第14章 機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計

1、機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計第第1414章章 機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計14.1 14.1 執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計的過程和內(nèi)容執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計的過程和內(nèi)容機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計14.2 14.2 執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計 根據(jù)機(jī)械預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能，考慮選擇何種工作根據(jù)機(jī)械預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能，考慮選擇何種工作原理來實(shí)現(xiàn)這一功能要求。原理來實(shí)現(xiàn)這一功能要求。14.2.114.2.1功能原理的構(gòu)思與選擇功能原理的構(gòu)思與選擇 功能原理設(shè)計的任務(wù)，就是根據(jù)機(jī)械預(yù)期實(shí)

2、現(xiàn)功能原理設(shè)計的任務(wù)，就是根據(jù)機(jī)械預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能要求，構(gòu)思出所有可能的功能原理，加以分的功能要求，構(gòu)思出所有可能的功能原理，加以分析比較并根據(jù)使用要求或者工藝要求，從中選擇出析比較并根據(jù)使用要求或者工藝要求，從中選擇出既能很好的滿足功能要求，工藝動作又簡單的工作既能很好的滿足功能要求，工藝動作又簡單的工作原理。原理。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計舉例：舉例：自動送料板裝置的功能原理設(shè)計自動送料板裝置的功能原理設(shè)計 機(jī)械推拉原理機(jī)械推拉原理 摩擦傳動原理摩擦傳動原理(摩擦板摩擦板)機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 摩擦傳動原理摩擦傳動原理(摩擦

3、輪摩擦輪) 氣吸原理氣吸原理(底吸法底吸法) 氣吸原理氣吸原理(頂吸法頂吸法)機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計總結(jié)總結(jié) 實(shí)現(xiàn)某種預(yù)期的要求，可以采用多種不同實(shí)現(xiàn)某種預(yù)期的要求，可以采用多種不同的工作原理；的工作原理； 不同的工作原理需要不同的工藝動作，這不同的工作原理需要不同的工藝動作，這樣所設(shè)計出的機(jī)械在工作性能、工作品質(zhì)樣所設(shè)計出的機(jī)械在工作性能、工作品質(zhì)和適用場合等方面都會有很大的差別。和適用場合等方面都會有很大的差別。機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計14.2.2 14.2.2 功能原理的創(chuàng)造性功能原理的創(chuàng)造性 分析綜合法分析綜合法 將機(jī)械

4、預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能分解為各種分功能，分將機(jī)械預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能分解為各種分功能，分析其本質(zhì)，進(jìn)行各分功能原理設(shè)計，最后把分功能析其本質(zhì)，進(jìn)行各分功能原理設(shè)計，最后把分功能原理組合起來，組成一個新的系統(tǒng)。原理組合起來，組成一個新的系統(tǒng)。美國阿波羅登月美國阿波羅登月 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 思維擴(kuò)展法思維擴(kuò)展法 在進(jìn)行機(jī)械功能原理設(shè)計時，設(shè)計者一定要拓在進(jìn)行機(jī)械功能原理設(shè)計時，設(shè)計者一定要拓寬自己的思路，廣泛采用氣、液、光、聲。電、新寬自己的思路，廣泛采用氣、液、光、聲。電、新材料等新技術(shù)，構(gòu)思出新的功能原理。材料等新技術(shù)，構(gòu)思出新的功能原理。 挖土機(jī)挖土機(jī) 機(jī)械原理機(jī)械

5、原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 還原創(chuàng)新法還原創(chuàng)新法 跳出已有的創(chuàng)造起點(diǎn)，重新返回到創(chuàng)造的原點(diǎn)，跳出已有的創(chuàng)造起點(diǎn)，重新返回到創(chuàng)造的原點(diǎn)，緊緊圍繞機(jī)械預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能要求另劈新徑，構(gòu)思緊緊圍繞機(jī)械預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能要求另劈新徑，構(gòu)思新的功能原理。新的功能原理。 洗衣機(jī)揉搓原理 刷擦原理 捶打原理 設(shè)計模仿人手的機(jī)械手，難度大 易損壞衣物 很難把衣物各處都刷洗到 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計波輪洗衣機(jī)波輪洗衣機(jī) 滾筒洗衣機(jī)滾筒洗衣機(jī)機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 工藝動作十分簡單，針桿做往復(fù)移動，工藝動作十分簡單，針桿做往復(fù)移動，拉線

6、桿和擺梭做往復(fù)擺動，送布牙的軌跡由拉線桿和擺梭做往復(fù)擺動，送布牙的軌跡由復(fù)合運(yùn)動實(shí)現(xiàn)，這幾個動作的協(xié)調(diào)配合，便復(fù)合運(yùn)動實(shí)現(xiàn)，這幾個動作的協(xié)調(diào)配合，便實(shí)現(xiàn)了縫聯(lián)布料的功能要求。實(shí)現(xiàn)了縫聯(lián)布料的功能要求。 家用縫紉機(jī)的發(fā)明家用縫紉機(jī)的發(fā)明 采用擺梭使底線繞過面線將布料加緊的原理 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計14.3 14.3 執(zhí)行系統(tǒng)的運(yùn)動規(guī)律設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)的運(yùn)動規(guī)律設(shè)計14.3.1 14.3.1 工藝動作分解和運(yùn)動方案選擇工藝動作分解和運(yùn)動方案選擇 工藝動作分解是運(yùn)動規(guī)律設(shè)計的基礎(chǔ)，工藝動工藝動作分解是運(yùn)動規(guī)律設(shè)計的基礎(chǔ)，工藝動作分解的方法不同，形成的運(yùn)動方案也相同。作

