第二章 機(jī)械本體設(shè)計(jì)-SolidWorks應(yīng)用111

1、機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)踐工程教學(xué)實(shí)習(xí)訓(xùn)練中心工程教學(xué)實(shí)習(xí)訓(xùn)練中心 機(jī)電一體化是精密機(jī)械工程、電子控制和系統(tǒng)思想在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中的協(xié)同結(jié)合。mechatronicsmechanicselectronics+ 在工業(yè)產(chǎn)品和過(guò)程的設(shè)計(jì)與制造中，機(jī)械工程與電子和智能計(jì)算機(jī)控制的協(xié)同集成。第一章第一章 緒論緒論 機(jī)電一體化技術(shù)精密機(jī)械技術(shù)傳感檢測(cè)技術(shù)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)自動(dòng)控制技術(shù)第二章第二章 機(jī)電一體化系統(tǒng)的單元技術(shù)機(jī)電一體化系統(tǒng)的單元技術(shù) 四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控雕銑機(jī)裝配圖第一節(jié)精密機(jī)械技術(shù)第一節(jié)精密機(jī)械技術(shù) 1機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 1.1 絲杠螺母機(jī)構(gòu)絲杠螺母機(jī)構(gòu) 1機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 1.2 齒輪傳動(dòng)機(jī)

2、構(gòu)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 1機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 1.3 撓性傳動(dòng)機(jī)構(gòu)撓性傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 1機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 1.3 間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 2機(jī)械導(dǎo)向機(jī)構(gòu)機(jī)械導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 2機(jī)械導(dǎo)向機(jī)構(gòu)機(jī)械導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 2機(jī)械導(dǎo)向機(jī)構(gòu)機(jī)械導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 3機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu) 3機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu) 3機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu) 4軸系軸系 4軸系軸系 5機(jī)座或機(jī)架機(jī)座或機(jī)架 傳感器是能夠感受規(guī)定的被測(cè)量，傳感器是能夠感受規(guī)定的被測(cè)量，并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用的輸出信并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用的輸出信號(hào)的器件或裝置。號(hào)的器件或裝置。第二節(jié)傳感檢測(cè)技術(shù)第二節(jié)傳感檢測(cè)技術(shù) 2.1 2.1 概述概述第二節(jié)傳感檢測(cè)技術(shù)第二

3、節(jié)傳感檢測(cè)技術(shù) 2.1 2.1 概述概述 傳感器與人的感官一一對(duì)應(yīng)，相當(dāng)人眼（視覺(jué)）的光傳感器，如光敏元件、電荷耦合器件（）、圖像傳感器和光敏二極管等；相當(dāng)于人耳（聽(tīng)覺(jué)）的音響傳感器，如傳聲器、壓電元件等；相當(dāng)于人皮膚（觸覺(jué)）的振動(dòng)傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器，其中振動(dòng)傳感器有應(yīng)變片、半導(dǎo)體壓力傳感器等，溫度傳感器有熱敏電阻、鉑電阻、熱電偶和熱釋電傳感器等，壓力傳感器有膜片、力敏聚合物等；相當(dāng)于人舌頭（味覺(jué)）的味覺(jué)傳感器，如鉑、氧化物、離子傳感器等；相當(dāng)于人鼻（嗅覺(jué)）的嗅覺(jué)傳感器，如生物化學(xué)元件等。此外，還有檢測(cè)位移量的差動(dòng)變壓器、檢測(cè)轉(zhuǎn)速的編碼器、磁性傳感器等。第二節(jié)傳感檢測(cè)技術(shù)第二節(jié)傳感

4、檢測(cè)技術(shù) 2.1 2.1 概述概述第二節(jié)傳感檢測(cè)技術(shù)第二節(jié)傳感檢測(cè)技術(shù) 2.1 2.1 概述概述第二節(jié)傳感檢測(cè)技術(shù)第二節(jié)傳感檢測(cè)技術(shù) 2.1 2.1 概述概述熱敏傳感器：熱敏傳感器是將溫度轉(zhuǎn)換為熱敏傳感器：熱敏傳感器是將溫度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置。電信號(hào)的裝置。 2.2 2.2 傳感器的基本特性傳感器的基本特性 1. 傳感器的靜特性 傳感器的靜態(tài)特性是指當(dāng)被測(cè)量處于穩(wěn)定狀態(tài)下，傳感器的輸入與輸出值之間的關(guān)系。傳感器靜態(tài)特性的主要技術(shù)指標(biāo)有：線性度、靈敏度、遲滯和重復(fù)性等。 (1) 線性度 傳感器的線性度是指?jìng)鞲衅鲗?shí)際輸出輸入特性曲線與理論直線之間的最大偏差與輸出滿度值之比，即100%maxFSyL

5、 xyS0%100FSmyHH2.2 2.2 傳感器的基本特性傳感器的基本特性2.2 2.2 傳感器的基本特性傳感器的基本特性100%FSmRyR 1322nyyyiFSR2.2 2.2 傳感器的基本特性傳感器的基本特性2. 2. 傳感器的動(dòng)態(tài)特性傳感器的動(dòng)態(tài)特性 傳感器能測(cè)量動(dòng)態(tài)信號(hào)的能力用動(dòng)態(tài)特性表示。動(dòng)傳感器能測(cè)量動(dòng)態(tài)信號(hào)的能力用動(dòng)態(tài)特性表示。動(dòng)態(tài)特性是指?jìng)鞲衅鳒y(cè)量動(dòng)態(tài)信號(hào)時(shí)，輸出對(duì)輸入的態(tài)特性是指?jìng)鞲衅鳒y(cè)量動(dòng)態(tài)信號(hào)時(shí)，輸出對(duì)輸入的響應(yīng)特性。傳感器動(dòng)態(tài)特性的性能指標(biāo)可以通過(guò)時(shí)響應(yīng)特性。傳感器動(dòng)態(tài)特性的性能指標(biāo)可以通過(guò)時(shí)域、頻域以及試驗(yàn)分析的方法確定，其動(dòng)態(tài)特性參域、頻域以及試驗(yàn)分析的方法

6、確定，其動(dòng)態(tài)特性參數(shù)如：最大超調(diào)量、上升時(shí)間、調(diào)整時(shí)間、頻率響數(shù)如：最大超調(diào)量、上升時(shí)間、調(diào)整時(shí)間、頻率響應(yīng)范圍、臨界頻率等。應(yīng)范圍、臨界頻率等。 2.2 2.2 傳感器的基本特性傳感器的基本特性2.3 2.3 常用傳感器常用傳感器一、電阻式傳感器電阻式傳感器（ resistance type transducer ） 把位移、力、壓力、加速度、扭矩等非電物理量轉(zhuǎn)換為電阻值變化的傳感器。它主要包括電阻應(yīng)變式傳感器、電位器式傳感器等。電阻式傳感器與相應(yīng)的測(cè)量電路組成的測(cè)力、測(cè)壓、稱重、測(cè)位移、加速度、扭矩等測(cè)量?jī)x表。（一）變阻器式傳感器（一）變阻器式傳感器 變阻器式傳感器也稱電位器式傳感器，其工

