構(gòu)槽輪機構(gòu) 不完全齒輪機構(gòu)不完全齒輪機構(gòu) 凸輪式間歇運動機構(gòu)凸輪式間歇運動機構(gòu) 適用于轉(zhuǎn)角固定的轉(zhuǎn)位運動。適用于轉(zhuǎn)角固定的轉(zhuǎn)位運動。 每次轉(zhuǎn)

23、角小，或轉(zhuǎn)角大小可調(diào)的低每次轉(zhuǎn)角小，或轉(zhuǎn)角大小可調(diào)的低速場合。速場合。大轉(zhuǎn)角而速度不高的場合大轉(zhuǎn)角而速度不高的場合運動平穩(wěn)、分度、定位準運動平穩(wěn)、分度、定位準確，但制造困難、高精度定位、確，但制造困難、高精度定位、高速場合。高速場合。特殊要求的輸送機構(gòu)。特殊要求的輸送機構(gòu)。3 3）實現(xiàn)往復(fù)移動往復(fù)擺動運動的機構(gòu)）實現(xiàn)往復(fù)移動往復(fù)擺動運動的機構(gòu)凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu) 組合機構(gòu)組合機構(gòu) 往復(fù)運動往復(fù)運動連桿機構(gòu)連桿機構(gòu) 螺旋機構(gòu)螺旋機構(gòu) 齒輪齒條機構(gòu)齒輪齒條機構(gòu) 液壓缸、氣缸液壓缸、氣缸 正弦機構(gòu)正弦機構(gòu) 正切機構(gòu)正切機構(gòu) 六連桿機構(gòu)六連桿機構(gòu) 曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu) 連桿機構(gòu)的特點：連桿機構(gòu)的特點：

24、制造容易、承載能力大，但難以實現(xiàn)精確運制造容易、承載能力大，但難以實現(xiàn)精確運動，適用于無嚴格運動規(guī)律的場合。動，適用于無嚴格運動規(guī)律的場合。 凸輪機構(gòu)的特點：凸輪機構(gòu)的特點：能實現(xiàn)任意復(fù)雜的運動和各構(gòu)件之間的運動能實現(xiàn)任意復(fù)雜的運動和各構(gòu)件之間的運動協(xié)調(diào)，承載能力不大。協(xié)調(diào)，承載能力不大。 螺旋機構(gòu)的特點：螺旋機構(gòu)的特點：可獲得大的減速比和較高的運動精度，可獲得大的減速比和較高的運動精度，常用作低速進給和精密微調(diào)機構(gòu)。常用作低速進給和精密微調(diào)機構(gòu)。 齒輪齒條機構(gòu)的特點：齒輪齒條機構(gòu)的特點：適用于移動速度較高的場合，精密適用于移動速度較高的場合，精密齒條制造困難，傳動精度及平穩(wěn)性不及螺旋機構(gòu)。齒

25、條制造困難，傳動精度及平穩(wěn)性不及螺旋機構(gòu)。 凸輪機構(gòu)的推桿行程一般較小，否則會使壓力角過大凸輪機構(gòu)的推桿行程一般較小，否則會使壓力角過大或尺寸過大?；虺叽邕^大。 連桿機構(gòu)可以獲得較大行程，但不能太大，否則機構(gòu)連桿機構(gòu)可以獲得較大行程，但不能太大，否則機構(gòu)尺寸會過于龐大。尺寸會過于龐大。齒輪齒條機構(gòu)或螺旋機構(gòu)可滿足大行程的要求。齒輪齒條機構(gòu)或螺旋機構(gòu)可滿足大行程的要求。4 4）再現(xiàn)軌跡的機構(gòu)）再現(xiàn)軌跡的機構(gòu)齒輪齒輪連桿組合機構(gòu)連桿組合機構(gòu)聯(lián)動凸輪機構(gòu)聯(lián)動凸輪機構(gòu) 再現(xiàn)軌跡再現(xiàn)軌跡連桿機構(gòu)連桿機構(gòu) 凸輪凸輪連桿組合機構(gòu)連桿組合機構(gòu) 一般而言，除了凸輪機構(gòu)能實現(xiàn)精確的曲線軌跡之一般而言，除了凸輪機構(gòu)

26、能實現(xiàn)精確的曲線軌跡之外，其它機構(gòu)都只能近似實現(xiàn)預(yù)定的曲線軌跡。外，其它機構(gòu)都只能近似實現(xiàn)預(yù)定的曲線軌跡。 齒輪齒輪連桿組合機構(gòu)連桿組合機構(gòu)攪拌機構(gòu)攪拌機構(gòu)凸輪凸輪連桿組合機構(gòu)連桿組合機構(gòu)聯(lián)動凸輪機構(gòu)聯(lián)動凸輪機構(gòu) CBADE、機構(gòu)的變異、機構(gòu)的變異當(dāng)所選機構(gòu)不能滿足機械提出的運動和動力要求時，或者為了改善所選機構(gòu)的性能或結(jié)構(gòu)時，可以通過改變機構(gòu)中某些構(gòu)件結(jié)構(gòu)形狀、運動尺寸、更換機架或原動件、增加輔助構(gòu)件等方法獲得新的機構(gòu)或特性。此稱為機構(gòu)的變異構(gòu)件結(jié)構(gòu)形狀構(gòu)件結(jié)構(gòu)形狀運動尺寸運動尺寸更換機架更換機架或原動件或原動件增加輔助構(gòu)件增加輔助構(gòu)件目的：目的：獲得新的機構(gòu)或特性，已滿足使用要求。獲得新的

