【正文】 兩者數(shù)值比較接近。 —v?式中： 由公式可看出：在蝸桿導(dǎo)程角 γ不變時， η1主要決定于蝸桿副的當(dāng)量摩擦角 φv。55′ 1176?；扑俣龋海?式中 n1—蝸桿轉(zhuǎn)速 ) ??cos)100060/(11 ?? ndVS 由上式可以看出：齒輪 — 蝸桿減速裝置蝸桿副的滑移速度遠(yuǎn)低于蝸桿 —齒輪減速裝置，從而使傳動效率較低。 例 3：變回轉(zhuǎn)運動為往復(fù)直線運動或擺動的機(jī)構(gòu)，應(yīng)放在運動鏈的 低速端 。操縱件的布置既要考慮對機(jī)械系統(tǒng)操縱方便，又要照顧到操縱者使用方便。手扶拖拉機(jī)行走時，駕駛員坐在機(jī)架一方的座位上，這時機(jī)器重心后移到輪軸后方，為保持平衡，在拖拉機(jī)后部加了一個支撐輪。 在變速箱后部設(shè)了一個 動力輸出軸 ，在該軸上裝上鏈輪，可驅(qū)動旋耕機(jī)工作。 旋轉(zhuǎn)運動由銑刀完成，而其它 3個相對運動，有兩個方案：①工件靜止，銑刀運動；②銑刀靜止，工件運動。工件裝在工作臺上，只能作 X、 Y兩個方向的運動，銑刀除轉(zhuǎn)動外，可沿軌道作 Z方向的運動。 橫梁移動式龍門銑床 結(jié)構(gòu)特點： 用來加工特大型工件 。 立式連續(xù)纏管機(jī) 的 心 軸 1鉛垂布置，由牽引輥 2驅(qū)動，導(dǎo)向輥 15支承，一邊轉(zhuǎn)動一邊從下向上垂直移動，通過水平布置的六層工作臺，分層纏繞纖維品，當(dāng)纏滿一根 心 軸后，將玻璃鋼管切斷，經(jīng)固化爐固化后，將玻璃鋼管從心 軸上脫模，就加工出一根玻璃鋼管。 由工藝過程可看出：臥式連續(xù)纏繞機(jī)可實現(xiàn) 連續(xù)生產(chǎn) ， 生產(chǎn)率高 ， 自動化程度高 ； 心 軸不動 、 結(jié)構(gòu)簡單 ， 操作方便 。 2．尺寸參數(shù) (3)主要運動部件的工作行程： 220 300 420 (1)總體輪廓尺寸： 總長 總寬 總高 1570 1600 2410 (2)特性尺寸： 加工范圍、中心高等尺寸、 可加工的連桿兩孔中心距的范圍、裝料高度： 1220(正視圖 ) 該鏜床工作時有 3個運動：鏜刀轉(zhuǎn)動、升降臺上下移動、對刀時左、右主軸箱 2在橫梁上的橫向移動。 確定尺寸參數(shù)時應(yīng)注意： ① 確定的尺寸參數(shù)應(yīng)符合： GB32180《 優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系 》 的規(guī)定。如機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速；工作臺及力架的移動速度；移動式機(jī)械的行駛速度；連續(xù)作業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)節(jié)拍等。如用于裝卸作業(yè)的起重機(jī)，上述速度較快，用于安裝作業(yè)的起重機(jī)上述速度較慢；起重距離越長，上述速度較快，反之較慢；起重重量較小，上述速度較快，反之較慢。為滿足不同的使用要求，鉆床主軸的轉(zhuǎn)速和進(jìn)刀速度要求在一定范圍里變化。 應(yīng)用過程中，可將無級變速和有級變速結(jié)合在一起，以便擴(kuò)大變速范圍 R。 m inm a x ~ nnn t 無級變速 nmax nmin 無級變速優(yōu)點： 可得到最有利的工作速度 ，便于實現(xiàn)自動化。 有些執(zhí)行構(gòu)件的運動參數(shù) 要 在一定范圍里變化 。 （ 2） 的距離種子靠重力下落： 2m axb 距離型孔輪沿切向走： ld 32?式中： V為型孔輪的線速度； g重力加速度； t為種子靠重力下落 bmax/2的時間。 