機(jī)械設(shè)計學(xué)第五章機(jī)械產(chǎn)品的實用化設(shè)計

1、機(jī)械設(shè)計學(xué)課件1第五章第五章 機(jī)械產(chǎn)品的實用化設(shè)計機(jī)械產(chǎn)品的實用化設(shè)計第一節(jié)第一節(jié) 產(chǎn)品設(shè)計核心產(chǎn)品設(shè)計核心和外圍問題和外圍問題一、產(chǎn)品設(shè)計的核心一、產(chǎn)品設(shè)計的核心1 1、設(shè)計理解為一個、設(shè)計理解為一個“空間空間”：整個設(shè)計整個設(shè)計“空間空間”分為兩部分：分為兩部分：1 1）內(nèi)部空間：設(shè)計應(yīng)遵循的主）內(nèi)部空間：設(shè)計應(yīng)遵循的主要階段，其任務(wù)是使設(shè)計要求要階段，其任務(wù)是使設(shè)計要求轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為“硬件硬件”以滿足需求，以滿足需求，這也是設(shè)計的最終目的，故稱這也是設(shè)計的最終目的，故稱內(nèi)部空間為設(shè)計核心工作。內(nèi)部空間為設(shè)計核心工作。2 2）外部空間：所列舉的問題為）外部空間：所列舉的問題為對設(shè)計的各種要求

2、和應(yīng)用的技對設(shè)計的各種要求和應(yīng)用的技術(shù)方法，是設(shè)計的外圍問題。術(shù)方法，是設(shè)計的外圍問題。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件22 2、設(shè)計含義：、設(shè)計含義： 是為提供社會所需的產(chǎn)品進(jìn)入市場所必要的一系是為提供社會所需的產(chǎn)品進(jìn)入市場所必要的一系列創(chuàng)新思維和活動。最后以技術(shù)文件的形式，提供產(chǎn)列創(chuàng)新思維和活動。最后以技術(shù)文件的形式，提供產(chǎn)品制造依據(jù)的全過程工作。品制造依據(jù)的全過程工作。 設(shè)計活動主要經(jīng)過以下幾個階段：了解市場需求、設(shè)計活動主要經(jīng)過以下幾個階段：了解市場需求、擬定設(shè)計任務(wù)和技術(shù)要求、功能原理設(shè)計、實用化設(shè)擬定設(shè)計任務(wù)和技術(shù)要求、功能原理設(shè)計、實用化設(shè)計、商品化設(shè)計、制造和銷售。計、商品化設(shè)計、制造和銷售。3

3、 3、產(chǎn)品設(shè)計的核心即、產(chǎn)品設(shè)計的核心即核心技術(shù)核心技術(shù)( (內(nèi)部空間設(shè)計）：內(nèi)部空間設(shè)計）： 是指產(chǎn)品實現(xiàn)總功能和主要要求的技術(shù)。對不同是指產(chǎn)品實現(xiàn)總功能和主要要求的技術(shù)。對不同的機(jī)械其核心技術(shù)是不相同的。核心技術(shù)對于產(chǎn)品設(shè)的機(jī)械其核心技術(shù)是不相同的。核心技術(shù)對于產(chǎn)品設(shè)計主要體現(xiàn)為產(chǎn)品的性能指標(biāo)：計主要體現(xiàn)為產(chǎn)品的性能指標(biāo)：機(jī)械設(shè)計學(xué)課件3a)a)對于以能量轉(zhuǎn)換為主的機(jī)械如動力機(jī)械，其主要性能指標(biāo)是對于以能量轉(zhuǎn)換為主的機(jī)械如動力機(jī)械，其主要性能指標(biāo)是熱效率；熱效率；b)b)對于輕工機(jī)械，常要完成各種繁雜靈巧的動作，其機(jī)構(gòu)設(shè)計對于輕工機(jī)械，常要完成各種繁雜靈巧的動作，其機(jī)構(gòu)設(shè)計問題比較突出，主

4、要性能指標(biāo)是生產(chǎn)率、有節(jié)奏地可靠工作、問題比較突出，主要性能指標(biāo)是生產(chǎn)率、有節(jié)奏地可靠工作、自動化程度高；自動化程度高；c)c)重型機(jī)械特點(diǎn)是巨型、重載，其承載能力、強(qiáng)度和剛度是其重型機(jī)械特點(diǎn)是巨型、重載，其承載能力、強(qiáng)度和剛度是其性能指標(biāo)；性能指標(biāo)；d)d)對于金屬切削機(jī)床，主要性能指標(biāo)是生產(chǎn)率、加工精度和加對于金屬切削機(jī)床，主要性能指標(biāo)是生產(chǎn)率、加工精度和加工范圍；工范圍；e)e)對于以信號為主的儀器，主要性能指標(biāo)是靈敏度、精度和穩(wěn)對于以信號為主的儀器，主要性能指標(biāo)是靈敏度、精度和穩(wěn)定性；定性；f)f)對于以材料轉(zhuǎn)換為主的各種離心機(jī)、篩選機(jī)和過濾器的主要對于以材料轉(zhuǎn)換為主的各種離心機(jī)、篩選

5、機(jī)和過濾器的主要性能指標(biāo)是生產(chǎn)效率和分離出物料的純凈度。性能指標(biāo)是生產(chǎn)效率和分離出物料的純凈度。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件44 4、關(guān)鍵技術(shù)和核心技術(shù)是兩個不同的概念：、關(guān)鍵技術(shù)和核心技術(shù)是兩個不同的概念：關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)是實現(xiàn)某種功能過程中需要解決的技術(shù)難題。它與核是實現(xiàn)某種功能過程中需要解決的技術(shù)難題。它與核心技術(shù)是兩個不同的概念，在核心技術(shù)中也有關(guān)鍵技術(shù)問題。心技術(shù)是兩個不同的概念，在核心技術(shù)中也有關(guān)鍵技術(shù)問題。例如，對于板例如，對于板( (帶帶) )軋鋼機(jī)：可采用液壓彎輥，利用液壓缸的壓軋鋼機(jī)：可采用液壓彎輥，利用液壓缸的壓力，在軋制過程中隨時根據(jù)軋制條件變化迅速對軋輥施以附加力，在軋制過程中隨時

6、根據(jù)軋制條件變化迅速對軋輥施以附加彎曲力、使產(chǎn)生附加彎曲變形。為了實現(xiàn)對板厚偏差和板型的彎曲力、使產(chǎn)生附加彎曲變形。為了實現(xiàn)對板厚偏差和板型的合理控制，在軋制過程中希望軋機(jī)當(dāng)量剛度系數(shù)合理控制，在軋制過程中希望軋機(jī)當(dāng)量剛度系數(shù)kk能夠根據(jù)不能夠根據(jù)不同工藝要求隨時調(diào)整，一般是采用液壓壓下系統(tǒng)來實現(xiàn)。核心同工藝要求隨時調(diào)整，一般是采用液壓壓下系統(tǒng)來實現(xiàn)。核心技術(shù)問題：液壓彎輥和液壓壓下。技術(shù)問題：液壓彎輥和液壓壓下。關(guān)鍵技術(shù)：其中厚度、壓力、位置傳感器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等組關(guān)鍵技術(shù)：其中厚度、壓力、位置傳感器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等組成的電液閉環(huán)控制系統(tǒng)則是解決核心技術(shù)問題的關(guān)鍵技術(shù)成的電液閉環(huán)控制系統(tǒng)則是

7、解決核心技術(shù)問題的關(guān)鍵技術(shù)( (參見參見圖圖5252、圖、圖53)53)。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件5軋鋼機(jī)主傳動裝置是由聯(lián)軸器、減速機(jī)、齒輪座和接軸等軋鋼機(jī)主傳動裝置是由聯(lián)軸器、減速機(jī)、齒輪座和接軸等部件所組成，作用是將電動機(jī)的運(yùn)動和力矩傳給工作機(jī)座部件所組成，作用是將電動機(jī)的運(yùn)動和力矩傳給工作機(jī)座中的軋輥進(jìn)行軋制。中的軋輥進(jìn)行軋制。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件6機(jī)械設(shè)計學(xué)課件二、設(shè)計的外圍問題 1、主要設(shè)計要求（1）功能要求 （2）適應(yīng)性要求（3）性能要求（4）生產(chǎn)能力要求（5）可靠性要求（6）使用壽命要求（7）效率要求 （8）成本要求 （9）人機(jī)工程要求（10）安全性要求（11）包裝、運(yùn)輸要求 2、其它設(shè)計要求（

