湖工大機(jī)械工程設(shè)計(jì)考試重點(diǎn)

1、勞動(dòng)勞動(dòng)能力、思維能力創(chuàng)造性設(shè)計(jì)的能力設(shè)計(jì)：通過制作使產(chǎn)品得以實(shí)現(xiàn)思維能力；具有創(chuàng)造性制作技能（建筑物的基礎(chǔ)工程，橋梁、建筑等大型基礎(chǔ)工程，挖掘機(jī)與汽車的行走系統(tǒng)）設(shè)計(jì)與國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力英、德、美、蘇、日改善設(shè)計(jì)工作對(duì)我國(guó)的重要性制造大國(guó)與制造強(qiáng)國(guó)設(shè)計(jì)與科學(xué)研究科學(xué)研究：求知欲與好奇心發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律 設(shè)計(jì)：需求發(fā)明新產(chǎn)品近代設(shè)計(jì)科學(xué)的重大發(fā)展一、“設(shè)計(jì)學(xué)”從古代到現(xiàn)代的三個(gè)發(fā)展階段 階段1：為“功能”目標(biāo)而發(fā)明某種器械階段2：以經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展的機(jī)械設(shè)計(jì)體系，包括機(jī)械原理和機(jī)械零件。運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)。階段3：回歸“功能”近代“設(shè)計(jì)學(xué)”的重大發(fā)展 1、“功能”(Function)思想的提出和發(fā)展 2、“人

2、機(jī)學(xué)”(Ergonomics，Human Factor)思想的形成和發(fā)展3、“工業(yè)設(shè)計(jì)”(Industrial Design)學(xué)科體系的發(fā)展相成熟以上三項(xiàng)是近代設(shè)計(jì)學(xué)發(fā)展的核心內(nèi)容。同時(shí)：CAD/CAM技術(shù)、可靠性技術(shù)、有限元、優(yōu)化、并行工程等。機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)”的學(xué)科組成 機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)學(xué)科體系包括：(1)功能原理設(shè)計(jì)(2)實(shí)用化設(shè)計(jì)(3)商品化設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)概述1、機(jī)械是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的統(tǒng)稱。2、“設(shè)計(jì)”是把各種先進(jìn)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的一種手段和方法。它是從合理的目標(biāo)參數(shù)出發(fā)，通過各種方法和手段創(chuàng)造出一個(gè)所需的優(yōu)化系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)的過程。3、由想法到產(chǎn)品的過程。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般過程：認(rèn)識(shí)需求目標(biāo)界定問題求解

3、分析選優(yōu)評(píng)價(jià)決策表達(dá)實(shí)現(xiàn)。機(jī)械設(shè)計(jì)特點(diǎn)：(1)多解性；(2)系統(tǒng)性；(3)創(chuàng)新性。機(jī)械設(shè)計(jì)的類型 適應(yīng)性設(shè)計(jì)、變型性設(shè)計(jì)、創(chuàng)新性設(shè)計(jì)“設(shè)計(jì)過程”研究及其新發(fā)展 設(shè)計(jì)過程、并行工程、協(xié)同設(shè)計(jì)、集成設(shè)計(jì)質(zhì)量功能配置(QFD)和質(zhì)量屋(House of Quality) 質(zhì)量屋”是質(zhì)量功能配置（QFD）的核心 QFD是一個(gè)非常結(jié)構(gòu)化的、矩陣驅(qū)動(dòng)的過程，其運(yùn)行包括4個(gè)階段：（1）將顧客需求轉(zhuǎn)化產(chǎn)品特性 （2）將產(chǎn)品特性轉(zhuǎn)化成零件特性（3）將零件特性轉(zhuǎn)化成關(guān)鍵工藝操作（4）將關(guān)鍵工藝操作轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)要求1.機(jī)器的定義：有兩個(gè)或兩個(gè)以上相互聯(lián)系配合的構(gòu)件所組成的聯(lián)合體，通過其中某些構(gòu)件的限定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，能將

4、某種原動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變，以執(zhí)行人們預(yù)期的工作，在人或其他智能體的操作或控制下，實(shí)現(xiàn)位置設(shè)計(jì)的某種或幾種功能。2.機(jī)器的組成2.1原有觀點(diǎn)2.2從不同的角度看從機(jī)構(gòu)學(xué)的角度看：各種基本機(jī)構(gòu)，自由度=原動(dòng)機(jī)數(shù)從結(jié)構(gòu)學(xué)的角度看：各種基本零件 ；從專業(yè)的角度看：各種主要部件2.3從功能的觀點(diǎn)看機(jī)器（總功能）分功能系統(tǒng) 1分功能系統(tǒng) i分功能系統(tǒng) n工作機(jī)傳動(dòng)機(jī)工作頭執(zhí)行機(jī)構(gòu)原動(dòng)機(jī)控制器3.機(jī)器的分類按行業(yè)按輕重按功能機(jī)器工藝類機(jī)器加工機(jī)床通用機(jī)械食品機(jī)械動(dòng)力機(jī)械 醫(yī)療機(jī)械起重運(yùn)輸機(jī)械機(jī)密機(jī)械非工藝類機(jī)器紡織機(jī)械印刷機(jī)械第三章機(jī)械產(chǎn)品的功能原理設(shè)計(jì)：功能原理設(shè)計(jì)：針對(duì)主要功能的原理性設(shè)計(jì)。功能原理設(shè)計(jì)重點(diǎn)

5、：盡量使思維盡量“發(fā)散”，力求多解，便于選優(yōu)。為什么要突出功能原理設(shè)計(jì)：功能原理設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品的成敗起決定性作用。任何一種機(jī)器的更新?lián)Q代都存在三個(gè)途徑：一是改革工作原理；二是通過改進(jìn)工藝、結(jié)構(gòu)和材料提高技術(shù)性能；三是加強(qiáng)輔助功能使其更適應(yīng)使用者的心理。功能原理設(shè)計(jì)的工作特點(diǎn)和工作內(nèi)容用一種新的物理效應(yīng)來代替舊的物理效應(yīng)，使機(jī)器的工作原理發(fā)生根本的變化的設(shè)計(jì)。手動(dòng)變速箱（圖略）液力變矩器原理（圖略）轉(zhuǎn)矩傳遞過程：（1）泵輪轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪不動(dòng)。（2）泵輪與渦輪轉(zhuǎn)速差較大時(shí)，形成渦流。（3）泵輪與渦輪轉(zhuǎn)速接近時(shí)，形成環(huán)流。磁帶機(jī)（圖略）無人駕駛小車（圖略）。構(gòu)思新原理的步驟：1、明確功能目標(biāo)：裝設(shè)導(dǎo)向系統(tǒng)的

6、費(fèi)用要?。辉试S擴(kuò)充和調(diào)整設(shè)備，變動(dòng)運(yùn)輸路線；在擁擠的工作環(huán)境中小車能靈活運(yùn)行。2、提出的原理性設(shè)想：應(yīng)用慣性導(dǎo)航技術(shù)，利用所設(shè)參考點(diǎn)用于制程序給出理論軌跡并作軌跡誤差的修正；應(yīng)用傳感器引導(dǎo)繞過障礙物；在共建轉(zhuǎn)接戰(zhàn)上用超聲波定向，使小車實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位。功能、功能單元和功能結(jié)構(gòu)機(jī)器（總功能）分功能系統(tǒng) 1分功能系統(tǒng) i分功能系統(tǒng) n工作機(jī)傳動(dòng)機(jī)工作頭原動(dòng)機(jī)控制器執(zhí)行機(jī)構(gòu)什么是功能：某一機(jī)器(或裝置)所具有的轉(zhuǎn)化能量、運(yùn)動(dòng)或其它物理量的特性。系統(tǒng)工程學(xué)的觀點(diǎn)：一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)在以實(shí)現(xiàn)某種任務(wù)為目標(biāo)時(shí)，其輸入量和輸出量之間的相互轉(zhuǎn)換的關(guān)系。系統(tǒng)工程學(xué)：用“黑箱”描述技術(shù)系統(tǒng)的功能技 術(shù) 系 統(tǒng)信息流S（進(jìn)行