27、機構(gòu)或特性，已滿足使用要求。機構(gòu)的變異機構(gòu)的變異1 1）改變構(gòu)件結(jié)構(gòu)形狀）改變構(gòu)件結(jié)構(gòu)形狀 若將擺動導(dǎo)桿機構(gòu)中的直線導(dǎo)若將擺動導(dǎo)桿機構(gòu)中的直線導(dǎo)槽改為圓弧導(dǎo)槽，運動到左側(cè)槽改為圓弧導(dǎo)槽，運動到左側(cè)時，可獲得較長時間的停歇。時，可獲得較長時間的停歇。2 2）改變構(gòu)件運動尺寸）改變構(gòu)件運動尺寸 槽輪直徑變?yōu)闊o窮大，槽數(shù)無窮多時槽輪直徑變?yōu)闊o窮大，槽數(shù)無窮多時, , 槽條機構(gòu)槽條機構(gòu)3 3）選不同的構(gòu)件作為機架）選不同的構(gòu)件作為機架 機構(gòu)的倒置機構(gòu)的倒置 擺動凸輪機構(gòu)擺動凸輪機構(gòu)1 12 23 31 12 23 3連桿連桿-凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)A A1 1B BC CO O2 23 34 4罐頭封口機構(gòu)

28、罐頭封口機構(gòu)要求要求C C點沿接點沿接合縫運動。合縫運動。4 4）選不同的構(gòu)件作為原動件）選不同的構(gòu)件作為原動件電機電機ABDC風(fēng)扇座風(fēng)扇座蝸輪蝸輪蝸桿蝸桿雙搖桿機構(gòu)中，選連桿作為原雙搖桿機構(gòu)中，選連桿作為原動件，可把風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動件，可把風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為連架桿的搖動?；癁檫B架桿的搖動。5 5）增加輔助構(gòu)件作為原動件）增加輔助構(gòu)件作為原動件圖示手動插秧機分秧、圖示手動插秧機分秧、插秧機構(gòu)中增加了一插秧機構(gòu)中增加了一個輔助構(gòu)件個輔助構(gòu)件活舌活舌3 3，從而使從而使M M點實現(xiàn)預(yù)定點實現(xiàn)預(yù)定軌跡。軌跡。123B654M3）機構(gòu)的串聯(lián)組合）機構(gòu)的串聯(lián)組合、機構(gòu)的組合、機構(gòu)的組合 為了實現(xiàn)執(zhí)行

29、機構(gòu)的運動形式、運動參數(shù)以及運動協(xié)調(diào)關(guān)系，或者為了改善機械的動力特性，需要將選定的各種機構(gòu)組合在一起。 前一個機構(gòu)的輸出，作為下一個機構(gòu)的輸入，前一個機構(gòu)的輸出，作為下一個機構(gòu)的輸入，依次串聯(lián)。依次串聯(lián)。一般串聯(lián)組合：一般串聯(lián)組合：后一級機構(gòu)的主動件固連后一級機構(gòu)的主動件固連在前一級機構(gòu)的一個連架在前一級機構(gòu)的一個連架桿上。桿上。5 51 12 23 34 41 1IIIII I1 1s s3 3s s4 4IIIII I特殊串聯(lián)組合：特殊串聯(lián)組合：后一級機構(gòu)的主動件串接在后一級機構(gòu)的主動件串接在前一級機構(gòu)的一個連桿上。前一級機構(gòu)的一個連桿上。1 12 23 3A A5 54 4D DC CB

30、 BF FE EM M1 12 23 3A A5 54 4D DC CB BM M1 12 23 3A A4 4D DC CB BE E 織布機開口機構(gòu)?？棽紮C開口機構(gòu)。M M點通點通過直線段時，從動導(dǎo)桿作較過直線段時，從動導(dǎo)桿作較長時間的停歇。長時間的停歇。IIIII I 齒輪機構(gòu)與連桿機構(gòu)的齒輪機構(gòu)與連桿機構(gòu)的串聯(lián)組合。行星輪上各不同串聯(lián)組合。行星輪上各不同點的軌跡是各種內(nèi)擺線，故點的軌跡是各種內(nèi)擺線，故選擇不同點選擇不同點C C可使從動桿可使從動桿4 4獲獲得不同的運動規(guī)律。得不同的運動規(guī)律。特殊串聯(lián)組合的表示符號：特殊串聯(lián)組合的表示符號：）機構(gòu)的并聯(lián)組合）機構(gòu)的并聯(lián)組合 一個機構(gòu)產(chǎn)生若

