機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)

第3章機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)(yùndòng)方案設(shè)計(jì)閻紹澤清華大學(xué)(qīnɡhuádàxué)精密儀器與機(jī)械學(xué)系精品資料機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的重要性企業(yè)(qǐyè)的生命線市場(chǎng)銷售開發(fā)設(shè)計(jì)制造精品資料機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程子設(shè)計(jì)方案結(jié)構(gòu)方案裝配圖零件圖設(shè)計(jì)圖紙施工設(shè)計(jì)生產(chǎn)文檔說明書總體功能子功能原理組合總體方案設(shè)計(jì)任務(wù)初期規(guī)劃調(diào)研、論證報(bào)告市場(chǎng)調(diào)查技術(shù)調(diào)查同行調(diào)查精品資料1.從系統(tǒng)(xìtǒng)的整體目標(biāo)出發(fā)，將總體功能分解成若干功能單元。2.尋找出能完成各個(gè)功能的技術(shù)方案。3.把能完成各個(gè)功能的技術(shù)方案組成方案組，進(jìn)行分析評(píng)價(jià)和優(yōu)選。4.實(shí)現(xiàn)給定條件下的整體優(yōu)化。技術(shù)方案總體功能子功能方案組最終方案設(shè)計(jì)任務(wù)評(píng)價(jià)和優(yōu)選機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)(yùndòng)方案設(shè)計(jì)方法精品資料機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的階段(jiēduàn)成果目標(biāo)(mùbiāo)分析方案擬定方案評(píng)價(jià)方案決策總體方案示意圖；機(jī)械系統(tǒng)方案運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖；方案設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。精品資料1.基本要求針對(duì)某種簡(jiǎn)單機(jī)械系統(tǒng)，進(jìn)行：機(jī)械工作原理設(shè)計(jì)執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)原動(dòng)機(jī)的選擇傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)尺度設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力分析(fēnxī)評(píng)價(jià)與決策3.1基本要求(yāoqiú)及設(shè)計(jì)步驟精品資料2.總體(zǒngtǐ)參數(shù)的確定總體技術(shù)參數(shù)主要包括：與機(jī)械系統(tǒng)的使用范圍、生產(chǎn)能力等有關(guān)的參數(shù)、結(jié)構(gòu)尺寸(chǐcun)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。例如：對(duì)于機(jī)床而言，總體參數(shù)包括規(guī)格參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)、動(dòng)力參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)；對(duì)于儀器類機(jī)械系統(tǒng)，總體參數(shù)包括測(cè)量范圍、示值范圍、放大倍數(shù)、靈敏度等。精品資料（1）生產(chǎn)能力(shēnɡchǎnnénɡlì)生產(chǎn)能力是指機(jī)械系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量，根據(jù)選用的計(jì)量和計(jì)時(shí)單位的不同而不同。例如：（A）對(duì)于干粉壓片機(jī)，其生產(chǎn)率為每分鐘加工的片數(shù)；（B）對(duì)于書本打包機(jī)，其生產(chǎn)率為每小時(shí)能夠包裝書的本數(shù)。理想生產(chǎn)能力：機(jī)械系統(tǒng)在理想狀態(tài)下單位時(shí)間內(nèi)加工出的產(chǎn)品數(shù)量。實(shí)際生產(chǎn)能力：機(jī)械系統(tǒng)在正常運(yùn)行期間單位時(shí)間內(nèi)平均生產(chǎn)合格(hégé)產(chǎn)品的實(shí)際數(shù)量。實(shí)際生產(chǎn)能力一般小于理論生產(chǎn)能力。精品資料（2）尺寸(chǐcun)參數(shù)尺寸參數(shù)是指影響機(jī)械性能的一些重要的結(jié)構(gòu)尺寸，如：總體極限尺寸（長(zhǎng)、寬、高及可移動(dòng)的極限位置和尺寸）特征尺寸（加工范圍、中心高度）運(yùn)動(dòng)零部件的工作行程主要(zhǔyào)部件之間位置關(guān)系及安裝尺寸。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中原始參數(shù)、方案設(shè)計(jì)時(shí)的總體布置草圖、同類機(jī)械系統(tǒng)的類比或通過理論分析獲得上述尺寸參數(shù)。精品資料（3）工藝(gōngyì)參數(shù)工藝參數(shù)包括運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。運(yùn)動(dòng)參數(shù)：執(zhí)行構(gòu)件的轉(zhuǎn)速、移動(dòng)速度及調(diào)速范圍等。如：機(jī)床等機(jī)械設(shè)備的主軸最高和最低轉(zhuǎn)速工作臺(tái)或刀架的移動(dòng)速度移動(dòng)機(jī)械的行駛速度范圍連續(xù)(liánxù)作業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)拍節(jié)等。