第三章 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的技術(shù)基礎(chǔ)

第三章機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的技術(shù)根底第一節(jié)機(jī)器的組成分析第二節(jié)機(jī)械運(yùn)動(dòng)形狀及其變換第三節(jié)機(jī)械運(yùn)動(dòng)及其控制第四節(jié)機(jī)械系統(tǒng)及其開(kāi)展一、機(jī)器的組成機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要涉及到機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)原動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)控制系統(tǒng)任務(wù)執(zhí)行系統(tǒng)第一節(jié)機(jī)器的組成分析二、原動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)內(nèi)燃機(jī)一次能源動(dòng)力機(jī)：水力機(jī)、風(fēng)力機(jī)液壓馬達(dá)三相交流異步電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)三、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)1、嚙合傳動(dòng)：齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)2、摩擦傳動(dòng)：帶傳動(dòng)、摩擦輪傳動(dòng)3、螺旋傳動(dòng)4、萬(wàn)向軸傳動(dòng)5、鋼絲軟軸傳動(dòng)6、液壓傳動(dòng)7、液力傳動(dòng)8、電磁傳動(dòng)四、任務(wù)執(zhí)行系統(tǒng)1、連桿機(jī)構(gòu)2、凸輪機(jī)構(gòu)3、齒輪機(jī)構(gòu)4、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)6、螺旋機(jī)構(gòu)7、電磁機(jī)構(gòu)五、控制系統(tǒng)1、機(jī)械控制2、電器控制3、自動(dòng)控制1、延續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到延續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)2、延續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)3、延續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到往復(fù)擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)4、延續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到往復(fù)直線(xiàn)挪動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)5、延續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到平面運(yùn)動(dòng)的變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)6、直線(xiàn)挪動(dòng)到直線(xiàn)挪動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)7、直線(xiàn)挪動(dòng)到定軸轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)第二節(jié)機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)形狀分析1、延續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到延續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)

齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，摩擦輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、繩索傳動(dòng)機(jī)構(gòu)液力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，鋼絲軟軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等直齒輪傳動(dòng)斜齒輪傳動(dòng)人字齒輪傳動(dòng)內(nèi)齒輪傳動(dòng)螺旋齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)錐齒輪傳動(dòng)橢圓齒輪傳動(dòng)雙曲柄機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)液力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)繩索傳動(dòng)機(jī)構(gòu)鋼絲軟軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)摩擦輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2、延續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與

實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)分度凸輪機(jī)構(gòu)外棘輪機(jī)構(gòu)換向棘輪機(jī)構(gòu)摩擦棘輪機(jī)構(gòu)外槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)棘輪機(jī)構(gòu)棘條機(jī)構(gòu)空間槽輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)運(yùn)用槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)用分度凸輪輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)3、延續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到往復(fù)擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與

實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)4、延續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到往復(fù)直線(xiàn)挪動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與

實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)

曲柄滑塊機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)齒輪齒條機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)直動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)齒輪齒條機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)