如起重機(jī)的運動參數(shù)有：起升 (下降 )速度、大車行駛速度、小車行駛速度，回轉(zhuǎn)速度，變幅速度等。 ???? 21 2 2 tgtgtgtg ???則 ?? 2?故顎式破碎機(jī)能正常工作的條件是： ?? 2? 0?? yF若 ， ，物料會被擠出。 (5)另外圖上還標(biāo)注了主要零部件的一些 外形尺寸 。 機(jī)械產(chǎn)品的 實際生產(chǎn)率 G ： s0w1tttG ???式中： ts—由于故障而停歇的時間。 0w11ttTG th ??? 若干個縱向纖維帶盤 2經(jīng)分配器把縱向纖維帶 3均勻地分布在 心 軸表面；若干個環(huán)向纖維帶盤 5繞心軸轉(zhuǎn)動，將玻璃纖維帶螺旋狀繞在 心 軸上，相鄰帶盤反向轉(zhuǎn)動，相鄰纖維帶反向重疊。 3．連續(xù)纏管機(jī)的總體布置 玻璃纖維 有機(jī)樹脂 預(yù)浸或現(xiàn)浸 加熱固化 脫 模 切割翻管 檢 驗 成 品 纏繞成型 芯軸 連續(xù)纏管工藝過程 原料是玻璃纖維制品，在這些纖維品上浸上樹脂，然后按一定的成型規(guī)律纏繞在芯軸上，經(jīng)加熱固化、脫模、切割等工序，就制成了玻璃鋼管。 與前述兩種銑床相比，橫梁移動式龍門銑床上電動機(jī)的數(shù)目就更多。集中驅(qū)動采用電動機(jī)較少，可以較好地實現(xiàn)這些相對運動間的關(guān)系；缺點是 傳動系統(tǒng)復(fù)雜 。 “齒輪 — 蝸桿”減速裝置與“蝸桿 — 齒輪”減速裝置各有什么優(yōu)缺點，各適用于什么場合。由于其轉(zhuǎn)速較高，可以驅(qū)動水泵、脫粒機(jī)等機(jī)器。 1．手扶拖拉機(jī)的總體布置 （三）總體布置設(shè)計示例 手扶拖拉機(jī)在總體布置上有下面 3個特點： ① 要保持總體平衡 手扶拖拉機(jī)屬于 單軸移動式機(jī)械 ， 手扶拖拉機(jī)采用 單輪輪式的支撐方式 ，單機(jī)不能縱向平衡 ，只有和農(nóng)具或拖車組成機(jī)組才能縱向平衡和穩(wěn)定行駛。 3．操縱件的布置 操縱系統(tǒng)中產(chǎn)生操縱力或發(fā)生操作信號的構(gòu)件叫操縱件，如拉桿、手柄、手輪、按鈕、按鍵、腳踏板等，都是操縱件。鏈的速度越高，“多邊形效應(yīng)”越嚴(yán)重。17′ 24 10 5 由上表可看出， 滑移速度 Vs提高， 當(dāng)量摩擦角 φ v和當(dāng)量摩擦系數(shù) μv大大降低，從而 嚙合效率 η1提高 。 smvs/滑移速度 v?當(dāng)量摩擦角 V?當(dāng)量摩擦系數(shù) 0176。 高速級的傳動誤差反映到輸出運動上，被低速級的速比縮小了。 （ 2）合理安排傳動系統(tǒng)中各機(jī)構(gòu)的順序 例 1：由齒輪傳動和蝸桿傳動組成的傳動系統(tǒng)，其可以組成 “齒輪 — 蝸桿”減速裝置和 “蝸桿 — 齒輪” 減速裝置 (按從高速級到低速級的順序命名 )。 （ 1）簡化運動鏈 在保證傳統(tǒng)系統(tǒng)功能的前提下，運動鏈越簡單，零件的數(shù)目和運動副數(shù)目就越少，材料的消耗和制造費用就越低，傳動效率和精度、可靠度就越高。 布置執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)注意下面 3個問題： （ 1）盡量 減少執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運動副和構(gòu)件數(shù)目 ， 減小構(gòu)件的幾何尺寸 。 總體布置圖繪制后有重要意義。轎車的外形輪廓在這方面的要求特別高。 7．外形美觀 機(jī)械產(chǎn)品的外觀是對用戶的第一印象，是用戶購買時要考慮的因素之一。 只要是人所使用的產(chǎn)品，都應(yīng)在人機(jī)工程上加以考慮。