8、1）強(qiáng)度、剛度要求 （2）制造工藝要求（3）零件加工技術(shù)要求 （4）工作循環(huán)圖要求機(jī)械設(shè)計學(xué)課件 由銷售反饋信息，進(jìn)行市場分析，改進(jìn)技術(shù)要求，再進(jìn)行設(shè)由銷售反饋信息，進(jìn)行市場分析，改進(jìn)技術(shù)要求，再進(jìn)行設(shè)計的循環(huán)，是一個相互作用不斷完善的迭代過程，使產(chǎn)品不斷地計的循環(huán)，是一個相互作用不斷完善的迭代過程，使產(chǎn)品不斷地發(fā)展。產(chǎn)品設(shè)計過程中的各種設(shè)計要求，是設(shè)計的依據(jù)和前提，發(fā)展。產(chǎn)品設(shè)計過程中的各種設(shè)計要求，是設(shè)計的依據(jù)和前提，它們就是設(shè)計的外圍問題。它們就是設(shè)計的外圍問題。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件9第二節(jié)第二節(jié) 實用化設(shè)計的任務(wù)和主要內(nèi)容實用化設(shè)計的任務(wù)和主要內(nèi)容1 1、實用化設(shè)計：、實用化設(shè)計： 實用化設(shè)

9、計是在功能原理設(shè)計成熟的基礎(chǔ)上，實用化設(shè)計是在功能原理設(shè)計成熟的基礎(chǔ)上，把原理方案結(jié)構(gòu)化、實體化，使原理構(gòu)思轉(zhuǎn)化為具把原理方案結(jié)構(gòu)化、實體化，使原理構(gòu)思轉(zhuǎn)化為具有實用水平的實體機(jī)械達(dá)到實用的要求。有實用水平的實體機(jī)械達(dá)到實用的要求。實用化設(shè)計的前期工作：實用化設(shè)計的前期工作：工作原理確定后首先要進(jìn)工作原理確定后首先要進(jìn)行工藝動作構(gòu)思和分解，初步擬定各執(zhí)行構(gòu)件的動行工藝動作構(gòu)思和分解，初步擬定各執(zhí)行構(gòu)件的動作和各動作的相互協(xié)調(diào)關(guān)系，即進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動方案作和各動作的相互協(xié)調(diào)關(guān)系，即進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計和機(jī)械簡圖設(shè)計。設(shè)計和機(jī)械簡圖設(shè)計。 該階段總的任務(wù)：該階段總的任務(wù)：完成產(chǎn)品的總體設(shè)計、部件、完成

10、產(chǎn)品的總體設(shè)計、部件、零件設(shè)計、完成交付制造的和施工的圖樣資料，同零件設(shè)計、完成交付制造的和施工的圖樣資料，同時編制全套技術(shù)文件。時編制全套技術(shù)文件。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件10 2 2、具體工作：、具體工作： 如果說功能原理設(shè)計是產(chǎn)品創(chuàng)新和保證質(zhì)量的如果說功能原理設(shè)計是產(chǎn)品創(chuàng)新和保證質(zhì)量的關(guān)鍵，則實用化設(shè)計就是得到高質(zhì)量產(chǎn)品的保證。關(guān)鍵，則實用化設(shè)計就是得到高質(zhì)量產(chǎn)品的保證。在實用化設(shè)計階段。在實用化設(shè)計階段。工作既要具體化又要精細(xì)化，工作既要具體化又要精細(xì)化，要處理大量的結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的問題，主要有：要處理大量的結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的問題，主要有： 零部件的形狀、裝配關(guān)系、材料選擇、尺寸大小、零部件的形狀

11、、裝配關(guān)系、材料選擇、尺寸大小、加工要求、表面處理、總體布置、安裝等。這些問加工要求、表面處理、總體布置、安裝等。這些問題處理合理與否，對產(chǎn)品功能、性能指標(biāo)和技術(shù)經(jīng)題處理合理與否，對產(chǎn)品功能、性能指標(biāo)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，對機(jī)器的強(qiáng)度、剛度、壽命、對靠性、振濟(jì)指標(biāo)，對機(jī)器的強(qiáng)度、剛度、壽命、對靠性、振動、噪聲等有著直接的影響。動、噪聲等有著直接的影響。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件11 3 3、實用化設(shè)計步驟一般為：、實用化設(shè)計步驟一般為： 1 1）繪制總體布置和總裝草圖；）繪制總體布置和總裝草圖； 2 2）由總裝草圖畫出部件、零件草圖；）由總裝草圖畫出部件、零件草圖； 3 3）經(jīng)審核再由零件工作圖、部件裝配圖畫出

12、）經(jīng)審核再由零件工作圖、部件裝配圖畫出總裝圖和總圖；總裝圖和總圖； 4 4）最后編制技術(shù)文件如設(shè)計說明書、使用說）最后編制技術(shù)文件如設(shè)計說明書、使用說明書、標(biāo)準(zhǔn)件、外購件明細(xì)表等等。明書、標(biāo)準(zhǔn)件、外購件明細(xì)表等等。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件12第三節(jié)第三節(jié) 總體設(shè)計的基本任務(wù)和內(nèi)容總體設(shè)計的基本任務(wù)和內(nèi)容 一、總體設(shè)計的基本任務(wù)一、總體設(shè)計的基本任務(wù) 機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計通過原理方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計，使主要功能機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計通過原理方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計，使主要功能得到滿足。但是，從系統(tǒng)論觀點(diǎn)分析，機(jī)器本身不是獨(dú)立的系得到滿足。但是，從系統(tǒng)論觀點(diǎn)分析，機(jī)器本身不是獨(dú)立的系統(tǒng)，它不能孤立存在。它需要人操縱和控制，需要人裝配

13、和安統(tǒng)，它不能孤立存在。它需要人操縱和控制，需要人裝配和安裝。機(jī)器工作在環(huán)境之中，環(huán)境對它有約束，相反機(jī)器對環(huán)境裝。機(jī)器工作在環(huán)境之中，環(huán)境對它有約束，相反機(jī)器對環(huán)境又施加影響，并受到有關(guān)規(guī)范和法律限制，它與其它機(jī)器還有又施加影響，并受到有關(guān)規(guī)范和法律限制，它與其它機(jī)器還有關(guān)聯(lián)等等。這些問題有些在結(jié)構(gòu)設(shè)計中考慮到了，但大部分沒關(guān)聯(lián)等等。這些問題有些在結(jié)構(gòu)設(shè)計中考慮到了，但大部分沒有涉及，需要在總體設(shè)計中，全面綜合考慮。與此同時，總體有涉及，需要在總體設(shè)計中，全面綜合考慮。與此同時，總體設(shè)計對各部件、零件設(shè)計要提出主要參數(shù)和設(shè)計要求，以保證設(shè)計對各部件、零件設(shè)計要提出主要參數(shù)和設(shè)計要求，以保證各

14、部件、零件在設(shè)計時滿足總體設(shè)計各種約束條件。各部件、零件在設(shè)計時滿足總體設(shè)計各種約束條件。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件13總之：總體設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計的中心環(huán)節(jié)，它對機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)總之：總體設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計的中心環(huán)節(jié)，它對機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和外觀具有決定意義。性能、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和外觀具有決定意義?？傮w設(shè)計的任務(wù)：總體設(shè)計的任務(wù)： (1)(1)完善和擴(kuò)大方案設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容完善和擴(kuò)大方案設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容 (2)(2)使各部件、零件得到合理的組合；使各部件、零件得到合理的組合； (3)(3)綜合人一機(jī)器一環(huán)境三者關(guān)系，使之協(xié)調(diào)和適應(yīng)，以保證綜合人一機(jī)器一環(huán)境三者關(guān)系，使之協(xié)調(diào)和適應(yīng)，以保證全面滿足機(jī)械產(chǎn)品的

15、技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)性能和美學(xué)性能的所有要全面滿足機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)性能和美學(xué)性能的所有要求。求。二、總體設(shè)計的內(nèi)容二、總體設(shè)計的內(nèi)容各種具體機(jī)器總體設(shè)計內(nèi)容雖然有所不同，但縱觀全局，總體各種具體機(jī)器總體設(shè)計內(nèi)容雖然有所不同，但縱觀全局，總體設(shè)計內(nèi)容包括：設(shè)計內(nèi)容包括：1 1）工藝方案的確定。在進(jìn)行機(jī)械總體設(shè)計時，應(yīng)對不同類型）工藝方案的確定。在進(jìn)行機(jī)械總體設(shè)計時，應(yīng)對不同類型的工藝方案進(jìn)行分析比較，選擇符合實際情況的具有先進(jìn)性的的工藝方案進(jìn)行分析比較，選擇符合實際情況的具有先進(jìn)性的工藝方案。工藝方案。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件142 2）確定機(jī)器的總體參數(shù)）確定機(jī)器的總體參數(shù)總體參數(shù)是表明機(jī)器技術(shù)性能的

