【文章內(nèi)容簡介】 復(fù)雜的機(jī)械 ， 通常由多個(gè)執(zhí)行構(gòu)件及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組合而成 。 當(dāng)選定執(zhí)行構(gòu)件及其運(yùn)動(dòng)后 ， 還必須使這些執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)以一定的次序協(xié)調(diào)動(dòng)作 ， 使其統(tǒng)一于一個(gè)整體 ， 互相配合 ， 以完成預(yù)期的工作要求 。 執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì) ， 就是根據(jù)工藝過程對(duì)各動(dòng)作的要求 ， 分析各執(zhí)行構(gòu)件應(yīng)如何協(xié)調(diào)和配合 ， 設(shè)計(jì)出協(xié)調(diào)配合圖 。 這種協(xié)調(diào)配合圖通常稱為機(jī)械的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 ， 作為選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式和擬定機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的依據(jù) 。 它具有指導(dǎo)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 、 安裝和調(diào)試的作用 。 執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)原則 ● 滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作先后的順序性要求 ● 滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作在時(shí)間上的同步性要求 ● 滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)在空間布置上的協(xié)調(diào)性要求 ● 滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)在操作上的協(xié)同性要求 ● 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作安排要有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 ● 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的的布置要有利于系統(tǒng)的能量協(xié)調(diào)和效率的提高 執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作的協(xié)調(diào)配合 ● 送料機(jī)構(gòu)將原料送入模孔上方后，沖頭進(jìn)入?？走M(jìn)行沖壓 ● 沖頭上移一段距離后，進(jìn)行下次送料動(dòng)作 執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作的協(xié)調(diào)配合 ● 送料機(jī)構(gòu)將原料送入?？咨戏胶螅瑳_頭進(jìn)入?？走M(jìn)行沖壓 ● 沖頭上移一段距離后，進(jìn)行下次送料動(dòng)作 執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作的協(xié)調(diào)配合 ● 送料機(jī)構(gòu)將原料送入?？咨戏胶?，沖頭進(jìn)入?？走M(jìn)行沖壓 ● 沖頭上移一段距離后，進(jìn)行下次送料動(dòng)作 執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作的協(xié)調(diào)配合 ● 送料機(jī)構(gòu)將原料送入?？咨戏胶螅瑳_頭進(jìn)入?？走M(jìn)行沖壓 折疊包裝機(jī)構(gòu)的兩個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的協(xié)調(diào)配合 餅干 1 3 4 2 餅干 2 1 左折邊構(gòu)件 3 包裝紙 4 右折邊構(gòu)件 折疊包裝機(jī)構(gòu)的兩個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的協(xié)調(diào)配合 餅干 2 1 3 4 折疊包裝機(jī)構(gòu)的兩個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的協(xié)調(diào)配合 1 3 4 餅干 2 折疊包裝機(jī)構(gòu)的兩個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的協(xié)調(diào)配合 餅干 2 1 3 4 折疊包裝機(jī)構(gòu)的兩個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的協(xié)調(diào)配合 餅干 1 3 4 2 M B A 兩個(gè)構(gòu)件不能同時(shí)位于區(qū)域 MAB中，以免干涉。 