運(yùn)動(dòng)參數(shù)是由機(jī)械的工藝要求決定的，應(yīng)包括：運(yùn)動(dòng)形式（直線運(yùn)動(dòng)、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)）運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)（連續(xù)(liánxù)式、間歇式、往復(fù)式）運(yùn)動(dòng)范圍（極限尺寸、轉(zhuǎn)角及位移）運(yùn)動(dòng)速度（等速、不等速）動(dòng)力參數(shù)：機(jī)械系統(tǒng)中使用的動(dòng)力源參數(shù)，如電動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)、內(nèi)燃機(jī)的功率，液壓缸的牽引力、伺服電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩等。精品資料3.設(shè)計(jì)(shèjì)步驟機(jī)械工作原理設(shè)計(jì)(shèjì)執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)(shèjì)原動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(shèjì)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案初步擬定機(jī)構(gòu)尺度設(shè)計(jì)(shèjì)運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力分析方案評(píng)價(jià)與決策機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)(shèjì)步驟常常是不可分的，例如方案選擇、尺度設(shè)計(jì)(shèjì)和性能分析等設(shè)計(jì)(shèjì)工作在某種程度上是并行和交叉的。精品資料機(jī)械方案設(shè)計(jì)需要(xūyào)考慮的問題：1）創(chuàng)造人工(réngōng)制造物2）受到諸多因素的影響和制約技術(shù)環(huán)境：1）產(chǎn)品趨向2）設(shè)計(jì)制造3）生產(chǎn)趨向自然環(huán)境：1）自然資源2）環(huán)境保護(hù)經(jīng)濟(jì)環(huán)境：1）市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)2）經(jīng)濟(jì)規(guī)律社會(huì)環(huán)境：1）政策法規(guī)2）道德文化精品資料3.2機(jī)械工作原理(yuánlǐ)設(shè)計(jì)機(jī)械工作原理設(shè)計(jì)包括功能分析、功能原理設(shè)計(jì)和工藝動(dòng)作設(shè)計(jì)。1.功能分析功能：機(jī)械系統(tǒng)所具有的傳遞(chuándì)和變換能量、物質(zhì)和信息的特性。機(jī)械系統(tǒng)的功能歸結(jié)為兩大類：動(dòng)作功能和工藝功能。工藝功能與動(dòng)作功能的區(qū)別在于是否其執(zhí)行構(gòu)件對(duì)物體具有加工作用。精品資料（1）動(dòng)作(dòngzuò)功能動(dòng)作功能是以實(shí)現(xiàn)動(dòng)作為目的，不對(duì)物體進(jìn)行加工。簡(jiǎn)單動(dòng)作一般是一次性動(dòng)作，如由鏈齒和拉頭組成的拉鏈，只實(shí)現(xiàn)閉合和開啟的簡(jiǎn)單動(dòng)作。復(fù)雜動(dòng)作功能不僅要實(shí)現(xiàn)連續(xù)的傳動(dòng)，而且還要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及運(yùn)動(dòng)型式變換。實(shí)現(xiàn)這類功能的機(jī)構(gòu)一般比較復(fù)雜，常采用機(jī)構(gòu)的組合方式(fāngshì)實(shí)現(xiàn)。如機(jī)械手的抓取與送料復(fù)合運(yùn)動(dòng)功能。精品資料（2）工藝(gōngyì)功能

工藝功能(gōngnéng)是以加工對(duì)象為目的，是對(duì)物體實(shí)施某種加工工藝，如刮削器的刮削功能(gōngnéng)、機(jī)床的切削功能(gōngnéng)、挖掘機(jī)的挖掘功能(gōngnéng)、犁的翻地功能(gōngnéng)。這些功能(gōngnéng)由執(zhí)行構(gòu)件實(shí)現(xiàn)，如機(jī)床的刀具、挖掘機(jī)的挖斗、犁的犁頭等。精品資料功能要求考慮不周，導(dǎo)致機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)失敗(shībài)的案例圖3-2硬幣(yìngbì)清點(diǎn)機(jī)構(gòu)精品資料2.功能原理(yuánlǐ)設(shè)計(jì)綜合分析法：將機(jī)械系統(tǒng)的總功能分解成若干子功能元，然后求解子功能元，再將其組合(zǔhé)，得到滿足總功能要求的多種解決方案，以供評(píng)價(jià)與選擇。圖3-3某包裝機(jī)的組成某自動(dòng)包裝機(jī)的功能是將物料裝入袋中包裝?？煞纸鉃槿缦路止δ埽鹤詣?dòng)完成計(jì)量、填料、制袋、封合、打印生產(chǎn)批號(hào)、切斷、輸送等。精品資料功能(gōngnéng)原理實(shí)現(xiàn)的多樣性自動(dòng)給料裝置是包裝機(jī)的一個(gè)(yīɡè)子功能元，可以采用重力給料原理、振動(dòng)輸送給料原理、帶式輸送給料原理、螺旋輸送給料原理等實(shí)現(xiàn)。圖3-4重力給料裝置原理圖圖3-5振動(dòng)給料裝置原理圖圖3—6帶式輸送機(jī)原理圖圖3-7螺旋輸送機(jī)原理圖精品資料3.工藝(gōngyì)動(dòng)作設(shè)計(jì)同一工作(gōngzuò)原理可以采用不同的工藝動(dòng)作實(shí)現(xiàn)。例如：刨削加工（1）將工藝動(dòng)作分解為刀具往復(fù)移動(dòng)，工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，即為牛頭刨床；（2）工件往復(fù)移動(dòng)，刀具進(jìn)給

，即為龍門刨床。

