機械原理機構系統(tǒng)設計課件

機械原理-機構系統(tǒng)設計2022/10/28機械原理機構系統(tǒng)設計機械原理-機構系統(tǒng)設計2022/10/22機械原理機構系統(tǒng)設1§1發(fā)展趨勢制造科學是多學科交叉的學科制造技藝→制造技術→制造科學；制造活動的社會性、制造系統(tǒng)的開放性→制造科學綜合性；制造科學不可能在孤立、封閉的狀態(tài)下發(fā)展，必然走兼采百家之長、交叉融合的道路；現(xiàn)代物理、數(shù)學、化學、生命、信息、材料、管理和系統(tǒng)等科學的發(fā)展，為制造科學不斷提供新的推動力，也不斷豐富著現(xiàn)代制造學科的內(nèi)涵和外延。機械原理機構系統(tǒng)設計§1發(fā)展趨勢制造科學是多學科交叉的學科機械原理機構系統(tǒng)設計2制造業(yè)是國家的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達的制造業(yè)，是實現(xiàn)工業(yè)化的必備條件高度發(fā)達的制造業(yè)，是衡量國家國際競爭力的重要標志高度發(fā)達的制造業(yè)，是決定國家在經(jīng)濟全球化進程中國際分工地位的關鍵因素機械原理機構系統(tǒng)設計制造業(yè)是國家的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達的制造業(yè)，是實現(xiàn)工業(yè)化的必備3許多高技術我國尚未掌握，許多重大裝備我國不能自主制造，缺乏自主創(chuàng)新能力是制造大國，不是制造強國發(fā)電設備、機床、汽車、電子制造等產(chǎn)品產(chǎn)量居世界前列，卻沒有一家裝備制造企業(yè)能躋身世界500強關鍵裝備大多依賴進口光電子制造設備的100%IC制造裝備的85%高檔數(shù)控機床的70%機械原理機構系統(tǒng)設計許多高技術我國尚未掌握，許多重大裝備我國不能自主制造，缺乏自4發(fā)展趨勢

“數(shù)”是發(fā)展的核心“精”是發(fā)展的關鍵“極”是發(fā)展的焦點“自”是發(fā)展的條件“網(wǎng)”是發(fā)展的道路“集”是發(fā)展的方法“智”是發(fā)展的前景“綠”是發(fā)展的必然機械原理機構系統(tǒng)設計發(fā)展趨勢“數(shù)”是發(fā)展的核心機械原理機構系統(tǒng)設5機械原理機構系統(tǒng)設計機械原理機構系統(tǒng)設計6機械原理機構系統(tǒng)設計機械原理機構系統(tǒng)設計7據(jù)報道，由于日本地震及海嘯的影響，iPod、iPhone、iPad和MacBook的鋰電池供應短缺已經(jīng)迫在眉睫，原因是日本Kureha公司由于地震原因，不得不關閉其日本工廠。日本Kureha公司控制著全球聚偏二氟乙烯polyvinylidenefluoride（簡寫為PVDF）近70%市場份額，這種化合物是鋰電池的重要原料之一。而Kureha公司唯一一家制造PVDF的工廠就位于此次地震的重災區(qū)福島磐城。電池組里的電池單元似乎也是蘋果日本子公司提供的，盡管最后的電池組組裝是在中國進行。一則消息（2011.3.18網(wǎng)絡檢索關鍵詞：日本地震、蘋果電池）機械原理機構系統(tǒng)設計據(jù)報道，由于日本地震及海嘯的影響，iPod、iPhone、8鋼鐵大國稀土大國汽車大國…？人無我有→創(chuàng)新人有我精→也是創(chuàng)新(現(xiàn)階段)如何創(chuàng)新與設計？機械原理機構系統(tǒng)設計鋼鐵大國如何創(chuàng)新與設計？機械原理機構系統(tǒng)設計9§1執(zhí)行機構運動方案設計一、功能原理與工藝動作設計之間的關系1、實現(xiàn)同一使用要求或工藝要求，可能采用不同的功能原理。

例：舉升，可采用三種不同的功能原理。機械,電磁吸附,水浮力機械（連桿、凸輪、螺旋）機械原理機構系統(tǒng)設計§1執(zhí)行機構運動方案設計一、功能原理與工藝動作設計之間的10舉升機械原理機構系統(tǒng)設計舉升機械原理機構系統(tǒng)設計111)采用往復移動的工藝動作改變?nèi)莘e；例：取水，可采用不同的功能原理。機械原理機構系統(tǒng)設計1)采用往復移動的工藝動作改變?nèi)莘e；例：取水，可采用不同的功122)采用往復擺動的工藝動作改變?nèi)莘e；機械原理機構系統(tǒng)設計2)采用往復擺動的工藝動作改變?nèi)莘e；機械原理機構系統(tǒng)設計133)采用旋轉(zhuǎn)工藝動作改變?nèi)莘e；機械原理機構系統(tǒng)設計3)采用旋轉(zhuǎn)工藝動作改變?nèi)莘e；機械原理機構系統(tǒng)設計142、采用不同的功能原理，必然導致采用不同的工藝動作

a）采用改變水的動能的功能原理——葉片高速旋轉(zhuǎn)b）采用改變?nèi)蒹w容積——往復移動（往復泵）；C）往復擺動（擺動泵）；旋轉(zhuǎn)運動（旋轉(zhuǎn)泵）；機械原理機構系統(tǒng)設計2、采用不同的功能原理，必然導致采用不同的工藝動作機械原理機15二、工藝動作設計與運動方案設計的關系1、工藝動作設計得不相同，設計出的機構運動方案也就不相同；

