【正文】 所需的 驅(qū) 動(dòng)力矩小， 因 此 該 機(jī)構(gòu) 常 稱(chēng)為增力機(jī)構(gòu)，它具有 節(jié) 省動(dòng)力的優(yōu)點(diǎn)。 實(shí)現(xiàn)本 題要 求的機(jī)構(gòu)方案有多種。對(duì)定軸輪系要合理分配各對(duì)齒輪的傳動(dòng)比，這個(gè)問(wèn)題將在機(jī)械設(shè)計(jì)課程中解決． 在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)，僅在某一區(qū)間承受生產(chǎn)阻力較大的機(jī)器，將引起等效構(gòu)件所受的等效阻力矩有明顯的周期性變化，若電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩近似地認(rèn)為是常數(shù)，則將引起角速度 的周 期性波動(dòng) 。 因此，為 使各 執(zhí)行構(gòu) 件 能 按 工藝 要 求協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，應(yīng)繪出機(jī)械 系 統(tǒng)的機(jī)構(gòu)運(yùn) 動(dòng) 循壞 圖。再?gòu)臋C(jī)構(gòu) 具 有急 回特性 的 要 求出發(fā) ， 在 定性 分析的 基 礎(chǔ)上， 選 取 節(jié) 省動(dòng)力的機(jī)構(gòu) 。不同的 機(jī) 構(gòu)類(lèi)型及其組 合 將構(gòu)成 多 種 運(yùn) 動(dòng)方 案。 工作臺(tái)離 地面的 距離約 1200mm。 本 題要 求 按 照壓制紙板的 工 藝過(guò)程 設(shè)計(jì) 下列 幾 個(gè)機(jī)構(gòu)： 使 下壓模運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī) 構(gòu)，起減 速 作用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu) ；控 制 橫 塊上夾緊 裝 置（夾緊紙板）的 控制 機(jī)構(gòu) 。 這 時(shí)，在 工作臺(tái)面 下 部的 的主傳動(dòng)系統(tǒng)中的執(zhí)行構(gòu)件 — 滑 塊 6 和下模為一體向上移動(dòng)，實(shí) 現(xiàn) 紙板的壓 痕 、切 線 ，稱(chēng)為 模壓或壓 切。 主動(dòng) 鏈 輪由間歇機(jī)構(gòu)帶動(dòng)， 使 雙列 鏈條 作同步的間歇運(yùn)動(dòng)。壓凹凸。必要時(shí)可修正運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。角 0? 為兩機(jī)構(gòu)串聯(lián)的相位角。具體選定 ?BO 的位置時(shí) ．可再考慮急回特性的要求，或搖桿速度接近零的區(qū)域中位移變化比較平緩的要求。所以，當(dāng)搖桿在 AOA 位置時(shí)，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的連桿 BA? 與 AOA 的夾角應(yīng)接近 90176。所以，應(yīng)取一個(gè) 合 適的曲柄長(zhǎng)度和 ? 值．滿(mǎn)足滑 塊 90— 100mm的行程 ， 而曲柄轉(zhuǎn)角則在 60176。但 ? 愈大?？蓪⑶?搖 桿機(jī)構(gòu) sA OBAO ?? ?? 整個(gè) 繞 AO? 逆時(shí)針向轉(zhuǎn)一個(gè)角度 0? 。而從 ?1? 、 s? 得到 s?1? 曲線上的一點(diǎn)，依此可得出 一條 s?1?曲線。今將第一個(gè)機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件 (在速度為零的位置 )和第二個(gè)機(jī)構(gòu)的輸入構(gòu)件 (在其輸出構(gòu)件速度接近為零時(shí)的位置 )固接起來(lái)，即機(jī)構(gòu)串聯(lián)起來(lái)，那么，在這個(gè)位置附近 (一段較長(zhǎng)時(shí)間 )組合機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件將近似停歇． 其原理說(shuō)明如下： 假設(shè)已知曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 2??s (圖 211a)，圖 211b 所示該機(jī)構(gòu)正處于滑塊速度接近于零的位置；曲柄擺桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 11 ??? ，如圖 211c 實(shí)線所示，而圖 211d所示為該機(jī)構(gòu)搖桿 AOA ?? 正處于速度為零的位置。所以可用凸輪機(jī)構(gòu)完成小振動(dòng)動(dòng)作，用串聯(lián)的連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換和放大。 其余方案也可達(dá)到所要求的機(jī)構(gòu)功能．但均不如前述幾個(gè)方案的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔。而且凸輪與從動(dòng)件 是 高副接 觸 ，不宜用于低 速 、大壓力 的場(chǎng)合 。此外，合適 地安 排機(jī) 構(gòu) 構(gòu)件的相對(duì)位置，使得到良好的傳力 條件 ， 即得到 較大的 有 效作用力．也是一種“ 增 力”的辦 法 。