（a）牛頭刨床（b）龍門刨床精品資料工藝動(dòng)作(dòngzuò)設(shè)計(jì)原則(1)工序(gōngxù)集中原則圖3—9自動(dòng)切書機(jī)工藝過程示意圖(2)工序分散原則圖3-10書本打包機(jī)的包、封工藝過程(3)各工序的工藝時(shí)間相等原則(4)多件同時(shí)加工原則(5)減少機(jī)器工作行程時(shí)間和空程時(shí)間某些原則是相互矛盾或制約的，在工藝動(dòng)作設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)抓主要矛盾。精品資料運(yùn)動(dòng)規(guī)律(guīlǜ)的擬定應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單工程中往往需要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，通常采用的措施是將復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分解成轉(zhuǎn)動(dòng)(zhuàndòng)、擺動(dòng)或移動(dòng)等比較簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。圖3-11大型繪圖機(jī)運(yùn)動(dòng)方案1一主動(dòng)輪；2一從動(dòng)輪；3一鋼絲；4一繪圖紙；5—繪圖筆精品資料3.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式(xínɡshì)設(shè)計(jì)及協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)3.3.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)分類執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用：傳遞、變換運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力。主要功能：施力、夾持、搬運(yùn)、檢測(cè)、分度與轉(zhuǎn)位等。1.按執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的不同要求分為：動(dòng)作型、動(dòng)力型及動(dòng)作-動(dòng)力型。動(dòng)作型要求實(shí)現(xiàn)預(yù)期精度的動(dòng)作，而對(duì)各構(gòu)件(gòujiàn)的強(qiáng)度、剛度無特殊要求，如縫紉機(jī)、印刷機(jī)等。動(dòng)力型要求各構(gòu)件(gòujiàn)有足夠的強(qiáng)度和剛度，施加一定的力做功，而對(duì)運(yùn)動(dòng)精度無特殊要求，如曲柄壓力機(jī)、碎石機(jī)等。動(dòng)作-動(dòng)力型要求既能實(shí)現(xiàn)預(yù)期精度的動(dòng)作，又施加一定的力做功，如滾齒機(jī)、插齒機(jī)等。

精品資料3.3.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)分類(fēnlèi)

2.按執(zhí)行系統(tǒng)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)量及其相互(xiānghù)間的聯(lián)系情況分為：?jiǎn)我恍停簲嚢铏C(jī)、碎石機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相互(xiānghù)獨(dú)立型：外圓磨床的砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)與進(jìn)給相互(xiānghù)聯(lián)系型：印刷機(jī)、包裝機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)精品資料3.3.2執(zhí)行構(gòu)件(gòujiàn)運(yùn)動(dòng)形式執(zhí)行構(gòu)件：在執(zhí)行機(jī)構(gòu)中接觸工件或執(zhí)行終端運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。1.主要有五種運(yùn)動(dòng)形式：直線運(yùn)動(dòng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)任意軌跡運(yùn)動(dòng)（曲線運(yùn)動(dòng)）點(diǎn)到點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)位到位的運(yùn)動(dòng)（剛體導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)）2.每種運(yùn)動(dòng)形式又可以細(xì)分，例如：旋轉(zhuǎn)(xuánzhuǎn)運(yùn)動(dòng)又可分為連續(xù)旋轉(zhuǎn)(xuánzhuǎn)運(yùn)動(dòng)（如縫紉機(jī)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)）、間歇旋轉(zhuǎn)(xuánzhuǎn)運(yùn)動(dòng)（如自動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)的轉(zhuǎn)位）、往復(fù)擺動(dòng)（如顎式破碎機(jī)的動(dòng)顎板的打擊運(yùn)動(dòng)，電風(fēng)扇的搖頭運(yùn)動(dòng)）等；直線運(yùn)動(dòng)又可分為往復(fù)移動(dòng)（如壓縮機(jī)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)）、間歇往復(fù)移動(dòng)（如輕工自動(dòng)機(jī)中供料機(jī)構(gòu)的間歇供料運(yùn)動(dòng)）、單向間歇直線移動(dòng)（如刨床工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)）等。精品資料3.3.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式(xínɡshì)設(shè)計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì)是決定擬定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律采用何種執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì)方法有機(jī)構(gòu)的選型和機(jī)構(gòu)的構(gòu)型。