例洗衣機機械原理機構系統(tǒng)設計二、工藝動作設計與運動方案設計的關系1、工藝動作設計得16洗衣機單缸單洗洗衣機雙缸半自動洗衣機全自動滾筒洗衣機機械原理機構系統(tǒng)設計洗衣機單缸單洗洗衣機雙缸半自動洗衣機全自動滾筒洗衣機機械原理172、不同的機構可能實現(xiàn)同一工藝動作，滿足同樣的使用要求；

機械原理機構系統(tǒng)設計2、不同的機構可能實現(xiàn)同一工藝動作，滿足同樣的使用要求；機械18機械原理機構系統(tǒng)設計機械原理機構系統(tǒng)設計193、為獲得好的運動方案，就應當擬定評價體系，并據(jù)此體系進行綜合評價才能作出決策。

機械原理機構系統(tǒng)設計3、為獲得好的運動方案，就應當擬定評價體系，并據(jù)此體系進行綜20采用相同的功能原理，也可能采用不同的工藝動作。機械原理機構系統(tǒng)設計采用相同的功能原理，也可能采用不同的工藝21并聯(lián)機床機械原理機構系統(tǒng)設計并聯(lián)機床機械原理機構系統(tǒng)設計22對于比較復雜的使用要求和工藝要求，往往需要多個功能原理組合成一個總的功能原理來滿足。（如自動機：工藝要求復雜）機械原理機構系統(tǒng)設計對于比較復雜的使用要求和工藝要求，往往需要多個功能原理23印刷機機械原理機構系統(tǒng)設計印刷機機械原理機構系統(tǒng)設計24工藝過程設計 根據(jù)已擬定的功能原理及工藝動作進行工藝過程設計。工藝過程設計的總要求：（1）工序集中原則（2）工序分散原則（工序能集中就盡量集中，集中有困難，就分散）（3）各工序的工藝時間相等原則（4）多工件同時加工原則（5）縮短工作周期原則（時間重疊）

機械原理機構系統(tǒng)設計工藝過程設計 根據(jù)已擬定的功能原理及工藝動作進行工藝過程設計25一、功能原理與工藝動作設計之間的關系1、實現(xiàn)同一使用要求或工藝要求，可能采用不同的功能原理。 例：井中取水可采用多種不同的功能原理。2、采用不同的功能原理，必然導致采用不同的工藝動作。 a）采用改變水的動能的功能原理-葉片高速旋轉(zhuǎn)； b）采用改變?nèi)蒹w容積--往復移動（往復泵）、往復擺動（擺動泵）、旋轉(zhuǎn)運動（旋轉(zhuǎn)泵）；3、采用相同的功能原理，也可能采用不同的工藝動作。4、對于比較復雜的使用要求和工藝要求，往往需要多個功能原理組合成一個總的功能原理來滿足。（如自動機：工藝要求復雜）機械原理機構系統(tǒng)設計一、功能原理與工藝動作設計之間的關系1、實現(xiàn)同一使用要求或工26二、工藝動作設計與運動方案設計的關系1、工藝動作設計得不相同，設計出的機構運動方案也就不相同；