并 聯(lián)組合時(shí) ， 將兩個(gè) 輸入 構(gòu)件的 運(yùn)動(dòng)規(guī)律 相加，可 使 輸出構(gòu) 件 的速度在預(yù)定區(qū)域內(nèi) 接 近于零 。 圖 210 在機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合時(shí)，使兩機(jī)構(gòu)的從動(dòng) 件 均在 速度 零位時(shí)串接。 要使 機(jī)構(gòu)從動(dòng) 件 (執(zhí)行構(gòu) 件 )在行 程 中停歇．即 運(yùn) 動(dòng) 速度為零，大 致有下述幾種辦法： 如圖 29 中方案一、三用轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪推動(dòng)從動(dòng) 件 ， 則與 從動(dòng)件行 程 末端相應(yīng) 的 凸輪廓線用同心圓弧廓 線 時(shí) ， 從動(dòng)件在行 程 末端停歇。 圖 28 先取上述 (1)、 (2)、 (3)三種必須具備的功能來(lái)組成機(jī)構(gòu)方案．若每一功能僅由一類(lèi)基本機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖 28 所示，則有六種動(dòng)作結(jié)構(gòu)，可組合成 100 多種方案 。 8 四、 確定機(jī)構(gòu)方案 由 上 述分析可 知 ， 壓 片機(jī)機(jī)構(gòu)有三個(gè)分支：一為實(shí)現(xiàn)上沖頭運(yùn) 動(dòng)的 主加 壓機(jī)構(gòu)； 二為實(shí)現(xiàn) 下沖頭運(yùn)動(dòng)的輔助加壓機(jī)構(gòu) ；三是實(shí) 現(xiàn)料 篩 運(yùn)動(dòng)的 上、 下料機(jī) 構(gòu)。 這樣 安 排，可增長(zhǎng)執(zhí) 行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 ， 減小加 速度， 從而改善機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力性 能。下沖頭停歇 待 卸片坯時(shí)，料篩推進(jìn)到型腔上方推卸片坯 (圖中 ⑦ )。 這時(shí) ， 上、下沖頭各移 8mm(圖中 ④ )，然后兩沖頭停歇保壓 (圖中 ⑤ )，保壓時(shí)間約為 秒，相當(dāng)于主動(dòng) 件 轉(zhuǎn) 60176。運(yùn)動(dòng) 循 環(huán)圖 上的 位移曲 線 主 要 著眼于運(yùn)動(dòng)的起迄 位 置，而不 必準(zhǔn)確 表示出運(yùn)動(dòng) 規(guī) 律 。 料篩在模具型 腔 上方住復(fù) 振動(dòng)篩料 ，然后向左退 回 ，待坯料 成 形并被 推出 型腔 后 ，料 篩復(fù)在臺(tái)面上 右移約 45～ 50 mm 推卸成形片坯，其位移 線 圖 大致 如 圖 26c 所示。 二、 分解工藝動(dòng)作 ， 擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式 根據(jù)工藝過(guò)程，機(jī)構(gòu) 應(yīng)具有一個(gè)模具 (圓筒形型腔 )和三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件 (一個(gè)上沖頭、一個(gè)下沖頭和一個(gè)料篩 )。 例一 ： 設(shè) 計(jì) 5 噸 壓片機(jī)的加 壓機(jī)構(gòu) 一、 了解 題 意 設(shè)計(jì)的第 — 步 就 是 要 了解題意， 即 了解機(jī)器的工作對(duì)象、加工方法 和 工作參 數(shù) （設(shè) 計(jì)時(shí)必要的原 始數(shù)據(jù)） 它們都是設(shè) 計(jì)機(jī) 構(gòu)的依據(jù) 。 象上述評(píng)論的例子中，在鉛垂方向尺寸最小的情況下，再比較增力性能和自鎖可靠性 ， 可確定方案 A、 D 是 較 好的方案。而且采用面接觸的兩個(gè)對(duì)稱(chēng)機(jī)構(gòu) ， 加壓時(shí)機(jī)構(gòu)穩(wěn)定，螺桿受拉力，受力情況好（無(wú)壓桿穩(wěn)定問(wèn)題）；有兩個(gè)自鎖壞節(jié)，所以工作絕對(duì)可靠，而且加壓性能不受工件尺寸變化的影響。 當(dāng)被加壓 工 件 尺寸變化 時(shí) ，方案 A、 D 可用改變輸入構(gòu) 件 轉(zhuǎn)角的辦法 來(lái) 調(diào)整從動(dòng)件的加壓行程。至于運(yùn)動(dòng)副形式，因這里有移動(dòng)運(yùn)動(dòng)，所以 選 用移動(dòng)副。 這四個(gè)方案中的機(jī)構(gòu)易磨損程度依次為方案 B、C、 A、 D，而易修復(fù)程度則依次為 D、 A、 B、 C。當(dāng)然，若從生產(chǎn)率的角度來(lái)看，機(jī)構(gòu)加壓和松開(kāi)所需的動(dòng)作時(shí)間，方案 B、 C 明顯地要比 A、 D 少。但是，由于在鉛垂方向上機(jī)構(gòu)尺寸受到限制，所以可進(jìn)一步在這方面進(jìn)行比較、在達(dá)到同樣大小行程并有良好的傳力特性情況下，方案 B、 C 在鉛垂方向的空間尺寸要比 A、 D 兩種方案大得多。如 果 這個(gè)方案制造 比較 簡(jiǎn)易，則應(yīng)該優(yōu)先 采用 ， 因 為 這 有利 于提高 機(jī) 構(gòu) 的經(jīng) 濟(jì) 性。 