機械產(chǎn)品的功能原理的實現(xiàn)

機械產(chǎn)品的功能原理的實現(xiàn)第1頁/共108頁21)勻速運動(平動、轉(zhuǎn)動)與非勻速運動(平動轉(zhuǎn)動或擺動)的變換

2)連續(xù)轉(zhuǎn)動與間歇式的轉(zhuǎn)動或擺動的變換

3）實現(xiàn)預(yù)期的運動軌跡1．運動形式或運動規(guī)律變換第2頁/共108頁31）用來實現(xiàn)運動離合或開停。2）用來換向、超越和反向止動。3）用來實現(xiàn)聯(lián)鎖、過載保護、安全制動4)實現(xiàn)鎖止、定位、夾壓等。5)實現(xiàn)測量、放大、比較、顯示、記錄、運算等。2．實現(xiàn)開關(guān)、聯(lián)鎖和檢測等第3頁/共108頁41)利用時間的序列進行控制3.實現(xiàn)程序控制或手動控制第4頁/共108頁5直列四缸發(fā)動機V型六缸發(fā)動機水平對置發(fā)動機利用時間的序列進行控制第5頁/共108頁62)利用動作的序列進行控制電磁閥控制液壓缸的順序操作過程第6頁/共108頁73)利用運動的變化等進行控制汽車發(fā)動機的離心調(diào)速器利用速度變化進行控制的汽車發(fā)動機調(diào)速器1-主動盤2、3-齒輪4-拉桿5-供油量調(diào)節(jié)臂6-調(diào)節(jié)彈簧7-定軸8-杠桿9-平板10-滑套11-調(diào)速器軸第7頁/共108頁8選擇機構(gòu)實現(xiàn)功能原理的原則和范圍？第8頁/共108頁91．實現(xiàn)功率性的機械運動形式或規(guī)律的變換功能各式各樣的交直流變速電動機和直線電機vs.鼠籠型異步電動機+變速機構(gòu)or曲柄滑塊機構(gòu)、正弦機構(gòu)第9頁/共108頁10

例如各種自動機上的上、下料，加工、檢測等工序需要的運動軌跡，均可全部用機構(gòu)來完成。對于復(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構(gòu)，如機器人的手臂、手腕、手爪、計算機繪圖儀的繪圖筆的動作等。2．實現(xiàn)固定軌跡或簡單可調(diào)的軌跡功能第10頁/共108頁11如電燈開關(guān)，一般是用機械式的，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)濟性只能在特定條件下作具體的分析。3．在特定條件下能優(yōu)質(zhì)地實現(xiàn)開關(guān)、聯(lián)鎖和檢測等功能第11頁/共108頁124．實現(xiàn)簡單的固定程序或可變程序的控制第12頁/共108頁135.具體情況，具體對待由于超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)，磁懸浮技術(shù)的成熟，直線電動機將使用在磁懸浮的高速列車上。電視機最初出現(xiàn)時，采用機械式頻道變換開關(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)雜的自動化機器和設(shè)備，但其本身的結(jié)構(gòu)也日趨復(fù)雜，因而引起可靠性、安全性的下降。例如飛機上的自動導(dǎo)航儀，可以自動按給走路線飛行，而不需駕駛員動手，但是為了保證絕對安全可靠，這種飛機上還是安裝了結(jié)構(gòu)簡單、工作安全可靠的手動控制裝置。第13頁/共108頁14LD50輪式液壓鉆車第14頁/共108頁15特點：工作腔和壓油腔容積大頻率高，沖擊能小結(jié)構(gòu)簡單第15頁/共108頁16液壓馬達旋轉(zhuǎn)時，配油閥就把壓力油周期性的交替通入沖擊活塞

沖擊頻率決定于配流裝置的切換頻率第16頁/共108頁17第17頁/共108頁18第18頁/共108頁19第19頁/共108頁20第二節(jié)傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)第20頁/共108頁21傳動機構(gòu)將原動機的運動和動力傳給執(zhí)行機構(gòu)，以完成預(yù)期的功能。齒輪機構(gòu)連桿機構(gòu)凸輪機構(gòu)螺旋機構(gòu)楔塊機構(gòu)棘輪機構(gòu)槽輪機構(gòu)摩擦輪機構(gòu)撓性件機構(gòu)彈性件機構(gòu)液氣動機構(gòu)電器機構(gòu)及各種基本構(gòu)件的組合機構(gòu)第21頁/共108頁22汽車變速器運動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12摩擦輪傳動