2、不同的機構可能實現(xiàn)同一工藝動作，滿足同樣的使用要求；

3、為獲得好的運動方案，就應當擬定評價體系，并據(jù)此體系進行綜合評價才能作出決策。機械原理機構系統(tǒng)設計二、工藝動作設計與運動方案設計的關系1、工藝動作設計得27提水1：采用往復移動的工藝動作改變?nèi)莘e；機械原理機構系統(tǒng)設計提水1：采用往復移動的工藝動作改變?nèi)莘e；機械原理機構系統(tǒng)設計28提水2：采用往復擺動的工藝動作改變?nèi)莘e機械原理機構系統(tǒng)設計提水2：采用往復擺動的工藝動作改變?nèi)莘e機械原理機構系統(tǒng)設計29提水3：采用旋轉(zhuǎn)工藝動作改變?nèi)莘e機械原理機構系統(tǒng)設計提水3：采用旋轉(zhuǎn)工藝動作改變?nèi)莘e機械原理機構系統(tǒng)設計30三、工藝過程設計 根據(jù)已擬定的功能原理及工藝動作進行工藝過程設計。 工藝過程設計的總要求：工序集中原則；工序分散原則：工序能集中就盡量集中，集中有困難，就分散。各工序的工藝時間相等原則；多工件同時加工原則；縮短工作周期原則：各執(zhí)行構件工作時間重疊；工作時間與空行程時間互相重疊；空行程與空行程時間互相重疊。機械原理機構系統(tǒng)設計三、工藝過程設計 根據(jù)已擬定的功能原理及工藝動作進行工藝過程31§8.3執(zhí)行機構運動規(guī)律設計1、根據(jù)使用要求和功能原理，制定合理的運動規(guī)律。1）應充分考慮使用要求和功能原理。2）在滿足使用要求的前提下，應盡可能設計出簡單且易于實現(xiàn)的運動規(guī)律。3）必要時，應重新構思新的功能原理。4）為使工藝過程自動化，原封不動的按傳統(tǒng)工藝動作去設計自動化機構系統(tǒng)，其效果往往是不好的。機械原理機構系統(tǒng)設計§8.3執(zhí)行機構運動規(guī)律設計1、根據(jù)使用要求和功能原理，制322、把復雜的運動規(guī)律（工藝動作）進行分解1）機構所能實現(xiàn)的基本運動行式：單向轉(zhuǎn)動單向移動往復擺動往復移動間歇運動軌跡運動機械原理機構系統(tǒng)設計2、把復雜的運動規(guī)律（工藝動作）進行分解1）機構所能實現(xiàn)的基33輸入輸出轉(zhuǎn)動變速轉(zhuǎn)動往復擺動移動變速移動往復移動間歇轉(zhuǎn)動間歇擺動間歇移動軌跡運動轉(zhuǎn)動齒輪平行連桿雙萬向節(jié)蝸輪蝸桿雙搖桿曲柄導桿齒輪萬向節(jié)曲柄搖桿曲柄導桿凸輪齒輪齒條螺旋機構凸輪槽輪不完全齒凸輪凸輪連桿往復擺動搖桿曲柄導桿曲柄雙搖桿棘輪齒條棘輪棘輪移動齒輪齒條往復移動滑塊曲柄移動凸輪各種機構的運動特性機械原理機構系統(tǒng)設計輸入輸出轉(zhuǎn)動變速往復移動變速往復間歇間歇間歇軌跡轉(zhuǎn)動齒輪雙搖342）常見的運動分解合成情況（1）某些周期性運動（包括間歇運動機構與非勻速運動)一般可分解為一個勻速運動與一個附加的往復運動，并且分別用比較簡單的機構予以實現(xiàn)，然后合成之。（2）不同特性的非勻速運動合成往往可以實現(xiàn)比較復雜的運動。（3）相同特性運動合成往往可以得到增加或減小輸出位移量的效果。（4）復雜的曲線運動往往可以分解成不同方向的簡單移動或一個簡單移動和轉(zhuǎn)動。12123456abc123456s12345baS1245xy3235x(a)(b)機械原理機構系統(tǒng)設計2）常見的運動分解合成情況（1）某些周期性運動（包括間歇運動353、要使分解后的運動規(guī)律協(xié)調(diào)配合（1）簡單情況可采用機構合成法 將多個分解運動輸入到具有多個自由度的機構中，合成為一個復雜的運動。（2）可采用分配軸的方法使各分解運動協(xié)調(diào)配合。（3）可采用電氣控制或計算機數(shù)字控制的方法使各分解運動協(xié)調(diào)配合。機械原理機構系統(tǒng)設計3、要使分解后的運動規(guī)律協(xié)調(diào)配合（1）簡單情況可采用機構合成36§8-4執(zhí)行機構運動協(xié)調(diào)設計一、執(zhí)行機構的布置二、執(zhí)行機構運動協(xié)調(diào)設計應滿足的要求三、執(zhí)行機構運動協(xié)調(diào)設計的分析計算機械原理機構系統(tǒng)設計§8-4執(zhí)行機構運動協(xié)調(diào)設計一、執(zhí)行機構的布置機械原理機37一、執(zhí)行機構的布局執(zhí)行構件的布置特別要考慮到控制此執(zhí)行構件運動的執(zhí)行機構的安裝是否方便執(zhí)行機構的布置與執(zhí)行構件的聯(lián)接是否方便；執(zhí)行機構原動件布置的位置是否恰當；盡可能接近執(zhí)行構件；使各執(zhí)行機構原動件盡可能集中布置在一根軸或少數(shù)幾根軸上；各原動件應保持等速或定速比。機械原理機構系統(tǒng)設計一、執(zhí)行機構的布局執(zhí)行構件的布置機械原理機構系統(tǒng)設計38二、執(zhí)行機構運動協(xié)調(diào)設計應滿足的要求保證各執(zhí)行機構動作的順序性；各執(zhí)行構件的動作在時間上同步；保證空間的同步性；保證系統(tǒng)各執(zhí)行構件對操作對象的操作具有單一性或協(xié)同性；二執(zhí)行構件的動作之間應保持時間上的間隔，以避免動作銜接處發(fā)生干涉；機械原理機構系統(tǒng)設計二、執(zhí)行機構運動協(xié)調(diào)設計應滿足的要求保證各執(zhí)行機構動作的順序39設計實例：粉料壓片機粉料片?機械原理機構系統(tǒng)設計設計實例：粉料壓片機粉料片?機械原理機構系統(tǒng)設計40運動方案設計運動規(guī)律設計運動協(xié)調(diào)設計機械原理機構系統(tǒng)設計運動方案設計機械原理機構系統(tǒng)設計411、運動方案設計：工藝過程及運動分析移動料斗3至模具11的型腔上方，并準備將粉料裝入型腔；料斗振動，將粉料裝入型腔；下沖頭5下沉，以防止上沖頭9下壓時將型腔內(nèi)粉料抖出；上沖頭下壓,下沖頭上壓，加壓粉料并保壓一定時間，使藥片成型；上沖頭快速退出,下沖頭將壓好的藥片推出型腔，完成壓片工藝過程。執(zhí)行構件：3、9、535911其他方案機械原理機構系統(tǒng)設計1、運動方案設計：工藝過程及運動分析移動料斗3至模具11的型42138957462ⅠⅡⅢⅣ611凸輪/連桿機構Ⅰ凸輪機構Ⅱ多桿機構Ⅲ凸輪機構Ⅳ2、運動規(guī)律設計機械原理機構系統(tǒng)設計138957462ⅠⅡⅢⅣ611凸輪/連桿機構Ⅰ2、運動規(guī)律433、運動協(xié)調(diào)設計1s1分配軸IIIIIIIV234s2s3s4思考：存在的問題？機械原理機構系統(tǒng)設計3、運動協(xié)調(diào)設計1s1分IIIIIIIV234s244三、執(zhí)行機構運動協(xié)調(diào)設計的分析計算各執(zhí)行機構運動循環(huán)時間同步化計算確定最大工作循環(huán)周期Tmax；確定機械最小工作循環(huán)周期Tmin；確定合理的機構系統(tǒng)的工作循環(huán)周期T；確定各機構分配軸的轉(zhuǎn)速和工作行程的起始角。各執(zhí)行機構運動循環(huán)空間同步化計算合理確定各執(zhí)行機構的運動錯位角，避免空間上的干涉。機械原理機構系統(tǒng)設計三、執(zhí)行機構運動協(xié)調(diào)設計的分析計算各執(zhí)行機構運動循環(huán)時間同步45§8-5機械運動循環(huán)圖設計一、機械運動循環(huán)圖