折疊包裝機(jī)構(gòu)的兩個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的協(xié)調(diào)配合 ? ?0 范成運(yùn)動(dòng) i??0 ?? ? ?0 執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)速度的協(xié)調(diào)配合 范成法加工時(shí) ， 刀具與齒坯之間必須保持精確的傳動(dòng)比 。 ? ?0 范成運(yùn)動(dòng) i??0 ?? ? ?0 執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)速度的協(xié)調(diào)配合 范成法加工時(shí) ， 刀具與齒坯之間必須保持精確的傳動(dòng)比 。 ? ?0 切削運(yùn)動(dòng) 執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)速度的協(xié)調(diào)配合 范成法加工時(shí) ， 刀具與齒坯之間必須保持精確的傳動(dòng)比 。 ? ?0 讓刀運(yùn)動(dòng) 執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)速度的協(xié)調(diào)配合 范成法加工時(shí) ， 刀具與齒坯之間必須保持精確的傳動(dòng)比 。 ? ?0 執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)速度的協(xié)調(diào)配合 范成法加工時(shí) ， 刀具與齒坯之間必須保持精確的傳動(dòng)比 。 ? ?0 執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)速度的協(xié)調(diào)配合 范成法加工時(shí) ， 刀具與齒坯之間必須保持精確的傳動(dòng)比 。 ⑵ 執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)方法 ● 確定機(jī)械的工作循環(huán)周期 ● 確定機(jī)械在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件的各個(gè)行程段及其所需時(shí)間 ● 確定各執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作間的配合關(guān)系 ⑶ 機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 用于描述機(jī)械在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)間相互協(xié)調(diào)配合的圖。 通常選取機(jī)械中某一主要的執(zhí)行構(gòu)件為參考構(gòu)件，以生產(chǎn)工藝的起始點(diǎn)作為運(yùn)動(dòng)循環(huán)的起始點(diǎn)，據(jù)此確定其它執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)相對(duì)于參考構(gòu)件的先后次序和配合關(guān)系。 機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖形式 直線式 圓周式 直角坐標(biāo)式 退回 停 止 沖 制 直線式機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 進(jìn)給 沖頭 送料器 曲柄轉(zhuǎn)角 ? 0186。 90186。 180186。 270186。 360186。 圓周式工作循環(huán)圖 圖示單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)圖。曲軸為參考構(gòu)件，轉(zhuǎn)動(dòng)兩轉(zhuǎn)為一個(gè)工作循環(huán)。 啟 排 氣 門 開 啟 進(jìn) 氣 門 開 進(jìn) 氣 排 氣 壓 縮 膨 脹 閉 進(jìn) 氣 門 關(guān) 火 點(diǎn) 曲軸 0186。 540186。 360186。 180186。 排 門 閉 關(guān) 氣 直角坐標(biāo)式工作循環(huán)圖 餅干包裝機(jī)工作循環(huán)圖中 ，橫坐標(biāo)表示參考構(gòu)件的轉(zhuǎn)角 ，縱坐標(biāo)表示執(zhí)行構(gòu)件的轉(zhuǎn)角 。 進(jìn) 退 靜止 靜止 靜止 進(jìn) 退 M M 左執(zhí)行機(jī)構(gòu) 1 右執(zhí)行機(jī)構(gòu) 2 分配軸轉(zhuǎn)角 ? 0186。 90186。 180186。 270186。 360186。 餅干 1 3 4 2 M B A 5. 方案 評(píng)價(jià)與決策 評(píng)價(jià)指標(biāo) ● 系統(tǒng)功能 實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律或運(yùn)動(dòng)軌跡 、 實(shí)現(xiàn)工藝動(dòng)作的準(zhǔn)確性 ● 運(yùn)動(dòng)性能 運(yùn)轉(zhuǎn)速度 、 行程可調(diào)性 、 運(yùn)動(dòng)精度等 ● 動(dòng)力性能 承載能力 、 增力特性 、 傳力特性 、 振動(dòng)噪音等 ● 工作性能 效率高低 、 壽命長短 、 可操作性 、 安全性 、可靠性適用范圍等 ● 經(jīng)濟(jì)性 加工難易 、 能耗大小 、 制造成本等 ● 結(jié)構(gòu)緊湊性 尺寸 、 重量 、 結(jié)構(gòu)復(fù)雜性等 評(píng)價(jià)方法 評(píng)分法 針對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)中各個(gè)項(xiàng)目 ， 選擇一定的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和總分計(jì)分法對(duì)方案的優(yōu)劣進(jìn)行評(píng)價(jià) 。 