7、 能量流E 的轉(zhuǎn)換)物料流M輸入(IN)輸出(OUT)信息S能量E物料MSEM（黑箱）（BLACK BOX)設(shè)計(jì)者的任務(wù)：使“黑箱”變成“白箱”：獲得一個(gè)完美的機(jī)械產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能。任何技術(shù)系統(tǒng)都可以視為三種流的處理系統(tǒng)：能量流、物料流、信息流。硬幣計(jì)數(shù)包卷機(jī)外形圖（圖略）功能單元：將總功能分解成較為簡(jiǎn)單的、具有一定的獨(dú)立性、可以直接求解“功能單元”，也稱“功能元”。直接實(shí)現(xiàn)總功能的各分功能稱為一階分功能；實(shí)現(xiàn)一階分功能的分功能稱為二階分功能，并以此類推。分解到末端的為功能元。硬幣計(jì)數(shù)包卷機(jī)功能分解圖（圖略）功能結(jié)構(gòu)功能結(jié)構(gòu)圖：用來表示各分功能之間關(guān)系的框圖。功能分析：由總功能分解為分功能

8、，最后作出功能結(jié)構(gòu)圖。也可稱為“系統(tǒng)分析”。用功能樹法進(jìn)行露天礦開采挖掘機(jī)的方案設(shè)計(jì)（略）功能元組合：相容矩陣法露天礦開采挖掘機(jī)黑箱示意圖（圖略）功能原理的發(fā)展歷史及基本類型功能原理設(shè)計(jì)的兩個(gè)工作特點(diǎn)：1、功能原理設(shè)計(jì)是一種綜合，無定法可循。2、功能原理設(shè)計(jì)所要求解的問題是有多解的問題，即既不是只有唯一解，也不是絕對(duì)無解，而且也很難得到絕對(duì)理想的解。功能原理分類：動(dòng)作功能、工藝功能根據(jù)功能的技術(shù)特點(diǎn)分類：綜合技術(shù)功能：綜合運(yùn)用機(jī)、光、電、磁、熱、化各種“廣義物理效應(yīng)”（非純機(jī)械）去實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)作功能和工藝功能?！瓣P(guān)鍵技術(shù)”（“Know How”）：某個(gè)企業(yè)或部門獨(dú)有的技術(shù)，暫時(shí)還沒有被別人掌握。

9、磁記錄的記錄方式示意圖（圖略）功能類型總結(jié)：功能類型動(dòng)作類工藝類簡(jiǎn)單動(dòng)作功能復(fù)雜動(dòng)作功能工藝功能關(guān)鍵技術(shù)功能綜合技術(shù)功能（純機(jī)械）（廣義物理效應(yīng)）兩種動(dòng)作功能及其對(duì)應(yīng)的求解思路類型：簡(jiǎn)單動(dòng)作：一次性動(dòng)作；復(fù)雜動(dòng)作工藝功能及其對(duì)應(yīng)的求解思路工藝功能：工件頭和工作對(duì)象相互配合，實(shí)現(xiàn)一種功能。兩個(gè)重要因素：（1）采用哪種工藝方法（2）工作頭采用什么形狀和動(dòng)作工藝功能的特點(diǎn)：工作頭的形狀、運(yùn)動(dòng)方式和作用場(chǎng)是完成工藝功能的三個(gè)主要因素。犁的工作曲面，絞肉機(jī)，水刀切割工藝，家用切碎機(jī)，電火花加工原理圖，電火花線切割原理圖（圖略）物一場(chǎng)分析法：S：對(duì)象或物體(Substance)。主體(S1)，客體(S2)

10、F：場(chǎng)，這不單指某種物理場(chǎng)，而是廣義地指S1向S2作用時(shí)發(fā)出的力、運(yùn)動(dòng)、電磁、熱、光一切作用場(chǎng)?！白钚〖夹g(shù)系統(tǒng)”：在任何一個(gè)最小技術(shù)系統(tǒng)中，至少有一個(gè)主體(S1)，一個(gè)客體(S2)和一個(gè)場(chǎng)(F)。缺一即不可能發(fā)生技術(shù)作用。用SField模式探求工藝功能原理的解法：尋求合理的F和S例：為了完成修剪草地的任務(wù)，如何構(gòu)思剪草機(jī)的工作原理?在這個(gè)問題里，S2是草地上的草。剩下的問題是尋找合適的F和S1了。首先要尋找各種可能被利用的F并加以分析和比較：拉力可以拉斷草，但無法控制被拉斷的草的高度，無法使草地整齊。割斷力像農(nóng)夫割麥一樣，需要握住草的上部才能割斷。剪斷力利用剪刀刃合攏，可以剪斷。顯然，人們常常

11、選擇剪斷力作為理想的F，當(dāng)然S1就只能是剪刀可以通過“完善”、“增加和“變換”的方法來尋求新的解法。1完善：原設(shè)計(jì)中有時(shí)出現(xiàn)缺少F或S1的情況并因此而造成功能不良的后果。應(yīng)該通過補(bǔ)全F或S1的措施來使SField模式完善化。2增加：一個(gè)最小技術(shù)系統(tǒng)至少應(yīng)具有S1、S2和F，但有時(shí)還應(yīng)輔以S1和F，才能更好地完成希望實(shí)現(xiàn)的功能。3變換：對(duì)已有工藝功能解法中的S1和F進(jìn)行分析后，常?？梢园l(fā)現(xiàn)它們并非是不可替換的。有時(shí)通過變換可能會(huì)產(chǎn)生意想不到的好效果。焊接：氣焊、電焊、摩擦攪拌焊、超聲波焊（圖略）關(guān)鍵技術(shù)功能、綜合技術(shù)功能及其求解思路 一、關(guān)鍵技術(shù)功能（1）材料：例如高強(qiáng)度、高耐磨性、特殊的潤(rùn)滑油

12、、特殊輕質(zhì)材料(例如復(fù)合材料)、特殊物理性能要求等。（2）制造工藝：高精度、小的表面粗糙度、高的熱處理要求。（3）設(shè)計(jì)：通過設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)特殊的功能原理，尤其是實(shí)現(xiàn)以前從未有人實(shí)現(xiàn)過的功能或是比別人已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的功能更好的功能水平。存儲(chǔ)技術(shù)：穿孔紙帶、磁盤、磁帶機(jī)、閃存、硬盤、微硬盤、光盤（圖略）關(guān)鍵技術(shù)的求解思路：“技術(shù)矛盾分析法”機(jī)電控制人工假手（圖略）解決思路：在傳動(dòng)路線上再串接一套減速比i210的減速裝置，然后通過兩個(gè)聯(lián)動(dòng)的切換開關(guān)來操作。從不同的角度分析技術(shù)矛盾，則可以得到不同的分析結(jié)果，并可導(dǎo)出另一些解法。解決關(guān)鍵技術(shù)功能的特點(diǎn)：用常規(guī)技術(shù)或已有技術(shù)難以達(dá)到的技術(shù)難點(diǎn)，或是別人目前尚難以實(shí)現(xiàn)

13、的技術(shù)高度、總的來說它的技術(shù)要求高，而解決的方法也往往是出奇制勝。二、綜合技術(shù)功能1、動(dòng)作功能高速平面電機(jī)式自動(dòng)繪圖機(jī)（略）2、工藝功能：非機(jī)械的工作頭連桿頭的爆炸切斷工藝（圖略）綜合技術(shù)功能的特點(diǎn)：在某些特定的條件下、采用廣義物理效應(yīng)。綜合技術(shù)功能的求解思路：物理效應(yīng)引入法。在人工臟器的設(shè)計(jì)中，需要一種微型液體泵來幫助體液循環(huán)。以前這種泵都是用微型電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)微型機(jī)械泵來工作的。由于存在磨損等機(jī)械問題，效果不理想。有一位生物醫(yī)學(xué)專家想出了用金屬的熱膨脹效應(yīng)來做體液泵，效果很理想。用石英晶體振蕩器控制的電磁擺來代替機(jī)械游絲擺制成的石英電子鐘表，也是運(yùn)用物理效應(yīng)引入法的很典型的例子。在潤(rùn)滑油中添加