7、分解的方法不同，形成的運(yùn)動方案也相同。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 內(nèi)孔加工內(nèi)孔加工車床 拉床 鉆床 鏜床 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計總結(jié)總結(jié) 同一個工藝動作，可以分解成各種簡單運(yùn)動，工同一個工藝動作，可以分解成各種簡單運(yùn)動，工藝動作分解的方法不同，所得到的運(yùn)動規(guī)律和運(yùn)藝動作分解的方法不同，所得到的運(yùn)動規(guī)律和運(yùn)動方案也相同，它們很大程度上決定了機(jī)械的特動方案也相同，它們很大程度上決定了機(jī)械的特點(diǎn)、性能和復(fù)雜程度。點(diǎn)、性能和復(fù)雜程度。 在進(jìn)行運(yùn)動規(guī)律設(shè)計和運(yùn)動方案選擇時，應(yīng)綜合在進(jìn)行運(yùn)動規(guī)律設(shè)計和運(yùn)動方案選擇時，應(yīng)綜合考慮各方面的因素，

8、根據(jù)實(shí)際情況對各種運(yùn)動規(guī)考慮各方面的因素，根據(jù)實(shí)際情況對各種運(yùn)動規(guī)律和運(yùn)動方案加以認(rèn)真分析和比較，從中選出最律和運(yùn)動方案加以認(rèn)真分析和比較，從中選出最佳方案。佳方案。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計14.3.2 14.3.2 運(yùn)動規(guī)律設(shè)計的創(chuàng)造性運(yùn)動規(guī)律設(shè)計的創(chuàng)造性 運(yùn)動規(guī)律的設(shè)計是一種創(chuàng)造性的工作。運(yùn)動規(guī)律的設(shè)計是一種創(chuàng)造性的工作。 仿真法仿真法 模擬人或者動物的動作將工藝動作進(jìn)行分解，模擬人或者動物的動作將工藝動作進(jìn)行分解，構(gòu)思出實(shí)現(xiàn)某一工作原理的運(yùn)動規(guī)律。構(gòu)思出實(shí)現(xiàn)某一工作原理的運(yùn)動規(guī)律。吊車吊車 ：模仿人手拿東西的動作機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)

9、行系統(tǒng)方案設(shè)計 搓元宵機(jī)搓元宵機(jī) 整個裝置由旋轉(zhuǎn)圓盤1、連桿2和3、轉(zhuǎn)動構(gòu)件4和機(jī)架5所組成的空間五桿機(jī)構(gòu)。運(yùn)動由圓盤1輸入，通過裝在圓盤外圈上的球形鉸鏈帶動連桿3、2和轉(zhuǎn)動構(gòu)件4運(yùn)動，從而使工作箱做空間振擺運(yùn)動，工作箱中的元宵餡在些許濕潤的元宵粉末中多方向滾動，即可制成元宵。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 思維擴(kuò)展法思維擴(kuò)展法 從傳統(tǒng)的定式思維方式轉(zhuǎn)向發(fā)散思維，拓展思從傳統(tǒng)的定式思維方式轉(zhuǎn)向發(fā)散思維，拓展思路，盡可能采用簡單易行的運(yùn)動規(guī)律。路，盡可能采用簡單易行的運(yùn)動規(guī)律。鋼球綜合檢測的裝置鋼球綜合檢測的裝置利用滾珠在平面上跳動所走的路線來判定其是否合格。 機(jī)械原

10、理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 分選不同直徑鋼珠的裝置分選不同直徑鋼珠的裝置鋼珠沿著兩個斜放的不等距棒條滾動，實(shí)現(xiàn)鋼珠尺寸分級的目的。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計典型例題典型例題 繪圖機(jī)繪圖機(jī)機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計14.4 14.4 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式設(shè)計執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式設(shè)計 14.4.1 14.4.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計的原則執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計的原則1.1.滿足執(zhí)行構(gòu)件的工藝動作和運(yùn)動要求滿足執(zhí)行構(gòu)件的工藝動作和運(yùn)動要求 運(yùn)動形式、運(yùn)動規(guī)律和運(yùn)動軌跡運(yùn)動形式、運(yùn)動規(guī)律和運(yùn)動軌跡2. 2. 盡量簡化和縮短運(yùn)動鏈盡量簡化和

11、縮短運(yùn)動鏈 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計精確直線導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 近似直線導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計簡化結(jié)構(gòu)減輕重量沖壓機(jī)：保證曲柄轉(zhuǎn)速不變沖壓機(jī)：保證曲柄轉(zhuǎn)速不變 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計3. 3. 盡量減小機(jī)構(gòu)的尺寸盡量減小機(jī)構(gòu)的尺寸 n 保證滑塊行程不變保證滑塊行程不變利用杠桿行程放大原理 利用活動齒輪倍增行程原理 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計4. 4. 選擇合適的運(yùn)動副形式選擇合適的運(yùn)動副形式 運(yùn)動副在機(jī)械傳遞運(yùn)動和動力的過程中起著重運(yùn)動副在機(jī)械傳遞運(yùn)動和動力的過程中