1、機械運動循環(huán)圖定義表達機械各執(zhí)行機構（構件）在一個運動環(huán)中各動作的協(xié)調(diào)配合關系的簡單明確圖，稱機械運動循環(huán)圖。機械原理機構系統(tǒng)設計§8-5機械運動循環(huán)圖設計一、機械運動循環(huán)圖1、機械462、機械運動循環(huán)圖的類型1）直線式循環(huán)圖（矩形循環(huán)圖）主軸轉(zhuǎn)角0°90°180°270°360°195°印頭往復擺動機構印頭工作行程（印刷）印頭空回行程油輥往復擺動機構油輥空回行程（勻油）

60°

油輥工作行程（給鉛字上油）油盤間歇運動機構油盤轉(zhuǎn)動油盤靜止機械原理機構系統(tǒng)設計2、機械運動循環(huán)圖的類型1）直線式循環(huán)圖（矩形循環(huán)圖）主軸472）圓形循環(huán)圖（極坐標式）油輥工作室（給鉛字上油）印頭空回行程盤轉(zhuǎn)動油油盤靜止（刷工作行程印頭?。┯洼伩栈匦谐蹋ㄓ蛣颍C械原理機構系統(tǒng)設計2）圓形循環(huán)圖（極坐標式）油輥工作室（給鉛字上油）印頭空回483）直角坐標式循環(huán)圖主軸轉(zhuǎn)角印頭往復擺動機構油輥往復擺動機構油盤間歇運動機構90°180°270°360°195°195°60°60°110°0°70°機械原理機構系統(tǒng)設計3）直角坐標式循環(huán)圖主軸印頭往復油輥往復油盤間歇90°18049二、機械運動循環(huán)圖的設計1、設計要點完成系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設計;確定參照機構（構件）;設計單一執(zhí)行機械運動循環(huán)圖;設計機械運動循環(huán)圖.機械原理機構系統(tǒng)設計二、機械運動循環(huán)圖的設計1、設計要點機械原理機構系統(tǒng)設計50myhⅠⅢⅤⅡ1213459101314151617181978ⅣKba6112018126