建立評(píng)價(jià)體系 選擇評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 對(duì)各個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)分 選擇總分計(jì)分法，計(jì)算總分 選取高分者為優(yōu)選方案 選擇評(píng)分方法 將各項(xiàng)評(píng)分值乘以加權(quán)系數(shù)后相加，考慮了各評(píng)價(jià)目標(biāo)的重要程度 加權(quán)計(jì)分法 (有效值法 ) 將均值法所得結(jié)果除以理想值，使 Qi?1，可看出與理想值的差距 相對(duì)值法 將相加所得結(jié)果除以評(píng)價(jià)目標(biāo)系數(shù)，結(jié)果直觀 均值法 將 n個(gè)評(píng)價(jià)目標(biāo)評(píng)分值相乘，使各方案總分差拉開，便于比較 分值連乘法 將 n個(gè)評(píng)價(jià)目標(biāo)評(píng)分值簡單相加，計(jì)算簡單、直觀 分值相加法 特點(diǎn) 公式 方法 總分計(jì)分法 ???njiji PQ1???njiji PQ1???njiji PnQ11???njiji nQPQ10 )(???njjiji gPQ1 二 、 原動(dòng)機(jī)的選擇 常用原動(dòng)機(jī)的類型及主要特點(diǎn) 原動(dòng)機(jī)類型 主要特點(diǎn) 三相異步電動(dòng)機(jī) 結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、體積小、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、堅(jiān)固耐用；能保持恒速運(yùn)行及經(jīng)受較頻繁的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)及制動(dòng)；但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，調(diào)速困難。一般機(jī)械系統(tǒng)中應(yīng)用最多。 同步電動(dòng)機(jī) 能在功率因子 cos??1的狀態(tài)下運(yùn)行，不從電網(wǎng)吸收無功功率，運(yùn)行可靠，保持恒速運(yùn)行；但結(jié)構(gòu)較異步電動(dòng)機(jī)復(fù)雜，造價(jià)較高，轉(zhuǎn)速不能調(diào)節(jié)。適用于大功率離心式水泵和通風(fēng)機(jī)等。 直流電動(dòng)機(jī) 能在恒功率下進(jìn)行調(diào)速，調(diào)速性能好，調(diào)速范圍寬，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大；但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、維護(hù)工作量較大、價(jià)格較高；機(jī)械特性較軟、需直流電源。 工作介質(zhì)為空氣，易遠(yuǎn)距離輸送、無污染，能適應(yīng)惡劣環(huán)境、動(dòng)作速度快；但工作穩(wěn)定性較差，噪聲大；輸出轉(zhuǎn)矩不大，傳動(dòng)時(shí)速度較難控制。適用于小型輕載的工作機(jī)械。 氣動(dòng)馬達(dá) 常用原動(dòng)機(jī)的類型及主要特點(diǎn) 可獲得很大的動(dòng)力和轉(zhuǎn)矩，運(yùn)動(dòng)速度和輸出動(dòng)力、轉(zhuǎn)矩調(diào)整控制方便，易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工藝過程的動(dòng)作要求；但需要有高壓油的供給系統(tǒng)，油溫變化較大時(shí)，影響工作穩(wěn)定性；密封不良時(shí)，污染工作環(huán)境；液壓系統(tǒng)制造裝配要求高。 液壓馬達(dá) 功率范圍寬、操作簡便、啟動(dòng)迅速；但對(duì)燃油要求高、排氣污染環(huán)境、噪聲大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。多用于工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、船舶、車輛等。 內(nèi)燃機(jī) 能精密控制系統(tǒng)位置和角度、體積小、重量輕；具有寬廣而平滑的調(diào)速范圍和快速響應(yīng)能力，其理想的機(jī)械特性和調(diào)速特性均為直線。廣泛用于工業(yè)控制、軍事、航空航天等領(lǐng)域。 控制電動(dòng)機(jī) 主要特點(diǎn) 原動(dòng)機(jī)類型 三 、 傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 1. 設(shè)計(jì)過程 ⑴ 確定傳動(dòng)系統(tǒng)總傳動(dòng)比 ⑵ 選擇傳動(dòng)類型 ⑶ 擬定傳動(dòng)鏈布置方案 ⑷ 分配傳動(dòng)比 ⑸ 確定各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)和主要幾何尺寸，計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù) ⑹ 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡圖 繩傳動(dòng) 撓性 (件 )傳動(dòng) 2. 