12、起著重要作用，它直接影響到機(jī)械的結(jié)構(gòu)形式、傳動效率、要作用，它直接影響到機(jī)械的結(jié)構(gòu)形式、傳動效率、壽命和靈敏度等。壽命和靈敏度等。 一般來說，轉(zhuǎn)動副易于制造，易于保證運(yùn)動副一般來說，轉(zhuǎn)動副易于制造，易于保證運(yùn)動副元素的配合精度，且效率較高；移動副制造較困難，元素的配合精度，且效率較高；移動副制造較困難，不易保證配合精度，效率低且易自鎖或楔緊，故一不易保證配合精度，效率低且易自鎖或楔緊，故一般只宜用于作直線運(yùn)動或?qū)⑥D(zhuǎn)動變?yōu)橐苿拥膱龊?。般只宜用于作直線運(yùn)動或?qū)⑥D(zhuǎn)動變?yōu)橐苿拥膱龊稀?機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計轉(zhuǎn)動副代替移動副實(shí)例轉(zhuǎn)動副代替移動副實(shí)例 近似直線導(dǎo)向機(jī)構(gòu)近似

13、直線導(dǎo)向機(jī)構(gòu)機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計5. 5. 考慮動力源的形式考慮動力源的形式 選擇合適的動力源，有利于簡化機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)和改善選擇合適的動力源，有利于簡化機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)和改善機(jī)械性能。機(jī)械性能。 例：執(zhí)行構(gòu)件作等速往復(fù)直線運(yùn)動例：執(zhí)行構(gòu)件作等速往復(fù)直線運(yùn)動需要單獨(dú)的電動機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動原動件，且采用連桿機(jī)構(gòu)把轉(zhuǎn)動變?yōu)閳?zhí)行機(jī)構(gòu)的等速往復(fù)直線運(yùn)動，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。不僅省去了傳動機(jī)構(gòu)，而且一個動力源可以驅(qū)動多個執(zhí)行機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)簡單緊湊，反向時運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，易于調(diào)節(jié)移動速度。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計6. 6. 使執(zhí)行系統(tǒng)具有良好的傳力條件和動力特性使執(zhí)行系

14、統(tǒng)具有良好的傳力條件和動力特性 設(shè)計時，應(yīng)注意選用具有最大傳動角、最大增設(shè)計時，應(yīng)注意選用具有最大傳動角、最大增力系數(shù)和最高效率的機(jī)構(gòu)，這樣可以減小主動軸上力系數(shù)和最高效率的機(jī)構(gòu)，這樣可以減小主動軸上的力矩和原動機(jī)的功率及機(jī)構(gòu)的尺寸和重量；應(yīng)盡的力矩和原動機(jī)的功率及機(jī)構(gòu)的尺寸和重量；應(yīng)盡量避免采用虛約束；高速運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)應(yīng)考慮平衡設(shè)計量避免采用虛約束；高速運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)應(yīng)考慮平衡設(shè)計等。等。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計7 . 7 . 使機(jī)械具有調(diào)節(jié)某些運(yùn)動參數(shù)的能力使機(jī)械具有調(diào)節(jié)某些運(yùn)動參數(shù)的能力 具有調(diào)節(jié)滑塊最大行程功能的機(jī)構(gòu)具有調(diào)節(jié)滑塊最大行程功能的機(jī)構(gòu) 擺桿1可繞鉸鏈

15、轉(zhuǎn)動，它所處的位置不同，滑塊的最大行程也隨之變化。擺桿1調(diào)到合適的位置后鎖緊，則機(jī)構(gòu)只有一個自由度。此時滑塊2在1上上下滑動。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計8. 保證機(jī)械的安全運(yùn)轉(zhuǎn)保證機(jī)械的安全運(yùn)轉(zhuǎn) 必須考慮防止出現(xiàn)機(jī)械意外損壞或生產(chǎn)、必須考慮防止出現(xiàn)機(jī)械意外損壞或生產(chǎn)、人身事故。例如可以采取具有過載保護(hù)功能人身事故。例如可以采取具有過載保護(hù)功能的帶傳動、設(shè)置具有自鎖功能的蝸桿蝸輪機(jī)的帶傳動、設(shè)置具有自鎖功能的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)等。構(gòu)等。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計14.4.2 14.4.2 機(jī)構(gòu)的選型機(jī)構(gòu)的選型 利用發(fā)散思維的方法，將前人創(chuàng)

16、造發(fā)明的各種利用發(fā)散思維的方法，將前人創(chuàng)造發(fā)明的各種機(jī)構(gòu)按照運(yùn)動特性或動作功能進(jìn)行分類，然后根據(jù)機(jī)構(gòu)按照運(yùn)動特性或動作功能進(jìn)行分類，然后根據(jù)設(shè)計對象中執(zhí)行構(gòu)件所需要的運(yùn)動特性或動作功能設(shè)計對象中執(zhí)行構(gòu)件所需要的運(yùn)動特性或動作功能進(jìn)行搜索、選擇、比較和評價，選出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的合進(jìn)行搜索、選擇、比較和評價，選出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的合適形式。適形式。 1 1按照執(zhí)行構(gòu)件所需的運(yùn)動特性進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型按照執(zhí)行構(gòu)件所需的運(yùn)動特性進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型 從具有相同運(yùn)動特性的機(jī)構(gòu)中，按照執(zhí)行構(gòu)件從具有相同運(yùn)動特性的機(jī)構(gòu)中，按照執(zhí)行構(gòu)件所需的運(yùn)動特性進(jìn)行搜尋。當(dāng)有多種機(jī)構(gòu)均可滿足所需的運(yùn)動特性進(jìn)行搜尋。當(dāng)有多種機(jī)構(gòu)均可滿足所需要求時，則