123平面盤式無級變速器

123圓錐式無級變速器

第22頁/共108頁23運動形式或傳力方式的變換轉(zhuǎn)動、平動、擺動第23頁/共108頁24

執(zhí)行機構(gòu)帶動工作頭進行工作并使之獲得工作力或力矩的機構(gòu)第24頁/共108頁25執(zhí)行機構(gòu)最常見的運動變換是旋轉(zhuǎn)與直線運動的變換。如蒸汽機將活塞的直線運動變換成旋轉(zhuǎn)運動，而空氣壓縮機中曲軸、連桿和滑塊執(zhí)行機構(gòu)則是將旋轉(zhuǎn)運動變換成活塞的往復(fù)直線運動。直列四缸發(fā)動機V型六缸發(fā)動機水平對置發(fā)動機第25頁/共108頁261、實現(xiàn)特定運動規(guī)律

等速輸出，瞬時或長時間停歇，有急回特性、周期性轉(zhuǎn)位和步進分度動作等。第26頁/共108頁272．實現(xiàn)特定的運動軌跡第27頁/共108頁28按摩輪CBADE第28頁/共108頁29第29頁/共108頁30

采用聯(lián)動凸輪機構(gòu)，通過兩凸輪的聯(lián)動作用，使抓片爪按矩形軌跡運動，從而達到間歇抓片的目的。

采用聯(lián)動凸輪機構(gòu)，使筆芯托架沿著矩形軌跡運動，從而達到使圓珠筆芯步進式地向前送進的目的。抓片機構(gòu)圓珠筆裝配線第30頁/共108頁313．實現(xiàn)某種特殊的信息傳遞利用機構(gòu)不僅能完成機械運動和動力的傳遞，還能完成諸如檢測、計數(shù)、定時、顯示或控制等功能。這一類應(yīng)用很多，例如杠桿千分尺、家用水表、電表等使用的機械式計數(shù)器，家用洗衣機、電風(fēng)扇等使用機械式定時器。還可以用機構(gòu)來實現(xiàn)速度、加速度等的測量和數(shù)據(jù)記憶等功能。差壓計測液位第31頁/共108頁32三、工作頭1．什么是工作頭各種工藝類機械都有一定的工藝功能，其功能是通過與工作對象相關(guān)的工作頭來表現(xiàn)出來的。例如，挖掘機的鏟斗，推土機的刀架，起重機的吊鉤，銑床的銑刀，軋鋼機的軋輥，縫紉機的機針，工業(yè)機器人的手爪等等。工作頭是直接接觸并攜帶工作對象完成一定的工作(例如：夾持、搬運、轉(zhuǎn)位等)，或是在其上完成一定的工藝動作(例如噴涂、洗滌、鍛壓等)。第32頁/共108頁332、工作頭的作用

(1)夾持：工作頭要對工件進行操作，要對工件施加作用力，需要首先將工件夾持住。例如。機床要加工工件；挖掘機要實現(xiàn)鏟土的功能，必須先將鏟斗深入土中。

(2)搬運、輸送及轉(zhuǎn)換工位

(3)施力：工作頭有時要對工作對象施加力或力矩以達到完成任務(wù)的目的。例如，材料的壓力加工與實驗，重物起吊與搬運等。第33頁/共108頁34四、選擇機構(gòu)類型和擬定機構(gòu)簡圖中的幾個問題兩種移動從動件機構(gòu)的比較1在滿足工藝功能動作和運動要求的情況下應(yīng)使機構(gòu)最簡單，傳動鏈最短。第34頁/共108頁35

2．使機構(gòu)有有利的傳力條件第35頁/共108頁36

3．使機構(gòu)有盡可能好的動力性能

第36頁/共108頁374．使機器操縱方便，調(diào)整容易，安全耐用適當?shù)丶尤胍恍╅_、停、離合、正反轉(zhuǎn)、剎車、手動裝置，可使操縱方便，調(diào)整容易；機器中加入過載保護裝置，可預(yù)防機器的損壞等。第37頁/共108頁38第三節(jié)按機械動作功能原理要求做機械運動系統(tǒng)的方案設(shè)計第38頁/共108頁39功能結(jié)構(gòu)圖傳動類型or執(zhí)行類型機械功能or非機械功能第39頁/共108頁40駕駛室行走部分底盤工作裝置和平臺總成挖掘機的結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)支承“斗”功能結(jié)構(gòu)圖？機械功能/非機械功能傳動類型/執(zhí)行類型第40頁/共108頁41沒有突出部件沒有管路底盤鏈輪行星驅(qū)動-漲緊調(diào)整鏈條導(dǎo)向第41頁/共108頁42工作裝置組成