14、某些成分，就有可能使這種油在高壓或電場(chǎng)中產(chǎn)生特殊的性能(如粘性變大等)。在機(jī)械傳動(dòng)中已經(jīng)在利用這些新效應(yīng)。近年出現(xiàn)的“機(jī)電一體化”或“機(jī)械電子學(xué)”，就是引入微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的產(chǎn)物，它是物理效應(yīng)引入法中一個(gè)較突出的成功的例子。功能原理設(shè)計(jì)的工作要點(diǎn)1明確所要設(shè)計(jì)的任務(wù)的功能目標(biāo)，提出具體問題肌電假手：手指應(yīng)能實(shí)現(xiàn)0.5rads的抓握運(yùn)動(dòng)速度，以模仿人手的真實(shí)運(yùn)動(dòng)。手指觸物后，應(yīng)能產(chǎn)生50N左右的捏緊力，以滿足實(shí)際工作的需要。所用微型電動(dòng)機(jī)需在假手掌心中放置，故其外徑應(yīng)不大于20mm。傳動(dòng)機(jī)械的效率應(yīng)足夠高，以保證充電電池至少能工作1天。2調(diào)查、分析已有的解法原理，供設(shè)計(jì)時(shí)參考手的結(jié)構(gòu)，牽引

15、式假手，大腦控制假手，德國(guó)OTTO BOCK公司產(chǎn)品3進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思、尋求更合理的解法原理設(shè)計(jì)者應(yīng)該有一個(gè)信念：現(xiàn)有的產(chǎn)品決不是頂峰，肯定還會(huì)有更好的設(shè)計(jì)出現(xiàn)。要爭(zhēng)取由自己推出新一代的創(chuàng)新產(chǎn)品。設(shè)計(jì)者應(yīng)重視基本科學(xué)知識(shí)的積累，避免陷入一些違反基本科學(xué)原理的“錯(cuò)覺”。例如，有人設(shè)計(jì)了一種機(jī)械式的“功率增大器”，認(rèn)為能把小功率輸入變?yōu)榇蠊β瘦敵觯捎昧艘环N特殊的行星齒輪傳動(dòng)方式來實(shí)現(xiàn)他的理想。當(dāng)然，他所作的原理設(shè)計(jì)中存在著基本力學(xué)知識(shí)上的錯(cuò)誤。4初步預(yù)想實(shí)用化的可能性大量例子說明一個(gè)好的原理構(gòu)思最后不能成為產(chǎn)品。在專利文獻(xiàn)中有大量的專利都沒有能夠成為有用的技術(shù)。其中部分的原因就是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)、材料和工

16、藝問題無法得到合理的解決。這充分說明創(chuàng)新構(gòu)思時(shí)要粗略考慮一些主要的結(jié)構(gòu)工藝問題。5認(rèn)真進(jìn)行原理性試驗(yàn)這是功能原理設(shè)計(jì)階段的最后一步，也是最重要的一步。在進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思時(shí)，盡管反復(fù)檢驗(yàn)過他的發(fā)明原理。但是實(shí)際做一下試驗(yàn)，往往會(huì)出現(xiàn)意想不到的問題。例如在假手的原理試驗(yàn)時(shí)，發(fā)生手指捏緊后的反彈松脫現(xiàn)象，令人百思不得其解，不知是何原因。后來才弄清楚，這是在切換時(shí)有一瞬間出現(xiàn)了兩個(gè)離合器同時(shí)處于脫開的狀態(tài)。使得手指失控，造成反彈松脫。找到了原因，才采取了相應(yīng)的措施，解決了上述反彈問題。6評(píng)價(jià)、對(duì)比、決策必須要根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)和對(duì)比，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面的對(duì)比結(jié)果來做出決策。設(shè)計(jì)工作過程中，有兩項(xiàng)重大決

17、策問題：一是在創(chuàng)意階段，這是決定產(chǎn)品方向的決策。要能判斷5年或10年以后市場(chǎng)所需要的產(chǎn)品二是在構(gòu)思階段，這是決定產(chǎn)品的技術(shù)方向的決策。個(gè)產(chǎn)品可能有兩個(gè)以上的技術(shù)方向，在未來的發(fā)展中有可能出現(xiàn)完全不同的命運(yùn)。例如，不久以前，人們提出了一種創(chuàng)意，就是壁掛式電視，沒有人懷疑這種創(chuàng)意的合理性，于是各大公司都花大量的人力、物力投入研究、試制。但是隨后出現(xiàn)的功能原理設(shè)計(jì)中，就出現(xiàn)了技術(shù)方向的問題，是用液晶技術(shù)，還是用固體發(fā)光技術(shù)。又例如，目前市場(chǎng)上的噴墨打印技術(shù)，也存在兩個(gè)技術(shù)方向的選擇，現(xiàn)在兩個(gè)方向(汽化噴墨和壓電噴墨)正在激烈競(jìng)爭(zhēng)，最后的勝利將由市場(chǎng)作出判決，只有市場(chǎng)才是決定勝負(fù)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。因此，在選

18、擇技術(shù)方向的決策中，實(shí)際上不存在方法，只有像象棋大師那樣，用深刻的洞察力、精密地分析比較、超人的預(yù)測(cè)能力，最后通過直覺判斷，作出天才的決策。不過任何天才的決策成功率也不可能是100。總之，決定產(chǎn)品方向和技術(shù)方向的決策是一個(gè)非常重要。又是非常困難的問題，千萬不要輕信那些草率的決策，它將帶來災(zāi)難性的后果。山核桃采摘的自動(dòng)化解決方案（略）第四章機(jī)械功能原理的實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)第一節(jié)機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作功能機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)哪些動(dòng)作功能：1運(yùn)動(dòng)形式或運(yùn)動(dòng)規(guī)律變換1)勻速運(yùn)動(dòng)(平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng))與非勻速運(yùn)動(dòng)(平動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng))的變換2)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)與間歇式的轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)的變換。3）實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)軌跡。2實(shí)現(xiàn)開關(guān)、聯(lián)鎖和檢

19、測(cè)等1）用來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)離合或開停。2）用來換向、超越和反向止動(dòng)。3）用來實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖、過載保護(hù)、安全制動(dòng)。4)實(shí)現(xiàn)鎖止、定位、夾壓等。5)實(shí)現(xiàn)測(cè)量、放大、比較、顯示、記錄、運(yùn)算等。3.實(shí)現(xiàn)程序控制或手動(dòng)控制1)利用時(shí)間的序列進(jìn)行控制發(fā)動(dòng)機(jī)（圖略）2)利用動(dòng)作的序列進(jìn)行控制電磁閥控制液壓缸的順序操作過程（圖略）3)利用運(yùn)動(dòng)的變化等進(jìn)行控制汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的離心調(diào)速器（圖略）選擇機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)功能原理的原則和范圍：1實(shí)現(xiàn)功率性的機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式或規(guī)律的變換功能各式各樣的交直流變速電動(dòng)機(jī)和直線電機(jī)vs.鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)+變速機(jī)構(gòu) or 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、正弦機(jī)構(gòu)2實(shí)現(xiàn)固定軌跡或簡(jiǎn)單可調(diào)的軌跡功能例如各種自動(dòng)機(jī)上的上、下料，加

20、工、檢測(cè)等工序需要的運(yùn)動(dòng)軌跡，均可全部用機(jī)構(gòu)來完成。對(duì)于復(fù)雜軌跡，采用電子或電氣來控制，但其軌跡功作部分還必須使用機(jī)構(gòu)，如機(jī)器人的手臂、手腕、手爪、計(jì)算機(jī)繪圖儀的繪圖筆的動(dòng)作等。3在特定條件下能優(yōu)質(zhì)地實(shí)現(xiàn)開關(guān)、聯(lián)鎖和檢測(cè)等功能如電燈開關(guān)，一般是用機(jī)械式的，但也有觸模式、光電式的開關(guān)，都能安全可靠地完成開關(guān)任務(wù)，至于操作方便和經(jīng)濟(jì)性只能在特定條件下作具體的分析。4實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的固定程序或可變程序的控制由于超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)，磁懸浮技術(shù)的成熟，直線電動(dòng)機(jī)將使用在磁懸浮的高速列車上。電視機(jī)最初出現(xiàn)時(shí)，采用機(jī)械式頻道變換開關(guān)，已被遙控開關(guān)所取代。電子技術(shù)的發(fā)展雖然能控制許多復(fù)雜的自動(dòng)化機(jī)器和設(shè)備，但其本身的結(jié)構(gòu)也