7、作原理是將物體的位移轉(zhuǎn)換為電阻的變化。 AlR2.3 2.3 常用傳感器常用傳感器xkRllkdxdRSa)直線位移型 b)角位移型 c)非線性型 常數(shù)kddRS 又稱函數(shù)電位器。是其輸出電阻與電刷位移之間具有非線性函數(shù)關(guān)系的一種電位器，即它可以實(shí)現(xiàn)指數(shù)函數(shù)、三角函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)等各種特定函數(shù)，也可以是其它任意函數(shù)。非線性電位器可以應(yīng)用于測(cè)量控制系統(tǒng)、解算裝置等。2.3 2.3 常用傳感器常用傳感器負(fù)載電阻為 ，電位器長(zhǎng)度為l，總電阻為，電刷位移為x，相應(yīng)的電阻為 Rx，電源電壓為U，輸出電壓為U0為: 當(dāng)時(shí)2.3 2.3 常用傳感器常用傳感器優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、重量輕、價(jià)格低廉且性能穩(wěn)定；

8、受環(huán)境因素(如溫度、濕度、電磁場(chǎng)干擾等)影響?。豢梢詫?shí)現(xiàn)輸出輸入間任意函數(shù)關(guān)系；輸出信號(hào)大，一般不需放大。缺點(diǎn)：因?yàn)榇嬖陔娝⑴c線圈或電阻膜之間摩擦，因此需要較大的輸入能量；由于磨損不僅影響使用壽命和降低可靠性，而且會(huì)降低測(cè)量精度，所以分辨力較低；動(dòng)態(tài)響應(yīng)較差，適合于測(cè)量變化較緩慢的量。2.3 2.3 常用傳感器常用傳感器（二）（二）電阻應(yīng)變式傳感器電阻應(yīng)變式傳感器 以應(yīng)變片為傳感元件的傳感器。體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，測(cè)量精度高，壽命長(zhǎng)，性能穩(wěn)定可靠，可用于測(cè)量應(yīng)變、力、位移、加速度、扭矩等參數(shù)。半導(dǎo)體應(yīng)變式金屬電阻應(yīng)變片 直接用來(lái)測(cè)定結(jié)構(gòu)的應(yīng)變或應(yīng)力。 將應(yīng)變片貼于彈性元件上，作為測(cè)量力

9、、位移、壓力、加速度等物理參量的傳感器。2.3 2.3 常用傳感器常用傳感器（二）（二）電阻應(yīng)變式傳感器電阻應(yīng)變式傳感器AlRdRdAARdllRdRdrdrldlRdR2ldlrdrldlrdr縱向應(yīng)變 橫向應(yīng)變 泊松比21212EERdREd優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,性能穩(wěn)定,價(jià)格低。缺點(diǎn):精度不高,靈敏度低。1 金屬電阻應(yīng)變片2.3 2.3 常用傳感器常用傳感器（二）（二）電阻應(yīng)變式傳感器電阻應(yīng)變式傳感器 2 半導(dǎo)體應(yīng)變片工作原理：半導(dǎo)體材料壓阻效應(yīng)。壓阻效應(yīng)：?jiǎn)尉牧显谘啬骋惠S向受到外力作用時(shí)，其電阻率 發(fā)生變化的現(xiàn)象。ERdRERdRSg比金屬絲的靈敏度大5070倍。優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高。缺點(diǎn)：溫

10、度穩(wěn)定性能差，靈敏度分散度大，以及在較大應(yīng)變作用下，非線性誤差大等。2.3 2.3 常用傳感器常用傳感器（三）壓阻（三）壓阻式傳感器式傳感器 半導(dǎo)體材料受到應(yīng)力作用時(shí)，其電阻率會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為壓阻效應(yīng)。實(shí)際上，任何材料都不同程度地呈現(xiàn)壓阻效應(yīng)，但半導(dǎo)體材料的這種效應(yīng)特別強(qiáng)。壓阻式傳感器的優(yōu)點(diǎn)是:靈敏度非常高，有時(shí)傳感器的輸出不需放大可直接用于測(cè)量；分辨率高，例如測(cè)量壓力時(shí)可測(cè)出1020Pa的微壓；測(cè)量元件的有效面積可做得很小，故頻率響應(yīng)高；可測(cè)量低頻加速度和直線加速度。最大的缺點(diǎn)是溫度誤差大，故需溫度補(bǔ)償或恒溫條件下使用。2.3 2.3 常用傳感器常用傳感器二、電容式傳感器電容式傳感器

11、（ capacitive type transducer ） 把被測(cè)的機(jī)械量，如位移、壓力等轉(zhuǎn)換為電容量變化的傳感器。它的敏感部分就是具有可變參數(shù)的電容器。其最常用的形式是由兩個(gè)平行電極組成、極間以空氣為介質(zhì)的電容器。以最簡(jiǎn)單的平行極板電容器為例說(shuō)明其工作原理。在忽略邊緣效應(yīng)的情況下，平板電容器的電容量為壓力、液位、振動(dòng)、位移、速度、加速度壓力、液位、振動(dòng)、位移、速度、加速度2.3 2.3 常用傳感器常用傳感器根據(jù)電容器參數(shù)變化的特性，電容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型和介質(zhì)變化型三種，其中極距變化型和面積變化型應(yīng)用較廣。1 極距變化型極距變化型20AddCS優(yōu)點(diǎn)：可進(jìn)行非接觸測(cè)量缺點(diǎn)：

12、 靈敏度與成反比，極距越小，靈敏度越高 存在非線性誤差，測(cè)量范圍小 配合使用的電子線路復(fù)雜2.3 2.3 常用傳感器常用傳感器根據(jù)電容器參數(shù)變化的特性，電容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型和介質(zhì)變化型三種，其中極距變化型和面積變化型應(yīng)用較廣。2 面積變化型面積變化型常數(shù)0dAdCS優(yōu)點(diǎn)：靈敏度為線性，測(cè)量范圍大。可用于測(cè)量大的角位移或線位移，差動(dòng)式比單邊結(jié)構(gòu)的靈敏度高一倍。a)角位移型 b)平面線位移型 c)圓柱體線位移型2.3 2.3 常用傳感器常用傳感器根據(jù)電容器參數(shù)變化的特性，電容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型和介質(zhì)變化型三種，其中極距變化型和面積變化型應(yīng)用較廣。3 介質(zhì)變化型