如設(shè)計一臺木工鋸床，要考慮，以后可發(fā)展成能鋸、鉆、刨、銑的組合機(jī)床，在總體布置設(shè)計及傳動系統(tǒng)、機(jī)架設(shè)計上采取一些措施，是很有意義的。 因此在總體布置時必須驗算機(jī)器的質(zhì)心位置 ,控制質(zhì)心偏置量 . 3．保證精度、剛度及抗振性的要求 以機(jī)床為例，為能加工出一定精度的零件，機(jī)床車身要具有更高的幾何精度、傳動精度和動態(tài)精度。 要 從粗到細(xì) ， 由簡而繁 ，經(jīng)多次反復(fù)修改，才能最后確定。 每位同學(xué)構(gòu)思設(shè)計 一臺中、小型機(jī)器或機(jī)械裝置 ,要有新意 (創(chuàng)新性 ),進(jìn)行方案設(shè)計 ,提出其具有的結(jié)構(gòu)和功能 .做出黑箱模型 ,確定其工藝原理、技術(shù)過程和功能載體 ,畫出結(jié)構(gòu)原理簡圖 . 在進(jìn)行總體設(shè)計時，不僅要考慮內(nèi)部系統(tǒng)，而且要考慮內(nèi)部系統(tǒng)與外部系統(tǒng)的聯(lián)系，使內(nèi)部系統(tǒng)與外部系統(tǒng)相協(xié)調(diào)和適應(yīng)，以求設(shè)計得更加完善。材料： HT200 φ 50H6ⅠⅡⅢⅣA2A3裝拆工件 鉆底孔 擴(kuò)孔 鉸孔 （ Ⅰ 工位） （ Ⅱ 工位） （ Ⅲ 工位） （ Ⅳ 工位） 該機(jī)床技術(shù)成熟，設(shè)計任務(wù)抽象化、確定工藝原理、確定技術(shù)過程就省略了。 3） 發(fā)動機(jī)后置 ：發(fā)動機(jī)在車箱之后，橫置或者縱置。 優(yōu)點：駕駛員視野開闊，車輛的軸距和長度小，機(jī)動性好，自重輕。 優(yōu)點：發(fā)動機(jī)尺寸不受限制 ， 駕駛員工作條件好 ， 保養(yǎng)空間大；由于糧箱 C的隔離作用 ， 發(fā)動機(jī)的振動 、 噪聲和高溫對駕駛員影響較小 。 六、確定基本結(jié)構(gòu)布局 技術(shù)方案確定后，功能載體的組合關(guān)系就明確了，但結(jié)構(gòu)元件在空間的相互位置還可以進(jìn)行不同的處理，即 相同的功能載體關(guān)系，可以構(gòu)成不同的結(jié)構(gòu)布局 。 是否對這些影響和干擾進(jìn)行控制，就涉及到系統(tǒng)的邊界。 方案總數(shù)： N=A B C D E=6 5 4 4 3=1440 鉗式斗 抓 斗 挖 斗 液壓缸傳動 氣缸傳動 繩傳動 拉 桿 氣 墊 履 帶 輪 胎 軌道及車輪 液力耦合器 鏈傳動 帶傳動 蝸桿傳動 齒輪傳動 氣動馬達(dá) 液動機(jī) 透平機(jī) 柴油機(jī) 汽油機(jī) 電動機(jī) 挖掘機(jī)的形態(tài)學(xué)矩陣 E(取放物 ) D(取放物傳動 ) C(移位 ) B(移物傳動 ) A(動力源 ) 6 5 4 3 2 1 功 能 載 體 分功能 A3 + B4 + C3 + D2 + E1——履帶式挖掘機(jī) 柴油機(jī) 鏈傳動 履帶 繩傳動 挖斗 3）作出挖掘機(jī)的形態(tài)學(xué)矩陣： 液動機(jī) 液力耦合器 輪胎 液壓缸傳動 抓斗 A3 + B4 + C3 + D2 + E1——履帶式挖掘機(jī) 柴油機(jī) 鏈傳動 履帶 繩傳動 挖斗 A5 + B5 + C2 + D4 + E2—液壓輪胎式挖掘機(jī) 對那些合理的可行方案，應(yīng)進(jìn)行綜合評價。在做這項工作時，要集思廣義，廣開言路，避免犯偏聽偏信、先入為主、主觀片面的錯誤。 b） 材料試驗機(jī)的功能分解圖 Ⅱ 建立材料試驗機(jī)的功能分解圖（初步簡單的功能結(jié)構(gòu)圖）： 通過功能分解，可以把材料試驗機(jī)的總功能分解成 4個主要的分功能： ① 把能量轉(zhuǎn)換為力和位移； ② 試件加載； ③ 測力； ④ 測變形。 