16、主要指標(biāo)，包括機(jī)器性能參總體參數(shù)是表明機(jī)器技術(shù)性能的主要指標(biāo)，包括機(jī)器性能參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)兩方面：數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)兩方面：（1 1）性能參數(shù)是指生產(chǎn)率、功率和重量等；）性能參數(shù)是指生產(chǎn)率、功率和重量等；（2 2）結(jié)構(gòu)參數(shù)是指主要結(jié)構(gòu)尺寸，它由整機(jī)外形尺寸、主要）結(jié)構(gòu)參數(shù)是指主要結(jié)構(gòu)尺寸，它由整機(jī)外形尺寸、主要部件的外形尺寸及工作機(jī)構(gòu)作業(yè)位置尺寸等組成。部件的外形尺寸及工作機(jī)構(gòu)作業(yè)位置尺寸等組成。 對具體機(jī)器而言，總體參數(shù)內(nèi)容還更多些，如采煤機(jī)的性對具體機(jī)器而言，總體參數(shù)內(nèi)容還更多些，如采煤機(jī)的性能參數(shù)除了上面所指外，還包括采高、鼓深、滾筒直徑、滾能參數(shù)除了上面所指外，還包括采高、鼓深、滾筒直徑、滾筒

17、轉(zhuǎn)速、牽引力和牽引速度等。若機(jī)器性能參數(shù)和作業(yè)位置筒轉(zhuǎn)速、牽引力和牽引速度等。若機(jī)器性能參數(shù)和作業(yè)位置尺寸有國家或部級標(biāo)準(zhǔn)時，則計算后取值一定要符合上級標(biāo)尺寸有國家或部級標(biāo)準(zhǔn)時，則計算后取值一定要符合上級標(biāo)準(zhǔn)。性能和結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定，可采用計算法、類比法、相似準(zhǔn)。性能和結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定，可采用計算法、類比法、相似設(shè)計法以及優(yōu)化設(shè)計法等。設(shè)計法以及優(yōu)化設(shè)計法等。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件15 3) 3)機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)方案設(shè)計和確定機(jī)械運(yùn)動簡圖。根據(jù)工藝動機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)方案設(shè)計和確定機(jī)械運(yùn)動簡圖。根據(jù)工藝動作過程選用合適執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成各個基本運(yùn)動。再用一定的作過程選用合適執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成各個基本運(yùn)動。再用一定的組合方式

18、構(gòu)成機(jī)械系統(tǒng)來實現(xiàn)產(chǎn)品的功能。機(jī)械運(yùn)動方案就組合方式構(gòu)成機(jī)械系統(tǒng)來實現(xiàn)產(chǎn)品的功能。機(jī)械運(yùn)動方案就是機(jī)械系統(tǒng)的綜合。將機(jī)械運(yùn)動方案中各個機(jī)構(gòu)運(yùn)動尺寸計是機(jī)械系統(tǒng)的綜合。將機(jī)械運(yùn)動方案中各個機(jī)構(gòu)運(yùn)動尺寸計算確定之后就得到機(jī)械運(yùn)動簡圖。算確定之后就得到機(jī)械運(yùn)動簡圖。4 4）總體布置設(shè)計）總體布置設(shè)計 主要是確定各部件、零件的相互位置和聯(lián)接方式，并考慮安主要是確定各部件、零件的相互位置和聯(lián)接方式，并考慮安全操作，整體造型等問題。全操作，整體造型等問題。 5)5)機(jī)械驅(qū)動系統(tǒng)機(jī)械驅(qū)動系統(tǒng)(drive system)(drive system)設(shè)計。根據(jù)所需的載荷，從設(shè)計。根據(jù)所需的載荷，從直接承載零件開

19、始，選擇或設(shè)計機(jī)器的工作構(gòu)件，然后按驅(qū)直接承載零件開始，選擇或設(shè)計機(jī)器的工作構(gòu)件，然后按驅(qū)動鏈的順序向上，對機(jī)構(gòu)和零件逐個進(jìn)行設(shè)計、直到選擇原動鏈的順序向上，對機(jī)構(gòu)和零件逐個進(jìn)行設(shè)計、直到選擇原動機(jī)。動機(jī)。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件16 6 6）計算整機(jī)的平衡和穩(wěn)定）計算整機(jī)的平衡和穩(wěn)定 平衡是指整機(jī)處于不同工作狀態(tài)時，所有機(jī)構(gòu)作用力和重力平衡是指整機(jī)處于不同工作狀態(tài)時，所有機(jī)構(gòu)作用力和重力的合力不超出規(guī)定范圍。對某些機(jī)器如挖掘機(jī)，平衡問題實質(zhì)的合力不超出規(guī)定范圍。對某些機(jī)器如挖掘機(jī)，平衡問題實質(zhì)是確定平衡重的問題。是確定平衡重的問題。 穩(wěn)定性是指整機(jī)的平衡，是研究機(jī)器在工作和行定時是否發(fā)穩(wěn)定性是指整機(jī)的

20、平衡，是研究機(jī)器在工作和行定時是否發(fā)生傾翻的可能性。這一點(diǎn)對地面行走機(jī)器和工程機(jī)械尤其重要生傾翻的可能性。這一點(diǎn)對地面行走機(jī)器和工程機(jī)械尤其重要。7 7）動力源特性分析）動力源特性分析 若設(shè)計任務(wù)書沒有對原動機(jī)種類作出明確規(guī)定時，應(yīng)首先確若設(shè)計任務(wù)書沒有對原動機(jī)種類作出明確規(guī)定時，應(yīng)首先確定動力源種類，是電動機(jī)還是柴油機(jī)或其它，然后再作動力源定動力源種類，是電動機(jī)還是柴油機(jī)或其它，然后再作動力源特性分析。特性分析。8 8）人一機(jī)一環(huán)境系統(tǒng)設(shè)計）人一機(jī)一環(huán)境系統(tǒng)設(shè)計 主要是操作和控制系統(tǒng)設(shè)計。主要是操作和控制系統(tǒng)設(shè)計。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件179 9）附屬裝置設(shè)計）附屬裝置設(shè)計 為增加機(jī)器功能，擴(kuò)大機(jī)器

21、使用范圍或減少環(huán)境為增加機(jī)器功能，擴(kuò)大機(jī)器使用范圍或減少環(huán)境對人機(jī)影響而設(shè)計附屬裝置，如井下巷道掘進(jìn)機(jī)增對人機(jī)影響而設(shè)計附屬裝置，如井下巷道掘進(jìn)機(jī)增加打鉚桿孔的裝置，采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)的高壓水噴霧加打鉚桿孔的裝置，采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)的高壓水噴霧滅塵裝置滅塵裝置1010）機(jī)器造型設(shè)計）機(jī)器造型設(shè)計對機(jī)器外形、色彩進(jìn)行藝術(shù)設(shè)計，對機(jī)器外形、色彩進(jìn)行藝術(shù)設(shè)計，1111）產(chǎn)品故障分析和對策）產(chǎn)品故障分析和對策1212）明確易損件、外購件、標(biāo)準(zhǔn)件）明確易損件、外購件、標(biāo)準(zhǔn)件1313）明確產(chǎn)品包裝和運(yùn)輸要求）明確產(chǎn)品包裝和運(yùn)輸要求機(jī)械設(shè)計學(xué)課件第四節(jié)第四節(jié) 確定功能原理方案確定功能原理方案為了實現(xiàn)同一工藝目的，可

22、以采用不同的工藝方案，為了實現(xiàn)同一工藝目的，可以采用不同的工藝方案，各方案決定了設(shè)備不同的結(jié)構(gòu)、性能、產(chǎn)品質(zhì)量、各方案決定了設(shè)備不同的結(jié)構(gòu)、性能、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率和成本。選擇工藝方案時應(yīng)綜合考慮下列問生產(chǎn)率和成本。選擇工藝方案時應(yīng)綜合考慮下列問題：題：1)1)工藝方案的先進(jìn)性工藝方案的先進(jìn)性2)2)合理的運(yùn)動規(guī)律合理的運(yùn)動規(guī)律3)3)工藝方案實現(xiàn)的可能性和穩(wěn)定性工藝方案實現(xiàn)的可能性和穩(wěn)定性4)4)與生產(chǎn)率要求相適應(yīng)，經(jīng)濟(jì)上合理與生產(chǎn)率要求相適應(yīng)，經(jīng)濟(jì)上合理18機(jī)械設(shè)計學(xué)課件19機(jī)械設(shè)計學(xué)課件20 機(jī)器的總體布置，關(guān)系到整機(jī)的性能、質(zhì)量和機(jī)器的總體布置，關(guān)系到整機(jī)的性能、質(zhì)量和整機(jī)的合理性。也關(guān)