高副易于用少 數(shù) 構(gòu)件精確實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和軌跡。 一 般來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)動(dòng) 副制 造簡(jiǎn)單，容易保 證 運(yùn)動(dòng) 副 元素 的 配合 精度 ，效率較高。提高機(jī)構(gòu) 的 剛 度 ，并 且 連帶地降低機(jī)構(gòu)產(chǎn)生故障的可能 性 ，提 高 其工作的可靠性 。 二、 機(jī) 構(gòu)結(jié)構(gòu) 的 合理性 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)潔。 所 以一般 來(lái) 說(shuō)。 23 方案評(píng)選準(zhǔn)則 在評(píng)價(jià)方案時(shí)，應(yīng)該包括制造工藝、材料選則、結(jié)構(gòu)繁簡(jiǎn)、經(jīng) 濟(jì) 實(shí)用性等方面的優(yōu)劣進(jìn)行比較。其中 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三 種結(jié)構(gòu)是 在移動(dòng)狀 態(tài) 下改變運(yùn)動(dòng)軸 線 方向 ， Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ 三 種結(jié) 構(gòu)是在轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下改 變 軸 線方向；而 Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ 三種 結(jié) 構(gòu)是在 轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)中增力； Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ三 種結(jié)構(gòu)是在移動(dòng)狀態(tài)中增力。 3 設(shè)計(jì)一加壓裝置，它將由手驅(qū)動(dòng)；并將驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為直移的加壓運(yùn)動(dòng) 。 22 方案組成 完 成 同一種運(yùn)動(dòng)功能的機(jī)構(gòu)，可以由不同 原理、 不同 的 基本機(jī)構(gòu)及不同的組合方式 來(lái)實(shí) 現(xiàn)．這 就是說(shuō) ， 要 實(shí)現(xiàn)某一運(yùn)動(dòng)功能 ， 可以用推、拉力傳動(dòng)原理，摩接力傳動(dòng)原理，液壓力及電 磁 力 傳 動(dòng)原 理等等； 可以用 基 本機(jī)構(gòu)或其變異機(jī)構(gòu)來(lái)完 成 ，也可以用若干基本機(jī)構(gòu)及變異機(jī)構(gòu)組合的機(jī)構(gòu)來(lái)完 成 。 任何復(fù)雜的機(jī)構(gòu)組合系統(tǒng)可以 認(rèn) 為是由 一 些 基 本機(jī)構(gòu)組合而 成 的。組 成 方 案 與 對(duì) 方 案 進(jìn)行尺 度 設(shè) 計(jì)、性能分析， 在 某種程度是并行 進(jìn)行 的。 167。 其目的 在于 進(jìn) 一步 鞏固 學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生 獨(dú) 立 解 決有關(guān)本 課程 實(shí) 際問(wèn)題 的能力，使 學(xué) 生對(duì)于機(jī)械 運(yùn) 動(dòng)學(xué)和動(dòng)力 學(xué) 分析與設(shè) 計(jì) 有一 個(gè) 較 完整的概念 ，具 有進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案分析 的 能力 。4 4 RRP Ⅱ級(jí)組的運(yùn)動(dòng)分析 .....................................................................................................................44 167。3 5 攪拌機(jī)設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................................30 第四章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 .......................................................................................... 35 167。3 1 半自動(dòng)平壓模切機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ..........................................................................................................14 167。2 1 基本運(yùn)動(dòng)和機(jī)構(gòu)的基本功能 ...............................................................................................................2 167。