31、干個分支后續(xù)機構(gòu)，或若干個一個機構(gòu)產(chǎn)生若干個分支后續(xù)機構(gòu)，或若干個分支機構(gòu)匯合后于一個后續(xù)機構(gòu)的組合方式。分支機構(gòu)匯合后于一個后續(xù)機構(gòu)的組合方式。一般并聯(lián)組合：各分支機構(gòu)間無任何嚴格的運動協(xié)一般并聯(lián)組合：各分支機構(gòu)間無任何嚴格的運動協(xié)調(diào)配合關(guān)系。各分支部分可獨立設(shè)計。調(diào)配合關(guān)系。各分支部分可獨立設(shè)計。表示框圖表示框圖某航空發(fā)動機某航空發(fā)動機附件傳動系統(tǒng)附件傳動系統(tǒng)主動軸主動軸V VI I特殊并聯(lián)組合：各分支機構(gòu)間有嚴格的運動協(xié)調(diào)配特殊并聯(lián)組合：各分支機構(gòu)間有嚴格的運動協(xié)調(diào)配 合關(guān)系。合關(guān)系。(a)(a)有速比要求有速比要求 各分支部分常共用一臺原動機（或集中數(shù)控），各分支部分常共用一臺原動機（

32、或集中數(shù)控），各部分嚴格按速比設(shè)計。各部分嚴格按速比設(shè)計。(b)(b)有軌跡配合要求有軌跡配合要求圖示聯(lián)動凸輪機構(gòu)中，圖示聯(lián)動凸輪機構(gòu)中，兩個分支凸輪共同驅(qū)兩個分支凸輪共同驅(qū)動一個從動件，實現(xiàn)動一個從動件，實現(xiàn)矩形軌跡完成送料。矩形軌跡完成送料。圓珠筆芯自動送料機構(gòu)圓珠筆芯自動送料機構(gòu)1 15 54 43 32 26 61 11 1(c)(c)有時序要求有時序要求 各分支機構(gòu)在各分支機構(gòu)在動作的先后次序上動作的先后次序上有嚴格的要求。有嚴格的要求。如自動車床上三個如自動車床上三個并聯(lián)凸輪的工作順并聯(lián)凸輪的工作順序有先后要求。序有先后要求。凸輪凸輪I凸輪凸輪II凸輪凸輪III凸輪凸輪轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角0

33、90 180 270 360 放松放松(送料送料)車外圓道角車外圓道角擋料擋料切斷切斷夾夾 緊緊工件（鉚釘）工件（鉚釘）外圓車刀外圓車刀棒料棒料切斷刀切斷刀倒角刀倒角刀凸輪軸凸輪軸擋擋板板IIIIII主軸主軸(d)(d)有運動形式配合要求有運動形式配合要求 左圖所示攪拌機除了左圖所示攪拌機除了E E點按曲線運動外，還要點按曲線運動外，還要求攪拌釜作自旋運動，但兩者無速比要求。求攪拌釜作自旋運動，但兩者無速比要求。砂輪砂輪工件工件砂輪架砂輪架攪拌機構(gòu)攪拌機構(gòu) 如右圖磨床中的主軸回轉(zhuǎn)、砂輪回轉(zhuǎn)、工件進如右圖磨床中的主軸回轉(zhuǎn)、砂輪回轉(zhuǎn)、工件進給也屬于運動形式上的配合。給也屬于運動形式上的配合。CBA

34、DE三、機械傳動方案的評價三、機械傳動方案的評價1 1）評價指標）評價指標機械功能的實現(xiàn)質(zhì)量機械功能的實現(xiàn)質(zhì)量 精確性、穩(wěn)定性、適應(yīng)性、擴展性；精確性、穩(wěn)定性、適應(yīng)性、擴展性； 機械工作性能機械工作性能 運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性、傳力性能、承載能力等；運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性、傳力性能、承載能力等； 機械的動力性能機械的動力性能 沖擊、振動、噪聲、耐磨性能等；沖擊、振動、噪聲、耐磨性能等； 機械的經(jīng)濟性機械的經(jīng)濟性 設(shè)計工作量大小、制造成本、維修難易、能耗等設(shè)計工作量大小、制造成本、維修難易、能耗等 機械結(jié)構(gòu)的合理性機械結(jié)構(gòu)的合理性 復(fù)雜程度、尺寸及重量大小等。復(fù)雜程度、尺寸及重量大小等。 建立評價質(zhì)量指標體系建立評

35、價質(zhì)量指標體系 根據(jù)評價對象的特點，確定用哪些指標來根據(jù)評價對象的特點，確定用哪些指標來衡量各方案的優(yōu)劣。如沖床的增力性能、急回性能、衡量各方案的優(yōu)劣。如沖床的增力性能、急回性能、傳力性能、承載能力、傳力性能、承載能力、等等；等等； 2 2）評價方法）評價方法-記分法記分法為每個指標確定分值為每個指標確定分值 總分定為總分定為100100分，其余各指標按重要程度分配；分，其余各指標按重要程度分配； 聘請專家評分聘請專家評分 采用五級制：采用五級制：0 0.25 0.5 0.75 10 0.25 0.5 0.75 1 分別對應(yīng)于：很差、差、一般、較好、很好分別對應(yīng)于：很差、差、一般、較好、很好