23、系到操作方便、工作安全和整機(jī)的合理性。也關(guān)系到操作方便、工作安全和工作效率。因此，總體布置是總體設(shè)計中極為重工作效率。因此，總體布置是總體設(shè)計中極為重要的內(nèi)容。要的內(nèi)容。 總體布置的任務(wù)是合理布置各部件、零件在整總體布置的任務(wù)是合理布置各部件、零件在整機(jī)上的位置，按照簡單、合理和安全的原則，使機(jī)上的位置，按照簡單、合理和安全的原則，使其實現(xiàn)工作要求；確定機(jī)器的重心坐標(biāo)，確定總其實現(xiàn)工作要求；確定機(jī)器的重心坐標(biāo)，確定總體尺寸。體尺寸。第六節(jié)第六節(jié) 機(jī)械總體布置設(shè)計機(jī)械總體布置設(shè)計機(jī)械設(shè)計學(xué)課件21 一、總體布置的基本要求一、總體布置的基本要求 1 1保證產(chǎn)品整機(jī)的平衡和穩(wěn)定性能；保證產(chǎn)品整機(jī)的平

24、衡和穩(wěn)定性能； 2 2在滿足強(qiáng)度、剛度要求的前提下，盡量做到結(jié)構(gòu)緊湊、在滿足強(qiáng)度、剛度要求的前提下，盡量做到結(jié)構(gòu)緊湊、外形尺寸小、重量輕；外形尺寸小、重量輕； 3 3動力傳遞路線力求簡短、直接，做到傳動效率高；動力傳遞路線力求簡短、直接，做到傳動效率高； 4 4各部件或零件在裝配和使用中，其位置調(diào)整、拆裝和各部件或零件在裝配和使用中，其位置調(diào)整、拆裝和維修等，力求簡單、方便、互鎖，保護(hù)要安全可靠；維修等，力求簡單、方便、互鎖，保護(hù)要安全可靠； 5 5、司機(jī)室的布置，要求操作安全、方便、司機(jī)視野開闊、司機(jī)室的布置，要求操作安全、方便、司機(jī)視野開闊、空氣凈化、溫度宜人，空氣凈化、溫度宜人， 6 6

25、電氣線路、氣路、液壓管路的布置，要整齊、清楚、電氣線路、氣路、液壓管路的布置，要整齊、清楚、醒目，醒目， 7 7機(jī)器外形平整、美觀、大方、緊湊、色澤調(diào)和。機(jī)器外形平整、美觀、大方、緊湊、色澤調(diào)和。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件22二、總體布置型式二、總體布置型式 總體布置視其機(jī)器用途不同，布置型式是多種總體布置視其機(jī)器用途不同，布置型式是多種多樣的。但從眾多的型式中進(jìn)行分析和研究，根據(jù)多樣的。但從眾多的型式中進(jìn)行分析和研究，根據(jù)順序、位置、數(shù)量、形狀、大小等五要素綜合考慮，順序、位置、數(shù)量、形狀、大小等五要素綜合考慮，總體布置的型式大致分為如下幾類：總體布置的型式大致分為如下幾類： (1)(1)按照發(fā)動機(jī)與機(jī)

26、架的相對位置，如大客車發(fā)動按照發(fā)動機(jī)與機(jī)架的相對位置，如大客車發(fā)動機(jī)可分為前置式、中置式、后置式和偏置式；機(jī)可分為前置式、中置式、后置式和偏置式； (2)(2)按照主要作業(yè)裝置軸線方向，如礦用鉆機(jī)有水按照主要作業(yè)裝置軸線方向，如礦用鉆機(jī)有水平式、垂直式和傾斜式平式、垂直式和傾斜式 (3)(3)按照機(jī)器主軸的運(yùn)動軌跡，可分為回轉(zhuǎn)式、直按照機(jī)器主軸的運(yùn)動軌跡，可分為回轉(zhuǎn)式、直線式和振動式；線式和振動式；機(jī)械設(shè)計學(xué)課件23 (4)(4)按機(jī)架型式，可分為整體式、剖分式和組合式；按機(jī)架型式，可分為整體式、剖分式和組合式； (5)(5)按動力傳遞路線，可分為開式、閉式；按動力傳遞路線，可分為開式、閉式；

27、 (6)(6)按工作機(jī)構(gòu)布置方向，可分為平面和空間式；按工作機(jī)構(gòu)布置方向，可分為平面和空間式； (7)(7)按照傳動方式，可分為單發(fā)動機(jī)傳動、多發(fā)動按照傳動方式，可分為單發(fā)動機(jī)傳動、多發(fā)動機(jī)傳動。機(jī)傳動。 機(jī)械設(shè)計學(xué)課件24三、機(jī)械化生產(chǎn)線的布置三、機(jī)械化生產(chǎn)線的布置 機(jī)械化生產(chǎn)線機(jī)械化生產(chǎn)線( (參見圖參見圖5 59)9)是按產(chǎn)品工藝過是按產(chǎn)品工藝過程，把主要機(jī)械設(shè)備和輔助設(shè)備用運(yùn)輸和中間程，把主要機(jī)械設(shè)備和輔助設(shè)備用運(yùn)輸和中間存貯設(shè)備等連接起來，組成獨(dú)立控制和連續(xù)生存貯設(shè)備等連接起來，組成獨(dú)立控制和連續(xù)生產(chǎn)的系統(tǒng)。產(chǎn)的系統(tǒng)。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件25機(jī)械化生產(chǎn)線由機(jī)械設(shè)備組成，根據(jù)其在生產(chǎn)上的機(jī)械

28、化生產(chǎn)線由機(jī)械設(shè)備組成，根據(jù)其在生產(chǎn)上的作用及工作特點(diǎn)，機(jī)械設(shè)備歸納起來可分為下列幾作用及工作特點(diǎn)，機(jī)械設(shè)備歸納起來可分為下列幾種類型：種類型：機(jī)械設(shè)計學(xué)課件26 在機(jī)械化工藝流程中，存在各種分散的作業(yè)，需在機(jī)械化工藝流程中，存在各種分散的作業(yè)，需要解決協(xié)調(diào)聯(lián)接的問題。一般說來，機(jī)械是以循要解決協(xié)調(diào)聯(lián)接的問題。一般說來，機(jī)械是以循環(huán)的移動作業(yè)動作來處理工件的，可以采用連續(xù)環(huán)的移動作業(yè)動作來處理工件的，可以采用連續(xù)工藝方法進(jìn)行作業(yè)，如連續(xù)軋制、連續(xù)澆鑄、化工藝方法進(jìn)行作業(yè)，如連續(xù)軋制、連續(xù)澆鑄、化工過程等工過程等( (參見圖參見圖5 510)10)。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件27作業(yè)動作是在工件連續(xù)作業(yè)動作

29、是在工件連續(xù)運(yùn)行中進(jìn)行的，如飛剪、運(yùn)行中進(jìn)行的，如飛剪、飛鋸等，參見圖飛鋸等，參見圖5 51111。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件28 過程：當(dāng)鋼筋通過平移式下切刀臺進(jìn)入承料架并觸動定長過程：當(dāng)鋼筋通過平移式下切刀臺進(jìn)入承料架并觸動定長開關(guān)后，電磁鐵帶動轉(zhuǎn)鍵離合器使飛輪軸與曲柄軸聯(lián)接，曲開關(guān)后，電磁鐵帶動轉(zhuǎn)鍵離合器使飛輪軸與曲柄軸聯(lián)接，曲柄上的連桿推動平移式下切刀臺在四連桿機(jī)構(gòu)的作用下前進(jìn)。柄上的連桿推動平移式下切刀臺在四連桿機(jī)構(gòu)的作用下前進(jìn)。擺動式上切刀片的一端固定在機(jī)架上，另一端刃口緊貼在平擺動式上切刀片的一端固定在機(jī)架上，另一端刃口緊貼在平移式下切刀臺的刃口處，當(dāng)平移式下切刀臺沿圓弧軌跡運(yùn)動移式下切刀臺