目 錄 第一章 概述 ...................................................................................................................1 167。1 3 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的方法 ...................................................................................................................1 第二章 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) ...............................................................................................2 167。2 4 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例 ..........................................................................................................6 第三章 課程設(shè)計(jì)題目 .................................................................................................... 14 167。3 4 插床設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................................27 167。4 3 RRR Ⅱ級(jí)組的運(yùn)動(dòng) 分析 .....................................................................................................................38 167。 11 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的目的 機(jī)械原理 課程設(shè)計(jì) 是 高 等工業(yè)學(xué)校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè) 學(xué)生 第一 次 較全 面的 機(jī)械 運(yùn) 動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分 析 與設(shè)計(jì)的訓(xùn)練 ， 是 機(jī)械原理 課程的一個(gè)重要教學(xué) 環(huán)節(jié) 。 要 求學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)， 繪 制必要的 圖 紙 ， 編 制 計(jì)算程序和編寫(xiě) 計(jì)算說(shuō)明書(shū) 等 。最后，對(duì) 方案進(jìn)行 評(píng)價(jià) ， 以選擇一種 “ 最佳 ”的方案。 基 本運(yùn)動(dòng) 的 形式有：?jiǎn)蜗蜣D(zhuǎn)動(dòng)、單向移動(dòng)、往復(fù) 擺 動(dòng)、往復(fù)移動(dòng)，間歇運(yùn)動(dòng)等。 圖 21 167。 現(xiàn)以一種簡(jiǎn)單的加壓裝置為例，說(shuō)明方案的形成過(guò)程。 上述三種基本功能變 化 排列顧序，可得到如圖22 所示的六種基本動(dòng)作結(jié)構(gòu)。 圖 23 167。 在作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先就是分析所設(shè)汁機(jī)構(gòu)的 功能 ， 并 根據(jù)功能 來(lái) 設(shè)計(jì)、 選 擇機(jī)構(gòu)，組 成 方 案 。 譬如 ，可以考慮如下各個(gè)方面 ： 機(jī)構(gòu) 所 能達(dá)到所要求的行 程 大小 ； 達(dá)到這一 行程 所需的機(jī)構(gòu)空間尺寸 (最小 )；滿(mǎn)足要 求 的 運(yùn) 動(dòng)規(guī)律 ； 機(jī)構(gòu)的傳力特性良好 (傳動(dòng)角 的 大 小 )； 生產(chǎn)率 的 高低 ； 所需 原 動(dòng)機(jī) 的功率 大小 ； 有優(yōu)良的動(dòng)力性能 (如慣牲力平衡，動(dòng)載荷、沖擊、 振 動(dòng)、噪聲小等等 )； 長(zhǎng)時(shí)間使 用以 后 出現(xiàn)的變 化 (磨 損、變形等 )。同 時(shí) 還減少 誤 差環(huán) 節(jié) 和 摩擦 損耗。 三、 機(jī)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性 運(yùn) 動(dòng)副的形式直接影響到機(jī) 構(gòu) 的結(jié)構(gòu)、耐用度、效率 、 靈敏度和加工 難 易程度 。 滑動(dòng)摩擦的移動(dòng)副還容易產(chǎn)生 楔 緊 、 自鎖或爬行現(xiàn)象 。我們應(yīng)從制造是否簡(jiǎn) 單 的觀點(diǎn)出發(fā) 來(lái) 衡量。 就機(jī)構(gòu)的功能質(zhì)量而言，四個(gè)方案均能達(dá)到給定的功能要求。而方