17、可根據(jù)上節(jié)所述原則，對初選的機(jī)所需要求時，則可根據(jù)上節(jié)所述原則，對初選的機(jī)構(gòu)形式進(jìn)行分析和比較，從中選擇出較優(yōu)的機(jī)構(gòu)。構(gòu)形式進(jìn)行分析和比較，從中選擇出較優(yōu)的機(jī)構(gòu)。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計2 2按照動作功能分解與組合原理及型機(jī)構(gòu)選型按照動作功能分解與組合原理及型機(jī)構(gòu)選型 任何一個復(fù)雜的執(zhí)行機(jī)構(gòu)都可以認(rèn)為是由一些任何一個復(fù)雜的執(zhí)行機(jī)構(gòu)都可以認(rèn)為是由一些基本機(jī)構(gòu)組成的，這些基本機(jī)構(gòu)具有如下基本功能：基本機(jī)構(gòu)組成的，這些基本機(jī)構(gòu)具有如下基本功能： 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 動作功能

18、分解組合原理動作功能分解組合原理總體功能可以分解成若干分功能：總體功能可以分解成若干分功能： U U=(=(UiUi) i i= =1,2,m1,2,m 每一個分功能又可以用不同的機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)：每一個分功能又可以用不同的機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)： TjTj=(=(ti1,ti2,tinti1,ti2,tin) j j= =1,2,n1,2,n功能功能- -技術(shù)矩陣：技術(shù)矩陣： 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 只要在矩陣的每一行任找一個元素，把各行中找只要在矩陣的每一行任找一個元素，把各行中找出的機(jī)構(gòu)組合起來，就組成一個能實(shí)現(xiàn)總體功能出的機(jī)構(gòu)組合起來，就組成一個能實(shí)現(xiàn)總體功能的方案。的

19、方案。 在確定了各分功能順序的前提下方案總數(shù)為：在確定了各分功能順序的前提下方案總數(shù)為： N=nN=nm m 得到各種方案后，先剔除一些明顯不成立的、不得到各種方案后，先剔除一些明顯不成立的、不符合要求的方案，然后按照上節(jié)所述的原則，篩符合要求的方案，然后按照上節(jié)所述的原則，篩選出一些較合理的方案，以供進(jìn)一步評價。這種選出一些較合理的方案，以供進(jìn)一步評價。這種方法有利于利用計算機(jī)存儲、分析和選擇，具有方法有利于利用計算機(jī)存儲、分析和選擇，具有廣闊前景。廣闊前景。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計精鍛機(jī)主機(jī)構(gòu)選型舉例精鍛機(jī)主機(jī)構(gòu)選型舉例 總體功能總體功能 當(dāng)加壓執(zhí)行構(gòu)件（

20、沖頭）上下運(yùn)動時，能鍛出當(dāng)加壓執(zhí)行構(gòu)件（沖頭）上下運(yùn)動時，能鍛出較高精度的毛坯。根據(jù)空間條件，驅(qū)動軸必須水平較高精度的毛坯。根據(jù)空間條件，驅(qū)動軸必須水平布置，加壓執(zhí)行構(gòu)件沿鉛垂方向移動。試構(gòu)思該執(zhí)布置，加壓執(zhí)行構(gòu)件沿鉛垂方向移動。試構(gòu)思該執(zhí)行機(jī)構(gòu)的若干方案。行機(jī)構(gòu)的若干方案。機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計動作功能分解動作功能分解(1)(1) 運(yùn)動形式變換功能：將驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動變換為沖運(yùn)動形式變換功能：將驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動變換為沖頭的移動；頭的移動；(2)(2) 運(yùn)動軸線變向功能運(yùn)動軸線變向功能 將水平軸運(yùn)動變換為鉛垂方將水平軸運(yùn)動變換為鉛垂方向運(yùn)動；向運(yùn)動；(3)(3) 運(yùn)動

21、位移或速度縮小功能運(yùn)動位移或速度縮小功能 減小位移量（或速減小位移量（或速度），以實(shí)現(xiàn)增力要求。度），以實(shí)現(xiàn)增力要求。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 功能功能- -技術(shù)矩陣圖技術(shù)矩陣圖 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 將各分功能進(jìn)行組合，得出可行方案將各分功能進(jìn)行組合，得出可行方案 將三個分功能按不同的順序排列，得到各種方將三個分功能按不同的順序排列，得到各種方案的示例案的示例 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計幾種典型方案示例幾種典型方案示例 方案方案 1 先由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)動變換成移動并實(shí)現(xiàn)運(yùn)動大小變換功能，再采