30、的刃口處，當(dāng)平移式下切刀臺沿圓弧軌跡運(yùn)動時，兩刀片刃口相對運(yùn)動，切斷鋼筋，曲柄使刀臺復(fù)位，等時，兩刀片刃口相對運(yùn)動，切斷鋼筋，曲柄使刀臺復(fù)位，等待下一次剪切。待下一次剪切。 分析：該機(jī)構(gòu)設(shè)計巧妙，通過四連桿機(jī)構(gòu)可使下切刀臺自分析：該機(jī)構(gòu)設(shè)計巧妙，通過四連桿機(jī)構(gòu)可使下切刀臺自身平行地且繞擺桿做擺動，是一種飛剪。身平行地且繞擺桿做擺動，是一種飛剪。上下移動式剪切：上下移動式剪切：該系統(tǒng)主要由承料架、定長該系統(tǒng)主要由承料架、定長開關(guān)，電磁鐵，轉(zhuǎn)鍵離合器，開關(guān)，電磁鐵，轉(zhuǎn)鍵離合器，曲柄連桿，平移式下切刀臺，曲柄連桿，平移式下切刀臺，擺動式上切刀片，制動器等組擺動式上切刀片，制動器等組成，如右圖：成，如

31、右圖：機(jī)械設(shè)計學(xué)課件29在機(jī)械加工、裝配作業(yè)和在機(jī)械加工、裝配作業(yè)和手工操作等很多生產(chǎn)流程手工操作等很多生產(chǎn)流程中，大多是斷續(xù)的工藝方中，大多是斷續(xù)的工藝方法，流程是間歇的因此法，流程是間歇的因此在移動停止時需要定位及在移動停止時需要定位及吸收慣性動能，則可用步吸收慣性動能，則可用步進(jìn)運(yùn)動機(jī)構(gòu)進(jìn)運(yùn)動機(jī)構(gòu)( (見圖見圖5 5l2)l2)。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件30 移動作業(yè)移動作業(yè) (transfer operation)(transfer operation)是使工件向處是使工件向處理方向移進(jìn)。因而，附帶而來的是工件的抓取、理方向移進(jìn)。因而，附帶而來的是工件的抓取、定位、向下一道工序的送進(jìn)等。定位、向

32、下一道工序的送進(jìn)等。移動方式：移動方式：1 1）有直進(jìn)式）有直進(jìn)式(line)(line)：處理大工件的重型機(jī)處理大工件的重型機(jī)械和加工種類少的作械和加工種類少的作業(yè)機(jī)械大多采用直進(jìn)業(yè)機(jī)械大多采用直進(jìn)式。如軋制生產(chǎn)線、式。如軋制生產(chǎn)線、輕工生產(chǎn)線等。輕工生產(chǎn)線等。( (見圖見圖5 513)13)機(jī)械設(shè)計學(xué)課件312 2）旋轉(zhuǎn)式）旋轉(zhuǎn)式(rotary)(rotary)：小件的機(jī)械可采用旋轉(zhuǎn)式：小件的機(jī)械可采用旋轉(zhuǎn)式( (見圖見圖5 514)14)。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件32 二、生產(chǎn)作業(yè)機(jī)械的總體布置二、生產(chǎn)作業(yè)機(jī)械的總體布置 總體布置的任務(wù)是合理布置各部件，零件在整機(jī)上總體布置的任務(wù)是合理布置各部件，

33、零件在整機(jī)上的位置，按照簡單、合理和安全的原則，使其實現(xiàn)工的位置，按照簡單、合理和安全的原則，使其實現(xiàn)工作要求，確定機(jī)器重心坐標(biāo)、確定總體尺寸。作要求，確定機(jī)器重心坐標(biāo)、確定總體尺寸。 生產(chǎn)作業(yè)機(jī)械：是指完成作業(yè)操作的單體機(jī)械。生產(chǎn)作業(yè)機(jī)械：是指完成作業(yè)操作的單體機(jī)械。作業(yè)操作：是指包括滾軋、擠壓、拉拔、剪切、彎曲、作業(yè)操作：是指包括滾軋、擠壓、拉拔、剪切、彎曲、包裝等多種生產(chǎn)作業(yè)。包裝等多種生產(chǎn)作業(yè)。如果稱實際作業(yè)的部件為工作頭如果稱實際作業(yè)的部件為工作頭( (工作構(gòu)件工作構(gòu)件) )，那么作，那么作業(yè)進(jìn)行的場所就是工位是工件停止時接受作業(yè)的位業(yè)進(jìn)行的場所就是工位是工件停止時接受作業(yè)的位置。如

34、多工位自動機(jī)置。如多工位自動機(jī)( (見圖見圖5 51515、圖、圖5 51616）。另外）。另外移動式的生產(chǎn)作業(yè)機(jī)械如挖掘機(jī)、裝載機(jī)等可完成多移動式的生產(chǎn)作業(yè)機(jī)械如挖掘機(jī)、裝載機(jī)等可完成多種作業(yè)，但工位是不確定的，沒有工位的概念，而有種作業(yè)，但工位是不確定的，沒有工位的概念，而有不同的工序。不同的工序。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件33機(jī)械設(shè)計學(xué)課件34五、布置型式舉例五、布置型式舉例 示例示例1 1：圖：圖5 52 2是懸臂式掘進(jìn)機(jī)，主要用于巷道掘是懸臂式掘進(jìn)機(jī)，主要用于巷道掘進(jìn)，是一種采掘、裝載、運(yùn)輸、除塵聯(lián)合作業(yè)的掘進(jìn)進(jìn)，是一種采掘、裝載、運(yùn)輸、除塵聯(lián)合作業(yè)的掘進(jìn)設(shè)備。該設(shè)備機(jī)型種類很多，但在總體布置上

35、有如下設(shè)備。該設(shè)備機(jī)型種類很多，但在總體布置上有如下共同特點(diǎn)：共同特點(diǎn)：(1)(1)切割機(jī)構(gòu)由懸臂和回轉(zhuǎn)臺組成，位于機(jī)器前上部，切割機(jī)構(gòu)由懸臂和回轉(zhuǎn)臺組成，位于機(jī)器前上部，作業(yè)時懸臂能上下、左右回轉(zhuǎn)；作業(yè)時懸臂能上下、左右回轉(zhuǎn)；(2)(2)裝載鏟板是在機(jī)器下部前方，后接中間刮板運(yùn)輸裝載鏟板是在機(jī)器下部前方，后接中間刮板運(yùn)輸機(jī)，兩者組成裝運(yùn)機(jī)構(gòu)，貫穿掘進(jìn)機(jī)的縱向軸線；機(jī)，兩者組成裝運(yùn)機(jī)構(gòu)，貫穿掘進(jìn)機(jī)的縱向軸線；(3)(3)考慮掘進(jìn)機(jī)的橫向穩(wěn)定平衡，主要部件按掘進(jìn)機(jī)考慮掘進(jìn)機(jī)的橫向穩(wěn)定平衡，主要部件按掘進(jìn)機(jī)縱向平面對稱布置，如電控箱、液壓裝置分別裝在運(yùn)縱向平面對稱布置，如電控箱、液壓裝置分別裝在運(yùn)

36、輸機(jī)兩側(cè)；輸機(jī)兩側(cè)；機(jī)械設(shè)計學(xué)課件35(4)(4)為保證作業(yè)的穩(wěn)定性，履帶位于機(jī)器的下部中為保證作業(yè)的穩(wěn)定性，履帶位于機(jī)器的下部中間，前有落地鏟板，后有穩(wěn)定器支撐，整個機(jī)器的間，前有落地鏟板，后有穩(wěn)定器支撐，整個機(jī)器的重心在履帶接地面積的形心面積范圍內(nèi)；重心在履帶接地面積的形心面積范圍內(nèi)；(5)(5)為了保護(hù)司機(jī)安全，同時又便于觀察、操作，為了保護(hù)司機(jī)安全，同時又便于觀察、操作，將司機(jī)位置布置在機(jī)器后部左例或右側(cè)，這與地面將司機(jī)位置布置在機(jī)器后部左例或右側(cè)，這與地面挖掘機(jī)明顯不同；挖掘機(jī)明顯不同；(6)(6)由于掘進(jìn)機(jī)是地下巷道作業(yè)，所以整個機(jī)器呈由于掘進(jìn)機(jī)是地下巷道作業(yè)，所以整個機(jī)器呈長條形

37、，而且機(jī)身越矮越穩(wěn)定長條形，而且機(jī)身越矮越穩(wěn)定機(jī)械設(shè)計學(xué)課件36機(jī)械設(shè)計學(xué)課件37示例示例2 2：圖：圖5 53 3是車床布置型式：是車床布置型式：圖圖(a)(a)是臥式水平布置，用于車削軸類或盤形零件，是臥式水平布置，用于車削軸類或盤形零件，如普通車床；如普通車床；圖圖(b)(b)是落地式布置，用于大直徑盤形或環(huán)形零件加是落地式布置，用于大直徑盤形或環(huán)形零件加工；工；圖圖(c)(c)是單柱立式布置，用于加工短、粗、重量大的是單柱立式布置，用于加工短、粗、重量大的盤形零件；盤形零件；圖圖(d)(d)是雙柱立式布置，用于加工長、寬尺寸都較大是雙柱立式布置，用于加工長、寬尺寸都較大的零件。的零件。