21、日趨復(fù)雜，因而引起可靠性、安全性的下降。例如飛機(jī)上的自動(dòng)導(dǎo)航儀，可以自動(dòng)按給走路線飛行，而不需駕駛員動(dòng)手，但是為了保證絕對(duì)安全可靠，這種飛機(jī)上還是安裝了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作安全可靠的手動(dòng)控制裝置。第二節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)一、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，已完成預(yù)期的功能。齒輪機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu) 螺旋機(jī)構(gòu) 楔塊機(jī)構(gòu) 棘輪機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu) 摩擦輪機(jī)構(gòu) 撓性件機(jī)構(gòu) 彈性件機(jī)構(gòu) 液氣動(dòng)機(jī)構(gòu) 電器機(jī)構(gòu) 及各種基本構(gòu)件的組合機(jī)構(gòu)。運(yùn)動(dòng)速度或力的大小變換：嚙合方式、摩擦方式、楔塊原理、流體作用原理。運(yùn)動(dòng)形式或傳力方式的變換：轉(zhuǎn)動(dòng)、平動(dòng)、擺動(dòng)。二、執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)最常見的運(yùn)動(dòng)變換是旋轉(zhuǎn)與直線運(yùn)動(dòng)的變

22、換。如蒸汽機(jī)將活塞的直線運(yùn)動(dòng)變換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而空氣壓縮機(jī)中曲軸、連桿和滑塊執(zhí)行機(jī)構(gòu)則是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換成活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。（1）滿足特定運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速輸出，瞬時(shí)或長(zhǎng)時(shí)間停歇，有急回特性、周期性轉(zhuǎn)位和步進(jìn)分度動(dòng)作等。（2）滿足特定的運(yùn)動(dòng)軌跡抓片機(jī)構(gòu)（圖略）：采用聯(lián)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)，通過兩凸輪的聯(lián)動(dòng)作用，使抓片爪按矩形軌跡運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到間歇抓片的目的。圓珠筆裝配線（圖略）：采用聯(lián)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)，使筆芯托架沿著矩形軌跡運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到使圓珠筆芯步進(jìn)式地向前送進(jìn)的目的。（3）滿足某種特殊的信息傳遞利用機(jī)構(gòu)不僅能完成機(jī)械運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞，還能完成諸如檢測(cè)、計(jì)數(shù)、定時(shí)、顯示或控制等功能。這一類應(yīng)用很多，例如杠桿千分尺、

23、家用水表、電表等使用的機(jī)械式計(jì)數(shù)器，家用洗衣機(jī)、電風(fēng)扇等使用機(jī)械式定時(shí)器。還可以用機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)速度、加速度等的測(cè)量和數(shù)據(jù)記憶等功能。三、工作頭1什么是工作頭各種工藝類機(jī)械都有一定的工藝功能，其功能是通過與工作對(duì)象相關(guān)的工作頭來表現(xiàn)出來的。例如挖掘機(jī)的鏟斗，推土機(jī)的刀架，起重機(jī)的吊鉤，銑床的銑刀，軋鋼機(jī)的軋輥，縫紉機(jī)的機(jī)針，工業(yè)機(jī)器人的手爪等等。工作頭是直接接觸并攜帶工作對(duì)象完成一定的工作(例如：夾持、搬運(yùn)、轉(zhuǎn)位等)，或是在其上完成一定的工藝動(dòng)作(例如噴涂、洗滌、鍛壓等)。2、工作頭的作用(1)夾持：工作頭要對(duì)工件進(jìn)行操作，要對(duì)工件施加作用力，需要首先將工件夾持住。例如。機(jī)床要加工工件；挖掘機(jī)要實(shí)

24、現(xiàn)鏟土的功能，必須先將鏟斗深入土中。(2)搬運(yùn)、輸送及轉(zhuǎn)換工位(3)施力：工作頭有時(shí)要對(duì)工作對(duì)象施加力或力矩以達(dá)到完成任務(wù)的目的。例如，材料的壓力加工與實(shí)驗(yàn)，重物起吊與搬運(yùn)等。各種鏟斗、各種抓斗（圖略）四、選擇機(jī)構(gòu)類型和擬定機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖中的幾個(gè)問題選型時(shí)除應(yīng)滿足工藝功能的動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)的基本要求外，還應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：1、在滿足工藝功能動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)要求的情況下應(yīng)使機(jī)構(gòu)最簡(jiǎn)單，傳動(dòng)鏈最短。2使機(jī)構(gòu)有有利的傳力條件對(duì)行程不大但克服工藝阻力很大的連桿機(jī)構(gòu)(如沖壓機(jī)構(gòu))，應(yīng)采用增力機(jī)構(gòu)，使其在近于死點(diǎn)位置工作。這種增力機(jī)構(gòu)常用于剪切機(jī)、沖壓機(jī)、破碎機(jī)等機(jī)械中，在主動(dòng)件上施加較小的驅(qū)動(dòng)力，可以克服從動(dòng)構(gòu)件上很大

25、阻力。3使機(jī)構(gòu)有盡可能好的動(dòng)力性能在高速機(jī)構(gòu)中，為了使動(dòng)載荷最小，在機(jī)構(gòu)選用時(shí)要盡量考慮其對(duì)稱性。對(duì)機(jī)構(gòu)或回轉(zhuǎn)構(gòu)件進(jìn)行平衡使其質(zhì)量分布合理，對(duì)于傳動(dòng)力的機(jī)構(gòu)則要盡量增大機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角，以防止機(jī)構(gòu)的自鎖，增大機(jī)器的傳動(dòng)效益，減少原動(dòng)機(jī)的功率及其損耗。4使機(jī)器操縱方便，調(diào)整容易，安全耐用在擬定機(jī)器運(yùn)動(dòng)方案時(shí)適當(dāng)?shù)丶尤胍恍╅_、停、離合、正反轉(zhuǎn)、剎車、手動(dòng)裝置，可使操縱方便，調(diào)整容易；機(jī)器中加入過載保護(hù)裝置，可預(yù)防機(jī)器的損壞等。第三節(jié)機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)一、功能結(jié)構(gòu)圖，機(jī)械功能or非機(jī)械功能，傳動(dòng)類型or執(zhí)行類型挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)，底盤，工作裝置組成（圖略）1、將一個(gè)基本機(jī)構(gòu)裝在另一個(gè)基本機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件上。

26、1）每一個(gè)基本機(jī)構(gòu)都有一個(gè)動(dòng)力源。2）后一個(gè)基本機(jī)構(gòu)的相對(duì)機(jī)架是前一個(gè)機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件。臥式多工位冷墩機(jī)，C1325自動(dòng)車床刀架系統(tǒng)（圖略）2、各子機(jī)構(gòu)間無嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)配合關(guān)系某航空發(fā)動(dòng)機(jī)附件傳動(dòng)系統(tǒng)（圖略）3、各子機(jī)構(gòu)在動(dòng)作的先后次序上有嚴(yán)格的要求（1）選用現(xiàn)成的機(jī)構(gòu)；（2）機(jī)構(gòu)組合與創(chuàng)新；（3）機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。二、功能原理的分解和機(jī)構(gòu)的選擇功能原理的分解和機(jī)構(gòu)的選擇：分解的原則是所分解出的分功能能夠用一個(gè)簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)去完成，故經(jīng)常將這復(fù)雜的動(dòng)作功能分解成一組由直線和圓弧組成的運(yùn)動(dòng)。如直線運(yùn)動(dòng)就有曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)等。機(jī)構(gòu)間的相容問題：如在要求精密運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)中，不能插入

27、摩擦傳動(dòng)；在高速旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)中不能插入雙曲柄機(jī)構(gòu)等等。1合理安排傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的順序主運(yùn)動(dòng)鏈：電動(dòng)機(jī)皮帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏈：電動(dòng)機(jī)皮帶傳動(dòng)蝸扦傳動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)工作臺(tái)升降進(jìn)給在機(jī)構(gòu)的排列順序上一般遵循的規(guī)律是：轉(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)方式的機(jī)構(gòu)(如凸輪機(jī)構(gòu))通?？偸前仓迷谶\(yùn)動(dòng)鏈的末端，與執(zhí)行機(jī)構(gòu)最近，這樣使傳動(dòng)環(huán)節(jié)簡(jiǎn)單。皮帶傳動(dòng)及其他摩擦傳動(dòng)在傳遞同樣轉(zhuǎn)矩的條件下，與其他傳動(dòng)相比，其外廓尺寸要大很多。皮帶傳動(dòng)既可過載保護(hù)，又不影響主軸與各執(zhí)行構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)關(guān)系，且傳動(dòng)中心距大。為減小尺寸和重量，這些傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一般安裝在靠近原動(dòng)機(jī)的地方。2合理分配傳動(dòng)比大傳動(dòng)比可分多級(jí)傳動(dòng)，在同類的幾級(jí)傳動(dòng)裝置中，通常把傳動(dòng)比