13、介質(zhì)變化型利用介質(zhì)介電常數(shù)變化將被測(cè)量轉(zhuǎn)化為電容量的傳感器。常用測(cè)量材料的厚度、液位等。2.3 2.3 常用傳感器常用傳感器三、電感式傳感器電感式傳感器（ inductance type transducer ） 電感式傳感器是利用電磁感應(yīng)把被測(cè)的物理量如位移，壓力，流量，振動(dòng)等轉(zhuǎn)換成線圈的自感系數(shù)和互感系數(shù)的變化，再由電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出，實(shí)現(xiàn)非電量到電量的轉(zhuǎn)換。 力、張力、壓力、壓差、加速度、振動(dòng)、應(yīng)變、流量、厚度、力、張力、壓力、壓差、加速度、振動(dòng)、應(yīng)變、流量、厚度、液位、比重、轉(zhuǎn)矩等液位、比重、轉(zhuǎn)矩等 2.3 2.3 常用傳感器常用傳感器1 自感型1）可變磁阻式電感傳感器可

14、變磁阻式傳感器的結(jié)構(gòu)原理如圖所示，它由線圈、鐵芯及銜鐵組成。2.3 2.3 常用傳感器常用傳感器1 自感型1）可變磁阻式電感傳感器可變磁阻式傳感器的結(jié)構(gòu)原理如圖所示，它由線圈、鐵芯及銜鐵組成。靈敏度S與氣隙長(zhǎng)度的平方成反比，愈小，靈敏度愈高。由于S不是常數(shù)，故會(huì)出現(xiàn)非線性誤差，為了減小這一誤差，通常規(guī)定在較小的范圍內(nèi)工作。 故靈敏度S趨于定值，即輸出與輸入近似成線性關(guān)系。這種傳感器適用于較小位移的測(cè)量，一般約為0.0011 mm。2.3 2.3 常用傳感器常用傳感器1 自感型2）渦電流式利用金屬體在交變磁場(chǎng)中的渦電流效應(yīng)。分析表明：由于渦流磁場(chǎng)的作用使原線圈的等效阻抗Z發(fā)生變化。Z的變化與、金

15、屬板的電阻率、磁導(dǎo)率以及線圈激磁圓頻率等有關(guān)。改變其中某一因素，即可達(dá)到不同的變換目的。例：變化 ，可作為位移，振動(dòng)測(cè)量。變化或 ，可作為材質(zhì)鑒別或探傷等。2.3 2.3 常用傳感器常用傳感器1 自感型2）渦電流式2.3 2.3 常用傳感器常用傳感器2 互感式傳感器差動(dòng)變壓器式電傳感器原理：利用電磁感應(yīng)中的互感現(xiàn)象，將被測(cè)位移轉(zhuǎn)化成線圈互感的變化。dtdiMe1122.3 2.3 常用傳感器常用傳感器2 互感式傳感器差動(dòng)變壓器式電傳感器原理：利用電磁感應(yīng)中的互感現(xiàn)象，將被測(cè)位移轉(zhuǎn)化成線圈互感的變化。 差動(dòng)變壓器傳感器工作原理a）、b）工作原理 c）輸出特性由一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化而使其它線圈

16、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象叫互感現(xiàn)象。階階段段步驟步驟方法方法主主 要要 指指 導(dǎo)導(dǎo) 理理 論論產(chǎn)產(chǎn)品品規(guī)規(guī)劃劃設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法預(yù)測(cè)技術(shù)預(yù)測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)方法學(xué)設(shè)計(jì)方法學(xué)技術(shù)預(yù)測(cè)理論技術(shù)預(yù)測(cè)理論市場(chǎng)學(xué)市場(chǎng)學(xué)信息學(xué)信息學(xué)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)一般進(jìn)程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)一般進(jìn)程信息集約信息集約可行性報(bào)告、設(shè)計(jì)要求項(xiàng)目表可行性報(bào)告、設(shè)計(jì)要求項(xiàng)目表產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)預(yù)測(cè)調(diào)研預(yù)測(cè)調(diào)研可行性分析可行性分析明確任務(wù)要求明確任務(wù)要求階階段段步驟步驟方方法法主主 要要 指指 導(dǎo)導(dǎo) 理理 論論原原理理方方案案設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)法系統(tǒng)化設(shè)計(jì)法創(chuàng)造技法創(chuàng)造技法評(píng)價(jià)決策方法評(píng)價(jià)決策方法系統(tǒng)工程學(xué)系統(tǒng)工程學(xué)形態(tài)學(xué)形態(tài)學(xué)創(chuàng)造學(xué)創(chuàng)造學(xué)思維心理學(xué)思

17、維心理學(xué)決策論決策論模糊數(shù)學(xué)模糊數(shù)學(xué)總功能分析總功能分析原理參數(shù)表、方案原理圖原理參數(shù)表、方案原理圖功能分解功能分解功能載體組合功能載體組合功能原理方案功能原理方案( (多個(gè)多個(gè)) )功能元求解功能元求解原理試驗(yàn)原理試驗(yàn)評(píng)價(jià)決策評(píng)價(jià)決策最優(yōu)原理方案最優(yōu)原理方案階階段段步驟步驟方法方法主要指導(dǎo)理論主要指導(dǎo)理論技技術(shù)術(shù)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)價(jià)值設(shè)計(jì)價(jià)值設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)宜人性設(shè)計(jì)宜人性設(shè)計(jì)產(chǎn)品造型設(shè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)計(jì)系列化設(shè)計(jì)系列化設(shè)計(jì)機(jī)械性能設(shè)機(jī)械性能設(shè)計(jì)計(jì)工藝性設(shè)計(jì)工藝性設(shè)計(jì)自動(dòng)化設(shè)計(jì)自動(dòng)化設(shè)計(jì)價(jià)值工程學(xué)價(jià)值工程學(xué)最優(yōu)化方法、工程最優(yōu)化方法、工程遺傳算法遺傳算法可靠性理論與實(shí)驗(yàn)可靠性理論與