22、用斜面機(jī)構(gòu)將水平軸運(yùn)動變換為鉛垂方向運(yùn)動并實(shí)現(xiàn)運(yùn)動大小變換功能。特點(diǎn)：采用斜面機(jī)構(gòu)增強(qiáng)了系統(tǒng)剛度，經(jīng)過兩次運(yùn)動大小變換增加了鍛壓力。機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 方案方案 2 先由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)動變換成移動并實(shí)現(xiàn)運(yùn)動大小變換功能，再采用液壓機(jī)構(gòu)將水平軸運(yùn)動變換為鉛垂方向運(yùn)動并實(shí)現(xiàn)運(yùn)動大小變換功能。特點(diǎn)：經(jīng)過兩次運(yùn)動大小變換，可見有較大的鍛壓力。機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 方案方案 3 先由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動大小變換功能，再采用擺桿滑塊機(jī)構(gòu)將水平軸運(yùn)動變換為鉛垂方向的移動并實(shí)現(xiàn)運(yùn)動大小變換功能。特點(diǎn)：經(jīng)過兩次運(yùn)動大小變換，具有較大的力

23、。缺點(diǎn)：系統(tǒng)剛度較差。機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 方案方案 4 先由摩擦輪機(jī)構(gòu)將水平軸轉(zhuǎn)動變換為鉛垂軸轉(zhuǎn)動，再采用螺旋機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)動變換為往復(fù)移動并實(shí)現(xiàn)運(yùn)動大小變換功能。特點(diǎn)：螺旋機(jī)構(gòu)具有很好的運(yùn)動大小變換功能，可產(chǎn)生很大的鍛壓力。機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計14.4.3 14.4.3 機(jī)構(gòu)的構(gòu)型機(jī)構(gòu)的構(gòu)型 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計1.1.選擇選擇 對現(xiàn)有的數(shù)千種機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析、研究，通過類對現(xiàn)有的數(shù)千種機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析、研究，通過類比選擇出基本機(jī)構(gòu)的雛形。比選擇出基本機(jī)構(gòu)的雛形。 2.2.突破突破 以選擇的雛形作

24、為創(chuàng)新構(gòu)型的生長點(diǎn)，通過擴(kuò)以選擇的雛形作為創(chuàng)新構(gòu)型的生長點(diǎn)，通過擴(kuò)展、組合和變異等方法去嘗試突破，以獲得新構(gòu)思。展、組合和變異等方法去嘗試突破，以獲得新構(gòu)思。3.3.重新構(gòu)型重新構(gòu)型 在突破的基礎(chǔ)上，重新構(gòu)筑能完成預(yù)期功能且在突破的基礎(chǔ)上，重新構(gòu)筑能完成預(yù)期功能且性能優(yōu)良的新機(jī)構(gòu)。性能優(yōu)良的新機(jī)構(gòu)。機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計(1) 擴(kuò)展法擴(kuò)展法 用類比法選擇的基本機(jī)構(gòu)雛形在滿足運(yùn)用類比法選擇的基本機(jī)構(gòu)雛形在滿足運(yùn)動特性或功能上有欠缺時，可以以此機(jī)構(gòu)為動特性或功能上有欠缺時，可以以此機(jī)構(gòu)為生長點(diǎn)，在其上聯(lián)接若干基本桿組構(gòu)筑出新生長點(diǎn)，在其上聯(lián)接若干基本桿組構(gòu)筑出新的

25、機(jī)構(gòu)形式。的機(jī)構(gòu)形式。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：是在不改變機(jī)構(gòu)自由度的情況下，能是在不改變機(jī)構(gòu)自由度的情況下，能增加或改善機(jī)構(gòu)的功能。增加或改善機(jī)構(gòu)的功能。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計例：設(shè)計一個急回特性比較顯著、運(yùn)動行程比較大例：設(shè)計一個急回特性比較顯著、運(yùn)動行程比較大的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的執(zhí)行機(jī)構(gòu) 以擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)ABC為基本機(jī)構(gòu)，在其導(dǎo)桿CB的延長線上D點(diǎn)處連接一個雙桿組，形成六桿機(jī)構(gòu)，滿足急回、擴(kuò)大行程等工作要求。機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計(2) (2) 組合法組合法 將幾種基本機(jī)構(gòu)用適當(dāng)?shù)姆绞浇M合起來，實(shí)現(xiàn)將幾種基本機(jī)構(gòu)用適當(dāng)?shù)姆绞浇M合起來，實(shí)現(xiàn)基

26、本機(jī)構(gòu)不易實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動或功能。基本機(jī)構(gòu)不易實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動或功能。 常用組合方式常用組合方式 復(fù)復(fù)合合式式組組合合反反饋饋式式組組合合并并聯(lián)聯(lián)式式組組合合串串聯(lián)聯(lián)式式組組合合機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 組合法實(shí)例組合法實(shí)例 要使做往復(fù)擺動的執(zhí)行構(gòu)件具有顯著急回特性和較大擺動行程，當(dāng)不能完全滿足要求時，可將擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)與齒輪機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合，這樣，固結(jié)在小齒輪上的執(zhí)行構(gòu)件不僅具有顯著急回特性，且可獲得較大的擺動行程。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計(3) (3) 變異法變異法 通過運(yùn)動副形狀、尺寸和位置安排上的變化生通過運(yùn)動副形狀、尺寸和位置安排上的變