動臂銷軸

小臂缸動臂叉頭小臂鏟斗,液壓錘等連桿

搖桿連桿組件動臂動臂缸動臂缸銷軸鏟斗缸第42頁/共108頁43將一個基本機構(gòu)裝在另一個基本機構(gòu)的輸出構(gòu)件上。1）每一個基本機構(gòu)都有一個動力源。

2）后一個基本機構(gòu)的相對機架是前一個機構(gòu)的輸出構(gòu)件。第43頁/共108頁44第44頁/共108頁45第45頁/共108頁46ⅠⅢⅤⅡ1213459101314151617181978ⅣKba6112018126

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(gòu)2）選型（1）進料機構(gòu)機構(gòu)系統(tǒng)Ⅲ曲柄搖桿機構(gòu)棘輪機構(gòu)2）選型（2）斷料機構(gòu)機構(gòu)系統(tǒng)Ⅱ直動從動件凸輪機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)第46頁/共108頁472）選型（3）冷墩機構(gòu)機構(gòu)系統(tǒng)I：曲柄滑塊機構(gòu)（+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(gòu)機構(gòu)系統(tǒng)Ⅳ：鉸鏈四桿機構(gòu)；完成頂料19Ⅳ201312齒輪機構(gòu)2）選型（5）運料機構(gòu)機構(gòu)系統(tǒng)Ⅴ曲柄搖桿機構(gòu)棘輪機構(gòu)181817第47頁/共108頁48冷鐓機構(gòu)的運動循環(huán)圖機構(gòu)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向前向后第48頁/共108頁49機械運動循環(huán)圖前擺動停切料送停刀后切停刀切

前切

停前刀動后刀后退頂

擺停停O向向后向前第49頁/共108頁50進刀凸輪機構(gòu)刀具主軸轉(zhuǎn)塔刀架9工件齒條714壓簧12圓柱凸輪機構(gòu)4曲柄5圓錐齒輪傳動3寬齒輪2齒輪1活動支架8定位銷10六槽輪機構(gòu)11613C1325自動車床刀架系統(tǒng)自動換刀軸向進給功能分解

●讓刀—轉(zhuǎn)位前刀架先右退，以免刀具與工件干涉●轉(zhuǎn)位—轉(zhuǎn)塔刀架每次轉(zhuǎn)過60o●定位—轉(zhuǎn)位之前拔出保證加工精度的定位銷●進、退刀—不轉(zhuǎn)時，精確實現(xiàn)預(yù)定的進退刀運動。第50頁/共108頁51某航空發(fā)動機附件傳動系統(tǒng)主動軸IVIIIVVIIII各子機構(gòu)間無嚴格的運動協(xié)調(diào)配合關(guān)系第51頁/共108頁52各子機構(gòu)在動作的先后次序上有嚴格的要求

自動車床上三個并聯(lián)凸輪的工作順序有先后要求。工件(鉚釘)外圓車刀棒料切斷刀倒角刀凸輪軸擋板IIIIII主軸凸輪I凸輪II凸輪III凸輪轉(zhuǎn)角0

90?180?270?360?