18、實(shí)驗(yàn)人機(jī)工程學(xué)人機(jī)工程學(xué)工業(yè)美學(xué)工業(yè)美學(xué)模塊化設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)、相似理論相似理論有限元法、動(dòng)態(tài)設(shè)有限元法、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、摩擦學(xué)設(shè)計(jì)、計(jì)、摩擦學(xué)設(shè)計(jì)、高等機(jī)構(gòu)學(xué)高等機(jī)構(gòu)學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)的工藝基機(jī)械設(shè)計(jì)的工藝基礎(chǔ)礎(chǔ)控制理論、智能工控制理論、智能工程、人工神經(jīng)元計(jì)程、人工神經(jīng)元計(jì)算方法、專家系統(tǒng)算方法、專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案結(jié)構(gòu)方案( (多個(gè)多個(gè)) )結(jié)構(gòu)價(jià)值分析結(jié)構(gòu)價(jià)值分析試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮囼?yàn)?zāi)Ｐ驮囼?yàn)試驗(yàn)總體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造型設(shè)計(jì)造型設(shè)計(jì)造型價(jià)值分析造型價(jià)值分析外觀方案外觀方案( (多個(gè)多個(gè)) )評(píng)價(jià)決策評(píng)價(jià)決策評(píng)價(jià)決策評(píng)價(jià)決策最優(yōu)結(jié)構(gòu)方案最優(yōu)結(jié)構(gòu)方案最優(yōu)造型方案最優(yōu)造型方案最優(yōu)技術(shù)設(shè)計(jì)方案最優(yōu)技術(shù)設(shè)計(jì)方案

19、總體布置圖、裝配總體布置圖、裝配草圖、技術(shù)文件草圖、技術(shù)文件總體效果圖、總體效果圖、外觀效果模型外觀效果模型階階段段步驟步驟方法方法主要指導(dǎo)主要指導(dǎo)理論理論工工藝藝設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)各種制造、裝各種制造、裝配、造型、裝配、造型、裝飾、檢驗(yàn)等方飾、檢驗(yàn)等方法法各種工藝學(xué)各種工藝學(xué)批批量量生生產(chǎn)產(chǎn)計(jì)算機(jī)輔助制計(jì)算機(jī)輔助制造造銷銷售售反饋控制法反饋控制法零件工作圖零件工作圖外觀件加工工藝、外觀件加工工藝、面飾工藝規(guī)程面飾工藝規(guī)程部件裝配圖部件裝配圖效果圖、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)效果圖、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)文件技術(shù)文件造型工藝文件造型工藝文件試制試制修改修改批量生產(chǎn)批量生產(chǎn)技術(shù)服務(wù)技術(shù)服務(wù)用戶訪問(wèn)用戶訪問(wèn) 二、二、機(jī)械總體方案設(shè)計(jì)的

20、目的和內(nèi)容機(jī)械總體方案設(shè)計(jì)的目的和內(nèi)容目的目的 產(chǎn)品功能是否齊全、性能是否優(yōu)良、經(jīng)濟(jì)效益是否顯產(chǎn)品功能是否齊全、性能是否優(yōu)良、經(jīng)濟(jì)效益是否顯著，在很大程度上取決于總體方案設(shè)計(jì)的構(gòu)思和方案擬定時(shí)著，在很大程度上取決于總體方案設(shè)計(jì)的構(gòu)思和方案擬定時(shí)的設(shè)計(jì)思想。的設(shè)計(jì)思想。內(nèi)容內(nèi)容執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)執(zhí)行系統(tǒng)方案評(píng)價(jià)與決策執(zhí)行系統(tǒng)方案評(píng)價(jià)與決策執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能原理設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能原理設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)尺度設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)尺度設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析原動(dòng)機(jī)類型的選擇和原動(dòng)機(jī)類型的選擇和傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)

21、各級(jí)傳動(dòng)比的分配各級(jí)傳動(dòng)比的分配傳動(dòng)鏈中機(jī)構(gòu)傳動(dòng)鏈中機(jī)構(gòu)順序的安排順序的安排傳動(dòng)路線選擇傳動(dòng)路線選擇傳動(dòng)類型選擇傳動(dòng)類型選擇控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)其它輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)其它輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)故障檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)故障檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)第二節(jié)第二節(jié) 機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 重要性重要性執(zhí)行系統(tǒng)是機(jī)械系統(tǒng)中的重要組成部分，直接完成機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)是機(jī)械系統(tǒng)中的重要組成部分，直接完成機(jī)械系統(tǒng)預(yù)期工作任務(wù)。系統(tǒng)預(yù)期工作任務(wù)。機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)是機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的核機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)

22、的方案設(shè)計(jì)是機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的核心，是整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)工作的基礎(chǔ)。心，是整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)工作的基礎(chǔ)。機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)的組成機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)的組成 由一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。執(zhí)行構(gòu)件是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸由一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。執(zhí)行構(gòu)件是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件，其數(shù)量及運(yùn)動(dòng)形式、運(yùn)動(dòng)規(guī)律和傳動(dòng)特性等要求，出構(gòu)件，其數(shù)量及運(yùn)動(dòng)形式、運(yùn)動(dòng)規(guī)律和傳動(dòng)特性等要求，決定了整個(gè)執(zhí)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案。決定了整個(gè)執(zhí)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案。 一、機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和過(guò)程一、機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和過(guò)程 功能原理設(shè)計(jì)功能原理設(shè)計(jì)根據(jù)需要制定機(jī)械的總功能，擬根據(jù)需要制定機(jī)械的總功能，擬定實(shí)現(xiàn)總功能的工作原理和技術(shù)定實(shí)現(xiàn)

23、總功能的工作原理和技術(shù)手段，確定機(jī)械所要實(shí)現(xiàn)的工藝手段，確定機(jī)械所要實(shí)現(xiàn)的工藝動(dòng)作動(dòng)作運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)工作原理所提出的工通過(guò)對(duì)工作原理所提出的工藝動(dòng)作進(jìn)行分解，決定采用藝動(dòng)作進(jìn)行分解，決定采用何種運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)實(shí)現(xiàn)工作原何種運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)實(shí)現(xiàn)工作原理理執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì)決定選擇何決定選擇何種機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)種機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律規(guī)律執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì)根據(jù)工藝過(guò)程對(duì)各動(dòng)根據(jù)工藝過(guò)程對(duì)各動(dòng)作的要求，分析各執(zhí)作的要求，分析各執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)如何協(xié)調(diào)行機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)如何協(xié)調(diào)配合，設(shè)計(jì)出機(jī)械運(yùn)配合，設(shè)計(jì)出機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖動(dòng)循環(huán)圖確定各執(zhí)行機(jī)確定各

24、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，繪制出各執(zhí)行繪制出各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖圖運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析檢驗(yàn)執(zhí)行系檢驗(yàn)執(zhí)行系統(tǒng)是否滿足統(tǒng)是否滿足運(yùn)動(dòng)要求和運(yùn)動(dòng)要求和動(dòng)力性能方動(dòng)力性能方面的要求面的要求方案評(píng)價(jià)與決策方案評(píng)價(jià)與決策對(duì)方案進(jìn)行定性對(duì)方案進(jìn)行定性評(píng)價(jià)和定量評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)和定量評(píng)價(jià)并從中選出最佳并從中選出最佳設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案 二、執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計(jì)二、執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計(jì)1. 功能原理的選擇與構(gòu)思功能原理的選擇與構(gòu)思產(chǎn)品的功能產(chǎn)品的功能產(chǎn)品的用途、性能、使用價(jià)值等，根據(jù)人們生產(chǎn)或生活產(chǎn)品的用途、性能、使用價(jià)值等，根據(jù)人們生產(chǎn)或生活需要提出。需要提出。 確定功能指標(biāo)的考慮因素確