36、統(tǒng)計得分統(tǒng)計得分 計算分項平均值和總分平均值；計算分項平均值和總分平均值； 按總得分進行排序，確定最佳方案。按總得分進行排序，確定最佳方案。 步驟：步驟：1. 1. 執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計 主要有功能原理設(shè)計、動作及運動設(shè)計、主要有功能原理設(shè)計、動作及運動設(shè)計、執(zhí)行機構(gòu)的型式設(shè)計、執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計和執(zhí)執(zhí)行機構(gòu)的型式設(shè)計、執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計和執(zhí)行系統(tǒng)的方案評價與決策。行系統(tǒng)的方案評價與決策。機械傳動方案設(shè)計的內(nèi)容機械傳動方案設(shè)計的內(nèi)容2. 2. 原動機類型的選擇原動機類型的選擇往復(fù)擺動往復(fù)擺動電電 動動 機機氣缸氣缸原原動動件件運運動動形形式式連續(xù)回轉(zhuǎn)連續(xù)回轉(zhuǎn)往復(fù)直線往復(fù)直線原動

37、件的類型及其運動參數(shù)的選擇原動件的類型及其運動參數(shù)的選擇液壓馬達液壓馬達氣動馬達氣動馬達內(nèi)內(nèi) 燃燃 機機液壓馬達液壓馬達氣動馬達氣動馬達直線電機直線電機油缸油缸柴油機柴油機燃氣輪機燃氣輪機汽油機汽油機直流電動機直流電動機交流變頻變速電動機交流變頻變速電動機伺服電動機伺服電動機步進電動機步進電動機力矩電動機力矩電動機交流異步電動機交流異步電動機交流異步電動機的運動參數(shù)交流異步電動機的運動參數(shù)同步轉(zhuǎn)數(shù)：同步轉(zhuǎn)數(shù)： 30003000，15001500，10001000，750750，600 rpm600 rpm動力電動機動力電動機伺服電動機伺服電動機氣動馬達氣動馬達液壓馬達液壓馬達機械傳動系統(tǒng)的方案

38、設(shè)計一、傳動系統(tǒng)的作用及其設(shè)計過程一、傳動系統(tǒng)的作用及其設(shè)計過程傳動系統(tǒng)的作用傳動系統(tǒng)的作用傳遞運動傳遞運動傳遞動力傳遞動力傳動系統(tǒng)的設(shè)計過程傳動系統(tǒng)的設(shè)計過程:確定傳動系統(tǒng)的總傳動比確定傳動系統(tǒng)的總傳動比選擇傳動類型選擇傳動類型擬定傳動鏈的布置方案擬定傳動鏈的布置方案分配傳動比分配傳動比確定各級傳動機構(gòu)的基本參數(shù)及其校核確定各級傳動機構(gòu)的基本參數(shù)及其校核繪制傳動系統(tǒng)運動簡圖繪制傳動系統(tǒng)運動簡圖二、傳動類型的選擇二、傳動類型的選擇 1. 1. 傳動的類型和特點傳動的類型和特點 1 1）機械傳動）機械傳動 2 2）液壓傳動）液壓傳動 3 3）氣壓傳動）氣壓傳動 4 4）電氣傳動）電氣傳動 2.

39、2. 選擇傳動類型的原則選擇傳動類型的原則1 1）執(zhí)行系統(tǒng)的工況和工作要求與原動機的機械特性相匹配）執(zhí)行系統(tǒng)的工況和工作要求與原動機的機械特性相匹配2 2）考慮工作要求傳遞的功率和運轉(zhuǎn)速度）考慮工作要求傳遞的功率和運轉(zhuǎn)速度3 3）有利于提高傳動效率）有利于提高傳動效率4 4）盡可能選擇結(jié)構(gòu)簡單的單級傳動裝置）盡可能選擇結(jié)構(gòu)簡單的單級傳動裝置5 5）考慮結(jié)構(gòu)布置）考慮結(jié)構(gòu)布置6 6）考慮經(jīng)濟性）考慮經(jīng)濟性7 7）考慮機械安全運轉(zhuǎn)和環(huán)境條件）考慮機械安全運轉(zhuǎn)和環(huán)境條件三、傳動鏈的方案設(shè)計三、傳動鏈的方案設(shè)計 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：傳動路線的選擇傳動路線的選擇傳動鏈中機構(gòu)的順序傳動鏈中機構(gòu)的順序各級傳

40、動比的分配各級傳動比的分配本節(jié)重點介紹本節(jié)重點介紹傳動路線的選擇傳動路線的選擇 傳動路線的選擇傳動路線的選擇（1 1）串聯(lián)式單路傳動）串聯(lián)式單路傳動 傳動路線的選擇傳動路線的選擇（1 1）串聯(lián)式單路傳動）串聯(lián)式單路傳動（2 2）并聯(lián)式分路傳動）并聯(lián)式分路傳動 傳動路線的選擇傳動路線的選擇（1 1）串聯(lián)式單路傳動）串聯(lián)式單路傳動（2 2）并聯(lián)式分路傳動）并聯(lián)式分路傳動（3 3）并聯(lián)式多路聯(lián)合傳動）并聯(lián)式多路聯(lián)合傳動 傳動路線的選擇傳動路線的選擇（1 1）串聯(lián)式單路傳動）串聯(lián)式單路傳動（2 2）并聯(lián)式分路傳動）并聯(lián)式分路傳動（3 3）并聯(lián)式多路傳動）并聯(lián)式多路傳動（4 4）混合式傳動）混合式傳動功