1.應(yīng)遵循以下原則：滿足工藝動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)要求；結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，傳動(dòng)鏈最短；動(dòng)力源的選擇有利于簡(jiǎn)化(jiǎnhuà)結(jié)構(gòu)和改善運(yùn)動(dòng)質(zhì)量；執(zhí)行機(jī)構(gòu)有盡可能好的傳力和動(dòng)力特性；機(jī)器操縱方便、調(diào)整容易、安全耐用；加工制造方便，經(jīng)濟(jì)成本低；具有較高的生產(chǎn)效率與機(jī)械效率。綜合考慮，統(tǒng)籌兼顧，抓主要矛盾，有所側(cè)重精品資料3.3.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式(xínɡshì)設(shè)計(jì)2.機(jī)構(gòu)的選型按照動(dòng)作功能分解與組合原理進(jìn)行(jìnxíng)機(jī)構(gòu)選型的步驟：⑴根據(jù)機(jī)構(gòu)的基本功能，歸納整理為功能元。⑵列出功能元解的目錄，可采用功能-技術(shù)矩陣。⑶功能求解。圖3-12功能-技術(shù)矩陣示例精品資料3.3.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式(xínɡshì)設(shè)計(jì)3.機(jī)構(gòu)(jīgòu)的構(gòu)型精品資料3.3.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式(xínɡshì)設(shè)計(jì)4.執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題(wèntí)(1)避免執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不確定現(xiàn)象圖3-13平行四邊形機(jī)構(gòu)中位置不確定問題及其解決方法（2）避免執(zhí)行機(jī)構(gòu)的“頂死”現(xiàn)象圖3-14曲柄搖桿機(jī)構(gòu)精品資料4.執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì)(shèjì)應(yīng)注意的問題（3）減少(jiǎnshǎo)導(dǎo)路的側(cè)推力(4）避免傳動(dòng)角過小圖3-15連桿機(jī)構(gòu)圖3-16連桿機(jī)構(gòu)精品資料4.執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì)(shèjì)應(yīng)注意的問題（5）正確選擇從動(dòng)件的偏置方向（6）注意工作原理的設(shè)計(jì)(shèjì)缺陷圖3-17偏置從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)圖3-18手動(dòng)輪椅工作原理示意圖精品資料3.3.4執(zhí)行(zhíxíng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)1.協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)原則滿足(mǎnzú)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作先后的順序性要求（動(dòng)作先后）；滿足(mǎnzú)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作在時(shí)間上的同步性要求(時(shí)間協(xié)調(diào)：周期性）；滿足(mǎnzú)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)在空間布置上的協(xié)調(diào)性要求（空間協(xié)調(diào)：避免干涉）；滿足(mǎnzú)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作上的協(xié)同性要求（針對(duì)同一對(duì)象施行同一動(dòng)作）；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（縮短循環(huán)周期）；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。對(duì)于固定運(yùn)動(dòng)循環(huán)的機(jī)械，當(dāng)采用機(jī)械方式集中控制時(shí)，通常用分配軸或主軸與各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件聯(lián)接起來。各執(zhí)行機(jī)構(gòu)主動(dòng)件在主軸上的安裝方位，均是根據(jù)執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)的結(jié)果來決定的。精品資料2.協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)步驟確定機(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)件的各個(gè)行程(xíngchéng)段及其所需時(shí)間；繪制機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，確定各執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作間的協(xié)調(diào)配合關(guān)系。運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖常以主軸(zhǔzhóu)或分配軸的轉(zhuǎn)角為坐標(biāo)來編制。精品資料圖3-19牛頭刨床(niútóupáochuánɡ)原理圖（a）直線式