25、定功能指標(biāo)的考慮因素先進(jìn)性先進(jìn)性可行性可行性經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性功能原理設(shè)計(jì)的重要性功能原理設(shè)計(jì)的重要性決定產(chǎn)品的技術(shù)水平、工作質(zhì)量、傳動(dòng)方案、結(jié)構(gòu)型決定產(chǎn)品的技術(shù)水平、工作質(zhì)量、傳動(dòng)方案、結(jié)構(gòu)型式、制造成本等。式、制造成本等。功能原理設(shè)計(jì)的多方案性功能原理設(shè)計(jì)的多方案性工作原理不同，運(yùn)動(dòng)方案也不同工作原理不同，運(yùn)動(dòng)方案也不同齒輪加工齒輪加工剃齒剃齒范成原理范成原理仿形原理仿形原理工作原理相同，運(yùn)動(dòng)方案不同工作原理相同，運(yùn)動(dòng)方案不同齒輪加工齒輪加工插齒插齒滾齒滾齒 三、執(zhí)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)三、執(zhí)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì) 1. 工藝動(dòng)作分解和運(yùn)動(dòng)方案選擇工藝動(dòng)作分解和運(yùn)動(dòng)方案選擇刀具作復(fù)合運(yùn)動(dòng)刀具作復(fù)合運(yùn)

26、動(dòng)刀具與工作臺(tái)分別運(yùn)動(dòng)刀具與工作臺(tái)分別運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)通常是對(duì)工藝方法和工藝動(dòng)作進(jìn)行分析，運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)通常是對(duì)工藝方法和工藝動(dòng)作進(jìn)行分析，把其分解成若干個(gè)基本動(dòng)作。工藝動(dòng)作分解的方法不同，所把其分解成若干個(gè)基本動(dòng)作。工藝動(dòng)作分解的方法不同，所形成的運(yùn)動(dòng)方案也不同。形成的運(yùn)動(dòng)方案也不同。立式鉆床工藝動(dòng)作分解立式鉆床工藝動(dòng)作分解直線運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)復(fù)合運(yùn)動(dòng)復(fù)合運(yùn)動(dòng)往復(fù)擺動(dòng)往復(fù)擺動(dòng)執(zhí)執(zhí)行行構(gòu)構(gòu)件件運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)形形式式回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) rpm由兩個(gè)以上單一運(yùn)動(dòng)合成由兩個(gè)以上單一運(yùn)動(dòng)合成間歇轉(zhuǎn)動(dòng)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)停歇往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)停歇往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)停歇單向直線運(yùn)動(dòng)停歇單向直線運(yùn)動(dòng)沿可變曲

27、線運(yùn)動(dòng)沿可變曲線運(yùn)動(dòng)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)沿固定曲線運(yùn)動(dòng)沿固定曲線運(yùn)動(dòng)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)每分鐘轉(zhuǎn)位次數(shù)、轉(zhuǎn)角大小、運(yùn)動(dòng)系數(shù)每分鐘轉(zhuǎn)位次數(shù)、轉(zhuǎn)角大小、運(yùn)動(dòng)系數(shù)每分鐘擺動(dòng)次數(shù)、轉(zhuǎn)角大小、行程速度變每分鐘擺動(dòng)次數(shù)、轉(zhuǎn)角大小、行程速度變化系數(shù)化系數(shù)每分鐘行程數(shù)、大小、行程每分鐘行程數(shù)、大小、行程速度變化系數(shù)速度變化系數(shù)每次進(jìn)給量的大小每次進(jìn)給量的大小每循環(huán)停歇次數(shù)、位置、時(shí)每循環(huán)停歇次數(shù)、位置、時(shí)間、行程大小和工作速度間、行程大小和工作速度四、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式設(shè)計(jì)四、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式設(shè)計(jì)1. 設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)原則 滿足執(zhí)行構(gòu)件的工藝動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)要求滿足執(zhí)行構(gòu)件的工藝動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)要求 盡量簡(jiǎn)化和縮短運(yùn)動(dòng)鏈盡量簡(jiǎn)化和

28、縮短運(yùn)動(dòng)鏈 盡量減小機(jī)構(gòu)尺寸盡量減小機(jī)構(gòu)尺寸 選擇合適的運(yùn)動(dòng)副形式選擇合適的運(yùn)動(dòng)副形式 考慮動(dòng)力源的形式考慮動(dòng)力源的形式 使執(zhí)行系統(tǒng)具有良好的傳力和動(dòng)力特性使執(zhí)行系統(tǒng)具有良好的傳力和動(dòng)力特性 使機(jī)械具有調(diào)節(jié)某些運(yùn)動(dòng)參數(shù)的能力使機(jī)械具有調(diào)節(jié)某些運(yùn)動(dòng)參數(shù)的能力 保證機(jī)械的安全運(yùn)轉(zhuǎn)保證機(jī)械的安全運(yùn)轉(zhuǎn) 2. 機(jī)構(gòu)的選型機(jī)構(gòu)的選型 目的目的選擇或創(chuàng)造出滿足執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力要求的機(jī)構(gòu)。選擇或創(chuàng)造出滿足執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力要求的機(jī)構(gòu)。 傳遞連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)傳遞連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)嚙合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)嚙合傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu) 傳遞連續(xù)傳遞連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 摩擦輪傳動(dòng)摩擦輪傳動(dòng) 蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳

29、動(dòng) 鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng) 平行四邊形機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu) 雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu) 帶傳動(dòng)帶傳動(dòng) 實(shí)現(xiàn)單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu) 齒輪齒輪-連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu) 單向間歇單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu) 不完全齒輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu) 凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 適用于轉(zhuǎn)角固定的轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)適用于轉(zhuǎn)角固定的轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng) 每次轉(zhuǎn)角小，或轉(zhuǎn)角大小可調(diào)的低速場(chǎng)合每次轉(zhuǎn)角小，或轉(zhuǎn)角大小可調(diào)的低速場(chǎng)合大轉(zhuǎn)角而速度不高的場(chǎng)合大轉(zhuǎn)角而速度不高的場(chǎng)合運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、分度、定位準(zhǔn)確，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、分度、定位準(zhǔn)確，但制造困難、高精度定位、高但制造困難、高精度定位、高速場(chǎng)合速場(chǎng)合特殊要求