41、能分解組合法實例：功能分解組合法實例：基本思路：基本思路：將總功能分解成若干分功能，再細分解成功能元；將總功能分解成若干分功能，再細分解成功能元；為每一個功能元選擇一個完成此功能的機構(gòu)；為每一個功能元選擇一個完成此功能的機構(gòu)；將各種機構(gòu)加以適當(dāng)組合或變異得到一個運動方案；將各種機構(gòu)加以適當(dāng)組合或變異得到一個運動方案； 由于實現(xiàn)元功能的機構(gòu)是多樣的，根據(jù)排列組合原理由于實現(xiàn)元功能的機構(gòu)是多樣的，根據(jù)排列組合原理可得到若干種運動方案?？傻玫饺舾煞N運動方案。總功能：加壓執(zhí)行機構(gòu)上下運動時，能鍛出精度較高的毛坯?？偣δ埽杭訅簣?zhí)行機構(gòu)上下運動時，能鍛出精度較高的毛坯。 要求：驅(qū)動軸水平放置，加壓執(zhí)行構(gòu)件

42、豎直方向運動。要求：驅(qū)動軸水平放置，加壓執(zhí)行構(gòu)件豎直方向運動。 例例1 1 精鍛機主機構(gòu)精鍛機主機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)具有的分功能：執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)具有的分功能： 運動形式變換功能運動形式變換功能 運動軸線變向功能運動軸線變向功能 運動位移或速度縮小功能運動位移或速度縮小功能根據(jù)以上分析，可以得出加壓執(zhí)行機構(gòu)總體功能根據(jù)以上分析，可以得出加壓執(zhí)行機構(gòu)總體功能的功能轉(zhuǎn)換形態(tài)學(xué)矩陣。的功能轉(zhuǎn)換形態(tài)學(xué)矩陣。加壓執(zhí)行機構(gòu)功能形態(tài)學(xué)矩陣加壓執(zhí)行機構(gòu)功能形態(tài)學(xué)矩陣滿足精鍛機功能要求的六種基本功能結(jié)構(gòu)滿足精鍛機功能要求的六種基本功能結(jié)構(gòu)精鍛機的四種方案精鍛機的四種方案100.8沖床功能分解：送料沖床功能分解：送料 沖制沖

43、制 退回退回沖頭功能細分：往復(fù)運動、增力、急回、減速；沖頭功能細分：往復(fù)運動、增力、急回、減速；送料功能細分：間歇送料；送料功能細分：間歇送料；1 1）往復(fù)運動、增力、急回功能元可）往復(fù)運動、增力、急回功能元可 用以下兩種機構(gòu)來實現(xiàn)：用以下兩種機構(gòu)來實現(xiàn)：凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)六桿肘桿機構(gòu)六桿肘桿機構(gòu) 例例2 2 沖壓機沖壓機2 2）為了實現(xiàn)沖頭的減速功能，可以采用如下方案；）為了實現(xiàn)沖頭的減速功能，可以采用如下方案；兩級帶傳動；兩級帶傳動；兩級齒輪傳動；兩級齒輪傳動；一級帶傳動一級帶傳動 一級齒輪傳動；一級齒輪傳動；3 3）為了實現(xiàn)間歇送功能料，可以采用如下方案；）為了實現(xiàn)間歇送功能料，可以采用如

44、下方案；間歇滾輪傳動間歇滾輪傳動棘輪機構(gòu)棘輪機構(gòu)推勾式送料機構(gòu)推勾式送料機構(gòu)將上述各種機構(gòu)進行組合，就能得到多種方案。將上述各種機構(gòu)進行組合，就能得到多種方案。機械傳動系統(tǒng)設(shè)計舉例機械傳動系統(tǒng)設(shè)計舉例一、一、C1325C1325自動車床刀架機械傳動系統(tǒng)的分析自動車床刀架機械傳動系統(tǒng)的分析1 1）功能分析）功能分析功能要求：功能要求：自動換刀，并能沿工件軸向完成進給運動。自動換刀，并能沿工件軸向完成進給運動。進刀凸進刀凸輪機構(gòu)輪機構(gòu)刀具刀具主軸主軸轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)塔刀架9工件工件齒條齒條714壓簧壓簧12圓柱凸輪機圓柱凸輪機構(gòu)構(gòu)4曲柄曲柄5圓錐齒輪傳動圓錐齒輪傳動3寬齒輪寬齒輪2齒輪齒輪1活動支架活動

45、支架8定位銷定位銷10六槽輪機構(gòu)六槽輪機構(gòu)11613功能要求：功能要求：自動換刀，自動換刀，軸向進給軸向進給功能分解：功能分解： 轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)塔刀架每次轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)塔刀架每次轉(zhuǎn)過6060 ；讓刀讓刀轉(zhuǎn)位前刀架先右退，以免刀具與工件干涉；轉(zhuǎn)位前刀架先右退，以免刀具與工件干涉；定位定位將保證加工精度的定位銷，轉(zhuǎn)位之前拔出；將保證加工精度的定位銷，轉(zhuǎn)位之前拔出；進、退刀進、退刀不轉(zhuǎn)時，精確實現(xiàn)預(yù)定的進退刀運動。不轉(zhuǎn)時，精確實現(xiàn)預(yù)定的進退刀運動。進刀凸進刀凸輪機構(gòu)輪機構(gòu)刀具刀具主軸主軸轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)塔刀架9工件工件齒條齒條714壓簧壓簧12圓柱凸輪機圓柱凸輪機構(gòu)構(gòu)4曲柄曲柄5圓錐齒輪傳動圓錐齒輪傳動3寬齒輪寬齒輪