臥式多工位冷墩機121091166614135141516Ⅱ1）完成工序：進料截料整形壓角沖孔冷墩978Ⅲ齒輪機構2）選型（1）進料機構機構系統(tǒng)Ⅲ曲柄搖桿機構棘輪機構2）選型（2）斷料機構機構系統(tǒng)Ⅱ直動從動件凸輪機構曲柄滑塊機構2、示例機械原理機構系統(tǒng)設計myhⅠⅢⅤⅡ1213459101314151617181951ⅠⅢⅤⅡ1213459101314151617181978ⅣKba611201812662、示例機械原理機構系統(tǒng)設計ⅠⅢⅤⅡ1213459101314151617181978Ⅳ52myh2）選型（3）冷墩機構機構系統(tǒng)I：曲柄滑塊機構（+陰模），完成整形、壓角、沖孔ⅠⅢⅤⅡ1213459101314151617181978ⅣKba6112018126臥式多工位冷墩機2）選型（4）頂料機構機構系統(tǒng)Ⅳ：鉸鏈四桿機構；完成頂料19Ⅳ201312連桿機構2）選型（5）運料機構機構系統(tǒng)Ⅴ圓錐齒輪機構等寬凸輪機構181817機械原理機構系統(tǒng)設計myh2）選型機構系統(tǒng)I：曲柄滑塊機構（+陰模），完成整53冷鐓機構的

運動循環(huán)圖機構執(zhí)行件工藝動作ⅠⅢⅤⅡⅣ沖頭斷料刀輥輪頂桿鉗架向前向后前停后停停停停停切刀向前切刀后退切刀前停切刀向前切刀后停停送料擺動擺動S10o180o360o0向前向后機械原理機構系統(tǒng)設計冷鐓機構的

運動循環(huán)圖機構執(zhí)行件工藝動作ⅠⅢⅤⅡⅣ沖頭斷54演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew2022/10/28機械原理機構系統(tǒng)設計演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew55機械原理-機構系統(tǒng)設計2022/10/28機械原理機構系統(tǒng)設計機械原理-機構系統(tǒng)設計2022/10/22機械原理機構系統(tǒng)設56§1發(fā)展趨勢制造科學是多學科交叉的學科制造技藝→制造技術→制造科學；制造活動的社會性、制造系統(tǒng)的開放性→制造科學綜合性；制造科學不可能在孤立、封閉的狀態(tài)下發(fā)展，必然走兼采百家之長、交叉融合的道路；現(xiàn)代物理、數(shù)學、化學、生命、信息、材料、管理和系統(tǒng)等科學的發(fā)展，為制造科學不斷提供新的推動力，也不斷豐富著現(xiàn)代制造學科的內(nèi)涵和外延。機械原理機構系統(tǒng)設計§1發(fā)展趨勢制造科學是多學科交叉的學科機械原理機構系統(tǒng)設計57制造業(yè)是國家的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達的制造業(yè)，是實現(xiàn)工業(yè)化的必備條件高度發(fā)達的制造業(yè)，是衡量國家國際競爭力的重要標志高度發(fā)達的制造業(yè)，是決定國家在經(jīng)濟全球化進程中國際分工地位的關鍵因素機械原理機構系統(tǒng)設計制造業(yè)是國家的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達的制造業(yè)，是實現(xiàn)工業(yè)化的必備58許多高技術我國尚未掌握，許多重大裝備我國不能自主制造，缺乏自主創(chuàng)新能力是制造大國，不是制造強國發(fā)電設備、機床、汽車、電子制造等產(chǎn)品產(chǎn)量居世界前列，卻沒有一家裝備制造企業(yè)能躋身世界500強關鍵裝備大多依賴進口光電子制造設備的100%IC制造裝備的85%高檔數(shù)控機床的70%機械原理機構系統(tǒng)設計許多高技術我國尚未掌握，許多重大裝備我國不能自主制造，缺乏自59發(fā)展趨勢

“數(shù)”是發(fā)展的核心“精”是發(fā)展的關鍵“極”是發(fā)展的焦點“自”是發(fā)展的條件“網(wǎng)”是發(fā)展的道路“集”是發(fā)展的方法“智”是發(fā)展的前景“綠”是發(fā)展的必然機械原理機構系統(tǒng)設計發(fā)展趨勢“數(shù)”是發(fā)展的核心機械原理機構系統(tǒng)設60機械原理機構系統(tǒng)設計機械原理機構系統(tǒng)設計61機械原理機構系統(tǒng)設計機械原理機構系統(tǒng)設計62據(jù)報道，由于日本地震及海嘯的影響，iPod、iPhone、iPad和MacBook的鋰電池供應短缺已經(jīng)迫在眉睫，原因是日本Kureha公司由于地震原因，不得不關閉其日本工廠。日本Kureha公司控制著全球聚偏二氟乙烯polyvinylidenefluoride（簡寫為PVDF）近70%市場份額，這種化合物是鋰電池的重要原料之一。而Kureha公司唯一一家制造PVDF的工廠就位于此次地震的重災區(qū)福島磐城。電池組里的電池單元似乎也是蘋果日本子公司提供的，盡管最后的電池組組裝是在中國進行。一則消息（2011.3.18網(wǎng)絡檢索關鍵詞：日本地震、蘋果電池）機械原理機構系統(tǒng)設計據(jù)報道，由于日本地震及海嘯的影響，iPod、iPhone、63鋼鐵大國稀土大國汽車大國…？人無我有→創(chuàng)新人有我精→也是創(chuàng)新(現(xiàn)階段)如何創(chuàng)新與設計？機械原理機構系統(tǒng)設計鋼鐵大國如何創(chuàng)新與設計？機械原理機構系統(tǒng)設計64§1執(zhí)行機構運動方案設計一、功能原理與工藝動作設計之間的關系1、實現(xiàn)同一使用要求或工藝要求，可能采用不同的功能原理。