30、的輸送機(jī)構(gòu)特殊要求的輸送機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)往復(fù)移動(dòng)往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)移動(dòng)往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu) 組合機(jī)構(gòu)組合機(jī)構(gòu) 往復(fù)運(yùn)動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu) 螺旋機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu) 齒輪齒條機(jī)構(gòu)齒輪齒條機(jī)構(gòu) 液壓缸、氣缸液壓缸、氣缸 正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu) 正切機(jī)構(gòu)正切機(jī)構(gòu) 多桿機(jī)構(gòu)多桿機(jī)構(gòu) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu)特點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)特點(diǎn)制造容易、承載能力大，但難以實(shí)現(xiàn)精確運(yùn)制造容易、承載能力大，但難以實(shí)現(xiàn)精確運(yùn)動(dòng)，適用于無(wú)嚴(yán)格運(yùn)動(dòng)規(guī)律的場(chǎng)合。動(dòng)，適用于無(wú)嚴(yán)格運(yùn)動(dòng)規(guī)律的場(chǎng)合。 凸輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)能實(shí)現(xiàn)任意復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)和各構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)能實(shí)現(xiàn)任意復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)和各構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，承載能力不

31、大。協(xié)調(diào)，承載能力不大。 螺旋機(jī)構(gòu)特點(diǎn)螺旋機(jī)構(gòu)特點(diǎn)可獲得大的減速比和較高的運(yùn)動(dòng)精度，常用可獲得大的減速比和較高的運(yùn)動(dòng)精度，常用作低速進(jìn)給和精密微調(diào)機(jī)構(gòu)。作低速進(jìn)給和精密微調(diào)機(jī)構(gòu)。 齒輪齒條機(jī)構(gòu)特點(diǎn)齒輪齒條機(jī)構(gòu)特點(diǎn)適用于移動(dòng)速度較高的場(chǎng)合，精密齒條適用于移動(dòng)速度較高的場(chǎng)合，精密齒條制造困難，傳動(dòng)精度及平穩(wěn)性不及螺旋機(jī)構(gòu)。制造困難，傳動(dòng)精度及平穩(wěn)性不及螺旋機(jī)構(gòu)。 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)往復(fù)移動(dòng)往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)移動(dòng)往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)組合機(jī)構(gòu)組合機(jī)構(gòu) 往復(fù)運(yùn)動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu) 齒輪齒條機(jī)構(gòu)齒輪齒條機(jī)構(gòu) 液壓缸、氣缸液壓缸、氣缸 正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu) 正切機(jī)構(gòu)正切

32、機(jī)構(gòu) 多桿機(jī)構(gòu)多桿機(jī)構(gòu) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 再現(xiàn)軌跡的機(jī)構(gòu)再現(xiàn)軌跡的機(jī)構(gòu)齒輪齒輪連桿組合機(jī)構(gòu)連桿組合機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu) 再現(xiàn)軌跡再現(xiàn)軌跡機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu) 凸輪凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)連桿組合機(jī)構(gòu) 一般而言，除了凸輪機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)精確的曲線軌跡之外，一般而言，除了凸輪機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)精確的曲線軌跡之外，其它機(jī)構(gòu)都只能近似實(shí)現(xiàn)預(yù)定的曲線軌跡。其它機(jī)構(gòu)都只能近似實(shí)現(xiàn)預(yù)定的曲線軌跡。 齒輪齒輪連桿組合機(jī)構(gòu)連桿組合機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)構(gòu)CBADE聯(lián)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)連桿組合機(jī)構(gòu) 五、執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)五、執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì) 執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)原則執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)原則 滿足各執(zhí)行

33、機(jī)構(gòu)動(dòng)作先后的順序性要求滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作先后的順序性要求 滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作在時(shí)間上的同步性要求滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作在時(shí)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)在操作上的協(xié)同性要求滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)在操作上的協(xié)同性要求 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作安排要有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作安排要有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的的布置要有利于系統(tǒng)的能量協(xié)調(diào)和效率的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的的布置要有利于系統(tǒng)的能量協(xié)調(diào)和效率的提高提高 執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)方法執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)方法 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(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件

34、的各個(gè)行程段及確定機(jī)械在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件的各個(gè)行程段及其所需時(shí)間其所需時(shí)間 確定各執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作間的配合關(guān)系確定各執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作間的配合關(guān)系 機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖用于描述機(jī)械在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)間相互用于描述機(jī)械在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)間相互協(xié)調(diào)配合的圖。協(xié)調(diào)配合的圖。通常選取機(jī)械中某一主要的執(zhí)行構(gòu)件為參考構(gòu)件，以生通常選取機(jī)械中某一主要的執(zhí)行構(gòu)件為參考構(gòu)件，以生產(chǎn)工藝的起始點(diǎn)作為運(yùn)動(dòng)循環(huán)的起始點(diǎn)，據(jù)此確定其它執(zhí)行產(chǎn)工藝的起始點(diǎn)作為運(yùn)動(dòng)循環(huán)的起始點(diǎn)，據(jù)此確定其它執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)相對(duì)于參考構(gòu)件的先后次序和配合關(guān)系。構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)相對(duì)于參考構(gòu)件的先后次序和配合關(guān)系。 六、方案

35、評(píng)價(jià)與決策六、方案評(píng)價(jià)與決策評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)指標(biāo) 系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律或運(yùn)動(dòng)軌跡、實(shí)現(xiàn)工藝動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律或運(yùn)動(dòng)軌跡、實(shí)現(xiàn)工藝動(dòng)作的準(zhǔn)確性準(zhǔn)確性 運(yùn)動(dòng)性能運(yùn)動(dòng)性能運(yùn)轉(zhuǎn)速度、行程可調(diào)性、運(yùn)動(dòng)精度等運(yùn)轉(zhuǎn)速度、行程可調(diào)性、運(yùn)動(dòng)精度等 動(dòng)力性能動(dòng)力性能承載能力、增力特性、傳力特性、振動(dòng)噪音承載能力、增力特性、傳力特性、振動(dòng)噪音等等 工作性能工作性能效率高低、壽命長(zhǎng)短、可操作性、安全性、效率高低、壽命長(zhǎng)短、可操作性、安全性、可靠性適用范圍等可靠性適用范圍等 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

36、等 一、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)一、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)1. 設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)過(guò)程 確定傳動(dòng)系統(tǒng)總傳動(dòng)比確定傳動(dòng)系統(tǒng)總傳動(dòng)比 選擇傳動(dòng)類型選擇傳動(dòng)類型 擬定傳動(dòng)鏈布置方案擬定傳動(dòng)鏈布置方案 分配傳動(dòng)比分配傳動(dòng)比 確定各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)和主要幾何尺寸，計(jì)算確定各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)和主要幾何尺寸，計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)傳動(dòng)系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù) 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 和原動(dòng)機(jī)選擇和原動(dòng)機(jī)選擇 2. 傳動(dòng)類型選擇傳動(dòng)類型選擇類型與特點(diǎn)類型與特點(diǎn)撓性撓性( (件件) )傳動(dòng)傳動(dòng) 摩擦輪傳動(dòng)摩擦輪傳動(dòng) 繩傳動(dòng)繩傳