放松(送料)切斷夾緊車外圓倒角擋料第52頁/共108頁53

1)選用現(xiàn)成的機構(gòu)；

2）機構(gòu)組合與創(chuàng)新；

3)機械運動系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計。第53頁/共108頁54ⅠⅡ第54頁/共108頁55功能原理的分解和機構(gòu)的選擇分解的原則是所分解出的分功能能夠用一個簡單機構(gòu)去完成，故經(jīng)常將這復(fù)雜的動作功能分解成一組由直線和圓弧組成的運動。如直線運動就有曲柄滑塊機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪齒條機構(gòu)等。機構(gòu)間的相容問題如在要求精密運動的系統(tǒng)中，不能插入摩擦傳動；在高速旋轉(zhuǎn)傳動中不能插入雙曲柄機構(gòu)等等。第55頁/共108頁561．合理安排傳動機構(gòu)的順序主運動鏈：電動機——皮帶傳動——齒輪傳動——鉆頭轉(zhuǎn)動；進給運動鏈：電動機——皮帶傳動——蝸扦傳動——凸輪機構(gòu)——工作臺升降進給三軸鉆床中，傳動機構(gòu)的順序第56頁/共108頁57在機構(gòu)的排列順序上一般遵循的規(guī)律是：轉(zhuǎn)變運動方式的機構(gòu)(如凸輪機構(gòu))通常總是安置在運動鏈的末端，與執(zhí)行機構(gòu)最近，這樣使傳動環(huán)節(jié)簡單。皮帶傳動及其他摩擦傳動在傳遞同樣轉(zhuǎn)矩的條件下，與其他傳動相比，其外廓尺寸要大很多。皮帶傳動既可過載保護，又不影響主軸與各執(zhí)行構(gòu)件之間的運動協(xié)調(diào)關(guān)系，且傳動中心距大。為減小尺寸和重量，這些傳動機構(gòu)一般安裝在靠近原動機的地方。2．合理分配傳動比大傳動比可分多級傳動，在同類的幾級傳動裝置中，通常把傳動比最大的一級裝在轉(zhuǎn)速最低的位置，因而可使其他各級在較高的轉(zhuǎn)速下工作，使各級中間軸上的轉(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構(gòu)。第57頁/共108頁58

3、機構(gòu)組合舉例：工廠備料車間用的鋸床第58頁/共108頁59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)包含以下三個運動特性要求：A)旋轉(zhuǎn)運動變換成直線往復(fù)運動；B)工作行程的時間大于回程時間的急回特性；C)防止鋸齒在工作時受到?jīng)_擊載荷，要求在工作行程的中間段具有近似的等速運動。第59頁/共108頁60

1)轉(zhuǎn)動(或擺動)變成移動的機構(gòu)有：曲柄(或擺桿)滑塊機構(gòu)、正弦機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪齒條機構(gòu)等。

2)具有急回特性的機構(gòu)有：偏置曲柄滑塊機構(gòu)、曲柄搖桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、曲柄導(dǎo)桿機構(gòu)等。第60頁/共108頁613）工作行程具有近似等速段的機構(gòu)：這個功能特性要求除凸輪機構(gòu)能單獨完成外，其余機構(gòu)均需要相互配合才能完成。第61頁/共108頁623）工作行程具有近似等速段的機構(gòu)組合機構(gòu)那些機構(gòu)可以實現(xiàn)…？凸輪機構(gòu)具有近似等速運動的機構(gòu)構(gòu)思a)搖桿滑塊機構(gòu)b)曲柄滑塊機構(gòu)和a)串聯(lián)用第62頁/共108頁63

除凸輪機構(gòu)外，其它方案均由兩個以上機構(gòu)組合而成，如：雙曲柄機構(gòu)——偏置曲柄滑塊機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)——正弦機構(gòu)、橢圓齒輪——正弦機構(gòu)、橢圓齒輪——偏置曲柄滑塊機構(gòu)、曲柄導(dǎo)桿機構(gòu)——搖桿滑塊機構(gòu)等近十種方案。第63頁/共108頁64方案優(yōu)選“雙曲柄機構(gòu)——偏心曲柄滑塊機構(gòu)”在工作行程的70%范圍內(nèi)有良好的等速運動性能。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)桿機構(gòu)——擺動滑塊機構(gòu)。其運動性能與上述機構(gòu)不相上下，但結(jié)構(gòu)尺寸比較大，制造比較復(fù)雜，用在鋸床中有點大材小用。但卻廣泛用于各種類型的牛頭刨床中。第64頁/共108頁651．家用縫紉機送布機構(gòu)的功能原理要求1）衣料必須在壓腳板與入口平板之間作步進式移動。2)送布牙的軌跡為近似矩形，特別是在送進階段應(yīng)是近似直線。3)送布牙用棘齒狀零件構(gòu)成，其送布量在一定范圍內(nèi)可作無級調(diào)節(jié)三、機械運動系統(tǒng)方案設(shè)計舉例