28、最大的一級(jí)裝在轉(zhuǎn)速最低的位置，因而可使其他各級(jí)在較高的轉(zhuǎn)速下工作，使各級(jí)中間軸上的轉(zhuǎn)矩較小，這樣可使軸和軸上零件尺寸較小，從而獲得較為緊湊的機(jī)構(gòu)。3、機(jī)構(gòu)組合舉例：工廠備料車間用的鋸床將整根元鋼鋸成小段送到各制造車間加工。這種鋸床的鋸弓所要求的鋸斷分功能至少應(yīng)包含以下三個(gè)運(yùn)動(dòng)特性要求：A)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換成直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；B)工作行程的時(shí)間大于回程時(shí)間的急回特性；C)防止鋸齒在工作時(shí)受到?jīng)_擊載荷，要求在工作行程的中間段具有近似的等速運(yùn)動(dòng)。1)轉(zhuǎn)動(dòng)(或擺動(dòng))變成移動(dòng)的機(jī)構(gòu)有：曲柄(或擺桿)滑塊機(jī)構(gòu)、正弦機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)等。2)具有急回特性的機(jī)構(gòu)有：偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、

29、曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等。3）工作行程具有近似等速段的機(jī)構(gòu)：這個(gè)功能特性要求除凸輪機(jī)構(gòu)能單獨(dú)完成外，其余機(jī)構(gòu)均需要相互配合才能完成。那些機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)：凸輪機(jī)構(gòu)、組合機(jī)構(gòu)。除凸輪機(jī)構(gòu)外，其它方案均由兩個(gè)以上機(jī)構(gòu)組合而成，如：雙曲柄機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)、橢圓齒輪正弦機(jī)構(gòu)、橢圓齒輪偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)搖桿滑塊機(jī)構(gòu)等近十種方案。方案優(yōu)選“雙曲柄機(jī)構(gòu)偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)”在工作行程的70%范圍內(nèi)有良好的等速運(yùn)動(dòng)性能。且有較好的急回特性，結(jié)構(gòu)尺寸也合理。其次是曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)滑塊機(jī)構(gòu)。其運(yùn)動(dòng)性能與上述機(jī)構(gòu)不相上下，但結(jié)構(gòu)尺寸比較大，制造比較復(fù)雜，用在鋸床中有點(diǎn)大材小用。但卻廣泛用于各種類型

30、的牛頭刨床中。第四節(jié)發(fā)揮機(jī)構(gòu)固有潛力的方法機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)從機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中可知，功能原理的分解和按分解后的分功能選擇設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)是一個(gè)很重要的工作，分解得不合理，選擇機(jī)構(gòu)不當(dāng)，都會(huì)影響分功能的完成。按功能原理來選擇或設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)是一個(gè)創(chuàng)造性的工作，能否設(shè)計(jì)出個(gè)優(yōu)秀的新機(jī)構(gòu)是方案設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。一、簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的利用1平行四邊形移動(dòng)式抓取機(jī)構(gòu)如圖46所示的平行四邊形移動(dòng)式抓取機(jī)構(gòu)，當(dāng)活塞1上的推桿2上移時(shí)，通過扇形齒輪3帶動(dòng)平行四邊形機(jī)構(gòu)OABO1，使手爪5、6作平行移動(dòng)，而夾緊工件。圖(b)為通過蝸桿、蝸輪帶動(dòng)平行四邊形機(jī)構(gòu)的移動(dòng)式抓取機(jī)構(gòu)。二、鏈傳動(dòng)的變異與創(chuàng)新將導(dǎo)軌鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)成各種

31、輸出機(jī)，導(dǎo)軌鏈傳動(dòng)中沒有從動(dòng)輪。三、無死點(diǎn)機(jī)構(gòu)在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，當(dāng)滑塊為主動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)有死點(diǎn)出現(xiàn)。如何構(gòu)思一個(gè)無死點(diǎn)機(jī)構(gòu)?1、若采用圖428(a)所示結(jié)構(gòu)形式，則無死點(diǎn)出現(xiàn)。再如蒸汽機(jī)動(dòng)力設(shè)備是90°開式雙氣缸結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)也可避開死點(diǎn)(圖428(b)。2、圖429所示為一種巧妙的無死點(diǎn)機(jī)構(gòu)，其巧妙之處是：滑板與活塞桿相連接，利用滑板上的曲線形長(zhǎng)孔及與之配合的曲柄銷驅(qū)動(dòng)曲柄輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在曲柄銷的左右死點(diǎn)位置上，由于滑板的曲線形長(zhǎng)孔的斜面與曲柄銷接觸，所以就能消除一般曲柄機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)問題。曲線形長(zhǎng)孔的傾斜方向確定了曲柄軸的旋轉(zhuǎn)方向，并使其保持固定的旋轉(zhuǎn)方向。四、連桿機(jī)構(gòu)1、曲柄滑塊與齒輪齒

32、條機(jī)構(gòu)圖71所示為平臺(tái)印刷機(jī)中的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，為了使印刷機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，采用了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與齒輪齒條機(jī)構(gòu)(下齒條為固定的)串聯(lián)組合而成的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，上齒條往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程是齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心點(diǎn)C往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程的兩倍。2凸輪連桿機(jī)構(gòu)如圖73所示，用于訂扣機(jī)工作臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)的凸輪連桿機(jī)構(gòu)，原動(dòng)件為凸輪1，從動(dòng)件為工作臺(tái)5，被訂的鈕扣夾緊在該工作臺(tái)上，隨工作臺(tái)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)縫針(圖中未畫出)作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成訂扣動(dòng)作。凸輪輪廓線形狀控制其每轉(zhuǎn)一周工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)次數(shù)(即訂扣針數(shù))，構(gòu)件CB的長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)，以增大工作臺(tái)的往復(fù)行程。3齒輪連桿機(jī)構(gòu)在圖74所示的包裝機(jī)推包機(jī)構(gòu)中，機(jī)構(gòu)在凸輪1的驅(qū)動(dòng)下，使推板5按一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)

33、律往復(fù)移動(dòng)，將工件推到包裝位置。其中，齒輪連桿機(jī)構(gòu)主要是用于放大推板的行程，所需的放大比例可根據(jù)實(shí)際需要確定。其中，構(gòu)件2為扇形齒輪、3為齒輪、4為擺桿。4凸輪移動(dòng)式行程放大機(jī)構(gòu)利用凸輪機(jī)構(gòu)來獲取大運(yùn)動(dòng)距離時(shí)，常常感到需要較大的結(jié)構(gòu)空間，不然就要求有很大的凸輪機(jī)構(gòu)。這時(shí)，可以采用如圖75所示的機(jī)構(gòu)，與盤狀凸輪相關(guān)的軸銷帶動(dòng)滑桿左右移動(dòng)，移動(dòng)距離為凸輪升程S，滑桿上裝有可擺動(dòng)的扇形齒輪，扇形齒輪與齒條相嚙合。由于滑桿的移動(dòng)使扇形齒輪擺動(dòng)，而扇形齒輪另一側(cè)的臂桿擺動(dòng)，將帶動(dòng)上邊的滑桿(滑塊)滑移，其滑移距離將依桿長(zhǎng)與齒輪扇形半徑之比而放大。五、改變機(jī)構(gòu)的某些尺寸參數(shù)，使機(jī)構(gòu)出現(xiàn)一種新的功能1）a)

34、圖AB小功率的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑塊能產(chǎn)生巨大的沖壓力。2）AB的尺寸增加：“瞬時(shí)停歇”現(xiàn)象。有利于被沖壓工件的永久變形，提高沖壓零件的尺寸精度。3）若把AB的尺寸繼續(xù)增加，曲柄相應(yīng)的轉(zhuǎn)角也增大，這時(shí)可看到滑塊有明顯的上、下運(yùn)動(dòng)。利用此運(yùn)動(dòng)特性制成的壓力機(jī)稱為“二次壓印機(jī)”。六、運(yùn)用機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合，改變機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性2）設(shè)計(jì)思路：就是利用機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合拓寬機(jī)構(gòu)原有的瞬時(shí)停歇特性，圖422a中的六桿增力機(jī)構(gòu)ABCDE，當(dāng)主動(dòng)構(gòu)件轉(zhuǎn)過20°時(shí)，滑塊作瞬時(shí)停歇運(yùn)動(dòng)(圖422中為了作圖清楚將放大到40 °)。如將滑塊E用作壓邊機(jī)構(gòu)，只要滑塊二次擺動(dòng)的升距不超過0.05mm，就可以看作滑塊