例：舉升，可采用三種不同的功能原理。機械,電磁吸附,水浮力機械（連桿、凸輪、螺旋）機械原理機構系統(tǒng)設計§1執(zhí)行機構運動方案設計一、功能原理與工藝動作設計之間的65舉升機械原理機構系統(tǒng)設計舉升機械原理機構系統(tǒng)設計661)采用往復移動的工藝動作改變?nèi)莘e；例：取水，可采用不同的功能原理。機械原理機構系統(tǒng)設計1)采用往復移動的工藝動作改變?nèi)莘e；例：取水，可采用不同的功672)采用往復擺動的工藝動作改變?nèi)莘e；機械原理機構系統(tǒng)設計2)采用往復擺動的工藝動作改變?nèi)莘e；機械原理機構系統(tǒng)設計683)采用旋轉(zhuǎn)工藝動作改變?nèi)莘e；機械原理機構系統(tǒng)設計3)采用旋轉(zhuǎn)工藝動作改變?nèi)莘e；機械原理機構系統(tǒng)設計692、采用不同的功能原理，必然導致采用不同的工藝動作

a）采用改變水的動能的功能原理——葉片高速旋轉(zhuǎn)b）采用改變?nèi)蒹w容積——往復移動（往復泵）；C）往復擺動（擺動泵）；旋轉(zhuǎn)運動（旋轉(zhuǎn)泵）；機械原理機構系統(tǒng)設計2、采用不同的功能原理，必然導致采用不同的工藝動作機械原理機70二、工藝動作設計與運動方案設計的關系1、工藝動作設計得不相同，設計出的機構運動方案也就不相同；

例洗衣機機械原理機構系統(tǒng)設計二、工藝動作設計與運動方案設計的關系1、工藝動作設計得71洗衣機單缸單洗洗衣機雙缸半自動洗衣機全自動滾筒洗衣機機械原理機構系統(tǒng)設計洗衣機單缸單洗洗衣機雙缸半自動洗衣機全自動滾筒洗衣機機械原理722、不同的機構可能實現(xiàn)同一工藝動作，滿足同樣的使用要求；

機械原理機構系統(tǒng)設計2、不同的機構可能實現(xiàn)同一工藝動作，滿足同樣的使用要求；機械73機械原理機構系統(tǒng)設計機械原理機構系統(tǒng)設計743、為獲得好的運動方案，就應當擬定評價體系，并據(jù)此體系進行綜合評價才能作出決策。

機械原理機構系統(tǒng)設計3、為獲得好的運動方案，就應當擬定評價體系，并據(jù)此體系進行綜75采用相同的功能原理，也可能采用不同的工藝動作。機械原理機構系統(tǒng)設計采用相同的功能原理，也可能采用不同的工藝76并聯(lián)機床機械原理機構系統(tǒng)設計并聯(lián)機床機械原理機構系統(tǒng)設計77對于比較復雜的使用要求和工藝要求，往往需要多個功能原理組合成一個總的功能原理來滿足。（如自動機：工藝要求復雜）機械原理機構系統(tǒng)設計對于比較復雜的使用要求和工藝要求，往往需要多個功能原理78印刷機機械原理機構系統(tǒng)設計印刷機機械原理機構系統(tǒng)設計79工藝過程設計 根據(jù)已擬定的功能原理及工藝動作進行工藝過程設計。工藝過程設計的總要求：（1）工序集中原則（2）工序分散原則（工序能集中就盡量集中，集中有困難，就分散）（3）各工序的工藝時間相等原則（4）多工件同時加工原則（5）縮短工作周期原則（時間重疊）

機械原理機構系統(tǒng)設計工藝過程設計 根據(jù)已擬定的功能原理及工藝動作進行工藝過程設計80一、功能原理與工藝動作設計之間的關系1、實現(xiàn)同一使用要求或工藝要求，可能采用不同的功能原理。 例：井中取水可采用多種不同的功能原理。2、采用不同的功能原理，必然導致采用不同的工藝動作。 a）采用改變水的動能的功能原理-葉片高速旋轉(zhuǎn)； b）采用改變?nèi)蒹w容積--往復移動（往復泵）、往復擺動（擺動泵）、旋轉(zhuǎn)運動（旋轉(zhuǎn)泵）；3、采用相同的功能原理，也可能采用不同的工藝動作。4、對于比較復雜的使用要求和工藝要求，往往需要多個功能原理組合成一個總的功能原理來滿足。（如自動機：工藝要求復雜）機械原理機構系統(tǒng)設計一、功能原理與工藝動作設計之間的關系1、實現(xiàn)同一使用要求或工81二、工藝動作設計與運動方案設計的關系1、工藝動作設計得不相同，設計出的機構運動方案也就不相同；