（b）圓周(yuánzhōu)式（c）直角坐標(biāo)式牛頭刨床的機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖精品資料3.4原動(dòng)機(jī)的選擇(xuǎnzé)與傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.4.1原動(dòng)機(jī)的選擇(xuǎnzé)1.原動(dòng)機(jī)的類型一般地說，應(yīng)首選電動(dòng)機(jī)，但也并非盡然。在滿足工作性能要求、現(xiàn)場(chǎng)允許的條件下，有時(shí)也用液壓或氣壓驅(qū)動(dòng)源。精品資料2.電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)是已經(jīng)系列化的產(chǎn)品，要根據(jù)工作載荷大小(dàxiǎo)及性質(zhì)、轉(zhuǎn)速高低、起動(dòng)特性、過載情況、工作環(huán)境、安裝要求及空間尺寸限制和經(jīng)濟(jì)性等要求，從產(chǎn)品目錄中選擇電動(dòng)機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)列式、容量(功率)和轉(zhuǎn)速，最后確定具體型號(hào)。(1)選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)型式如無特殊要求，一般選用Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。常用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形尺寸見相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。3.4.1原動(dòng)機(jī)的選擇(xuǎnzé)精品資料2.電動(dòng)機(jī)的選擇(xuǎnzé)(2)電動(dòng)機(jī)容量的確定選擇電動(dòng)機(jī)容量時(shí)應(yīng)保證(bǎozhèng)電動(dòng)機(jī)的額定功率Ped等于或稍大于電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率Pd，即

電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率為傳動(dòng)系統(tǒng)的總效率

精品資料2.電動(dòng)機(jī)的選擇(xuǎnzé)(3)確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速額定功率相同的同類型電動(dòng)機(jī)，有幾種轉(zhuǎn)速可供選用，如三相異步電動(dòng)機(jī)就有四種常用的同步轉(zhuǎn)速，即3000r／min、1500r／min，1000r/min及750r／min。設(shè)計(jì)中如無待殊要求，一般選用同步轉(zhuǎn)速為1500r／min或1000r／min的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)、輸出功率Pd和轉(zhuǎn)速確定后，可由標(biāo)準(zhǔn)中查出電動(dòng)機(jī)型號(hào)、額定功率、滿載轉(zhuǎn)速、外形尺寸、電動(dòng)機(jī)中心(zhōngxīn)高、軸伸長(zhǎng)度、鍵連接長(zhǎng)度等，將這些參數(shù)列表備用。精品資料傳動(dòng)系統(tǒng)通常有機(jī)械式、液壓式、電氣式等幾種(jǐzhǒnɡ)形式。3.4.2傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(shèjì)精品資料按傳動(dòng)(chuándòng)比和輸出速度的變化選擇傳動(dòng)(chuándòng)機(jī)構(gòu)精品資料精品資料傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(shèjì)步驟：精品資料金屬卷帶間歇供送裝置的傳動(dòng)示意圖1一偏心輪2一連桿(下端為球面副)3、4—擺桿套環(huán)5一星輪6、7—牽引棍8一制動(dòng)器9,ll一帶輪10一同步齒形帶12一蝸形凸輪13一滾子輪

采用傳動(dòng)方案(b)，定位精度高，并且運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲輕微(qīngwēi)，生產(chǎn)率高。其主要原因，在于兩者所選的傳動(dòng)類型不同,以致運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性和實(shí)際工作效果也有所區(qū)別。傳動(dòng)(chuándòng)類型的選擇精品資料傳動(dòng)鏈中機(jī)構(gòu)(jīgòu)的順序安排傳動(dòng)鏈中機(jī)構(gòu)順序安排應(yīng)考慮相關(guān)原則，見教材。機(jī)構(gòu)的順序安排失誤案例(ànlì)分析：輸送機(jī)傳動(dòng)方案錯(cuò)誤精品資料3.5機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案初步(chūbù)擬定3.5.1機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案圖按比例尺繪制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖，以反映各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸和幾何形狀。對(duì)于運(yùn)動(dòng)情況(qíngkuàng)比較復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)，機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案圖可以采用斜軸測(cè)投影圖表示，使其比較清晰、直觀。圖3-28某電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)的傳統(tǒng)系統(tǒng)精品資料3.5.2總體(zǒngtǐ)布置總體布置應(yīng)有全局觀念：考慮機(jī)械系統(tǒng)的內(nèi)部因素，以及人機(jī)關(guān)系、環(huán)境條件等外部因素。應(yīng)按照簡(jiǎn)單(jiǎndān)、合理、經(jīng)濟(jì)的原則，確定機(jī)械中各零部件之間的相對(duì)位置和運(yùn)動(dòng)關(guān)系?？