傳動(dòng)類型選擇 類型與特點(diǎn) 摩擦輪傳動(dòng) 圓形齒輪傳動(dòng) 撓性嚙合傳動(dòng) 帶傳動(dòng) 機(jī)械 傳動(dòng) 摩擦傳動(dòng) 單級(jí)齒輪傳動(dòng) 齒輪系傳動(dòng) 同步齒形帶傳動(dòng) 螺旋齒輪傳動(dòng) 蝸桿蝸輪傳動(dòng) 圓錐齒輪傳動(dòng) 圓柱齒輪傳動(dòng) 定軸輪系傳動(dòng) 周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng) 鏈傳動(dòng) 非圓齒輪傳動(dòng) 行星輪系傳動(dòng) 差動(dòng)輪系傳動(dòng) 嚙合傳動(dòng) 液壓、液力傳動(dòng) 利用液壓泵、閥、執(zhí)行器等元件實(shí)現(xiàn)的傳動(dòng) 氣壓傳動(dòng) 以壓縮空氣為工作介質(zhì)的傳動(dòng) 電氣傳動(dòng) 利用電動(dòng)機(jī)和電氣裝置實(shí)現(xiàn)的傳動(dòng) 數(shù)控的電力傳動(dòng) 可調(diào) 內(nèi)燃機(jī)調(diào)速傳動(dòng)，電力、液壓及氣壓無級(jí)調(diào)速傳動(dòng) 可調(diào) 電力、液壓傳動(dòng)中的有級(jí)調(diào)速傳動(dòng) 可調(diào) 周期性 變速 無級(jí)變速 有級(jí)變速 按速度變化情況劃分的傳動(dòng)類型 非圓齒輪傳動(dòng)，凸輪機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)及組合機(jī)構(gòu) 恒定 機(jī)械無級(jí)變速器，液力耦合器及變矩器，電磁滑塊離合器，磁粉離合器，流體粘性傳動(dòng) 恒定 帶塔輪的皮帶傳動(dòng)，滑移齒輪變速箱 恒定 變傳動(dòng)比傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)，帶、鏈傳動(dòng)，螺旋傳動(dòng)，不調(diào)速的電力，液壓及氣壓傳動(dòng) 恒定 定傳動(dòng)比傳動(dòng) 傳動(dòng)類型舉例 原動(dòng)機(jī) 輸出速度 傳動(dòng)類型 選擇原則 ● 執(zhí)行系統(tǒng)的工況和工作要求與原動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性相匹配 ● 考慮工作要求傳遞的功率和運(yùn)轉(zhuǎn)速度 ● 有利于提高傳遞效率 ● 盡可能結(jié)構(gòu)簡單的單級(jí)傳動(dòng)裝置 ● 考慮結(jié)構(gòu)布置 ● 考慮經(jīng)濟(jì)性 ● 考慮機(jī)械安全運(yùn)轉(zhuǎn)條件 傳動(dòng)比的合理分配 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)種類 平帶 V帶 摩擦輪 齒輪 蝸桿 鏈 圓周速度 m?s 5?25 5?30 15?25 15?120 15?35 15?40 減速比 ?5 ?8 ? 15 7?10 ?4 ? 8 ? 80 ? 6 ?10 最大功率 kW 200 750?1200 150?250 50000 550 3750 第五節(jié) 機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程 設(shè)計(jì)題目 牛頭刨床外形圖 一、牛頭刨床機(jī)械系統(tǒng) 1. 工作原理 牛頭刨床是用于加工中小尺寸的平面或直槽的金屬切削機(jī)床 ， 多用于單件或小批量生產(chǎn) 。 第五節(jié) 機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程 設(shè)計(jì)題目 牛頭刨床外形圖 一、牛頭刨床機(jī)械系統(tǒng) 1. 工作原理 為了適用不同材料和不同尺寸工件的粗 、 精加工 ，要求主執(zhí)行構(gòu)件－刨刀能以數(shù)種不同速度 、 不同行程和不同起始位置作水平往復(fù)直線移動(dòng) ， 且切削時(shí)刨刀的移動(dòng)速度低于空行程速度 ， 即刨刀具有急回現(xiàn)象 。 一、牛頭刨床機(jī)械系統(tǒng) 1. 工作原理 刨刀可隨小刀架作不同進(jìn)給量的垂直進(jìn)給；安裝工件的工作臺(tái)應(yīng)具有不同進(jìn)給量的橫向進(jìn)給 ， 以完成平面的加工 ， 工作臺(tái)還應(yīng)具有升降功能 ， 以適應(yīng)不同高度的工件加工 。 第五節(jié) 機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程 設(shè)計(jì)題目 牛頭刨床外形圖 皮帶傳動(dòng) (機(jī)構(gòu) ) 小皮帶輪 皮帶 3和大皮帶輪4(包括軸 ， 軸承 、機(jī)架等 ) 齒輪機(jī)構(gòu) 齒輪 6和 10(或 13和 16， 18和 19，36和 37等 ) 牛頭刨床結(jié)構(gòu)組成 2. 結(jié)構(gòu)組成 2. 結(jié)構(gòu)組成 牛頭刨床結(jié)構(gòu)組成 螺旋機(jī)構(gòu) 螺桿 46和螺母 47 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 大齒輪 19(包括銷釘 20)， 滑塊2 導(dǎo)桿 22， 滑塊 24等 凸輪