5、延續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到平面運(yùn)動(dòng)的變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)——連桿行星齒輪機(jī)構(gòu)——行星輪單行星輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)雙行星輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6、直線(xiàn)挪動(dòng)到直線(xiàn)挪動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)挪動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)挪動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)7、直線(xiàn)挪動(dòng)到定軸轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)——滑塊自動(dòng)齒輪齒條機(jī)構(gòu)——齒條自動(dòng)滑塊自動(dòng)齒輪自動(dòng)運(yùn)用例舉四缸發(fā)動(dòng)機(jī)V型發(fā)動(dòng)機(jī)2、電磁機(jī)構(gòu)主要用在開(kāi)關(guān)領(lǐng)域,如電磁離合器接觸器等新領(lǐng)域,利用超導(dǎo)景象控制導(dǎo)磁物體的懸浮第三節(jié)機(jī)械的控制系統(tǒng)一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的動(dòng)?？刂贫?、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的離合控制三、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)控制四、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度控制五、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的位置控制六、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的換向控制一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的動(dòng)停與控制主要指機(jī)器的啟動(dòng)與停車(chē)，可直接控制電動(dòng)機(jī)的電源二、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的離合控制指機(jī)器動(dòng)力源不切斷，停頓任務(wù)執(zhí)行系統(tǒng)的任務(wù)，可經(jīng)過(guò)各類(lèi)離合器實(shí)現(xiàn)。常用手動(dòng)離合器和電磁離合器三、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)控制切斷機(jī)器的動(dòng)力源后，利用制動(dòng)器加速機(jī)器的停車(chē)?？山?jīng)過(guò)各類(lèi)制動(dòng)器實(shí)現(xiàn)。常用手動(dòng)制動(dòng)器和電磁制動(dòng)器四、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)的調(diào)速是指不斷改動(dòng)任務(wù)執(zhí)行系統(tǒng)的任務(wù)速度，有減速、增速和調(diào)速三種。調(diào)速還分為有無(wú)級(jí)調(diào)速和有級(jí)調(diào)速。1、減速器2、增速器3、有級(jí)變速器4、無(wú)級(jí)變速器五、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的位置控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)的位置控制主要指在任務(wù)過(guò)程中需求保證任務(wù)執(zhí)行部分的準(zhǔn)確定位?，F(xiàn)代機(jī)械可經(jīng)過(guò)控制手段實(shí)現(xiàn)六、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的換向控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)的換向主要指在任務(wù)過(guò)程中需求保證任務(wù)執(zhí)行部分的往返行程或正反轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)，?？山?jīng)過(guò)機(jī)械手段和控制手段實(shí)現(xiàn)實(shí)例：機(jī)、電、液機(jī)構(gòu)組合的運(yùn)動(dòng)形狀與控制機(jī)械安裝普通為運(yùn)動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)，液壓安裝為動(dòng)力系統(tǒng)，電子安裝為控制系統(tǒng)。以機(jī)器人為例：機(jī)械運(yùn)動(dòng)安裝液壓與控制安裝機(jī)器人機(jī)構(gòu)例如自動(dòng)控制:利用伺服電機(jī)直接控制自動(dòng)件的運(yùn)轉(zhuǎn)速度自動(dòng)控制手段引起了機(jī)構(gòu)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)浪潮第四節(jié)機(jī)械系統(tǒng)及其開(kāi)展機(jī)械系統(tǒng)類(lèi)型一、單一根本機(jī)構(gòu)組成的機(jī)械二、多個(gè)獨(dú)立的根本機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)任務(wù)的機(jī)械三、多個(gè)根本機(jī)構(gòu)銜接組成的機(jī)械四、機(jī)電一體化機(jī)械五、智能機(jī)械一、單一根本機(jī)構(gòu)組成的機(jī)械由一個(gè)根本機(jī)構(gòu)組成的簡(jiǎn)單機(jī)械具有多樣化、用途廣泛且適用性好的特點(diǎn)。許多根本機(jī)構(gòu)都有運(yùn)用價(jià)值。在簡(jiǎn)單機(jī)械中的運(yùn)用最為普遍。手動(dòng)沖壓機(jī)構(gòu)：

二、多個(gè)獨(dú)立的根本機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)任務(wù)組成的機(jī)械由多個(gè)根本機(jī)構(gòu)獨(dú)立任務(wù)，但他們之間的運(yùn)動(dòng)必需相互協(xié)調(diào)配合，完成特定的任務(wù)義務(wù)。壓片機(jī)

三、多個(gè)根本機(jī)構(gòu)銜接組成的機(jī)械多個(gè)根本機(jī)構(gòu)經(jīng)過(guò)串聯(lián)組合、并聯(lián)組合、疊加組合、封鎖組合等銜接方式，組成一個(gè)完好的機(jī)械系統(tǒng)，完成特定的任務(wù)。此類(lèi)機(jī)械在工程中運(yùn)用最為廣泛。

零件分檢機(jī)四、機(jī)電一體化機(jī)械機(jī)電一體化機(jī)械是近代產(chǎn)生的表達(dá)高科技的機(jī)械，其本質(zhì)是把機(jī)械運(yùn)動(dòng)和現(xiàn)代控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一同，構(gòu)成機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)親密結(jié)合的新機(jī)械。五、智能機(jī)械智能機(jī)械也是近代產(chǎn)生的表達(dá)高科技的機(jī)械，其本質(zhì)是把機(jī)械運(yùn)動(dòng)、傳感技術(shù)、測(cè)試技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一同