35、E是作連續(xù)壓緊動(dòng)作，但問題是這個(gè)停歇時(shí)間太短，與100 °相比還差得太多。若把主動(dòng)連架桿改成擺動(dòng)、滑塊在最下面的位置時(shí)，作為主動(dòng)擺桿的一個(gè)極限位置，如粗實(shí)線ABCDE；ABCDE（細(xì)實(shí)線）為主動(dòng)擺桿的另一個(gè)極限位置。壓邊角度：A1轉(zhuǎn)到AB，經(jīng)過四次微小擺動(dòng)（位移0.05mm）拓寬停歇時(shí)間：增加曲柄搖桿機(jī)構(gòu)FGHA。七、運(yùn)用機(jī)構(gòu)的并聯(lián)組合，得到某種特殊的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或軌跡八、利用機(jī)構(gòu)組成原理發(fā)現(xiàn)新的機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)組成原理：機(jī)構(gòu)是由若干個(gè)構(gòu)件組成，其最基本的形式是構(gòu)件間全部用轉(zhuǎn)動(dòng)副組成。用相同數(shù)目的構(gòu)件組合起來完成給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的機(jī)構(gòu)將不止一種，研究機(jī)構(gòu)組成的結(jié)構(gòu)形式，探討其組成原理，用不同的組合

36、方法，將可演變出具有各種不同運(yùn)動(dòng)特性的各種機(jī)構(gòu)。九、引進(jìn)當(dāng)前的最新技術(shù)，使舊的機(jī)械功能得到新的生命例如機(jī)床切削加工是一項(xiàng)古老的機(jī)械功能，用以加工各種機(jī)械零件。幾十年來，機(jī)床的種類、加工精度等方面雖均有不斷的提高，但都沒有突破性的進(jìn)展。自從引進(jìn)了數(shù)控技術(shù)，根據(jù)數(shù)控技術(shù)的要求，改進(jìn)了機(jī)床的滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)，使機(jī)床行業(yè)迅速向高精度，自動(dòng)控制方向發(fā)展。到80年代、又引進(jìn)了電子計(jì)算機(jī)的控制技術(shù)，把機(jī)床發(fā)展成自動(dòng)加工中心，因而使機(jī)械加工功能不斷地提高，也設(shè)計(jì)出一大批配合新技術(shù)的機(jī)構(gòu)。第五節(jié)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)當(dāng)功能結(jié)構(gòu)圖中各分功能均設(shè)計(jì)完畢后，怎樣將這些分功能協(xié)調(diào)動(dòng)作，共同完

37、成總功能?這就需進(jìn)行總體范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。完成各分功能的機(jī)構(gòu)(執(zhí)行機(jī)構(gòu))均是相對(duì)獨(dú)立的，其運(yùn)動(dòng)動(dòng)作的先后是根據(jù)總功能的要求，在一個(gè)周期中按時(shí)間序列安排的。但怎樣使各執(zhí)行機(jī)構(gòu)嚴(yán)格按規(guī)定的時(shí)間運(yùn)動(dòng)這就是機(jī)械運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵控制方法設(shè)計(jì)。在控制的方法上，一般有如下兩種：1集中驅(qū)動(dòng)、分散控制：在比較小型的機(jī)器上，一般均采用本方法，它由一個(gè)總驅(qū)動(dòng)源(一般是電動(dòng)機(jī))，經(jīng)過變速后達(dá)到合適的工作轉(zhuǎn)速，作為機(jī)器的總傳動(dòng)軸，即稱為分配軸。執(zhí)行機(jī)構(gòu)均分散在其應(yīng)完成分功能的位置上其主動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)經(jīng)分配軸引入，因此各執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)何時(shí)動(dòng)作，就由分配軸控制。2集中控制、分散驅(qū)動(dòng)在比較大的機(jī)器中，用分

38、配軸傳送到各處不方便時(shí)采用。驅(qū)動(dòng)源一般是電動(dòng)機(jī)或液(氣)壓缸各分功能均有自己?jiǎn)为?dú)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。動(dòng)作是根據(jù)集中控制處發(fā)出的指令進(jìn)行。集中控制的方法，簡(jiǎn)單的在控制臺(tái)上有許多按鈕或閥門、復(fù)雜的則可由計(jì)算機(jī)根據(jù)編程進(jìn)行控制。二、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖為了清楚地了解各執(zhí)行機(jī)構(gòu)在完成總功能中的作用和次序。就必須先繪出整個(gè)機(jī)器中各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。（一般含位移、速度、加速度與時(shí)間的關(guān)系）作用：1）表明各機(jī)構(gòu)的配合關(guān)系，并可由它得出某 些機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的原始參數(shù)；2）設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)和調(diào)試設(shè)備的依據(jù)。在運(yùn)動(dòng)循環(huán)時(shí)間內(nèi)，機(jī)器的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)要完成一定的周期運(yùn)動(dòng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)周期性回到初始位置之間的時(shí)間間隔稱為工作周期，當(dāng)采用分配軸來控制各

39、執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，通常用分配軸轉(zhuǎn)一圈作為一個(gè)工作周期。運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖常用兩種形式表示：1）極坐標(biāo)式：表達(dá)方式與分配軸的分度完全一致，故比較直觀。設(shè)計(jì)安裝、調(diào)試均很方便；2）直角坐標(biāo)式：橫坐標(biāo)表示運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)各運(yùn)動(dòng)區(qū)段的時(shí)間(或分配軸的轉(zhuǎn)角)，縱坐標(biāo)表示執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性如位移等。因而可以表示出各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的更多運(yùn)動(dòng)信息，也是一種廣泛采用的形式。圓周式工作循環(huán)圖，直角坐標(biāo)式工作循環(huán)圖（圖略）第五章機(jī)械產(chǎn)品的實(shí)用化設(shè)計(jì)第一節(jié)產(chǎn)品設(shè)計(jì)核心和外圍問題1、內(nèi)部空間和外部空間內(nèi)部空間：設(shè)計(jì)核心工作；外部空間：設(shè)計(jì)的外圍問題。（1）產(chǎn)品設(shè)計(jì)的依據(jù)和前提（2）設(shè)計(jì)過程中的各種設(shè)計(jì)要求2、核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)：核心技術(shù)：產(chǎn)品實(shí)

40、現(xiàn)總功能和主要要求的技術(shù)。關(guān)鍵技術(shù)：實(shí)現(xiàn)某種功能過程中需要解決的技術(shù)難題。例：核心技術(shù)：液壓彎輥和液壓壓下。關(guān)鍵技術(shù)：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)第二節(jié)實(shí)用化設(shè)計(jì)的任務(wù)和主要內(nèi)容1、實(shí)用化設(shè)計(jì)：總?cè)蝿?wù)：完成產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì)、部件、零件設(shè)計(jì)，完成交付制造的和施工的圖樣資料，同時(shí)編制全套技術(shù)文件。2、實(shí)用化設(shè)計(jì)步驟一般為：1）繪制總體布置和總裝草圖；2）由總裝草圖畫出部件、零件草圖；3）經(jīng)審核再由零件工作圖、部件裝配圖畫出總裝圖和總圖；4）最后編制技術(shù)文件如設(shè)計(jì)說明書、使用說明書、標(biāo)準(zhǔn)件、外購(gòu)件明細(xì)表等等。第三節(jié)總體設(shè)計(jì)的基本任務(wù)和內(nèi)容一、總體設(shè)計(jì)的基本任務(wù)總體設(shè)計(jì)包

41、括功能設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，此外還須考慮機(jī)械系統(tǒng)和其它系統(tǒng)的關(guān)系。(1)完善和擴(kuò)大方案設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容(2)使各部件、零件得到合理的組合；(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。二、總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容工藝方案的確定確定機(jī)器的總體參數(shù)機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)和確定機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)械總體布置設(shè)計(jì)機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(Drive system)設(shè)計(jì)計(jì)算整機(jī)的平衡和穩(wěn)定動(dòng)力源特性分析人一機(jī)一環(huán)境系統(tǒng)設(shè)計(jì)附屬裝置設(shè)計(jì)機(jī)器造型設(shè)計(jì)產(chǎn)品故障分析和對(duì)策畫出機(jī)器總裝配圖、零件施工圖編寫全部設(shè)計(jì)技術(shù)文件明確易損件、外購(gòu)件、標(biāo)準(zhǔn)件、明確產(chǎn)品包裝和運(yùn)輸要求第四節(jié)確定

