【正文】 無級(jí)變速的缺點(diǎn)： 變速范圍較小 ，由于多采用摩擦無級(jí)變速器，不能得到較準(zhǔn)確的速度和傳動(dòng)比，機(jī)械特性差，傳遞功率較小。如通用鉆床，用它可完成鉆孔、擴(kuò)孔、攻絲等不同作業(yè)，加工過程中，工件的材料和熱處理方法、工件的硬度不同，加工的精度和表面光潔度的要求就不同。 從 (1)、 (2)式中消去 t可得： m axm ax )32( b gldV ??它們主要由 行業(yè)經(jīng)驗(yàn) 確定。 解得 若取 則 ~?? ?? ~10)~( ?? arctg?所以， ?? 33~20??為了可靠，在設(shè)計(jì)時(shí)一般?。? ?? 22~18??3．運(yùn)動(dòng)參數(shù) 機(jī)械產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)參數(shù)指 執(zhí)行構(gòu)件的轉(zhuǎn)速 n、 移動(dòng)速度 V以及它們的調(diào)速范圍 。 ② 有互換性或系列化要求的主要尺寸應(yīng)符合： GB282281《 標(biāo)準(zhǔn)尺寸 》的規(guī)定，如安裝尺寸、連接尺寸、決定系列的公稱尺寸等，其中優(yōu)先按 R R R40的順序選，數(shù)值如果需要圓整，應(yīng)按 Ra Ra10 、 Ra20 、 Ra40順序選用 。 thGG ? 機(jī)械產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)時(shí)要確定的尺寸參數(shù)是指 影響機(jī)械性能的一些重要的結(jié)構(gòu)尺寸 。纏好的管子，在牽引機(jī) 9作用下，由左向右移動(dòng)，經(jīng)固化爐 7固化后進(jìn)入切割區(qū)，將管子切成所需的長(zhǎng)度。 連續(xù)纏管機(jī)有 立式和臥式 兩種布置型式，見 P38圖 213和 214。 驅(qū)動(dòng)模式：采用 獨(dú)立驅(qū)動(dòng) 的模式，床子上有 2組 4個(gè)銑削頭， 4個(gè)電動(dòng)機(jī) 。 升降臺(tái)臥式銑床 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：與臥式銑床不同的是銑刀軸鉛垂布置 ，用來加工尺寸和重量略大的工件。 2．銑床的總體布置 用銑床加工工件，在銑刀與工件間要實(shí)現(xiàn) 4個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)： 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 、 上下運(yùn)動(dòng) 、 左右運(yùn)動(dòng) 和 前后運(yùn)動(dòng) 。 從發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪到變速箱采用了 V帶傳動(dòng)，為避免從動(dòng)帶輪與驅(qū)動(dòng)輪相碰，也為了避免 從動(dòng)帶輪 被驅(qū)動(dòng)輪甩起的泥水沾污，被動(dòng) V帶輪布置的較高，帶的松邊有向上張緊的 張緊輪 ， 離合器 布置在被動(dòng) V帶輪的內(nèi)部，結(jié)構(gòu)緊湊。由于手扶拖拉機(jī) 單機(jī)的質(zhì)心偏在輪軸之前 ，為保證單機(jī)停放時(shí)平衡，前方設(shè)了一個(gè)可收放的支撐架。人通過操縱件和機(jī)械系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系，機(jī)械系統(tǒng)隨操縱件的動(dòng)作運(yùn)行。滾子鏈傳動(dòng)的最高鏈速為： smV /15m a x ? 變回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)，如凸輪機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)等，運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生較大的加速度和慣性力，從而引起沖擊，放在運(yùn)動(dòng)鏈的低速端，可減小系統(tǒng)的慣性沖擊。 齒輪 — 蝸桿減速裝置，蝸桿副在低速級(jí)，而蝸桿 — 齒輪減速裝置，蝸桿副在高速級(jí)。45′ 0176。 蝸桿主動(dòng)時(shí)，蝸桿副的嚙合效率為： )( v1 ?????? tgtg蝸桿的導(dǎo)程角； —?蝸桿副的當(dāng)量摩擦角。試 比較兩種減速裝置的性能有何差異。為簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)鏈，對(duì)要求減速比較大的傳動(dòng)系統(tǒng)，可采用少齒差行星齒輪傳動(dòng)、擺線針輪傳動(dòng)、諧波齒輪傳動(dòng)。 減小構(gòu)件的幾何尺寸，可減小執(zhí)行機(jī)構(gòu)的幾何尺寸。