46、2齒輪齒輪1活動支架活動支架8定位銷定位銷10六槽輪機構(gòu)六槽輪機構(gòu)11613退刀：壓簧退刀：壓簧12 12 推桿推桿1313回程回程齒輪齒輪6 6 齒條齒條7 7 活動活動 支架支架8 8向右完成退刀。向右完成退刀。2 2）刀架機械傳動系統(tǒng)的工作過程）刀架機械傳動系統(tǒng)的工作過程在一組刀具加工完畢后讓刀：退刀的同時，齒輪讓刀：退刀的同時，齒輪1 1 的離合器結(jié)合并開始轉(zhuǎn)動的離合器結(jié)合并開始轉(zhuǎn)動 過寬齒輪過寬齒輪2 2 圓錐齒輪圓錐齒輪3 3 圓柱凸輪機構(gòu)圓柱凸輪機構(gòu)4 4 拔出銷拔出銷10 10 ； 同時，曲柄同時，曲柄5 5旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)支架支架8 8快速向右讓刀。快速向右讓刀。進刀凸進刀凸輪機構(gòu)輪

47、機構(gòu)刀具刀具主軸主軸轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)塔刀架9工件工件齒條齒條714壓簧壓簧12圓柱凸輪機圓柱凸輪機構(gòu)構(gòu)4曲柄曲柄5圓錐齒輪傳動圓錐齒輪傳動3寬齒輪寬齒輪2齒輪齒輪1活動支架活動支架8定位銷定位銷10六槽輪機構(gòu)六槽輪機構(gòu)11613轉(zhuǎn)位：讓刀快結(jié)束時，槽輪開始轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位：讓刀快結(jié)束時，槽輪開始轉(zhuǎn)位曲柄曲柄5 5的后半圈的后半圈 支架支架8 8向左移動完成復(fù)位。向左移動完成復(fù)位。2 2）刀架機械傳動系統(tǒng)的工作過程）刀架機械傳動系統(tǒng)的工作過程定位：轉(zhuǎn)位結(jié)束時，凸輪機構(gòu)定位：轉(zhuǎn)位結(jié)束時，凸輪機構(gòu)4 4的推桿擺動的推桿擺動插入定插入定 位銷位銷10 10 ，齒輪，齒輪1 1離合器脫開并停止運轉(zhuǎn)。離合器脫開并停止運

48、轉(zhuǎn)。進刀凸進刀凸輪機構(gòu)輪機構(gòu)刀具刀具主軸主軸轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)塔刀架9工件工件齒條齒條714壓簧壓簧12圓柱凸輪機圓柱凸輪機構(gòu)構(gòu)4曲柄曲柄5圓錐齒輪傳動圓錐齒輪傳動3寬齒輪寬齒輪2齒輪齒輪1活動支架活動支架8定位銷定位銷10六槽輪機構(gòu)六槽輪機構(gòu)11613轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位2 2）刀架機械傳動系統(tǒng)的工作過程）刀架機械傳動系統(tǒng)的工作過程定位定位進給：推桿進給：推桿1313推程推程齒輪齒輪6 6 齒條齒條7 7 活動支架活動支架8 8向左向左 完成進給。完成進給。 之后進入下一個循環(huán)進刀凸進刀凸輪機構(gòu)輪機構(gòu)刀具刀具主軸主軸轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)塔刀架9工件工件齒條齒條714壓簧壓簧12圓柱凸輪機圓柱凸輪機構(gòu)構(gòu)4曲柄曲柄5圓錐齒輪

49、傳動圓錐齒輪傳動3寬齒輪寬齒輪2齒輪齒輪1活動支架活動支架8定位銷定位銷10六槽輪機構(gòu)六槽輪機構(gòu)11613刀架機械傳動系統(tǒng)的工作循環(huán)圖：刀架機械傳動系統(tǒng)的工作循環(huán)圖：定位銷定位銷轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)塔活動活動支架支架定位定位拔出拔出靜止靜止轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位后退后退復(fù)位復(fù)位圓柱凸輪轉(zhuǎn)角圓柱凸輪轉(zhuǎn)角0 90 180 270 360 組合方式分析：組合方式主要以串聯(lián)方式為主，但在組合方式分析：組合方式主要以串聯(lián)方式為主，但在I I、IIII處采用了特殊的并聯(lián)方式。處采用了特殊的并聯(lián)方式。進刀凸進刀凸輪機構(gòu)輪機構(gòu)齒輪齒齒輪齒條機構(gòu)條機構(gòu)曲柄滑曲柄滑塊機構(gòu)塊機構(gòu)圓柱凸圓柱凸輪機構(gòu)輪機構(gòu)槽輪機構(gòu)槽輪機構(gòu)連桿機構(gòu)連桿機構(gòu)圓柱圓柱