——家用縫紉機的送布機構(gòu)設(shè)計第65頁/共108頁66軌跡生成機構(gòu)軌跡控制機構(gòu)傳動機構(gòu)送布牙的調(diào)節(jié)機構(gòu)輸出分配軸（輸入）手動調(diào)節(jié)（輸入）2．送布機構(gòu)的功能分解1）發(fā)生矩形軌跡的子功能。2）能控制矩形軌跡各段生成時，與引線機構(gòu)相配合的控制子功能3)改變送布牙送進量的調(diào)節(jié)子功能。4)送布機構(gòu)與傳動軸之間的運動傳遞子功能。第66頁/共108頁673．實現(xiàn)子功能的機構(gòu)選擇(])矩形軌跡生成機構(gòu)送布牙送料時的工作情況1-壓腳2-縫料3-送布牙4-送布牙槽4-針板送布牙運動軌跡a)理想軌跡b)實際軌跡四桿全移動副二自由度機構(gòu)1、2-主動件3-從動件四桿低幅機構(gòu)第67頁/共108頁68全鉸鏈四桿及五桿機構(gòu)送布機構(gòu)的演化低副高代位置調(diào)整全鉸鏈四桿機構(gòu)全鉸鏈五桿機構(gòu)帶有高副的四桿機構(gòu)其它…？第68頁/共108頁69(2)矩形軌跡生成的控制機構(gòu)1.凸輪機構(gòu)2.四連桿鉸鏈機構(gòu)（無長時間停歇，只能得到近似的橢圓軌跡）3.多桿鉸鏈機構(gòu)（能得到精確的軌跡，但構(gòu)件多，削弱了四桿機構(gòu)的優(yōu)點）第69頁/共108頁70(3)傳動機構(gòu)從分配軸到軌跡生成機構(gòu)之間的傳動不用或用鉸鏈四桿機構(gòu)和它的變異機構(gòu)第70頁/共108頁71(4)送布量的調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)機構(gòu)的任務(wù)是將擺桿BB’的送布輸出信息ε，改變成大小可調(diào)的送布多少的參數(shù)ψ

。四桿調(diào)節(jié)機構(gòu)控制送布量的凸輪機構(gòu)a)等寬凸輪b)家用縫紉機的送布調(diào)節(jié)機構(gòu)第71頁/共108頁724、機械運動系統(tǒng)的方案設(shè)計運動傳遞機構(gòu)3控制前、后運動的凸輪機構(gòu)5控制上、下運動的凸輪機構(gòu)2送布量的調(diào)節(jié)機構(gòu)4輸出主軸（分配軸）軌跡發(fā)生機構(gòu)1輸入A-Aφψ機械運動的方案框圖第72頁/共108頁73機械運動機構(gòu)示意圖高速縫紉機送布機構(gòu)示意圖軌跡控制機構(gòu)CDEF，手動調(diào)節(jié)E點的位置（調(diào)完后成為固定鉸鏈），E點位于BC桿上時，B點不動，送布量為零。E點偏離BC桿越多，B點上下移動量越大。軌跡發(fā)生機構(gòu)未變第73頁/共108頁74第四節(jié)發(fā)揮機構(gòu)固有潛力的方法

——機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計從機械運動系統(tǒng)方案設(shè)計中可知，功能原理的分解和按分解后的分功能選擇設(shè)計機構(gòu)是一個很重要的工作，分解得不合理，選擇機構(gòu)不當，都會影響分功能的完成。按功能原理來選擇或設(shè)計機構(gòu)是一個創(chuàng)造性的工作，能否設(shè)計出—個優(yōu)秀的新機構(gòu)是方案設(shè)計中的一項重要工作。第74頁/共108頁75一、簡單機構(gòu)運動特點的利用

1．平行四邊形移動式抓取機構(gòu)當活塞1帶動推桿2上移時，通過扇形齒輪3帶動平行四邊形機構(gòu)OABO1，使手爪5、6作平行移動，而夾緊工件。圖(b)為通過蝸桿、蝸輪帶動平行四邊形機構(gòu)的移動式抓取機構(gòu)。第75頁/共108頁76第76頁/共108頁77第77頁/共108頁78二、鏈傳動的變異與創(chuàng)新將導(dǎo)軌鏈傳動設(shè)計成各種輸出機，導(dǎo)軌鏈傳動中沒有從動輪。鏈傳動導(dǎo)軌鏈傳動第78頁/共108頁79三、無死點機構(gòu)無死點機構(gòu)第79頁/共108頁802、圖4—29所示為一種巧妙的無死點機構(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孔及與之配合的曲柄銷驅(qū)動曲柄輪轉(zhuǎn)動，在曲柄銷的左右死點位置上，由于滑板的曲線形長孔的斜面與曲柄銷接觸，所以就能消除一般曲柄機構(gòu)的死點問題。曲線形長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。第80頁/共108頁81