傮w布置時(shí)一般先布置執(zhí)行系統(tǒng)，然后再布置傳動(dòng)系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及支撐系統(tǒng)等。精品資料3.5.2總體(zǒngtǐ)布置1.總體布置的原則（1）保證工藝過程的連續(xù)性（2）保證平衡穩(wěn)定的工作（3）保證機(jī)械系統(tǒng)的精度指標(biāo)（4）保證機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、層次分明（5）保證操作、調(diào)整、維修(wéixiū)方便（6）力求造型美觀、裝飾宜人（7）充分考慮機(jī)械產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化、系列化和未來發(fā)展的要求精品資料2.執(zhí)行(zhíxíng)系統(tǒng)的布置根據(jù)擬定的工藝要求，將執(zhí)行構(gòu)件布置在預(yù)定的工作位置后，再布置原動(dòng)件及中間連接件。執(zhí)行系統(tǒng)布置時(shí)應(yīng)注意以下問題：（1）盡量減少構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副數(shù)目，縮小構(gòu)件尺寸，盡量減少磨損和變形，構(gòu)件受力以拉、壓為主。（2）使原動(dòng)件盡量靠近執(zhí)行機(jī)構(gòu)。盡量將各原動(dòng)件集中在一根軸或少數(shù)幾根軸上，對(duì)外部的執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)將原動(dòng)件隱蔽布置，以提高操作時(shí)的安全性。（3）在布置執(zhí)行構(gòu)件和中間連接件時(shí)，應(yīng)考慮作業(yè)(zuòyè)對(duì)象裝夾和傳送時(shí)的方便與安全。精品資料3.傳動(dòng)系統(tǒng)布置(bùzhì)在布置傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)要考慮以下原則：（1）簡(jiǎn)化(jiǎnhuà)傳動(dòng)鏈（2）合理布置傳動(dòng)鏈圖示滾齒機(jī)工作臺(tái)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中為了精確分度，將蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)布置在傳動(dòng)系統(tǒng)中的最后一級(jí)。精品資料布置方案(fāngàn)的選擇：多方案(fāngàn)比較選優(yōu)1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單(jiǎndān)、2）布置對(duì)稱、3）結(jié)構(gòu)緊湊精品資料3.6尺度(chǐdù)設(shè)計(jì)根據(jù)各執(zhí)行構(gòu)件、原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，以及各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)配合要求，同時(shí)考慮動(dòng)力性能要求，確定各機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的幾何尺寸（機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸）或幾何形狀（如凸輪的輪廓曲線）等。根據(jù)對(duì)各機(jī)構(gòu)尺度綜合所得(suǒdé)的結(jié)果，要從運(yùn)動(dòng)規(guī)律、動(dòng)力條件和工作性能等多方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，修正、確定合適的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸，然后繪制出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，表達(dá)各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸和幾何形狀。對(duì)連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)和間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等常用機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計(jì)參見機(jī)械原理教材精品資料3.7運(yùn)動(dòng)(yùndòng)與動(dòng)力分析機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力分析包括機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)力分析、周期性速度波動(dòng)調(diào)節(jié)、機(jī)械的平衡等：檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案是否滿足運(yùn)動(dòng)要求和動(dòng)力性能要求、是否發(fā)生干涉(gānshè)？確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)所需的空間大小，為機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)。精品資料3.7.1機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)(yùndòng)分析機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析是計(jì)算機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中從動(dòng)件的位移（包括軌跡）、速度和加速度等隨原動(dòng)件位置參數(shù)的變化情況。