2、不同的機構可能實現(xiàn)同一工藝動作，滿足同樣的使用要求；

3、為獲得好的運動方案，就應當擬定評價體系，并據(jù)此體系進行綜合評價才能作出決策。機械原理機構系統(tǒng)設計二、工藝動作設計與運動方案設計的關系1、工藝動作設計得82提水1：采用往復移動的工藝動作改變?nèi)莘e；機械原理機構系統(tǒng)設計提水1：采用往復移動的工藝動作改變?nèi)莘e；機械原理機構系統(tǒng)設計83提水2：采用往復擺動的工藝動作改變?nèi)莘e機械原理機構系統(tǒng)設計提水2：采用往復擺動的工藝動作改變?nèi)莘e機械原理機構系統(tǒng)設計84提水3：采用旋轉(zhuǎn)工藝動作改變?nèi)莘e機械原理機構系統(tǒng)設計提水3：采用旋轉(zhuǎn)工藝動作改變?nèi)莘e機械原理機構系統(tǒng)設計85三、工藝過程設計 根據(jù)已擬定的功能原理及工藝動作進行工藝過程設計。 工藝過程設計的總要求：工序集中原則；工序分散原則：工序能集中就盡量集中，集中有困難，就分散。各工序的工藝時間相等原則；多工件同時加工原則；縮短工作周期原則：各執(zhí)行構件工作時間重疊；工作時間與空行程時間互相重疊；空行程與空行程時間互相重疊。機械原理機構系統(tǒng)設計三、工藝過程設計 根據(jù)已擬定的功能原理及工藝動作進行工藝過程86§8.3執(zhí)行機構運動規(guī)律設計1、根據(jù)使用要求和功能原理，制定合理的運動規(guī)律。1）應充分考慮使用要求和功能原理。2）在滿足使用要求的前提下，應盡可能設計出簡單且易于實現(xiàn)的運動規(guī)律。3）必要時，應重新構思新的功能原理。4）為使工藝過程自動化，原封不動的按傳統(tǒng)工藝動作去設計自動化機構系統(tǒng)，其效果往往是不好的。機械原理機構系統(tǒng)設計§8.3執(zhí)行機構運動規(guī)律設計1、根據(jù)使用要求和功能原理，制872、把復雜的運動規(guī)律（工藝動作）進行分解1）機構所能實現(xiàn)的基本運動行式：單向轉(zhuǎn)動單向移動往復擺動往復移動間歇運動軌跡運動機械原理機構系統(tǒng)設計2、把復雜的運動規(guī)律（工藝動作）進行分解1）機構所能實現(xiàn)的基88輸入輸出轉(zhuǎn)動變速轉(zhuǎn)動往復擺動移動變速移動往復移動間歇轉(zhuǎn)動間歇擺動間歇移動軌跡運動轉(zhuǎn)動齒輪平行連桿雙萬向節(jié)蝸輪蝸桿雙搖桿曲柄導桿齒輪萬向節(jié)曲柄搖桿曲柄導桿凸輪齒輪齒條螺旋機構凸輪槽輪不完全齒凸輪凸輪連桿往復擺動搖桿曲柄導桿曲柄雙搖桿棘輪齒條棘輪棘輪移動齒輪齒條往復移動滑塊曲柄移動凸輪各種機構的運動特性機械原理機構系統(tǒng)設計輸入輸出轉(zhuǎn)動變速往復移動變速往復間歇間歇間歇軌跡轉(zhuǎn)動齒輪雙搖892）常見的運動分解合成情況（1）某些周期性運動（包括間歇運動機構與非勻速運動)一般可分解為一個勻速運動與一個附加的往復運動，并且分別用比較簡單的機構予以實現(xiàn)，然后合成之。（2）不同特性的非勻速運動合成往往可以實現(xiàn)比較復雜的運動。（3）相同特性運動合成往往可以得到增加或減小輸出位移量的效果。（4）復雜的曲線運動往往可以分解成不同方向的簡單移動或一個簡單移動和轉(zhuǎn)動。12123456abc123456s12345baS1245xy3235x(a)(b)機械原理機構系統(tǒng)設計2）常見的運動分解合成情況（1）某些周期性運動（包括間歇運動903、要使分解后的運動規(guī)律協(xié)調(diào)配合（1）簡單情況可采用機構合成法 將多個分解運動輸入到具有多個自由度的機構中，合成為一個復雜的運動。（2）可采用分配軸的方法使各分解運動協(xié)調(diào)配合。（3）可采用電氣控制或計算機數(shù)字控制的方法使各分解運動協(xié)調(diào)配合。