42、工藝方案為了實(shí)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、生產(chǎn)率和成本。選擇工藝方案時(shí)應(yīng)綜合考慮下列問題：1)工藝方案的先進(jìn)性2)合理的運(yùn)動(dòng)規(guī)律3)工藝方案實(shí)現(xiàn)的可能性和穩(wěn)定性4)與生產(chǎn)率要求相適應(yīng)，經(jīng)濟(jì)上合理第五節(jié)整機(jī)總體參數(shù)確定總體參數(shù)包含：生產(chǎn)率Q、功率參數(shù)、重量參數(shù)、總體結(jié)構(gòu)參數(shù)?？傮w參數(shù)的初步確定：可采用理論計(jì)算法、經(jīng)驗(yàn)公式法、相似類比法。確定總體參數(shù)的原則：1）先進(jìn)性；2）實(shí)用性；3）經(jīng)濟(jì)性。一、理論計(jì)算法1、機(jī)械設(shè)備的理論生產(chǎn)率Q，T：為在設(shè)備上加工一個(gè)工件的循環(huán)時(shí)間或稱工作周期時(shí)間；tg：工作時(shí)間，即直接用在加工或裝配一個(gè)工件的時(shí)間；tf

43、：輔助工作時(shí)間，即在一個(gè)循環(huán)內(nèi)除去tg 所消耗的時(shí)間，如上下料、間歇等所消耗的時(shí)間。2、功率參數(shù)(包括運(yùn)動(dòng)參數(shù)、力能參數(shù))（1）運(yùn)動(dòng)參數(shù)：機(jī)械的運(yùn)動(dòng)參數(shù)有移動(dòng)速度、加速度和調(diào)速范圍等，主要取決于工藝要求：一般情況是希望速度盡可能地高，但卻因受到慣性、振動(dòng)、定位精度、結(jié)構(gòu)、制造和裝配水平，以及新技術(shù)應(yīng)用程度等的影響和限制。（2）力能參數(shù)：包括承載力(如成型力、破碎力、運(yùn)行阻力、挖掘力)和原動(dòng)機(jī)功率。工作裝置是載荷直接作用的構(gòu)件。1)機(jī)器的作用力(承載力)：大部分材料輸送操作，機(jī)器載荷由加速工件的慣性力載荷、移動(dòng)工件的摩擦力載荷或材料提升的重力載荷組合而成。而對(duì)成型機(jī)械、加工機(jī)械主要需求的力是用于

44、材料成型或切削加工。例1：圖56表示三種常用于材料彎曲的形式：折邊、彎V形和彎U形。要使金屬成形必須施加壓力到其塑性區(qū)，假設(shè)所有的應(yīng)變硬化材料均能完全地彎曲，則彎曲力通常以材料的極限抗拉強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算。例2：設(shè)計(jì)剪切機(jī)時(shí)，需要計(jì)算最大剪切力Fmax。剪切機(jī)的公稱剪切力是根據(jù)Fmax 確定的。最大剪切力Fmax 為:FmaxKmaxAA：被剪切軋件橫斷面面積(mm2)；max：被剪切軋件金屬在剪切溫度下的最大剪切應(yīng)力(Mpa/mm2)；K：考慮由于刀刃磨鈍、刀片間隙增大而使剪切力提高的系數(shù)。2)原動(dòng)機(jī)功率：反映了機(jī)械的動(dòng)力級(jí)別，它與其它參數(shù)有函數(shù)關(guān)系，常是機(jī)械分級(jí)的標(biāo)志。也是機(jī)械中各零、部

45、件的尺寸(如軸和絲杠的直徑、齒輪的模數(shù)等)設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)。機(jī)器需要的輸出功率等于機(jī)器工作的動(dòng)力加上所損耗的動(dòng)力。大部分機(jī)器載荷是力(扭矩)以某速度作用一段距離(角度)。如果使用重量大、速度高的工作頭，則在載荷中要考慮慣性分量的作用。舉例1：如圖57所示為機(jī)器之輸出功率Pmax，系由一固定力F在t時(shí)間內(nèi)作用一段線性距離x，此種運(yùn)動(dòng)如同一個(gè)液壓臂彎曲金屬板。機(jī)器輸出的功率可表示為：舉例2：圖58表示固定扭矩T在瞬間t作用一個(gè)角度時(shí)機(jī)器之輸出功率Pmax。此種功率發(fā)生在工具機(jī)的銑刀切削情況，通常我們考慮機(jī)器在刀具軸的輸出為扭矩，它可用刀具的切削力與力臂來表示。此種機(jī)器的輸出功率Pmax為：3重量參數(shù)

46、重量參數(shù)包括整機(jī)重量、各主要部件重量、重心位置等。它反映了整機(jī)的品質(zhì)，如自重與載重之比，生產(chǎn)能力與機(jī)重之比等。重心位置反映了機(jī)器的穩(wěn)定性及車輪輪壓分布等問題。對(duì)于定行機(jī)械如履帶式裝載機(jī)的重量，主要根據(jù)作業(yè)時(shí)所需的牽引力來確定，同時(shí)必須滿足地面附著條件和作業(yè)、行走穩(wěn)定性要求，否則機(jī)器行走時(shí)將產(chǎn)生打滑或傾翻。機(jī)器提供的最大牽引力必須克服工作阻力和總的行走阻力，其表達(dá)式為：4總體結(jié)構(gòu)參數(shù)總體結(jié)構(gòu)參數(shù)包括主要結(jié)構(gòu)尺寸和作業(yè)位置尺寸。主要結(jié)構(gòu)尺寸是由整機(jī)外形尺寸和主要組成部分的外形尺寸綜合而成。作業(yè)位置尺寸是機(jī)器在作業(yè)過程中為了適應(yīng)工作條件要求所需尺寸。例如，礦用蟹爪式裝載機(jī)總體尺寸，要考慮機(jī)器工作條件

47、(巷道尺寸、配套車輛尺寸等)。總體參數(shù)確定，除上面一般理論分分析計(jì)算外，還有參數(shù)優(yōu)化計(jì)算。二、經(jīng)驗(yàn)公式法對(duì)同類產(chǎn)品參數(shù)按概率統(tǒng)計(jì)，歸納得出經(jīng)驗(yàn)公式，然后求解總體參數(shù)。在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，利用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)來確定總體參數(shù)，有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）便于比較現(xiàn)有產(chǎn)品的各種參數(shù)，從而提出最優(yōu)數(shù)據(jù)；（2）有利于老產(chǎn)品更新?lián)Q代和發(fā)展新系列；（3）為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)創(chuàng)造條件。下面以液壓挖掘機(jī)為例，說明經(jīng)驗(yàn)公式法。液壓挖掘機(jī)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，一般以斗容量、發(fā)動(dòng)機(jī)功率和機(jī)重三者之一作為主參數(shù)，并依此決定其它參數(shù)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者都習(xí)慣以機(jī)重G為主參數(shù)。通過對(duì)國(guó)內(nèi)外百余種液壓挖掘機(jī)的機(jī)重統(tǒng)計(jì)分析提出了液壓挖掘機(jī)各種參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式，其中K值為經(jīng)

48、驗(yàn)系數(shù)。（圖略）三、相似類比法采用相似類比法確定總體參數(shù)時(shí)，是以相似理論為基礎(chǔ)，選用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)名牌產(chǎn)品為典型樣機(jī)，或國(guó)內(nèi)外有關(guān)該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，求出相似系數(shù)(級(jí)差系數(shù))，然后再確定其它主要參數(shù)。但應(yīng)注意相似類比法只適用于同類型產(chǎn)品。即結(jié)構(gòu)型式、工作對(duì)象、環(huán)境條件基本相同者。相似類比法有以下優(yōu)點(diǎn)：如果樣機(jī)的性能參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)是優(yōu)選的，則可得到一個(gè)優(yōu)化的系列產(chǎn)品，它簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)計(jì)算，加快了設(shè)計(jì)進(jìn)度，可以迅速研制出新產(chǎn)品。這是仿制性能優(yōu)良產(chǎn)品的一種有效方法。第六節(jié)機(jī)械總體布置設(shè)計(jì)一、機(jī)械化生產(chǎn)線的布置按產(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)。