50、齒輪齒輪機構(gòu)機構(gòu)圓錐圓錐齒輪齒輪機構(gòu)機構(gòu)活動支架進退活動支架進退轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)位定位銷進退定位銷進退I IIIII3 3）刀架機械傳動系統(tǒng)各機構(gòu)的組合方式及特點）刀架機械傳動系統(tǒng)各機構(gòu)的組合方式及特點 機構(gòu)功用分析：機構(gòu)功用分析：進刀凸輪機構(gòu)控制整個工件的加工過程，不同的工進刀凸輪機構(gòu)控制整個工件的加工過程，不同的工件需要更換不同的凸輪。件需要更換不同的凸輪。后續(xù)串聯(lián)的齒輪齒條是為了轉(zhuǎn)換運動形式并放大。后續(xù)串聯(lián)的齒輪齒條是為了轉(zhuǎn)換運動形式并放大。后續(xù)再串接一個曲柄滑快機構(gòu)，以增大讓刀距離。進刀凸進刀凸輪機構(gòu)輪機構(gòu)齒輪齒齒輪齒條機構(gòu)條機構(gòu)曲柄滑曲柄滑塊機構(gòu)塊機構(gòu)圓柱凸圓柱凸輪機構(gòu)輪機構(gòu)槽

51、輪機構(gòu)槽輪機構(gòu)連桿機構(gòu)連桿機構(gòu)圓柱圓柱齒輪齒輪機構(gòu)機構(gòu)圓錐圓錐齒輪齒輪機構(gòu)機構(gòu)活動支架進退活動支架進退轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)位定位銷進退定位銷進退I IIIII后續(xù)再串接一個曲柄滑快機構(gòu)，以增大讓刀距離。后續(xù)再串接一個曲柄滑快機構(gòu)，以增大讓刀距離。圓柱齒輪后串接圓錐齒輪機構(gòu)使為了改變運動方向。圓柱齒輪后串接圓錐齒輪機構(gòu)使為了改變運動方向。另外一條傳動路線中后并接槽輪機構(gòu)使為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)位。后并接槽輪機構(gòu)使為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)位。并接曲柄滑塊機構(gòu)使為了實現(xiàn)讓位。并接曲柄滑塊機構(gòu)使為了實現(xiàn)讓位。并接圓柱凸輪機構(gòu)再串接連桿機構(gòu)是為了實現(xiàn)定位，并接圓柱凸輪機構(gòu)再串接連桿機構(gòu)是為了實現(xiàn)定位，且容易滿足時序要求。且容易

52、滿足時序要求。設(shè)計任務(wù)：設(shè)計一臺自動鉆床，用來同時加工圖示零件上的三設(shè)計任務(wù)：設(shè)計一臺自動鉆床，用來同時加工圖示零件上的三個孔，并能自動送料。個孔，并能自動送料。1 1）確定工作原理）確定工作原理二、多頭專用鉆床機械傳動系統(tǒng)設(shè)計二、多頭專用鉆床機械傳動系統(tǒng)設(shè)計30203-82020502010一般的鉆床多采用第一種方案，但本例是三軸專用鉆床，因工件小，工作臺輕，移動工作臺比移動三軸容易。故采用第二種方案。鉆削工藝：鉆頭一邊旋轉(zhuǎn)，同鉆削工藝：鉆頭一邊旋轉(zhuǎn)，同時相對于工件作移動。時相對于工件作移動。三種運動方案：三種運動方案：鉆頭旋轉(zhuǎn)，同時軸向進給，鉆頭旋轉(zhuǎn)，同時軸向進給，工作臺靜止；工作臺靜止；

53、鉆頭旋轉(zhuǎn)，工作臺帶動工件進給；鉆頭旋轉(zhuǎn)，工作臺帶動工件進給；工作臺旋轉(zhuǎn)，鉆頭作軸向進給；工作臺旋轉(zhuǎn)，鉆頭作軸向進給；如車床上鉆孔送料機構(gòu)可以采用從料倉推送工件的方式。送料機構(gòu)可以采用從料倉推送工件的方式。工作臺工作臺送料桿送料桿料倉料倉三個執(zhí)行構(gòu)件：三個執(zhí)行構(gòu)件：鉆頭、工作臺、送料桿鉆頭、工作臺、送料桿2 2）執(zhí)行構(gòu)件的運動設(shè)計）執(zhí)行構(gòu)件的運動設(shè)計工藝過程：工藝過程：送料桿往右推出零件，送料桿往右推出零件， 并頂出加工好的零件并頂出加工好的零件夾具將工件定位，并夾緊；夾具將工件定位，并夾緊；送料桿返回，工作臺帶動工件快速上移接近鉆頭；送料桿返回，工作臺帶動工件快速上移接近鉆頭；工作臺慢速工進；

54、工作臺慢速工進；鉆孔結(jié)束后，工作臺快速退回，完成一個循環(huán)。鉆孔結(jié)束后，工作臺快速退回，完成一個循環(huán)。鉆頭的轉(zhuǎn)速：鉆頭的轉(zhuǎn)速： n nc c=1000v/(d)=1000v/(d)其中：其中：dd鉆頭直徑，鉆頭直徑，d=8 mm d=8 mm v- v-切削速度，查手冊切削速度，查手冊4545鋼，可選鋼，可選v=12.5m/minv=12.5m/min； 代入得：代入得： n nc c 500 rpm 500 rpm工作臺為往復(fù)運動。鉆孔工藝要求：工作臺為往復(fù)運動。鉆孔工藝要求：工作臺帶動工件快速上移接近鉆頭；工作臺帶動工件快速上移接近鉆頭；工作臺改用工作進給速度先鉆凸臺上的孔，待鉆到工作臺改用