37、動(dòng) 圓形齒輪傳動(dòng)圓形齒輪傳動(dòng) 撓性嚙合傳動(dòng)撓性嚙合傳動(dòng) 帶傳動(dòng)帶傳動(dòng) 嚙合傳動(dòng)嚙合傳動(dòng) 機(jī)械機(jī)械傳動(dòng)傳動(dòng)摩擦傳動(dòng)摩擦傳動(dòng)單級(jí)齒輪傳動(dòng)單級(jí)齒輪傳動(dòng) 齒輪系傳動(dòng)齒輪系傳動(dòng) 同步齒形帶傳動(dòng)同步齒形帶傳動(dòng) 螺旋齒輪傳動(dòng)螺旋齒輪傳動(dòng) 蝸桿蝸輪傳動(dòng)蝸桿蝸輪傳動(dòng) 圓錐齒輪傳動(dòng)圓錐齒輪傳動(dòng) 圓柱齒輪傳動(dòng)圓柱齒輪傳動(dòng) 定軸輪系傳動(dòng)定軸輪系傳動(dòng) 周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng) 鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng) 非圓齒輪傳動(dòng)非圓齒輪傳動(dòng) 行星輪系傳動(dòng)行星輪系傳動(dòng) 差動(dòng)輪系傳動(dòng)差動(dòng)輪系傳動(dòng) 選擇原則選擇原則 執(zhí)行系統(tǒng)的工況和工作要求與原動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性相匹配執(zhí)行系統(tǒng)的工況和工作要求與原動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性相匹配 考慮工作要求傳遞的功率和運(yùn)轉(zhuǎn)速度考慮工

38、作要求傳遞的功率和運(yùn)轉(zhuǎn)速度 有利于提高傳遞效率有利于提高傳遞效率 盡可能結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的單級(jí)傳動(dòng)裝置盡可能結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的單級(jí)傳動(dòng)裝置 考慮結(jié)構(gòu)布置考慮結(jié)構(gòu)布置 考慮經(jīng)濟(jì)性考慮經(jīng)濟(jì)性 考慮機(jī)械安全運(yùn)轉(zhuǎn)條件考慮機(jī)械安全運(yùn)轉(zhuǎn)條件 傳動(dòng)比的合理分配傳動(dòng)比的合理分配傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)種類種類平帶平帶V帶帶摩擦輪摩擦輪 齒輪齒輪蝸桿蝸桿鏈鏈圓周速度圓周速度 m s5 255 3015 2515 12015 3515 40減速比減速比 5 8 157 10 4 8 80 6 10最大功率最大功率 kW200750 1200150 250500005503750常用原動(dòng)機(jī)的類型及主要特點(diǎn)常用原動(dòng)機(jī)的類型及主要特點(diǎn) 原動(dòng)機(jī)

39、類型原動(dòng)機(jī)類型主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、體積小、運(yùn)行可靠、維護(hù)方結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、體積小、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、堅(jiān)固耐用；能保持恒速運(yùn)行及經(jīng)受較頻繁的啟便、堅(jiān)固耐用；能保持恒速運(yùn)行及經(jīng)受較頻繁的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)及制動(dòng)；但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，調(diào)速困難。一般動(dòng)、反轉(zhuǎn)及制動(dòng)；但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，調(diào)速困難。一般機(jī)械系統(tǒng)中應(yīng)用最多。機(jī)械系統(tǒng)中應(yīng)用最多。 同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī) 能在功率因子能在功率因子cos 1的狀態(tài)下運(yùn)行，不從電網(wǎng)吸收的狀態(tài)下運(yùn)行，不從電網(wǎng)吸收無(wú)功功率，運(yùn)行可靠，保持恒速運(yùn)行；但結(jié)構(gòu)較異無(wú)功功率，運(yùn)行可靠，保持恒速運(yùn)行；但結(jié)構(gòu)較異步電動(dòng)機(jī)復(fù)雜，造價(jià)較高，轉(zhuǎn)速不能調(diào)節(jié)。

40、適用于步電動(dòng)機(jī)復(fù)雜，造價(jià)較高，轉(zhuǎn)速不能調(diào)節(jié)。適用于大功率離心式水泵和通風(fēng)機(jī)等。大功率離心式水泵和通風(fēng)機(jī)等。 直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī) 能在恒功率下進(jìn)行調(diào)速，調(diào)速性能好，調(diào)速范圍寬，能在恒功率下進(jìn)行調(diào)速，調(diào)速性能好，調(diào)速范圍寬，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大；但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、維護(hù)工作量較大、價(jià)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大；但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、維護(hù)工作量較大、價(jià)格較高；機(jī)械特性較軟、需直流電源。格較高；機(jī)械特性較軟、需直流電源。 二、原動(dòng)機(jī)的選擇二、原動(dòng)機(jī)的選擇常用原動(dòng)機(jī)的類型及主要特點(diǎn)常用原動(dòng)機(jī)的類型及主要特點(diǎn) 原動(dòng)機(jī)類型原動(dòng)機(jī)類型主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)控制電動(dòng)機(jī)控制電動(dòng)機(jī) 能精密控制系統(tǒng)位置和角度、體積小、重量輕；具有寬廣而能精密控制系統(tǒng)位置和角度

41、、體積小、重量輕；具有寬廣而平滑的調(diào)速范圍和快速響應(yīng)能力，其理想的機(jī)械特性和調(diào)速平滑的調(diào)速范圍和快速響應(yīng)能力，其理想的機(jī)械特性和調(diào)速特性均為直線。廣泛用于工業(yè)控制、軍事、航空航天等領(lǐng)域。特性均為直線。廣泛用于工業(yè)控制、軍事、航空航天等領(lǐng)域。 內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī) 功率范圍寬、操作簡(jiǎn)便、啟動(dòng)迅速；但對(duì)燃油要求高、排氣功率范圍寬、操作簡(jiǎn)便、啟動(dòng)迅速；但對(duì)燃油要求高、排氣污染環(huán)境、噪聲大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。多用于工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、污染環(huán)境、噪聲大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。多用于工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、船舶、車輛等。船舶、車輛等。 液壓馬達(dá)液壓馬達(dá) 可獲得很大的動(dòng)力和轉(zhuǎn)矩，運(yùn)動(dòng)速度和輸出動(dòng)力、轉(zhuǎn)矩調(diào)整可獲得很大的動(dòng)力和轉(zhuǎn)矩，運(yùn)動(dòng)速度