通過對(duì)機(jī)構(gòu)的位移和軌跡分析，考察某構(gòu)件或構(gòu)件上某點(diǎn)能否實(shí)現(xiàn)預(yù)期的位置和軌跡要求，確定(quèdìng)從動(dòng)件行程所需的運(yùn)動(dòng)空間，判斷機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程中是否可能發(fā)生干涉，或?yàn)榇_定(quèdìng)機(jī)械的外殼尺寸提供依據(jù)。通過速度分析可以了解從動(dòng)件的速度變化能否滿足工作要求，是否具有要求的急回特性。為了確定(quèdìng)慣性力，并在此基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)械的慣性力進(jìn)行平衡，必須對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行加速度分析。精品資料3.7.1機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)(yùndòng)分析機(jī)械設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐課程要求：應(yīng)用解析法推導(dǎo)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)參數(shù)的解析式，編程計(jì)算在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中從動(dòng)件的位移、速度、加速度以及機(jī)構(gòu)的壓力角等參數(shù)，打印計(jì)算結(jié)果，并繪制輸出構(gòu)件(gòujiàn)的位移、速度、加速度變化曲線。對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，從運(yùn)動(dòng)性能方面對(duì)設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行簡(jiǎn)要評(píng)價(jià)，若發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)修正機(jī)構(gòu)的尺度，并對(duì)修正后的運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行下一輪的運(yùn)動(dòng)分析。精品資料3.7.2機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力(dònglì)分析機(jī)械設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐課程要求：對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行動(dòng)力分析，計(jì)算在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中系統(tǒng)所需的驅(qū)動(dòng)力矩和等效阻力矩，繪制等效驅(qū)動(dòng)力矩和阻力矩變化曲線，確定系統(tǒng)所需的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)功率，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，從動(dòng)力性能方面對(duì)所設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行簡(jiǎn)要評(píng)價(jià)。若所設(shè)計(jì)的機(jī)械系統(tǒng)具有周期性速度波動(dòng)，應(yīng)考察(kǎochá)速度波動(dòng)系數(shù)是否在許可的范圍內(nèi)。如需安裝飛輪抑制速度波動(dòng)，先計(jì)算最大盈虧功，求出系統(tǒng)所需的飛輪最小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。精品資料3.8機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)價(jià)(píngjià)與決策3.8.1評(píng)價(jià)指標(biāo)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)作的準(zhǔn)確性、特定功能等；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；動(dòng)力性能：承載能力、增力特性、傳力特性、振動(dòng)噪音等；工作性能：效率高低(gāodī)、壽命長(zhǎng)短、可操作性、安全性、可靠性、適用范圍等；經(jīng)濟(jì)性：加工難易、能耗大小、制造成本等；結(jié)構(gòu)緊湊性：尺寸、重量、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性等。精品資料表3.9四種典型(diǎnxíng)機(jī)構(gòu)的性能和評(píng)價(jià)精品資料3.8.2評(píng)價(jià)(píngjià)體系根據(jù)評(píng)價(jià)(píngjià)指標(biāo)所列的具體項(xiàng)目，通過一定范圍的專家咨詢，確定評(píng)價(jià)(píngjià)方法并逐項(xiàng)分配評(píng)定的分?jǐn)?shù)值。表3.10機(jī)構(gòu)選型的評(píng)價(jià)體系精品資料3.8.3評(píng)價(jià)(píngjià)方法(1)經(jīng)驗(yàn)性的概略評(píng)價(jià)法(2)計(jì)算性的數(shù)學(xué)分析評(píng)價(jià)法評(píng)分法技術(shù)-經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)法模糊評(píng)價(jià)法(3)實(shí)踐性的試驗(yàn)評(píng)價(jià)法其中評(píng)分法最為簡(jiǎn)單(jiǎndān)。評(píng)分法又分為加法評(píng)分法、連乘評(píng)分法和加乘評(píng)分法。本課程要求采用簡(jiǎn)單(jiǎndān)的加法評(píng)分法對(duì)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。精品資料表3.11機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案(fāngàn)的評(píng)價(jià)精品資料精品資料3.8.4機(jī)