利用總體布置圖不僅可以 確定整機(jī)的布置型式和主要尺寸 ，也可以基本 確定各部件的基本型式和特性參數(shù) ， 主要零部件的尺寸 、 質(zhì)量及其加工要求 等影響制造成本的數(shù)據(jù)，還可以根據(jù)該圖進(jìn)行計(jì)算或估算，可以 進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 。 (二 )繪制總體布置圖 方案設(shè)計(jì)階段， 對(duì)各候選方案有時(shí)也要畫出總體布置圖。機(jī)械產(chǎn)品的外形、色彩和表現(xiàn)特征應(yīng)符合美學(xué)原則 ，并要 適應(yīng)產(chǎn)品的特點(diǎn)和銷售地區(qū)的時(shí)尚 。 我們可以將它們 描述為 ：以心理為圓心，生理為半徑，用以建立人與物之間和諧關(guān)系的方式，最大限度地挖掘人的潛能，綜合平衡的使用人的肌能，保護(hù)人體健康，從而提高生產(chǎn)率。 4．充分考慮產(chǎn)品系列化和發(fā)展的要求 以車床為例，電動(dòng)機(jī)、床頭箱、溜板箱、尾座分別設(shè)計(jì)成獨(dú)立部件，將它們安裝在床身上，就做到層次分明，安裝、調(diào)試、維修、保養(yǎng)方便。 機(jī)床的總體布置對(duì)機(jī)床的精度有較大的影響 。 機(jī)械系統(tǒng)各零部件布置得合理與否，對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的工藝過程有很大影響，對(duì)工作條件較惡劣 ,工作狀況較復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)影響更大。 第二節(jié) 機(jī)械系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 一、總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容 1．總體布置設(shè)計(jì)； 2．確定主要的總體參數(shù)； 3．繪制總體設(shè)計(jì)圖樣； 4．編制總體設(shè)計(jì)報(bào)告及技術(shù)說明書等文件。 一、設(shè)計(jì)要求和主要參數(shù) A3的要求 原始距離 S=65mm 快速送進(jìn)： 慢進(jìn)切削： （據(jù)材料、工藝等確定該數(shù)據(jù)） 快速退回： 刀具轉(zhuǎn)速： n（刀） =？ r/min(由工藝員定） 刀具移動(dòng)速度 V（刀） = ≥10s（否則裝拆來不及） ：由生產(chǎn)量和機(jī)床數(shù)量決定。 優(yōu)點(diǎn)：車內(nèi)噪聲小，條件好，乘坐舒適，車廂內(nèi)地板平坦，駕駛員視野開闊。 缺點(diǎn)：保養(yǎng)發(fā)動(dòng)不方便，駕駛員受發(fā)動(dòng)機(jī)工作產(chǎn)生的噪聲、振動(dòng)、高溫的影響，另外，發(fā)生撞車后對(duì)司機(jī)保護(hù)不利。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 缺點(diǎn)：保養(yǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)要從側(cè)面或后面爬上，較困難。 發(fā)動(dòng)機(jī) A后置； 駕駛臺(tái) B在發(fā)動(dòng)機(jī)前側(cè)、左方； 糧箱 C前置； 脫粒機(jī)頂蓋 D在糧箱 C下方。 (二 )確定系統(tǒng)邊界 系統(tǒng)邊界是技術(shù)系統(tǒng)功能范圍的界限，即內(nèi)部系統(tǒng)與外部系統(tǒng)的分界 ?？蓮?物理學(xué)相容原理 、 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益 、 功率 、 速度 、 尺寸等功能參數(shù)方面 ，對(duì)這些方案進(jìn)行 復(fù)核、檢驗(yàn)、評(píng)審 ，從中找出幾個(gè)較好的方案。 2． 功能載體的組合 實(shí)現(xiàn)一項(xiàng)功能往往可采用多種功能載體，這就是機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的多解性。 能量轉(zhuǎn)換為力和位移 控制信號(hào) 加載能量 試件加載 試件 變形能 變形后的試件 測(cè)變形 變形信號(hào) 測(cè)力 力信號(hào) b） 材料試驗(yàn)機(jī)的功能分解圖 能量轉(zhuǎn)換為力和位移 控制信號(hào) 加載能量 試件加載 試件 變形能 變形后的試件 測(cè)變形 變形信號(hào) 測(cè)力 力信號(hào) Ⅲ 建立材料試驗(yàn)機(jī)的完善的功能結(jié)構(gòu)圖： c） 材料試驗(yàn)機(jī)的功能結(jié)構(gòu)圖 通過增加分功能來進(jìn)一步完善材料試驗(yàn)機(jī)的功能結(jié)構(gòu)： ② 調(diào)節(jié)能量的大??； 裝卡 試件 試件 加載 變形能 變形后試件 試件 調(diào)節(jié)能量大小 加載能量 控制信號(hào) 能量轉(zhuǎn)換為力和位移 ③ 各測(cè)量值的放大； ④ 比較標(biāo)準(zhǔn)值和實(shí)際值。 