四、連桿機構(gòu)1、曲柄滑塊與齒輪齒條機構(gòu)上齒條往復(fù)運動的行程是齒輪轉(zhuǎn)動中心點C往復(fù)運動行程的兩倍。曲柄滑塊與齒輪齒條機構(gòu)第81頁/共108頁822．凸輪—連桿機構(gòu)用于訂扣機工作臺縱向運動的凸輪—連桿機構(gòu)，原動件為凸輪1，從動件為工作臺5，被訂的鈕扣夾緊在該工作臺上，隨工作臺作往復(fù)運動，同時縫針(圖中未畫出)作上下往復(fù)運動，完成訂扣動作。凸輪輪廓線形狀控制其每轉(zhuǎn)一周工作臺往復(fù)運動次數(shù)(即訂扣針數(shù))，構(gòu)件CB的長度可調(diào)節(jié)，以增大工作臺的往復(fù)行程。凸輪-連桿機構(gòu)第82頁/共108頁833．齒輪—連桿機構(gòu)包裝機推包機構(gòu)中，機構(gòu)在凸輪1的驅(qū)動下，使推板5按一定的運動規(guī)律往復(fù)移動，將工件推到包裝位置。其中，齒輪連桿機構(gòu)主要是用于放大推板的行程，所需的放大比例可根據(jù)實際需要確定。其中，構(gòu)件2為扇形齒輪、3為齒輪、4為擺桿。齒輪-連桿機構(gòu)第83頁/共108頁844．凸輪移動式行程放大機構(gòu)利用凸輪機構(gòu)來獲取大運動距離時，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構(gòu)。圖示的機構(gòu)，與盤狀凸輪相關(guān)的軸銷帶動滑桿左右移動，移動距離為凸輪升程S，滑桿上裝有可擺動的扇形齒輪，扇形齒輪與齒條相嚙合。由于滑桿的移動使扇形齒輪擺動，而扇形齒輪另一側(cè)的臂桿擺動，將帶動上邊的滑桿(滑塊)滑移，其滑移距離將依桿長與齒輪扇形半徑之比而放大。凸輪移動行程放大機構(gòu)第84頁/共108頁85五、改變機構(gòu)的某些尺寸參數(shù)，使機構(gòu)出現(xiàn)一種新的功能1）a)圖AB小功率的旋轉(zhuǎn)運動時，滑塊能產(chǎn)生巨大的沖壓力。2）AB的尺寸增加：“瞬時停歇”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，這時可看到滑塊有明顯的上、下二次運動。利用此運動特性制成的壓力機稱為“二次壓印機”第85頁/共108頁86六、運用機構(gòu)的串聯(lián)組合，改變機構(gòu)的運動特性整個壓邊周期約占拉延周期的1/3第86頁/共108頁872）設(shè)計思路：就是利用機構(gòu)的串聯(lián)組合．拓寬機構(gòu)原有的瞬時停歇特性，圖4—22a中的六桿增力機構(gòu)ABCDE，當主動構(gòu)件轉(zhuǎn)過△ψ＝20°時，滑塊作瞬時停歇運動(圖4—22中為了作圖清楚將△ψ

放大到40°)。如將滑塊E用作壓邊機構(gòu)，只要滑塊二次擺動的升距不超過0.05mm，就可以看作滑塊E是作連續(xù)壓緊動作，但問題是這個停歇時間太短，與100°相比還差得太多。若把主動連架桿改成擺動、滑塊在最下面的位置時，作為主動擺桿的一個極限位置，如粗實線ABCDE；AB’C’D’E’（細實線）為主動擺桿的另一個極限位置。壓邊角度：A1轉(zhuǎn)到AB，經(jīng)過四次微小擺動（位移0.05mm）拓寬停歇時間：增加曲柄搖桿機構(gòu)FGHA。第87頁/共108頁88第88頁/共108頁89機構(gòu)的組合工作臺156432109871211131514第89頁/共108頁90機構(gòu)組合示意框圖電動機帶傳動(2)凸輪機構(gòu)(10)帶傳動(8)帶傳動(3)錐齒輪傳動(4)圓柱齒輪傳動(5)工作臺凸輪機構(gòu)(12)連桿機構(gòu)送料桿蝸桿傳動(9)萬向聯(lián)軸節(jié)鉆頭萬向聯(lián)軸節(jié)鉆頭萬向聯(lián)軸節(jié)鉆頭第90頁/共108頁91七、運用機構(gòu)的并聯(lián)組合，得到某種特殊的運動規(guī)律或軌跡