49、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：（1）主要工藝設(shè)備；（2）輔助工藝設(shè)備；（3）物料儲(chǔ)運(yùn)裝置；（4）控制裝置。機(jī)械化工藝流程，作業(yè)動(dòng)作（略）上下移動(dòng)式剪切：該系統(tǒng)主要由承料架、定長(zhǎng)開關(guān)，電磁鐵，轉(zhuǎn)鍵離合器，曲柄連桿，平移式下切刀臺(tái)，擺動(dòng)式上切刀片，制動(dòng)器等組成，如右圖：過程：當(dāng)鋼筋通過平移式下切刀臺(tái)進(jìn)入承料架并觸動(dòng)定長(zhǎng)開關(guān)后，電磁鐵帶動(dòng)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(dòng)平移式下切刀臺(tái)在四連桿機(jī)構(gòu)的作用下前進(jìn)。擺動(dòng)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(tái)的刃口處，當(dāng)平移式下切刀臺(tái)沿圓弧軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩刀

50、片刃口相對(duì)運(yùn)動(dòng)，切斷鋼筋，曲柄使刀臺(tái)復(fù)位，等待下一次剪切。分析：該機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，通過四連桿機(jī)構(gòu)可使下切刀臺(tái)自身平行地且繞擺桿做擺動(dòng)，是一種飛剪。斷續(xù)的工藝方法間歇的流程（略）移動(dòng)作業(yè)方式：直進(jìn)式(line)：處理大工件的重型機(jī)械和加工種類少的作業(yè)機(jī)械大多采用直進(jìn)式。如軋制生產(chǎn)線、輕工生產(chǎn)線等。旋轉(zhuǎn)式(rotary)：小件的機(jī)械可采用旋轉(zhuǎn)式二、生產(chǎn)作業(yè)機(jī)械的總體布置生產(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、包裝等多種生產(chǎn)作業(yè)。總體布置的基本原則：1功能合理；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、外形尺寸小、重量輕；3動(dòng)力傳遞路線力求簡(jiǎn)短

51、、直接，做到傳動(dòng)效率高；4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(jiǎn)單、方便、互鎖，保護(hù)要安全可靠；總體布置型式根據(jù)順序、位置、數(shù)量、形狀、大小等五要素綜合考慮(1)按照發(fā)動(dòng)機(jī)與機(jī)架的相對(duì)位置，如大客車發(fā)動(dòng)機(jī)可分為前置式、中置式、后置式和偏置式；(2)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；(3)按照機(jī)器主軸的運(yùn)動(dòng)軌跡，可分為回轉(zhuǎn)式、直線式和振動(dòng)式；(4)按機(jī)架型式，可分為整體式、剖分式和組合式；(5)按工件運(yùn)動(dòng)回路或機(jī)械系統(tǒng)功率傳遞路線，可分為開式、閉式；(6)按工作機(jī)構(gòu)布置方向，可分為平面和空間式；(7)按照傳動(dòng)方式，可分為單發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)、多發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)

52、。三、布置型式舉例示例1：輪式裝載機(jī)（圖略）1)以車架上平面作為各部件上下位置的基準(zhǔn)，也是作為部件垂直方向安裝尺寸的基準(zhǔn)。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的基準(zhǔn)，也是部件縱向安裝尺寸的基準(zhǔn)。3)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、離地間隙等尺寸的基準(zhǔn)。鏟斗及工作裝置安裝在最前端發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)的輸出端接液力變矩器，再通過萬向節(jié)和傳動(dòng)軸與前后驅(qū)動(dòng)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，使鏟斗與料堆相對(duì)位置準(zhǔn)

53、確，現(xiàn)代裝載機(jī)不安裝彈性懸架。但為防止在凹凸地上行駛時(shí)出現(xiàn)車輪懸空現(xiàn)象，使一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋能上下擺動(dòng)，即將驅(qū)動(dòng)架鉸接于車架上。絕大多數(shù)裝載機(jī)采用四輪驅(qū)動(dòng)，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(dòng)。示例2：軋鋼機(jī)（圖略）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，對(duì)重量大又要移動(dòng)的零部件如軋輥和軸承座等都有平衡裝置，來消除傳動(dòng)件的間隙。減少受力零件的沖擊和磨損。軋機(jī)的主傳動(dòng)部件有萬向連接軸、平衡裝置、齒輪座、主聯(lián)軸器、減速機(jī)、電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器和電動(dòng)機(jī)等(參見圖519)。

54、各類軋機(jī)軋輥在工作機(jī)座中有不同的布置方法(見圖520)。一般軋機(jī)的軋輥皆作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行縱軋或斜軋，但也可作行星運(yùn)動(dòng)。如高效的行星軋機(jī)(圖521)。示例3：食品機(jī)械（圖略）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)子分裝自動(dòng)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(dòng)機(jī)。該自動(dòng)機(jī)的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)是沿加工對(duì)象自上而下的運(yùn)動(dòng)路線來布置的，占地空間小，工藝流程方向與物料重力方向一致。因此，采用立式布置是比較合理的。第七節(jié)機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、選擇機(jī)構(gòu)的類型和擬定機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖1機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)它包括定傳動(dòng)比機(jī)構(gòu)、變速機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和操縱控制機(jī)構(gòu)等

55、幾部分組成。按其能量流動(dòng)路線的不同，傳動(dòng)系統(tǒng)可分為：（1）單流傳動(dòng)（2）分流傳動(dòng)（3）匯流傳動(dòng)（4）混流傳動(dòng)：所謂混流傳動(dòng)，就是傳動(dòng)系統(tǒng)中既有分流傳動(dòng)又有匯流傳動(dòng)，是前述三種傳動(dòng)形式組合的傳動(dòng)系統(tǒng)。對(duì)于輕工機(jī)械多采用一個(gè)原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)如圖5-26。而重型機(jī)械常采用一個(gè)原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)(如圖5-27)，有時(shí)甚至用多個(gè)原動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如圖5-28、圖5-29。圖5-28為懸掛式多點(diǎn)嚙合柔性傳動(dòng)，用于轉(zhuǎn)爐、回轉(zhuǎn)窯等多種重型機(jī)械上，用多個(gè)各自帶有初級(jí)減速器的小齒輪帶動(dòng)同一個(gè)末級(jí)大齒輪。這樣可以大大減小末級(jí)大齒輪和整套機(jī)構(gòu)的尺寸和重量。而軸的撓曲變形

56、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(dòng)平穩(wěn)，降低了動(dòng)載荷，安全性能也好。2機(jī)械傳動(dòng)鏈的類型外聯(lián)傳動(dòng)鏈：聯(lián)系動(dòng)力源和執(zhí)行件(如機(jī)械主軸或分配軸)的傳動(dòng)鏈、是運(yùn)動(dòng)和外部(動(dòng)力源)的聯(lián)系，稱為外聯(lián)傳動(dòng)鏈。內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈：復(fù)合運(yùn)動(dòng)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(dòng)鏈。只有復(fù)合運(yùn)動(dòng)才有內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈，無論是簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)還是復(fù)合運(yùn)動(dòng)。都必須有一條外聯(lián)傳動(dòng)鏈。u1、u2為“換置器官”，它代表定傳動(dòng)比或變傳動(dòng)比的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（圖略）。內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈必須用傳動(dòng)比準(zhǔn)確的傳動(dòng)副，而不能用摩擦傳動(dòng)副(如帶、摩擦無級(jí)變速器)、液壓傳動(dòng)等。外聯(lián)傳動(dòng)鏈則沒有這種要求，傳動(dòng)比的誤差對(duì)加工或處理產(chǎn)品的質(zhì)量不會(huì)有什么影響。因此可以用傳動(dòng)比不太準(zhǔn)確的傳動(dòng)副。設(shè)計(jì)外聯(lián)傳動(dòng)鏈時(shí)，主要應(yīng)保證要求的速度和傳遞的功率；設(shè)計(jì)內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈時(shí)主要應(yīng)保證傳動(dòng)比精度。兩者考慮的重點(diǎn)是個(gè)同的。二、機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟機(jī)器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)又稱傳