進(jìn)行功能分解的要注意以下兩點(diǎn)： (1)總功能的分解程度以能找到相應(yīng)的 技術(shù)物理效應(yīng) 和 功能載體 來實(shí)現(xiàn)該功能為依據(jù)； (2)同級(jí)功能的組合應(yīng)能滿足上級(jí)功能的要求。 甩干脫水 旋轉(zhuǎn)控制 添加洗滌劑 容納衣物和水 臟衣物的洗滌 洗衣機(jī)，它的 總功能是洗滌臟衣物 。 技術(shù)過程中作業(yè)對(duì)象的轉(zhuǎn)化，有一些是完全靠機(jī)械系統(tǒng)來完成的，而有一些是在人的參與下完成的。 作業(yè)對(duì)象的簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)化，可以只采用一個(gè)工藝原理就完成；但作業(yè)對(duì)象的復(fù)雜轉(zhuǎn)化，往往要采用多種工藝原理經(jīng)多次轉(zhuǎn)化才能完成 。這樣可以突出設(shè)計(jì)中的主要矛盾，明確設(shè)計(jì)追求的主要目標(biāo)，明確影響產(chǎn)品性能的主要因素；避免設(shè)計(jì)者受一些框文的約束。而我們所聽到的發(fā)明多數(shù)都屬于組合式發(fā)明，也就是在成熟理論的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的改進(jìn)和完善，從而得到一種新的技術(shù)和理論。 方案設(shè)計(jì)的 內(nèi)容 包括： (1)研究給定的設(shè)計(jì)任務(wù)，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的功能進(jìn)行分析和分解； (2)提出實(shí)現(xiàn)功能的工藝原理； (3)確定技術(shù)過程，引進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)； (4)分析結(jié)構(gòu)布局，擬定設(shè)計(jì)方案； (5)綜合評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)方案，找出最佳方案。 一、研究給定的設(shè)計(jì)任務(wù) 方案設(shè)計(jì)之前，已經(jīng)接到了 設(shè)計(jì)任務(wù)書 ，明確了設(shè)計(jì)任務(wù)、目的和要求，搞清了外部系統(tǒng)和內(nèi)部系統(tǒng)之間的相互作用和影響，提出了可行性報(bào)告，制定了系統(tǒng)開發(fā)的計(jì)劃。 總之，思維定勢(shì)是懶漢的思維方式，有意識(shí)的破除他，我們會(huì)有更多的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明。 確定“黑箱”作業(yè)對(duì)象（物料、能量、信息）轉(zhuǎn)化的 工藝原理 ，是打開“黑箱”的先決條件。以谷物聯(lián)合收割機(jī)為例，它的工藝原理可用下圖所示： 四、確定技術(shù)過程 技術(shù)過程是按選定的工藝原理，確定作業(yè)對(duì)象轉(zhuǎn)化的流程，規(guī)定每一個(gè)轉(zhuǎn)化程序的相應(yīng)功能要求。 良好的技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)是機(jī)械系統(tǒng)與人的完美結(jié)合 。對(duì)總功能進(jìn)行分解，可得出如下一些分功能： 容納衣物和水 、 添加洗滌劑 、 攪動(dòng)衣物和水 ， 控制旋轉(zhuǎn)方向 、 時(shí)間和速度 ， 甩干衣物上的水 ， 排出臟水 ， 能量供應(yīng) 、 轉(zhuǎn)化和傳遞 、 聯(lián)接與支承 等。 技術(shù)物理效應(yīng) 是將物理學(xué)原理通過一定的結(jié)構(gòu)形式，在工程技術(shù)上加以應(yīng)用。 測(cè)量值放大 測(cè)力 測(cè)變形 力信號(hào) 變形信號(hào) 比較標(biāo)準(zhǔn)值和實(shí)際值 輔助能量 標(biāo)準(zhǔn)量 ① 試件加載前要裝卡； b） 材料試驗(yàn)機(jī)的功能分解圖 能量轉(zhuǎn)換為力和位移 控制信號(hào) 加載能量 試件加載 試件 變形能 變形后的試件 測(cè)變形 變形信號(hào) 測(cè)力 力信號(hào) 材料試驗(yàn)機(jī)的功能結(jié)構(gòu)圖 裝卡 試件 試件 加載 變形能 變形后試件 試件 調(diào)節(jié)能量大小 加載能量 控制信號(hào) 能量轉(zhuǎn)換為力和位移 測(cè)量值放大 測(cè)力 測(cè)變形 力信號(hào) 變形信號(hào) 比較標(biāo)準(zhǔn)值和實(shí)際值 輔助能量 標(biāo)準(zhǔn)量 經(jīng)過功能分解后，一項(xiàng)總功能被分解成一系列分功能或功能元，與相應(yīng)的技術(shù)物理效應(yīng)及功能載體相對(duì)應(yīng)，得到功能分解圖和功能結(jié)構(gòu)圖。 