第91頁/共108頁92第92頁/共108頁93八、利用機構(gòu)組成原理發(fā)現(xiàn)新的機構(gòu)機構(gòu)組成原理：機構(gòu)是由若干個構(gòu)件組成，其最基本的形式是構(gòu)件間全部用轉(zhuǎn)動副組成。用相同數(shù)目的構(gòu)件組合起來完成給定的運動規(guī)律的機構(gòu)將不止一種，研究機構(gòu)組成的結(jié)構(gòu)形式，探討其組成原理，用不同的組合方法，將可演變出具有各種不同運動特性的各種機構(gòu)。N=8時的運動副配置方案第93頁/共108頁94N=8時的變形結(jié)構(gòu)第94頁/共108頁95“0”表示：不分配n2構(gòu)件而直接連接；用“1”、“2”分別表示連接兩頂點間n2構(gòu)件數(shù)。圖中a、b所示的9個變型結(jié)構(gòu)：其中方形排列為三種，如圖a所示，分別用111100、112000、220000表示之；圖b為Y形排列的6種變型結(jié)構(gòu)。在方案II中，因縮圖中只有5個可能的n2構(gòu)件連接兩個n3頂點和一個n4頂點、故用5個數(shù)字表示其不同的變型結(jié)構(gòu)，如圖c所示。方案III只有兩種獨立的結(jié)構(gòu)形式，如圖d所示。以上組成8桿單自由度機構(gòu)的運動鏈，共得16種變型結(jié)構(gòu)。在這些結(jié)構(gòu)中選用不同的構(gòu)件作機架，就可得到各種不同的機構(gòu)，在這些機構(gòu)中可找出最優(yōu)的機構(gòu)供選用。第95頁/共108頁96

圖4-24a其特征號為“111100”如把其中6、7、8三構(gòu)件代換成高副，以構(gòu)件1為機架，構(gòu)件5為凸輪作主動構(gòu)件，就得到圖4—24b所示的新機構(gòu)(圖為該機構(gòu)的運動示意圖)。80年代德國專利其工作原理是：第96頁/共108頁97九、引進當前的最新技術(shù)，使舊的機械功能得到新的生命例如機床切削加工是一項古老的機械功能，用以加工各種機械零件。幾十年來，機床的種類、加工精度等方面雖均有不斷的提高，但都沒有突破性的進展。自從引進了數(shù)控技術(shù)，根據(jù)數(shù)控技術(shù)的要求，改進了機床的滾珠絲杠進給系統(tǒng)，使機床行業(yè)迅速向高精度，自動控制方向發(fā)展。到80年代、又引進了電子計算機的控制技術(shù)，把機床發(fā)展成自動加工中心，因而使機械加工功能不斷地提高，也設(shè)計出一大批配合新技術(shù)的機構(gòu)。第97頁/共108頁98第五節(jié)機械運動的協(xié)調(diào)設(shè)計和運動循環(huán)圖

一、機械運動協(xié)調(diào)設(shè)計當功能結(jié)構(gòu)圖中各分功能均設(shè)計完畢后，怎樣將這些分功能協(xié)調(diào)動作，共同完成總功能?這就需進行總體范圍內(nèi)的運動系統(tǒng)方案設(shè)計——機械運動協(xié)調(diào)設(shè)計。完成各分功能的機構(gòu)(執(zhí)行機構(gòu))均是相對獨立的，其運動動作的先后是根據(jù)總功能的要求，在一個周期中按時間序列安排的。但怎樣使各執(zhí)行機構(gòu)嚴格按規(guī)定的時間運動．這就是機械運動協(xié)調(diào)設(shè)計的關(guān)鍵——控制方法設(shè)計。在控制的方法上，一般有如下兩種：第98頁/共108頁991．集中驅(qū)動、分散控制：在比較小型的機器上，一般均采用本方法，它由一個總驅(qū)動源(一般是電動機)，經(jīng)過變速后達到合適的工作轉(zhuǎn)速，作為機器的總傳動軸，即稱為分配軸。執(zhí)行機構(gòu)均分散在其應(yīng)完成分功能的位置上．其主動構(gòu)件的運動經(jīng)