功能元 是指有確定功能的不可再分解的單元功能。 可以用樹狀圖像模型功能圖形象地表達(dá) 功能分解 的結(jié)果： 能量運動傳遞 轉(zhuǎn)向控制 轉(zhuǎn)速控制 時間控制 雙向旋轉(zhuǎn) 單向旋轉(zhuǎn) 波輪旋轉(zhuǎn) 攪動衣物和水 聯(lián)接與支承 能量供應(yīng)與轉(zhuǎn)換 排水 五、引進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)并確定系統(tǒng)邊界 技術(shù)系統(tǒng)是實現(xiàn)技術(shù)過程各項轉(zhuǎn)化的人為系統(tǒng)。 切斷作物桔桿 沖擊 搓擦 使谷粒和谷穗分離 滾壓 篩分 、 振動 、 重力 、 氣流使谷粒 、莖桿 、 穎殼雜物分離 在聯(lián)合收割機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)中，采用了多種工藝原理，工作過程中完成了多次轉(zhuǎn)化，設(shè)計的關(guān)鍵則是 不同工藝原理的組合與連接 ，以及它們之間的 適應(yīng)性與相容性 。 用“黑箱”抽象地表示技術(shù)過程，不需要事先涉及具體的解決方法，就可以知道機(jī)械系統(tǒng)的基本功能和約束條件： 基本功能為物料、能量、信息的傳遞和轉(zhuǎn)化 ， 約束條件表現(xiàn)為內(nèi)、外部系統(tǒng)的相互作用和相互影響 。發(fā)明有 原創(chuàng)性發(fā)明 和 組合式發(fā)明 ，原創(chuàng)性發(fā)明是指在原理上具有新突破的發(fā)明，對于世界和人類來講具有一定的難度，是比較少見的。它是機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計的 核心環(huán)節(jié) ， 方案設(shè)計 是保證設(shè)計水平和質(zhì)量的重要工作，在很大程度上決定了機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計的成敗。 在系統(tǒng)開發(fā)計劃書中說明了對設(shè)計的各項要求，但這些要求尚未實現(xiàn)，其中有 不確定的，過高或過低的，甚至有些是相互矛盾的 。 面對一個設(shè)計任務(wù)，有經(jīng)驗的設(shè)計人員馬上可提出一些設(shè)計方案，這雖然可加快設(shè)計速度，但由于受到個人經(jīng)驗和所掌握資料的限制，在思維定勢作用下，使設(shè)計方案缺乏創(chuàng)造性和創(chuàng)新性。 三、確定工藝原理（ “ 黑箱 ” 變成 “ 玻璃箱 ” ） 所謂工藝原理是 指自然科學(xué)中各種定理、定律、原理及效應(yīng)的具體應(yīng)用 。 技術(shù)過程的一般模式如下圖。 以洗衣機(jī)為例，對人的參與程度要求不同，可設(shè)計出全自動、半自動和非自動的洗衣機(jī)；就全自動洗衣機(jī)而言，由于設(shè)計者的著眼點不同，可設(shè)計出立式和臥式洗衣機(jī)，它們各有優(yōu)缺點。 功能載體 是實現(xiàn)功能轉(zhuǎn)化的實體結(jié)構(gòu)。 按樹狀功能圖還可以作出 功能結(jié)構(gòu)圖 。 對于像自走式聯(lián)合收割機(jī)等 結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品 ，要用一張圖表示它的功能結(jié)構(gòu)，不僅繪制困難，而且看起來也顯得雜亂無章。 以行走式挖掘機(jī)為例，說明機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)方案確定的過程： 位置 1的物料 位置 2的物料 能量 驅(qū)動能 信息 顯示信號 噪聲 廢氣 振動 溫度 濕度 道路 行走式挖掘機(jī)