對(duì)機(jī)械系統(tǒng)按功能進(jìn)行分解，對(duì)分解出的每一項(xiàng)功能找到可行的功能載體，將這些功能載體組合起來，就得到了機(jī)械系統(tǒng)一系列的總體方案。 對(duì)于 像自走式聯(lián)合收獲機(jī)這類 比較復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品 ，如果對(duì)整機(jī)采用一個(gè)形態(tài)學(xué)矩陣，就過于龐大了，這時(shí) 可分別建立各子系統(tǒng)的形態(tài)學(xué)矩陣，考慮各子系統(tǒng)的方案，然后再綜合成整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的方案 。 1．人參與技術(shù)系統(tǒng)的程度 人參與技術(shù)系統(tǒng)的程度涉及到操縱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的功能 。 優(yōu)點(diǎn)：對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸沒有限制 ， 駕駛員工作條件好 ， 保養(yǎng)空間大 ， 適合布置尺寸大的發(fā)動(dòng)機(jī) 。 駕駛臺(tái) B前置； 2） 短頭式 ：發(fā)動(dòng)機(jī)一小部分伸入駕駛室之下。 1） 發(fā)動(dòng)機(jī)前置 ：發(fā)動(dòng)機(jī)在車箱之前。 缺點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻不好解決，散熱條件差，操縱困難。 理論生產(chǎn)率： 件 /小時(shí) Y系列電動(dòng)機(jī)，裝在機(jī)體之內(nèi)，執(zhí)行構(gòu)件露在外面。 總體設(shè)計(jì) 是機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)第 3階段 —內(nèi)部設(shè)計(jì)階段的主要部分 ， 是以后進(jìn)行系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù) 。 1．保證工藝過程的連續(xù)和流暢 保證機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)部的能量流 、 物料流和信息流的流動(dòng)途徑合理 ， 各零部件運(yùn)動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生干涉 ， 使機(jī)械系統(tǒng)的工藝過程連續(xù)和流暢 ，是對(duì)機(jī)械系統(tǒng)總體布置的首要要求。對(duì)執(zhí)行系統(tǒng)，應(yīng)盡量使 振動(dòng)源遠(yuǎn)離執(zhí)行系統(tǒng) ，采用 分離驅(qū)動(dòng) 的方法，把電動(dòng)機(jī)和變速箱、主軸箱分置，用有緩沖減振的傳動(dòng)裝置將它們聯(lián)接起來，就可使振源與執(zhí)行系統(tǒng)隔開。 5．結(jié)構(gòu)緊湊、層次分明 機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，可 節(jié)省空間 ， 減少零部件 ， 提高產(chǎn)品的可靠性和經(jīng)濟(jì)性 ，并 為總體造型設(shè)計(jì)創(chuàng)造了條件 。 機(jī)械產(chǎn)品還有許多 要調(diào)整的部位 ，在總體布置設(shè)計(jì)時(shí)， 要考慮調(diào)整的方便 。 在總體布置上應(yīng)使各零部件的 組合勻稱協(xié)調(diào) ， 符合一定的比例關(guān)系 ， 前后左右的輕重關(guān)系要對(duì)稱和諧 ， 有穩(wěn)定感和安全感 ，否則用戶就不敢購(gòu)買。 如 P25圖 26，在確定自走式谷物聯(lián)合收獲機(jī)的基本結(jié)構(gòu)布局時(shí)，就畫出了發(fā)動(dòng)機(jī)、駕駛室和糧箱 3種方案的布置圖，以此作為評(píng)價(jià)方案的依據(jù)。 課本 P33圖 28，為自走式谷物收獲機(jī)的總體布置圖。 （ 2）使 原動(dòng)件盡量接近執(zhí)行構(gòu)件 減小執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件的數(shù)目，可以減小因運(yùn)動(dòng)副磨損和構(gòu)件發(fā)生變形而造成的 誤差積累 ，從而提高執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度。 2．傳動(dòng)系統(tǒng)的布置 傳動(dòng)系統(tǒng)在機(jī)械產(chǎn)品中占有重要的地位，例如在汽車拖拉機(jī)制造過程中，制造傳動(dòng)系統(tǒng)的工作量占總工作量的 50%以上，金屬切削機(jī)床制造過程中，占60%以上。 （ 1）齒輪 —蝸桿減速裝置的 傳動(dòng)精度較高 設(shè)兩種傳動(dòng)方案中各零件的制造精度和參數(shù)相同， 齒輪副的傳動(dòng)誤差為 g??，蝸桿副的傳動(dòng)誤差為 w??且