27、化生成新的機(jī)構(gòu)型式。常用的方法有運(yùn)動倒置和運(yùn)動副成新的機(jī)構(gòu)型式。常用的方法有運(yùn)動倒置和運(yùn)動副變換等。變換等。 運(yùn)動倒置運(yùn)動倒置 運(yùn)動倒置就是機(jī)架變換。利用運(yùn)動倒置就是機(jī)架變換。利用機(jī)架變換發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有機(jī)構(gòu)的內(nèi)在機(jī)架變換發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有機(jī)構(gòu)的內(nèi)在聯(lián)系是機(jī)構(gòu)發(fā)生變異。聯(lián)系是機(jī)構(gòu)發(fā)生變異。例：例：人類正常步行時，腳跟相人類正常步行時，腳跟相對于腰部的軌跡對于腰部的軌跡 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 以六桿機(jī)構(gòu)來模擬人腳的運(yùn)動，以不同構(gòu)件為以六桿機(jī)構(gòu)來模擬人腳的運(yùn)動，以不同構(gòu)件為機(jī)架可得到不同的方案。機(jī)架可得到不同的方案。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 運(yùn)動

28、副變換運(yùn)動副變換 運(yùn)動副是機(jī)構(gòu)運(yùn)動變換的主要元素，通過運(yùn)動運(yùn)動副是機(jī)構(gòu)運(yùn)動變換的主要元素，通過運(yùn)動副變換生成新的機(jī)構(gòu)型式是機(jī)構(gòu)創(chuàng)新構(gòu)型的途徑之副變換生成新的機(jī)構(gòu)型式是機(jī)構(gòu)創(chuàng)新構(gòu)型的途徑之一。一。 常用的變換方式常用的變換方式 低低副副變變高高副副高高副副變變低低副副轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動副副變變移移動動副副機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計低副變異為高副低副變異為高副 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 典型例題典型例題 干粉壓片機(jī)的功能是將不加粘結(jié)劑的干粉料壓干粉壓片機(jī)的功能是將不加粘結(jié)劑的干粉料壓成圓型片坯。根據(jù)生產(chǎn)條件和粉料的特性，決定成圓型片坯。根據(jù)生產(chǎn)條

29、件和粉料的特性，決定選用電動機(jī)作為動力源，選擇剛體推壓傳動原理。選用電動機(jī)作為動力源，選擇剛體推壓傳動原理。其工作過程如下：其工作過程如下：加入粉料加入粉料下沖頭下沉下沖頭下沉上下沖頭加壓上下沖頭加壓上沖頭上沖頭退回，下沖頭上頂退回，下沖頭上頂推走片坯。推走片坯。試對上沖頭主加壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行試對上沖頭主加壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計。機(jī)構(gòu)型式設(shè)計。機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 根據(jù)動作功能分解與組合原理進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型根據(jù)動作功能分解與組合原理進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型基本功能基本功能l 運(yùn)動形式變換功能（將驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動變?yōu)闆_頭的運(yùn)動形式變換功能（將驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動變?yōu)闆_頭的移動）移動）l 運(yùn)動方

30、向交替變換功能（沖頭往復(fù)運(yùn)動）、運(yùn)動運(yùn)動方向交替變換功能（沖頭往復(fù)運(yùn)動）、運(yùn)動縮小功能（減小速度，以獲得較大壓力）縮小功能（減小速度，以獲得較大壓力）l 運(yùn)動停歇功能（沖頭加壓）。運(yùn)動停歇功能（沖頭加壓）。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 功能技術(shù)矩陣功能技術(shù)矩陣機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 初選方案初選方案方案方案1 1方案方案2 2方案方案3 3方案方案5 5方案方案4 4機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 由于上沖頭在下移行程的末端還有停歇的附由于上沖頭在下移行程的末端還有停歇的附加要求，而初選方案均不具備這種功

31、能，故需進(jìn)加要求，而初選方案均不具備這種功能，故需進(jìn)行機(jī)構(gòu)創(chuàng)新構(gòu)型，以達(dá)到設(shè)計要求。行機(jī)構(gòu)創(chuàng)新構(gòu)型，以達(dá)到設(shè)計要求。 選擇選擇 方案方案4 4 作為原型進(jìn)行機(jī)構(gòu)創(chuàng)新構(gòu)型作為原型進(jìn)行機(jī)構(gòu)創(chuàng)新構(gòu)型 (1)(1)擴(kuò)展法擴(kuò)展法 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 在四桿機(jī)構(gòu)連桿在四桿機(jī)構(gòu)連桿BCBC的延長線上找一點(diǎn)的延長線上找一點(diǎn)H H，該點(diǎn)，該點(diǎn)的運(yùn)動軌跡中有一段直線或近似直線。在該點(diǎn)加一的運(yùn)動軌跡中有一段直線或近似直線。在該點(diǎn)加一個個RPRRPR雙桿組，且使雙桿組，且使GHGH與此直線軌跡段平行，則當(dāng)與此直線軌跡段平行，則當(dāng)H H點(diǎn)運(yùn)動在直線段上時，導(dǎo)桿點(diǎn)運(yùn)動在直線段上時，導(dǎo)

32、桿GHGH將處于停歇狀態(tài)，即將處于停歇狀態(tài)，即使沖頭使沖頭F F有了停歇功能。有了停歇功能。機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計(2) (2) 組合法組合法 采用四桿機(jī)構(gòu)與曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合，將兩機(jī)構(gòu)于極限位置時串聯(lián)，則該位置時滑塊F的速度為零，即滑塊實(shí)現(xiàn)了近似的停歇。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計(3) 變異法變異法 將鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)變?yōu)閿[桿機(jī)構(gòu)，得到擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)與擺桿滑塊機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合方案。 再將導(dǎo)桿槽改為曲線槽，則可使沖頭F獲得準(zhǔn)確的停歇功能。機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計14.5 14.5 執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計執(zhí)