機械原理機構系統(tǒng)設計3、要使分解后的運動規(guī)律協(xié)調(diào)配合（1）簡單情況可采用機構合成91§8-4執(zhí)行機構運動協(xié)調(diào)設計一、執(zhí)行機構的布置二、執(zhí)行機構運動協(xié)調(diào)設計應滿足的要求三、執(zhí)行機構運動協(xié)調(diào)設計的分析計算機械原理機構系統(tǒng)設計§8-4執(zhí)行機構運動協(xié)調(diào)設計一、執(zhí)行機構的布置機械原理機92一、執(zhí)行機構的布局執(zhí)行構件的布置特別要考慮到控制此執(zhí)行構件運動的執(zhí)行機構的安裝是否方便執(zhí)行機構的布置與執(zhí)行構件的聯(lián)接是否方便；執(zhí)行機構原動件布置的位置是否恰當；盡可能接近執(zhí)行構件；使各執(zhí)行機構原動件盡可能集中布置在一根軸或少數(shù)幾根軸上；各原動件應保持等速或定速比。機械原理機構系統(tǒng)設計一、執(zhí)行機構的布局執(zhí)行構件的布置機械原理機構系統(tǒng)設計93二、執(zhí)行機構運動協(xié)調(diào)設計應滿足的要求保證各執(zhí)行機構動作的順序性；各執(zhí)行構件的動作在時間上同步；保證空間的同步性；保證系統(tǒng)各執(zhí)行構件對操作對象的操作具有單一性或協(xié)同性；二執(zhí)行構件的動作之間應保持時間上的間隔，以避免動作銜接處發(fā)生干涉；機械原理機構系統(tǒng)設計二、執(zhí)行機構運動協(xié)調(diào)設計應滿足的要求保證各執(zhí)行機構動作的順序94設計實例：粉料壓片機粉料片?機械原理機構系統(tǒng)設計設計實例：粉料壓片機粉料片?機械原理機構系統(tǒng)設計95運動方案設計運動規(guī)律設計運動協(xié)調(diào)設計機械原理機構系統(tǒng)設計運動方案設計機械原理機構系統(tǒng)設計961、運動方案設計：工藝過程及運動分析移動料斗3至模具11的型腔上方，并準備將粉料裝入型腔；料斗振動，將粉料裝入型腔；下沖頭5下沉，以防止上沖頭9下壓時將型腔內(nèi)粉料抖出；上沖頭下壓,下沖頭上壓，加壓粉料并保壓一定時間，使藥片成型；上沖頭快速退出,下沖頭將壓好的藥片推出型腔，完成壓片工藝過程。執(zhí)行構件：3、9、535911其他方案機械原理機構系統(tǒng)設計1、運動方案設計：工藝過程及運動分析移動料斗3至模具11的型97138957462ⅠⅡⅢⅣ611凸輪/連桿機構Ⅰ凸輪機構Ⅱ多桿機構Ⅲ凸輪機構Ⅳ2、運動規(guī)律設計機械原理機構系統(tǒng)設計138957462ⅠⅡⅢⅣ611凸輪/連桿機構Ⅰ2、運動規(guī)律983、運動協(xié)調(diào)設計1s1分配軸IIIIIIIV234s2s3s4思考：存在的問題？機械原理機構系統(tǒng)設計3、運動協(xié)調(diào)設計1s1分IIIIIIIV234s299三、執(zhí)行機構運動協(xié)調(diào)設計的分析計算各執(zhí)行機構運動循環(huán)時間同步化計算確定最大工作循環(huán)周期Tmax；確定機械最小工作循環(huán)周期Tmin；確定合理的機構系統(tǒng)的工作循環(huán)周期T；確定各機構分配軸的轉(zhuǎn)速和工作行程的起始角。各執(zhí)行機構運動循環(huán)空間同步化計算合理確定各執(zhí)行機構的運動錯位角，避免空間上的干涉。機械原理機構系統(tǒng)設計三、執(zhí)行機構運動協(xié)調(diào)設計的分析計算各執(zhí)行機構運動循環(huán)時間同步100§8-5機械運動循環(huán)圖設計一、機械運動循環(huán)圖

1、機械運動循環(huán)圖定義表達機械各執(zhí)行機構（構件）在一個運動環(huán)中各動作的協(xié)調(diào)配合關系的簡單明確圖，稱機械運動循環(huán)圖。機械原理機構系統(tǒng)設計§8-5機械運動循環(huán)圖設計一、機械運動循環(huán)圖1、機械1012、機械運動循環(huán)圖的類型1）直線式循環(huán)圖（矩形循環(huán)圖）主軸轉(zhuǎn)角0°90°180°270°360°195°印頭往復擺動機構印頭工作行程（印刷）印頭空回行程油輥往復擺動機構