38、 這些不同的布置型式都是由于加工對象不同而決這些不同的布置型式都是由于加工對象不同而決定的。由此可知：工件的重量和大小是影響機(jī)械系定的。由此可知：工件的重量和大小是影響機(jī)械系統(tǒng)總體布置及外觀造型設(shè)計的重要間索。統(tǒng)總體布置及外觀造型設(shè)計的重要間索。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件38機(jī)械設(shè)計學(xué)課件39示例示例3 3：銑床的總體布置：圖：銑床的總體布置：圖2 21919中列出了四種不同的銑床布中列出了四種不同的銑床布置型式，它們的特點(diǎn)是：置型式，它們的特點(diǎn)是：1 1）圖）圖2-19a2-19a：升降臺臥式銑床，銑刀只作回轉(zhuǎn)運(yùn)動，工件的三：升降臺臥式銑床，銑刀只作回轉(zhuǎn)運(yùn)動，工件的三個方向移動分別由工作臺、滑鞍和升降臺

39、完成。一般用于加工個方向移動分別由工作臺、滑鞍和升降臺完成。一般用于加工較小的工件；較小的工件；2 2）圖）圖2 219b19b：工作臺不升降立式銑床，工作臺不能升降，只能：工作臺不升降立式銑床，工作臺不能升降，只能使工件作縱、橫方向運(yùn)動，上下的運(yùn)動由銑頭完成。適宜于加使工件作縱、橫方向運(yùn)動，上下的運(yùn)動由銑頭完成。適宜于加工較大的工件。工較大的工件。3 3）圖）圖2 219c19c：橫梁移動式龍門銑床，工件隨工作臺作縱向移動，：橫梁移動式龍門銑床，工件隨工作臺作縱向移動，升降和橫向運(yùn)動出橫梁和銑頭完成適用于加工大型的工件，升降和橫向運(yùn)動出橫梁和銑頭完成適用于加工大型的工件，4 4）圖）圖2 2

40、19d19d：地坑式龍門銑床，工件不動，三個方向的運(yùn)動由：地坑式龍門銑床，工件不動，三個方向的運(yùn)動由龍門架和銑頭完成，可加工特大型的工件。龍門架和銑頭完成，可加工特大型的工件。 機(jī)械設(shè)計學(xué)課件40機(jī)械設(shè)計學(xué)課件41示例示例4 4： 輪式裝載機(jī)輪式裝載機(jī) 總體布置的任務(wù)是確定裝載機(jī)各部件位置，控制各部分的總體布置的任務(wù)是確定裝載機(jī)各部件位置，控制各部分的尺寸和重量，使載荷分配合理。布置操縱機(jī)構(gòu)及駕駛員座位，尺寸和重量，使載荷分配合理。布置操縱機(jī)構(gòu)及駕駛員座位，校核運(yùn)動零部件的運(yùn)動空間，排除干涉?？偛贾貌輬D通常以下校核運(yùn)動零部件的運(yùn)動空間，排除干涉?？偛贾貌輬D通常以下列平面為基準(zhǔn)：列平面為基準(zhǔn)：

41、1)1)以車架上平面作為各部件上下位置的基準(zhǔn)，也是作為部件以車架上平面作為各部件上下位置的基準(zhǔn)，也是作為部件垂直方向安裝尺寸的基準(zhǔn)。垂直方向安裝尺寸的基準(zhǔn)。 2)2)以通過后橋中心線并與車架平面垂直的平面作為前后位置以通過后橋中心線并與車架平面垂直的平面作為前后位置的基準(zhǔn)，也是部件縱向安裝尺寸的基準(zhǔn)。的基準(zhǔn)，也是部件縱向安裝尺寸的基準(zhǔn)。 3)3)以裝載機(jī)的縱向?qū)ΨQ面作為左右位置的基準(zhǔn)。以裝載機(jī)的縱向?qū)ΨQ面作為左右位置的基準(zhǔn)。 此外地平線通常作為輔助基準(zhǔn)，是裝載機(jī)的高度、離地間隙此外地平線通常作為輔助基準(zhǔn)，是裝載機(jī)的高度、離地間隙等尺寸的基準(zhǔn)。等尺寸的基準(zhǔn)。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件42 裝載機(jī)主要是裝載散

42、狀物料，并將物料卸入自卸卡裝載機(jī)主要是裝載散狀物料，并將物料卸入自卸卡車或?qū)⑽锪现苯舆\(yùn)往卸料地點(diǎn)，裝載機(jī)有時也承擔(dān)車或?qū)⑽锪现苯舆\(yùn)往卸料地點(diǎn)，裝載機(jī)有時也承擔(dān)輕度的鏟掘、推土和修整場地等作業(yè)。為完成上述輕度的鏟掘、推土和修整場地等作業(yè)。為完成上述工作現(xiàn)代裝載機(jī)一般是將鏟斗及工作裝置安裝在工作現(xiàn)代裝載機(jī)一般是將鏟斗及工作裝置安裝在最前端最前端( (如圖如圖5 518)18)。 發(fā)動機(jī)布置在裝載機(jī)的后部，起到配重作用，發(fā)動機(jī)布置在裝載機(jī)的后部，起到配重作用，有利于提高穩(wěn)定性。發(fā)動機(jī)的輸出端接液力變矩器，有利于提高穩(wěn)定性。發(fā)動機(jī)的輸出端接液力變矩器，再通過萬向節(jié)和傳動軸與前后驅(qū)動橋相連。駕駛室再通過

43、萬向節(jié)和傳動軸與前后驅(qū)動橋相連。駕駛室布置在工作裝置之后的中部。位置應(yīng)盡量向前，使布置在工作裝置之后的中部。位置應(yīng)盡量向前，使前方視野開闊，利于作業(yè)準(zhǔn)確。前方視野開闊，利于作業(yè)準(zhǔn)確。 為了保證裝載機(jī)作業(yè)的穩(wěn)定性，使鏟斗與料堆為了保證裝載機(jī)作業(yè)的穩(wěn)定性，使鏟斗與料堆相對位置準(zhǔn)確，現(xiàn)代裝載機(jī)不安裝彈性懸相對位置準(zhǔn)確，現(xiàn)代裝載機(jī)不安裝彈性懸架，架，機(jī)械設(shè)計學(xué)課件43但為防止在凹凸地上行駛時出現(xiàn)車輪懸空現(xiàn)象，使但為防止在凹凸地上行駛時出現(xiàn)車輪懸空現(xiàn)象，使一個驅(qū)動橋能上下擺動，即將驅(qū)動架鉸接于車架上。一個驅(qū)動橋能上下擺動，即將驅(qū)動架鉸接于車架上。絕大多數(shù)裝載機(jī)采用四輪驅(qū)動，以提高牽引力和能絕大多數(shù)裝載機(jī)

44、采用四輪驅(qū)動，以提高牽引力和能在惡劣地面上行駛。工作裝置多采用液壓傳動。在惡劣地面上行駛。工作裝置多采用液壓傳動。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件44示例示例5 5：軋鋼機(jī)：軋鋼機(jī) 軋輥是軋機(jī)進(jìn)行軋制的工作頭件。在大軋機(jī)軋輥是軋機(jī)進(jìn)行軋制的工作頭件。在大軋機(jī)中它是巨型零件，可達(dá)幾十噸重，因此，必須具中它是巨型零件，可達(dá)幾十噸重，因此，必須具有特殊的軸承、軸承座和機(jī)架等起支承作用的零有特殊的軸承、軸承座和機(jī)架等起支承作用的零部件。為了保證軋輥開度，還設(shè)有壓下調(diào)整裝置，部件。為了保證軋輥開度，還設(shè)有壓下調(diào)整裝置，對重量大又要移動的零部件如軋輥和軸承座等都對重量大又要移動的零部件如軋輥和軸承座等都有平衡裝置，來消除傳

45、動件的間隙減少受力零有平衡裝置，來消除傳動件的間隙減少受力零件的沖擊和磨損。軋機(jī)的主傳動部件有萬向連接件的沖擊和磨損。軋機(jī)的主傳動部件有萬向連接軸、平衡裝置、齒輪座、主聯(lián)軸器、減速機(jī)、電軸、平衡裝置、齒輪座、主聯(lián)軸器、減速機(jī)、電動機(jī)聯(lián)軸器和電動機(jī)等動機(jī)聯(lián)軸器和電動機(jī)等( (參見圖參見圖5 519)19)。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件45機(jī)械設(shè)計學(xué)課件46機(jī)械設(shè)計學(xué)課件47機(jī)械設(shè)計學(xué)課件48 各類軋機(jī)軋輥在工作機(jī)座中有不同的布置方法各類軋機(jī)軋輥在工作機(jī)座中有不同的布置方法(見圖見圖520)。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件49一般軋機(jī)的軋輥皆作旋一般軋機(jī)的軋輥皆作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，進(jìn)行縱軋或斜轉(zhuǎn)運(yùn)動，進(jìn)行縱軋或斜軋，但也可作行星運(yùn)軋，