42、和輸出動(dòng)力、轉(zhuǎn)矩調(diào)整控制方便，易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工藝過(guò)程的動(dòng)作要求；但需要有高壓控制方便，易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工藝過(guò)程的動(dòng)作要求；但需要有高壓油的供給系統(tǒng)，油溫變化較大時(shí)，影響工作穩(wěn)定性；密封不油的供給系統(tǒng)，油溫變化較大時(shí)，影響工作穩(wěn)定性；密封不良時(shí)，污染工作環(huán)境；液壓系統(tǒng)制造裝配要求高。良時(shí)，污染工作環(huán)境；液壓系統(tǒng)制造裝配要求高。 氣動(dòng)馬達(dá)氣動(dòng)馬達(dá) 工作介質(zhì)為空氣，易遠(yuǎn)距離輸送、無(wú)污染，能適應(yīng)惡劣環(huán)境、工作介質(zhì)為空氣，易遠(yuǎn)距離輸送、無(wú)污染，能適應(yīng)惡劣環(huán)境、動(dòng)作速度快；但工作穩(wěn)定性較差，噪聲大；輸出轉(zhuǎn)矩不大，動(dòng)作速度快；但工作穩(wěn)定性較差，噪聲大；輸出轉(zhuǎn)矩不大，傳動(dòng)時(shí)速度較難控制。適用于小型輕載的工作機(jī)械。傳動(dòng)時(shí)

43、速度較難控制。適用于小型輕載的工作機(jī)械。 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(tái)輕，移動(dòng)工作臺(tái)比移動(dòng)三軸容易。故采用第二種方案。多頭專用鉆多頭專用鉆床床機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一臺(tái)自動(dòng)鉆床，用來(lái)同時(shí)加工圖示零件上的三個(gè)孔，設(shè)計(jì)一臺(tái)自動(dòng)鉆床，用來(lái)同時(shí)加工圖示零件上的三個(gè)孔，并能自動(dòng)送料。并能自動(dòng)送料。3020382020502010 運(yùn)動(dòng)方案選擇運(yùn)動(dòng)方案選擇 工藝動(dòng)作工藝動(dòng)作鉆頭一邊旋轉(zhuǎn)，同鉆頭一邊旋轉(zhuǎn)，同時(shí)相對(duì)于工件作移動(dòng)時(shí)相對(duì)于工件作移動(dòng)三種運(yùn)動(dòng)方案三種運(yùn)動(dòng)方案 鉆頭旋轉(zhuǎn)，同時(shí)軸向進(jìn)給，鉆頭旋轉(zhuǎn)，同時(shí)軸向進(jìn)給，工作臺(tái)靜止工作臺(tái)靜止 鉆

44、頭旋轉(zhuǎn)，工作臺(tái)帶動(dòng)工件進(jìn)給鉆頭旋轉(zhuǎn)，工作臺(tái)帶動(dòng)工件進(jìn)給 工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)，鉆頭作軸向進(jìn)給工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)，鉆頭作軸向進(jìn)給送料機(jī)構(gòu)采取從料倉(cāng)推送工件的方式送料機(jī)構(gòu)采取從料倉(cāng)推送工件的方式 執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)工作臺(tái)工作臺(tái)送料桿送料桿料倉(cāng)料倉(cāng)三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件鉆頭、工作臺(tái)、送料桿鉆頭、工作臺(tái)、送料桿 工藝過(guò)程工藝過(guò)程 送料桿往右推出零送料桿往右推出零件，并頂出加工好件，并頂出加工好的零件的零件 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(tái)帶動(dòng)工件快速上送料桿返回，工作臺(tái)帶動(dòng)工件快速上移接近鉆頭移接近鉆頭 工作臺(tái)慢速工進(jìn)；工作臺(tái)慢速工進(jìn)； 鉆孔結(jié)束后，工作臺(tái)快速退回，完

45、成一個(gè)工作循環(huán)鉆孔結(jié)束后，工作臺(tái)快速退回，完成一個(gè)工作循環(huán)鉆頭的轉(zhuǎn)速鉆頭的轉(zhuǎn)速 nc 1000v ( d)d鉆頭直徑，鉆頭直徑，d 8 mm v 切削速度，查手冊(cè)切削速度，查手冊(cè)45鋼，可選鋼，可選v 12.5m minnc 500 rpm工作臺(tái)為往復(fù)運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)為往復(fù)運(yùn)動(dòng)鉆孔工藝要求鉆孔工藝要求 工作臺(tái)帶動(dòng)工件快速上移接近鉆頭工作臺(tái)帶動(dòng)工件快速上移接近鉆頭 工作臺(tái)改用工作進(jìn)給速度先鉆凸臺(tái)上的孔，待鉆到工作臺(tái)改用工作進(jìn)給速度先鉆凸臺(tái)上的孔，待鉆到 一定一定深度時(shí)，三個(gè)鉆頭才同時(shí)鉆進(jìn)，因工作阻力增加，故進(jìn)給深度時(shí)，三個(gè)鉆頭才同時(shí)鉆進(jìn)，因工作阻力增加，故進(jìn)給速度應(yīng)減小速度應(yīng)減小 鉆孔結(jié)束后，工作臺(tái)快

46、速退回，完成一個(gè)工作循環(huán)鉆孔結(jié)束后，工作臺(tái)快速退回，完成一個(gè)工作循環(huán)工作臺(tái)一個(gè)工作循環(huán)總時(shí)間工作臺(tái)一個(gè)工作循環(huán)總時(shí)間 T1 t1 t2 t3 t4 t5 24.6 s工作臺(tái)每分鐘工作循環(huán)數(shù)工作臺(tái)每分鐘工作循環(huán)數(shù) n1 60 T1 2.44送料桿的運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直動(dòng)，運(yùn)動(dòng)循環(huán)時(shí)間與工作臺(tái)相同送料桿的運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直動(dòng)，運(yùn)動(dòng)循環(huán)時(shí)間與工作臺(tái)相同 Ts 24.6 s工作臺(tái)的行程工作臺(tái)的行程 Hf h0 h1 h2h1 單孔鉆削深度，取單孔鉆削深度，取h1 13 mmh2 三孔同時(shí)鉆削深度，取三孔同時(shí)鉆削深度，取h2 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Hs 100 mmh0 工作臺(tái)快速趨近鉆頭的運(yùn)動(dòng)距離，取工作臺(tái)快速趨近鉆頭的運(yùn)動(dòng)距離，取h0 15 mm工作循環(huán)圖工作循環(huán)圖凸輪轉(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(tái)工作臺(tái) 停止停止 單孔鉆單孔鉆 三孔鉆三孔鉆 快退快退快快進(jìn)進(jìn) 原動(dòng)機(jī)的選擇原動(dòng)機(jī)的選擇類型類型交流異步感應(yīng)電動(dòng)