33、行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計 14.5.1 14.5.1 執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計的原則執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計的原則 當(dāng)根據(jù)生產(chǎn)工藝要求確定了機(jī)械的工作原理和當(dāng)根據(jù)生產(chǎn)工藝要求確定了機(jī)械的工作原理和各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律、并確定了各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律、并確定了各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式及驅(qū)動方式后，還必須將各執(zhí)行機(jī)構(gòu)統(tǒng)一于一個式及驅(qū)動方式后，還必須將各執(zhí)行機(jī)構(gòu)統(tǒng)一于一個整體，形成一個完整的執(zhí)行系統(tǒng)，使這些機(jī)構(gòu)以一整體，形成一個完整的執(zhí)行系統(tǒng)，使這些機(jī)構(gòu)以一定的次序協(xié)調(diào)工作，互相配合，以完成機(jī)械預(yù)定的定的次序協(xié)調(diào)工作，互相配合，以完成機(jī)械預(yù)定的功能和生產(chǎn)過程功能和生產(chǎn)過程執(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。 滿足各執(zhí)

34、行機(jī)構(gòu)動作先后的順序性要求；滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作先后的順序性要求；機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作在時間上的同步性要求；滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作在時間上的同步性要求； 滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)在空間布置上的協(xié)調(diào)性要求；滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)在空間布置上的協(xié)調(diào)性要求； 滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作上的協(xié)同性要求；滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作上的協(xié)同性要求； 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作安排要有利于提高勞動生產(chǎn)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作安排要有利于提高勞動生產(chǎn)率；率； 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的布置要有利于系統(tǒng)的能量協(xié)調(diào)和各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的布置要有利于系統(tǒng)的能量協(xié)調(diào)和效率的提高。效率的提高。機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方

35、案設(shè)計14.5.2 14.5.2 執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計的方法執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計的方法 工程實(shí)際中的大多數(shù)機(jī)械的工作都是周期性的，工程實(shí)際中的大多數(shù)機(jī)械的工作都是周期性的，即經(jīng)過一定的時間間隔后，各執(zhí)行構(gòu)件的位移、速即經(jīng)過一定的時間間隔后，各執(zhí)行構(gòu)件的位移、速度和加速度等運(yùn)動參數(shù)就周期性的重復(fù)。度和加速度等運(yùn)動參數(shù)就周期性的重復(fù)。 1.1.協(xié)調(diào)設(shè)計的步驟協(xié)調(diào)設(shè)計的步驟 確定機(jī)械的工作循環(huán)周期；確定機(jī)械的工作循環(huán)周期； 確定機(jī)械在一個運(yùn)動循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件的各個行確定機(jī)械在一個運(yùn)動循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件的各個行程段及其所需時間；程段及其所需時間； 確定各執(zhí)行構(gòu)件動作間的協(xié)調(diào)配合關(guān)系。確定各執(zhí)行構(gòu)件動作間的協(xié)調(diào)配

36、合關(guān)系。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計例：冷霜自動灌裝機(jī)例：冷霜自動灌裝機(jī) 確定機(jī)械的工作循環(huán)周期確定機(jī)械的工作循環(huán)周期 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書中給定的理論生產(chǎn)率根據(jù)設(shè)計任務(wù)書中給定的理論生產(chǎn)率Q Q=30 =30 盒盒/min/min，計算出該機(jī)械運(yùn)動的循環(huán)周期計算出該機(jī)械運(yùn)動的循環(huán)周期T T=60/30=2s=60/30=2s 確定機(jī)械在一個運(yùn)動循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件的各個行確定機(jī)械在一個運(yùn)動循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件的各個行程段及其所需時間程段及其所需時間 基本動作基本動作機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計1 1輸送帶的連續(xù)運(yùn)動輸送帶的連續(xù)運(yùn)動 2 2輪盤的間歇

37、轉(zhuǎn)動輪盤的間歇轉(zhuǎn)動 3 3頂桿的往復(fù)運(yùn)動頂桿的往復(fù)運(yùn)動 4 4定量泵活塞的往復(fù)運(yùn)動定量泵活塞的往復(fù)運(yùn)動 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 各行程區(qū)段所需時間的計算詳見各行程區(qū)段所需時間的計算詳見14.5.314.5.3機(jī)械運(yùn)機(jī)械運(yùn)動循環(huán)圖。動循環(huán)圖。 確定各執(zhí)行構(gòu)件動作間的協(xié)調(diào)配合關(guān)系確定各執(zhí)行構(gòu)件動作間的協(xié)調(diào)配合關(guān)系 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 冷霜自動灌裝機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)配合的完冷霜自動灌裝機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)配合的完整的執(zhí)行系統(tǒng)整的執(zhí)行系統(tǒng) 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計14.5.3 14.5.3 機(jī)械運(yùn)動循環(huán)圖

