機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-06-02 01:00 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 恰是后一機(jī)構(gòu)的輸入構(gòu)件，以此改變單一基本機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性。封閉式組合通常是由一個(gè)單自由度機(jī)構(gòu)去封閉一個(gè)雙自由度的機(jī)構(gòu)組成。封閉式組合的設(shè)計(jì)思路比較靈活，它可以實(shí)現(xiàn)多種多樣的運(yùn)動(dòng)變換。常用的雙自由度機(jī)構(gòu)為連桿機(jī)構(gòu)和差動(dòng)輪系，封閉雙自由度機(jī)構(gòu)的單自由度機(jī)構(gòu)常用凸輪機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)和齒輪機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)任意給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，連桿、齒輪機(jī)構(gòu)傳力性能好，運(yùn)動(dòng)可靠。其他類型的組合方式不再詳述，請(qǐng)參看有關(guān)資料。返回● 機(jī)械系統(tǒng)的工作循環(huán)圖 有相當(dāng)數(shù)量的機(jī)械要求各執(zhí)行構(gòu)件之間的傳動(dòng)和工藝動(dòng)作必須協(xié)調(diào)配合，否則將發(fā)生運(yùn)動(dòng)的干涉或工藝動(dòng)作的混亂而無法完成機(jī)械的工藝要求，甚至還會(huì)損壞機(jī)械設(shè)備造成機(jī)械事故。為保證各執(zhí)行構(gòu)件的協(xié)調(diào)配合準(zhǔn)確完成各自的工藝動(dòng)作，在機(jī)械的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)中應(yīng)編制機(jī)械系統(tǒng)的工作循環(huán)圖，用其表明機(jī)械在每個(gè)工作循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)關(guān)系，即各執(zhí)行構(gòu)件相對(duì)其主動(dòng)件的轉(zhuǎn)角或運(yùn)動(dòng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。 現(xiàn)以上一節(jié)所述的全自動(dòng)機(jī)械式粉末壓機(jī)為例，介紹機(jī)械系統(tǒng)的工作循環(huán)圖，如圖5所示。圖 5 制品的壓制過程如圖所示，由上箱、上壓頭和凹模的協(xié)同動(dòng)作完成一個(gè)壓制循環(huán)。首先，凹模模具填粉，上箱、上壓頭同步向下運(yùn)動(dòng)，上壓頭下行至A點(diǎn)與粉料接觸進(jìn)入凹模；上壓頭行至B點(diǎn)形成高度為e1的一次頂壓量。從B點(diǎn)開始，上壓頭與凹模同步下移至C點(diǎn)，形成高度為e2的下壓量，完成二次底壓。然后凹模不動(dòng)，上下頭繼續(xù)下移至D點(diǎn)，形成高度為e3的三次頂壓。之后上箱回升，上壓頭氣缸沖氣，使上壓頭在壓件上固定不動(dòng)以保壓，至E點(diǎn)時(shí)快退，凹模下降至G點(diǎn)形成脫模動(dòng)作。最后，上壓頭與上箱同步上升，凹模上升至填粉位置，一個(gè)工作循環(huán)完成。 實(shí)現(xiàn)上述運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)及工作循環(huán)圖如圖所示。上箱運(yùn)動(dòng)曲線K1由六桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，上沖頭相對(duì)于上箱的運(yùn)動(dòng)曲線K2由氣動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)，凹模運(yùn)動(dòng)曲線K3由連桿機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)和不完全齒輪機(jī)構(gòu)的組合來實(shí)現(xiàn)。 實(shí)現(xiàn)上箱運(yùn)動(dòng)的六桿機(jī)構(gòu)的尺寸應(yīng)滿足工作循環(huán)圖的要求，上壓頭氣缸的沖氣和排氣時(shí)間要根據(jù)工作循環(huán)圖確定，凸輪的輪廓曲線設(shè)計(jì)及安裝相位也應(yīng)按工作循環(huán)圖的要求進(jìn)行。因此，在機(jī)械的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)階段以及以后的各階段，機(jī)械系統(tǒng)的工作循環(huán)圖都有著十分重要的作用。機(jī)構(gòu)課程設(shè)計(jì)題目 機(jī)構(gòu)課程設(shè)計(jì)就是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)新機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案構(gòu)思和簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)的能力、對(duì)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)中各機(jī)構(gòu)分析和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。由此，可以逐步樹立正確的工程思維方式，培養(yǎng)創(chuàng)新和實(shí)際綜合應(yīng)用能力。因此，本附錄所匯編的設(shè)計(jì)題目均來自于生產(chǎn)和日常應(yīng)用的實(shí)際，它們的工藝動(dòng)作，一般均包括2~3個(gè)動(dòng)作。這種選題原則將會(huì)有利于教學(xué)基本要求的貫徹。 新的機(jī)械設(shè)備的創(chuàng)新是層出不窮的，為了實(shí)現(xiàn)某種功能就可創(chuàng)造出一種新的機(jī)械，因此設(shè)計(jì)題目還可以根據(jù)需要自己來設(shè)定。下面為了使廣大教師和學(xué)生開闊思路，而匯編了若干個(gè)題目，供大家參考選用。（一）洗瓶機(jī)設(shè)計(jì)方案與分析 工作原理及工藝動(dòng)作過程 為了清洗圓形瓶子外面，需將瓶子推人同向轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥帶動(dòng)瓶子旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)瓶子沿導(dǎo)輥前進(jìn)，轉(zhuǎn)動(dòng)的刷子就將瓶子洗凈。 它的主要?jiǎng)幼鳎簩⒌轿坏钠孔友刂鴮?dǎo)輥推動(dòng)，瓶子推動(dòng)過程利用導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動(dòng)將瓶子旋轉(zhuǎn)以及將刷子轉(zhuǎn)動(dòng)。 