55、工作進給速度先鉆凸臺上的孔，待鉆到 一定深度時，三個鉆頭才同時鉆進，因工作阻力增一定深度時，三個鉆頭才同時鉆進，因工作阻力增 加，故進給速度應(yīng)減??；加，故進給速度應(yīng)減小；鉆孔結(jié)束后，工作臺快速退回，完成一個循環(huán)。鉆孔結(jié)束后，工作臺快速退回，完成一個循環(huán)。設(shè)工作臺完成一個工作循環(huán)所需的時間為設(shè)工作臺完成一個工作循環(huán)所需的時間為T T1 1，則有：，則有：T T1 1 = t = t1 1 + t + t2 2 + t + t3 3 + t + t4 4 + t + t5 5 其中：其中： t t1 1單孔鉆削時間。設(shè)單孔鉆削每轉(zhuǎn)進給量為單孔鉆削時間。設(shè)單孔鉆削每轉(zhuǎn)進給量為 s s1 1 =0.2

56、 =0.2 mm/r ,mm/r ,單孔鉆削深度為單孔鉆削深度為10mm10mm，并考慮，并考慮3mm3mm的提前工作量。求得：的提前工作量。求得： t t2 2三孔同時鉆削時間，設(shè)進給量為三孔同時鉆削時間，設(shè)進給量為 s s1 1 =0.16 mm/r , =0.16 mm/r ,單孔單孔鉆削深度為鉆削深度為10mm10mm，并考慮，并考慮3mm3mm的越程量。求得的越程量。求得 t t2 2 =(10+3)/(s =(10+3)/(s2 2 n nc c)=0.163 min =9.8 s)=0.163 min =9.8 st t3 3 快速接近時間，取快速接近時間，取 t t3 3 =1

57、.5 s =1.5 st t4 4 快速退回時間，取快速退回時間，取 t t4 4 =2.5 s =2.5 st t5 5 工作臺停歇等待更換工件時間，取工作臺停歇等待更換工件時間，取 t t5 5 =3 s =3 s；工作臺一個工作循環(huán)總時間：工作臺一個工作循環(huán)總時間： T T1 1 = t = t1 1 + t + t2 2 + t + t3 3 + t + t4 4 + t + t5 5 =24.6 =24.6 s s工作臺每分鐘工作循環(huán)數(shù)：工作臺每分鐘工作循環(huán)數(shù)： n n1 1 = 60 /T = 60 /T1 1 =2.44=2.44t t1 1 =(10+3)/(s =(10+3)

58、/(s1 1 n nc c)=0.13 min = 7.8 s)=0.13 min = 7.8 s送料桿的運動為往復(fù)直動。循環(huán)時間與工作臺相同：送料桿的運動為往復(fù)直動。循環(huán)時間與工作臺相同： T Ts s = 24.6 s = 24.6 s工作臺的行程：工作臺的行程： H Hf f = h = h0 0 + h + h1 1 + h + h2 2h h0 0 工作臺快速趨近鉆頭的運動距離，取工作臺快速趨近鉆頭的運動距離，取h h0 0 =15 mm =15 mm；=41 mmh h1 1 單孔鉆削深度，取單孔鉆削深度，取h h1 1 =13 mm =13 mm； ；h h2 2 三孔同時鉆削深

59、度，取三孔同時鉆削深度，取h h0 0 =13 mm =13 mm。 送料桿的行程取工件的兩倍：送料桿的行程取工件的兩倍： H Hs s = 100 mm = 100 mm送料桿的運動與工作臺的運動必須協(xié)調(diào)，而鉆頭的旋轉(zhuǎn)與送料桿和工作臺之間的運動是獨立的凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角 0 90 180 270 360 送料桿送料桿 送料送料 靜靜 止止 送料送料工作臺工作臺 停止停止 單孔鉆單孔鉆 三孔鉆三孔鉆 快退快退快快進進工作循環(huán)圖：工作循環(huán)圖：類型類型交流異步感應(yīng)電動機交流異步感應(yīng)電動機 由機床的工作要求確定為了減少原動機的數(shù)量，三個鉆頭共用一個原動機。為了減少原動機的數(shù)量，三個鉆頭共用一個原動機。

60、3 3）原動機的選擇）原動機的選擇4 4）計算運動鏈的總傳動比）計算運動鏈的總傳動比切削運動鏈的總傳動比：切削運動鏈的總傳動比： i ic c = = n nn n / / n nc c =1440/500=2.88 =1440/500=2.88 進給運動鏈的總傳動比：進給運動鏈的總傳動比： i if f = = i is s = = n nn n / / n nf f =1440/2.44=563 =1440/2.44=563 5 5）機構(gòu)選型）機構(gòu)選型轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)數(shù)額定轉(zhuǎn)數(shù)額定轉(zhuǎn)數(shù): n: nn n = 1440 rpm = 1440 rpm（1 1）切削運動鏈的設(shè)計）切削運動鏈的設(shè)計 鉆頭作連