46、但也可作行星運(yùn)動如高效的行星軋機(jī)動如高效的行星軋機(jī)(圖圖521)：機(jī)械設(shè)計學(xué)課件50示例示例6 6：食品機(jī)械：食品機(jī)械 在食品加工機(jī)械中，機(jī)械的總布置是多種多樣的，屬于平在食品加工機(jī)械中，機(jī)械的總布置是多種多樣的，屬于平面水平轉(zhuǎn)子式的機(jī)器有：轉(zhuǎn)子式灌瓶機(jī)、夾心糖的轉(zhuǎn)子分裝自面水平轉(zhuǎn)子式的機(jī)器有：轉(zhuǎn)子式灌瓶機(jī)、夾心糖的轉(zhuǎn)子分裝自動機(jī)等；屬于立體直線式機(jī)器有包裝散狀物料和牛奶的許多自動機(jī)等；屬于立體直線式機(jī)器有包裝散狀物料和牛奶的許多自動機(jī)。動機(jī)。 圖圖5-225-22所示為包裝散狀物料的自動機(jī)：從卷筒所示為包裝散狀物料的自動機(jī)：從卷筒1 1退下的包裝退下的包裝帶被圓盤刀帶被圓盤刀2 2縱向剖開，

47、切開的兩條包裝帶翻轉(zhuǎn)后分別繞過兩對縱向剖開，切開的兩條包裝帶翻轉(zhuǎn)后分別繞過兩對導(dǎo)輥導(dǎo)輥5 5，而后又匯合一起，形成縱縫，由加熱器，而后又匯合一起，形成縱縫，由加熱器6 6焊合。通過圓焊合。通過圓管管3 3向所形成的軟袋內(nèi)裝入定量的散狀物料，由電熨斗向所形成的軟袋內(nèi)裝入定量的散狀物料，由電熨斗7 7焊合橫焊合橫縫。依靠輥?zhàn)涌p。依靠輥?zhàn)? 8牽引軟袋，也就是將軟帶從卷筒退下，四邊均焊牽引軟袋，也就是將軟帶從卷筒退下，四邊均焊合住的裝有產(chǎn)品的袋子由剪切裝置合住的裝有產(chǎn)品的袋子由剪切裝置9 9割開，然后落入溜槽割開，然后落入溜槽1010。借。借助光電裝置助光電裝置4 4調(diào)整預(yù)先印有圖案的軟帶的運(yùn)動，從

48、而保證圖案在調(diào)整預(yù)先印有圖案的軟帶的運(yùn)動，從而保證圖案在袋上的中心位置。袋上的中心位置。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件51 該自動機(jī)的主要執(zhí)該自動機(jī)的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)是沿加工對象自行機(jī)構(gòu)是沿加工對象自上而下的運(yùn)動路線來布上而下的運(yùn)動路線來布置的，占地空間小，工置的，占地空間小，工藝流程方向與物料重力藝流程方向與物料重力方向一致。因此，采用方向一致。因此，采用立式布置是比較合理的。立式布置是比較合理的。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件52第七節(jié)第七節(jié) 機(jī)械驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計機(jī)械驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 一選擇機(jī)構(gòu)的類型和擬定機(jī)構(gòu)簡圖一選擇機(jī)構(gòu)的類型和擬定機(jī)構(gòu)簡圖機(jī)構(gòu)按完成的功能機(jī)構(gòu)按完成的功能: :可分為執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動機(jī)構(gòu)兩可分為執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動機(jī)構(gòu)兩

49、大類。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是根據(jù)工作頭的功能去實現(xiàn)軌跡、大類。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是根據(jù)工作頭的功能去實現(xiàn)軌跡、運(yùn)動和力的變換和傳遞。一般情況下執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動和力的變換和傳遞。一般情況下執(zhí)行機(jī)構(gòu)與動力源有著不同的運(yùn)動形式，不同的速度和不與動力源有著不同的運(yùn)動形式，不同的速度和不同的動力等要求，而運(yùn)動和動力通常要由高速旋同的動力等要求，而運(yùn)動和動力通常要由高速旋轉(zhuǎn)的原動機(jī)提供，因此，要滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求，轉(zhuǎn)的原動機(jī)提供，因此，要滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求，必須進(jìn)行運(yùn)動形式的轉(zhuǎn)換和變速。這就要有相應(yīng)必須進(jìn)行運(yùn)動形式的轉(zhuǎn)換和變速。這就要有相應(yīng)的傳動機(jī)構(gòu)來完成。傳動機(jī)構(gòu)聯(lián)系起來，就組成的傳動機(jī)構(gòu)來完成。傳動機(jī)構(gòu)聯(lián)系起來，就組成了傳動鏈

50、，傳動鏈可能是一條或若干條，匯總起了傳動鏈，傳動鏈可能是一條或若干條，匯總起來就構(gòu)成了設(shè)備的傳動系統(tǒng)。來就構(gòu)成了設(shè)備的傳動系統(tǒng)。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件53 1 1機(jī)械傳動系統(tǒng)機(jī)械傳動系統(tǒng) 它包括定傳動比機(jī)構(gòu)、變速機(jī)構(gòu)、運(yùn)動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)它包括定傳動比機(jī)構(gòu)、變速機(jī)構(gòu)、運(yùn)動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和操縱控制機(jī)構(gòu)等幾部分組成。按其能量流動路線的和操縱控制機(jī)構(gòu)等幾部分組成。按其能量流動路線的不同，傳動系統(tǒng)可分為：不同，傳動系統(tǒng)可分為：(1)單流傳動單流傳動 單流傳動是指動力輸出能量依次經(jīng)過每單流傳動是指動力輸出能量依次經(jīng)過每一個傳動件的傳動形式。這樣傳動級數(shù)越多。傳動效一個傳動件的傳動形式。這樣傳動級數(shù)越多。傳動效率就越低。因此多

51、用于小功率、傳動鏈短的機(jī)器。單率就越低。因此多用于小功率、傳動鏈短的機(jī)器。單流傳動框圖如圖流傳動框圖如圖523。原動機(jī) 傳動 傳動 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 機(jī)械設(shè)計學(xué)課件54(2)(2)分流傳動分流傳動 分流傳動是指動力輸出的能量分成分流傳動是指動力輸出的能量分成多個分支傳到各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動形式，顯示分流傳多個分支傳到各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動形式，顯示分流傳動有利于靈活安排傳動線路、提高傳動效率、縮小動有利于靈活安排傳動線路、提高傳動效率、縮小傳動件的結(jié)構(gòu)尺寸，一般適合于執(zhí)行件較多的機(jī)器。傳動件的結(jié)構(gòu)尺寸，一般適合于執(zhí)行件較多的機(jī)器。圖圖5 52424所示所示(3)(3)匯流傳動匯流傳動 所謂匯流傳動就是動力源經(jīng)幾

52、條線所謂匯流傳動就是動力源經(jīng)幾條線路匯交于執(zhí)行機(jī)構(gòu)，圖路匯交于執(zhí)行機(jī)構(gòu)，圖5 52424。 原動機(jī) 1 原動機(jī) 2 傳動 i 傳動 ii 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 原動機(jī) 傳動 i 傳動 ii 傳動 iii 傳動 iv 執(zhí)行機(jī)構(gòu) ii 執(zhí)行機(jī)構(gòu) iii 執(zhí)行機(jī)構(gòu) i 機(jī)械設(shè)計學(xué)課件55 這種能量流動路線的特點(diǎn)是將低速、重載、大功率機(jī)這種能量流動路線的特點(diǎn)是將低速、重載、大功率機(jī)器的動力源配備為多臺中小型動力機(jī)，以減小傳動機(jī)器的動力源配備為多臺中小型動力機(jī)，以減小傳動機(jī)構(gòu)提高傳動效率。使執(zhí)行機(jī)構(gòu)有效地完成所需的復(fù)構(gòu)提高傳動效率。使執(zhí)行機(jī)構(gòu)有效地完成所需的復(fù)合運(yùn)動形式及速度變化節(jié)拍，然而為了保證各動力機(jī)合運(yùn)動形式