38、機(jī)械運(yùn)動循環(huán)圖 描述各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動間相互協(xié)調(diào)配合的圖描述各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動間相互協(xié)調(diào)配合的圖機(jī)機(jī)械運(yùn)動循環(huán)圖械運(yùn)動循環(huán)圖 由于機(jī)械在主軸或分配軸轉(zhuǎn)動一周或若干周內(nèi)由于機(jī)械在主軸或分配軸轉(zhuǎn)動一周或若干周內(nèi)完成一個運(yùn)動循環(huán)，故運(yùn)動循環(huán)圖常以主軸或分配完成一個運(yùn)動循環(huán)，故運(yùn)動循環(huán)圖常以主軸或分配軸的轉(zhuǎn)角為坐標(biāo)來編制。軸的轉(zhuǎn)角為坐標(biāo)來編制。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計例：冷霜自動灌裝機(jī)的運(yùn)動循環(huán)圖例：冷霜自動灌裝機(jī)的運(yùn)動循環(huán)圖 直線式直線式機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 圓周式圓周式 直角坐標(biāo)式

39、直角坐標(biāo)式機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計14.6 14.6 方案評價與決策方案評價與決策1. 1. 方案評價的意義方案評價的意義 尋求一種既能實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能要求，又性能優(yōu)良、尋求一種既能實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能要求，又性能優(yōu)良、價格低廉的設(shè)計方案。價格低廉的設(shè)計方案。 由于工作原理、工藝動作分解方法及機(jī)構(gòu)型式的由于工作原理、工藝動作分解方法及機(jī)構(gòu)型式的不同，會形成多種設(shè)計方案。方案評價的目的在不同，會形成多種設(shè)計方案。方案評價的目的在于通過科學(xué)的評價、決策來優(yōu)選出最佳的方案。于通過科學(xué)的評價、決策來優(yōu)選出最佳的方案。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計2. 2

40、. 評價準(zhǔn)則、評價指標(biāo)和評價體系評價準(zhǔn)則、評價指標(biāo)和評價體系評價準(zhǔn)則評價準(zhǔn)則 設(shè)計目標(biāo)設(shè)計目標(biāo) 從哪些方面、以什么原則、達(dá)到什么標(biāo)從哪些方面、以什么原則、達(dá)到什么標(biāo)準(zhǔn)為優(yōu)；準(zhǔn)為優(yōu)； 設(shè)計指標(biāo)設(shè)計指標(biāo) 具體的約束限制。具體的約束限制。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計評價指標(biāo)評價指標(biāo) 系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能：實(shí)現(xiàn)運(yùn)動規(guī)律或運(yùn)動軌跡、實(shí)現(xiàn)工藝實(shí)現(xiàn)運(yùn)動規(guī)律或運(yùn)動軌跡、實(shí)現(xiàn)工藝動作的準(zhǔn)確性、特定功能等；動作的準(zhǔn)確性、特定功能等； 運(yùn)動性能運(yùn)動性能：運(yùn)轉(zhuǎn)速度、行程可調(diào)性、運(yùn)動精度等；運(yùn)轉(zhuǎn)速度、行程可調(diào)性、運(yùn)動精度等； 動力性能動力性能：承載能力、增力特性、傳力特性、振承載能力、增力特性

41、、傳力特性、振動噪音等；動噪音等； 工作性能工作性能：效率高低、壽命長短、可操作性、安效率高低、壽命長短、可操作性、安全性、可靠性、適用范圍等；全性、可靠性、適用范圍等； 經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性：加工難易、能耗大小、制造成本等；加工難易、能耗大小、制造成本等； 結(jié)構(gòu)緊湊性結(jié)構(gòu)緊湊性：尺寸、重量、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性等。尺寸、重量、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性等。機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計評價體系評價體系 通過一定范圍內(nèi)的專家咨詢，確定評價指標(biāo)及通過一定范圍內(nèi)的專家咨詢，確定評價指標(biāo)及其評定方法。建立評價體系，要注意其針對性和科其評定方法。建立評價體系，要注意其針對性和科學(xué)性。學(xué)性。3.3.評價方法評價

42、方法(1)(1)經(jīng)驗性的概略評價法經(jīng)驗性的概略評價法 請多名有經(jīng)驗的專家根據(jù)經(jīng)驗采用排隊法或排請多名有經(jīng)驗的專家根據(jù)經(jīng)驗采用排隊法或排除法直接評價。除法直接評價。(2)(2)計算性的數(shù)學(xué)分析評價法計算性的數(shù)學(xué)分析評價法 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 評分法評分法 建立評價體系建立評價體系選擇評分方法選擇評分方法選擇評分標(biāo)準(zhǔn)選擇評分標(biāo)準(zhǔn)對各個項目進(jìn)行評分對各個項目進(jìn)行評分選擇總分計分法，計算總選擇總分計分法，計算總分分選取高分者為優(yōu)選方案。選取高分者為優(yōu)選方案。 評分方法有直接評分法和加權(quán)系數(shù)法。后者按評分方法有直接評分法和加權(quán)系數(shù)法。后者按各評價項目的重要程度確定其權(quán)重，每項打分都乘各評價項目的重要程度確定其權(quán)重，每項打分都乘以相應(yīng)的加權(quán)系數(shù)。以相應(yīng)的加權(quán)系數(shù)。評分標(biāo)準(zhǔn)評分標(biāo)準(zhǔn) 分值分值0 01 12 23 3 4 4優(yōu)劣程度優(yōu)劣程度不能用不能用達(dá)標(biāo)達(dá)標(biāo)比較好比較好良好良好理想理想機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計