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 2）推進(jìn)距離l=600mm，推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)使推頭 1）瓶子尺寸。大端直徑d=80 mm，長(zhǎng)2OOmm。以接近均勻的速度推瓶，平穩(wěn)地接觸和脫離瓶子，然后推頭快速返回原位，準(zhǔn)備進(jìn)入第二個(gè)工作循環(huán)。 3）按生產(chǎn)率的要求，推程平均速度為u=45mm，返回時(shí)的平均速度為工作行程平均速度的3倍。 4）機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便。 設(shè)計(jì)方案提示 1）推瓶機(jī)構(gòu)一般要求推頭工作時(shí)作近似直線軌跡，回程時(shí)軌跡形狀不限，但不能反向撥動(dòng)瓶子。由于上述運(yùn)動(dòng)要求，一般采用組合機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。 2）洗瓶機(jī)構(gòu)由一對(duì)同向轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)輥和三只刷子轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子所組成。可以通過機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)來完成。 設(shè)計(jì)任務(wù) 1）根據(jù)上述動(dòng)作要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。2）進(jìn)行推瓶機(jī)構(gòu)和洗瓶機(jī)構(gòu)的選型，實(shí)現(xiàn)洗瓶動(dòng)作要求。 3）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇。 4）根據(jù)選定的電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案。 5）畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖(機(jī)械運(yùn)動(dòng)示意圖)。 6）對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算。（二）糕點(diǎn)切片機(jī)設(shè)計(jì)方案與分析 工作原理及工藝動(dòng)作過程 糕點(diǎn)先成型(如長(zhǎng)方體、圓柱體等)經(jīng)切片后再烘干。糕點(diǎn)切片機(jī)要求實(shí)現(xiàn)兩個(gè)執(zhí)行動(dòng)作：糕點(diǎn)的直線間歇移動(dòng)和切刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。通過兩者的動(dòng)作配合進(jìn)行切片。改變直線間歇移動(dòng)速度或每次間隔的輸送距離，以滿足糕點(diǎn)不同切片厚度的需要。 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 1）糕點(diǎn)厚度。10~20mm。 2）糕點(diǎn)切片長(zhǎng)度(亦即切片的高)范圍。5~80 mm。 3）切刀切片時(shí)最大作用距離(亦即切片的寬度方向)300 mm。 4）切刀工作節(jié)拍。40 次/min。 5）生產(chǎn)阻力很小。要求選用的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便、運(yùn)動(dòng)靈活可靠。 6）()、1390 r/min。 設(shè)計(jì)方案提示1）切削速度較大時(shí)，切片刀口會(huì)整齊平滑，因此切刀運(yùn)動(dòng)方案的選擇很關(guān)鍵，切口機(jī)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單適用、運(yùn)動(dòng)靈活和運(yùn)動(dòng)空間尺寸緊湊等。 2）直線間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)如何滿足切片長(zhǎng)度尺寸的變化要求，是需要認(rèn)真考慮的。調(diào)整機(jī)構(gòu)必須簡(jiǎn)單可靠，操作方便。是采用調(diào)速方案，還是采用調(diào)距離方案，或者采用其它調(diào)整方案，均應(yīng)對(duì)方案進(jìn)行定性的分析比較。 3）間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)必須與切刀運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作協(xié)調(diào)，即全部送進(jìn)運(yùn)動(dòng)應(yīng)在切刀返回過程中完成。需要注意的是，切口有一定的長(zhǎng)度(即高度)，輸送運(yùn)動(dòng)必須在切刀完全脫離切口后方能開始進(jìn)行，但輸送機(jī)構(gòu)的返回運(yùn)動(dòng)則可與切刀的工作行程運(yùn)動(dòng)在時(shí)間上有一段重疊，以利提高生產(chǎn)率，在設(shè)計(jì)機(jī)器工作循環(huán)圖時(shí)，就應(yīng)按上述要求來選取間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)。設(shè)計(jì)任務(wù) 1）根據(jù)工藝動(dòng)作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖； 2）進(jìn)行間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和切口機(jī)構(gòu)的選型，實(shí)現(xiàn)上述動(dòng)作要求；3）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇；4）根據(jù)選定的原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案；5）畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖(機(jī)械運(yùn)動(dòng)示意圖)；6）對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺度設(shè)計(jì)。（三）醫(yī)用棉簽卷棉機(jī)設(shè)計(jì)方案與分析工作原理及工藝動(dòng)作過程 醫(yī)院用棉簽日耗量很大，為了提高工效采用卷棉機(jī)代替手工卷制棉簽。 棉簽卷制過程可以仿照手工方式進(jìn)行動(dòng)作分解，亦可另行構(gòu)想動(dòng)作過程。按手工方式進(jìn)行動(dòng)作分解后得到： 1）送棉。將條狀棉通過機(jī)構(gòu)作定時(shí)適量送入。 2）揪棉。將條狀棉壓(卷)緊并揪棉，使之揪下定長(zhǎng)的條棉。 3）送簽。將簽桿送至
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