53、及速度變化節(jié)拍，然而為了保證各動力機(jī)均載和同步，要在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中設(shè)有浮動或柔性的構(gòu)件。均載和同步，要在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中設(shè)有浮動或柔性的構(gòu)件。(4)(4)混流傳動混流傳動 所謂混流傳動，就是傳動系統(tǒng)中既有分所謂混流傳動，就是傳動系統(tǒng)中既有分流傳動又有匯流傳動，是前述三種傳動形式組合的傳流傳動又有匯流傳動，是前述三種傳動形式組合的傳動系統(tǒng)。動系統(tǒng)。 對于輕工機(jī)械多采用一個原動機(jī)帶動多個執(zhí)行機(jī)構(gòu)對于輕工機(jī)械多采用一個原動機(jī)帶動多個執(zhí)行機(jī)構(gòu)如圖如圖5-265-26。而重型機(jī)械常采用一個原動機(jī)帶動一個執(zhí)。而重型機(jī)械常采用一個原動機(jī)帶動一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如單獨(dú)驅(qū)動的起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)行機(jī)構(gòu)，如單獨(dú)驅(qū)動的起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)(

54、(如圖如圖5-27)5-27)，有時甚至用多個原動機(jī)共同驅(qū)動一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如圖有時甚至用多個原動機(jī)共同驅(qū)動一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如圖5-285-28、圖、圖5-295-29。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件56機(jī)械設(shè)計學(xué)課件57 圖圖5-285-28為懸掛式多點(diǎn)嚙合柔性傳動，用于轉(zhuǎn)爐、回轉(zhuǎn)窯等為懸掛式多點(diǎn)嚙合柔性傳動，用于轉(zhuǎn)爐、回轉(zhuǎn)窯等多種重型機(jī)械上用多個各自帶有初級減速器的小齒輪帶動同多種重型機(jī)械上用多個各自帶有初級減速器的小齒輪帶動同一個末級大齒輪。這樣可以大大減小末級大齒輪和整套機(jī)構(gòu)的一個末級大齒輪。這樣可以大大減小末級大齒輪和整套機(jī)構(gòu)的尺寸和重量而軸的撓曲變形不影響齒輪副的正常嚙合，懸掛尺寸和重量而軸的撓曲變形

55、不影響齒輪副的正常嚙合，懸掛箱體則用柔性防扭裝置來支承。因而傳動平穩(wěn)，降低了動載荷，箱體則用柔性防扭裝置來支承。因而傳動平穩(wěn)，降低了動載荷，安全性能也好。安全性能也好。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件58 2 2機(jī)械傳動鏈的類型機(jī)械傳動鏈的類型 設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)時，首先要考慮采用什么樣設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)時，首先要考慮采用什么樣的傳動路線的傳動路線( (即傳動鏈即傳動鏈) )來保證所需的運(yùn)動。圖來保證所需的運(yùn)動。圖5 53030和圖和圖5 53131為自動機(jī)械原理圖，它表示了傳動鏈的為自動機(jī)械原理圖，它表示了傳動鏈的情況。情況。u1u1、u2u2為為“換置器官換置器官”，它代表定傳動比或，它代表定傳動比或變傳動比的

56、傳動機(jī)構(gòu)。變傳動比的傳動機(jī)構(gòu)。外聯(lián)傳動鏈：聯(lián)系動力源和執(zhí)行件外聯(lián)傳動鏈：聯(lián)系動力源和執(zhí)行件( (如機(jī)械主軸或分如機(jī)械主軸或分配軸配軸) )的傳動鏈、是運(yùn)動和外部的傳動鏈、是運(yùn)動和外部( (動力源動力源) )的聯(lián)系，稱的聯(lián)系，稱為外聯(lián)傳動鏈。為外聯(lián)傳動鏈。內(nèi)聯(lián)傳動鏈：復(fù)合運(yùn)動的內(nèi)部聯(lián)系，如分配軸至各內(nèi)聯(lián)傳動鏈：復(fù)合運(yùn)動的內(nèi)部聯(lián)系，如分配軸至各執(zhí)行件，稱為內(nèi)聯(lián)傳動鏈。只有復(fù)合運(yùn)動才有內(nèi)聯(lián)執(zhí)行件，稱為內(nèi)聯(lián)傳動鏈。只有復(fù)合運(yùn)動才有內(nèi)聯(lián)傳動鏈，無論是簡單運(yùn)動還是復(fù)合運(yùn)動都必須有傳動鏈，無論是簡單運(yùn)動還是復(fù)合運(yùn)動都必須有一條外聯(lián)傳動鏈。一條外聯(lián)傳動鏈。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件59如：圖如：圖5-305-30中的中的

57、ulul和和u2u2均為外聯(lián)傳動鏈。而從均為外聯(lián)傳動鏈。而從分配軸至各執(zhí)行件，都可以看作為內(nèi)聯(lián)傳動鏈，分配軸至各執(zhí)行件，都可以看作為內(nèi)聯(lián)傳動鏈，圖圖5-315-31的的u2u2為內(nèi)聯(lián)傳動鏈，它決定加工對象的特為內(nèi)聯(lián)傳動鏈，它決定加工對象的特性，如螺紋的導(dǎo)程等。性，如螺紋的導(dǎo)程等。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件60 所以內(nèi)聯(lián)傳動鏈必須用傳動比準(zhǔn)確的傳動副，而所以內(nèi)聯(lián)傳動鏈必須用傳動比準(zhǔn)確的傳動副，而不能用摩擦傳動副不能用摩擦傳動副( (如帶、摩擦無級變速器如帶、摩擦無級變速器) )、液壓、液壓傳動等。外聯(lián)傳動鏈則沒有這種要求，傳動比的誤傳動等。外聯(lián)傳動鏈則沒有這種要求，傳動比的誤差對加工或處理產(chǎn)品的質(zhì)量不會有什

58、么影響。因此差對加工或處理產(chǎn)品的質(zhì)量不會有什么影響。因此可以用傳動比不太準(zhǔn)確的傳動副。設(shè)計外聯(lián)傳動鏈可以用傳動比不太準(zhǔn)確的傳動副。設(shè)計外聯(lián)傳動鏈時，主要應(yīng)保證要求的速度和傳遞的功率；設(shè)計內(nèi)時，主要應(yīng)保證要求的速度和傳遞的功率；設(shè)計內(nèi)聯(lián)傳動鏈時主要應(yīng)保證傳動比精度。兩者考慮的重聯(lián)傳動鏈時主要應(yīng)保證傳動比精度。兩者考慮的重點(diǎn)是個同的。點(diǎn)是個同的。 二、機(jī)械驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計步驟二、機(jī)械驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計步驟 機(jī)器的驅(qū)動系統(tǒng)又稱傳動系統(tǒng)，它是指原動機(jī)、機(jī)器的驅(qū)動系統(tǒng)又稱傳動系統(tǒng)，它是指原動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、工作機(jī)構(gòu)和工作構(gòu)件的整個機(jī)械系統(tǒng)，傳動機(jī)構(gòu)、工作機(jī)構(gòu)和工作構(gòu)件的整個機(jī)械系統(tǒng)，圖圖5 53232為驅(qū)動系統(tǒng)

59、的設(shè)計步驟。為驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計步驟。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件61機(jī)械設(shè)計學(xué)課件62第八節(jié)第八節(jié) 機(jī)械的總體設(shè)計實例機(jī)械的總體設(shè)計實例粒狀巧克力糖包裝機(jī)設(shè)計粒狀巧克力糖包裝機(jī)設(shè)計一、原始資科一、原始資科1 1產(chǎn)品產(chǎn)品( (如圖如圖5 53333所示所示) )本機(jī)的加工對象是圓臺形柱狀巧克力糖本機(jī)的加工對象是圓臺形柱狀巧克力糖2 2包裝材料包裝材料巧克力糖采用厚為巧克力糖采用厚為0.008mm0.008mm的金色鋁箔卷筒紙。的金色鋁箔卷筒紙。3 3關(guān)于自動機(jī)生產(chǎn)能力的要求關(guān)于自動機(jī)生產(chǎn)能力的要求根據(jù)給定生產(chǎn)定額每班產(chǎn)根據(jù)給定生產(chǎn)定額每班產(chǎn)570kg570kg。約合自動機(jī)正常生產(chǎn)。約合自動機(jī)正常生產(chǎn)率為率為120120塊塊minmin。采用無級調(diào)速自動機(jī)的生產(chǎn)率可調(diào)范。采用無級調(diào)速自動機(jī)的生產(chǎn)率可調(diào)范圍為圍為7070130130塊塊 min min 。機(jī)械設(shè)計學(xué)課件63二、包裝工藝的確定二