11-05 機(jī)構(gòu)選型及系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)

機(jī)械原理TheoryofMachines&Mechanisms第11章機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)

——機(jī)構(gòu)選型及機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案北航機(jī)械原理課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)機(jī)構(gòu)類(lèi)型的選擇1

機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的某些特殊要求2目錄

機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的基本原則3機(jī)構(gòu)類(lèi)型的選擇

機(jī)構(gòu)選型問(wèn)題：在了解并確定了機(jī)構(gòu)系統(tǒng)各執(zhí)行構(gòu)件所要實(shí)現(xiàn)的若干個(gè)基本運(yùn)動(dòng)形式、運(yùn)動(dòng)特性及運(yùn)動(dòng)規(guī)律后，經(jīng)過(guò)從已有的各種機(jī)構(gòu)進(jìn)行搜索、選擇、比較、評(píng)價(jià)，選出機(jī)構(gòu)的合適形式。選擇一個(gè)合適的機(jī)構(gòu)通常要考慮的問(wèn)題（1）機(jī)械的工作用途，要求的運(yùn)動(dòng)形式、運(yùn)動(dòng)規(guī)律。（2）機(jī)械選擇什么種類(lèi)的原動(dòng)件，什么種類(lèi)的執(zhí)行構(gòu)件。（3）機(jī)械的外廓尺寸、重量、加工、裝配及維修。機(jī)構(gòu)選型方法1——按執(zhí)行構(gòu)件所需的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型機(jī)構(gòu)類(lèi)型的選擇機(jī)構(gòu)選型方法2——按形態(tài)學(xué)矩陣法進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型機(jī)構(gòu)類(lèi)型的選擇例四工位專(zhuān)用機(jī)床是在四個(gè)工位上分別完成相應(yīng)的裝卸工件、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔工作。它的進(jìn)給系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)工藝動(dòng)作：回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)、主軸箱往復(fù)移動(dòng)。圖所示為四工位專(zhuān)用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖。機(jī)構(gòu)選型方法2——按形態(tài)學(xué)矩陣法進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型機(jī)構(gòu)類(lèi)型的選擇根據(jù)圖中要求的功能選擇合適的機(jī)構(gòu)型式。然后，把縱坐標(biāo)列為分功能，橫坐標(biāo)列為分功能所選擇的機(jī)構(gòu)型式，這樣就形成了形態(tài)學(xué)矩陣，如表所示。對(duì)該形態(tài)學(xué)矩陣的行、列進(jìn)行組合就可以求解得到625種設(shè)計(jì)方案。機(jī)構(gòu)選型方法2——按形態(tài)學(xué)矩陣法進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型機(jī)構(gòu)類(lèi)型的選擇在這625種設(shè)計(jì)方案中剔除明顯不合理的方案，再?gòu)氖欠駶M足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)要求、機(jī)構(gòu)安排的順序是否合理、制造難易、可靠性好壞等方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，選出較優(yōu)的方案。

方案：A5+B1+C5+D1，對(duì)應(yīng)的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所示。機(jī)構(gòu)選型方法2——按形態(tài)學(xué)矩陣法進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型機(jī)構(gòu)類(lèi)型的選擇機(jī)構(gòu)類(lèi)型的選擇1

機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的某些特殊要求2目錄

機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的基本原則31.實(shí)現(xiàn)執(zhí)行件大行程的要求對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊-齒輪齒條串聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的某些特殊要求曲柄搖桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)與齒輪機(jī)構(gòu)串接1.實(shí)現(xiàn)執(zhí)行件大行程的要求機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的某些特殊要求行程可調(diào)的兩自由度七桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)2.實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件行程可調(diào)的要求機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的某些特殊要求567曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄搖桿-搖桿滑塊串聯(lián)組合機(jī)構(gòu)3.實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件在某位置能承受極大力的要求機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的某些特殊要求機(jī)構(gòu)類(lèi)型的選擇1

機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的某些特殊要求2目錄

機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的基本原則31.滿足執(zhí)行構(gòu)件的工藝動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)要求2.運(yùn)動(dòng)鏈盡可能簡(jiǎn)短,機(jī)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單八桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的基本原則3.合理選擇動(dòng)力源的類(lèi)型，可使運(yùn)動(dòng)鏈簡(jiǎn)短鋼板疊放機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的基本原則4.選擇合適的運(yùn)動(dòng)副形式

一般來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)動(dòng)副易于制造，容易保證運(yùn)動(dòng)副元素的配合精度，且效率較高，移動(dòng)副不易保證配合精度，效率低且易發(fā)生自鎖，所以，設(shè)計(jì)時(shí)，如果可能，可用轉(zhuǎn)動(dòng)副代替移動(dòng)副。5.盡可能減小機(jī)構(gòu)的尺寸

機(jī)械產(chǎn)品的尺寸和重量隨所選用的機(jī)構(gòu)類(lèi)型不同而有很大的差別。實(shí)現(xiàn)同樣大小傳動(dòng)比的情況下，周轉(zhuǎn)輪系的尺寸比普通定軸輪系的尺寸要小很多。機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的基本原則6.機(jī)構(gòu)系統(tǒng)應(yīng)有良好的動(dòng)力學(xué)特性要選擇有良好動(dòng)力學(xué)特性的機(jī)構(gòu)，首先是盡可能選擇壓力角較小的機(jī)構(gòu)，特別注意機(jī)構(gòu)的最大壓力角是否在允許值范圍內(nèi)。(2)為減少運(yùn)動(dòng)副摩擦、防止機(jī)構(gòu)出現(xiàn)楔緊現(xiàn)象、甚至自鎖等，盡可能采用由轉(zhuǎn)動(dòng)副組成的連桿機(jī)構(gòu)，少采用固定導(dǎo)路的移動(dòng)副。(3)對(duì)于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，應(yīng)考慮平