【正文】 ，將幾個基本機(jī)構(gòu)按一定的原則或規(guī)律組合成一個復(fù)雜的、新的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。 理論上機(jī)構(gòu)運(yùn)動不確定 自由度： F=2 Northwest AF University 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計 第五節(jié) 機(jī)構(gòu)的組合 為了實現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動形式、運(yùn)動參數(shù)以及運(yùn)動協(xié)調(diào)關(guān)系，或者為了改善機(jī)械的動力特性，需要將選定的各種機(jī)構(gòu)組合在一起。此后推桿、工件、滑塊三者為一體，向左推送工件。 2 3 1 4 5 3 ′ a′ a″ 送料機(jī)構(gòu) 工作原理：送料機(jī)構(gòu)的自由度為2，推程時因轉(zhuǎn)動摩擦力比滑動摩擦力小而構(gòu)件 3先逆時針轉(zhuǎn)動，碰到下?lián)蹁N時止。 1 2 3 B 6 5 4 M 圖 149 手動插秧機(jī)分秧、插秧機(jī)構(gòu) Northwest AF University 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計 6)利用最小阻力原理實現(xiàn)機(jī)構(gòu)的變異 最小阻力定律 —— 在自由狀態(tài)下，剛體總是沿阻力最小的方向運(yùn)動。 圖 147 Northwest AF University 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計 4）選不同的構(gòu)件作為原動件 雙搖桿機(jī)構(gòu)中，選連桿作為原動件，可把風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為連架桿的搖動，如 圖 148所示 。 圖 146 槽條機(jī)構(gòu) Northwest AF University 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計 3）選不同的構(gòu)件作為機(jī)架 —— 機(jī)構(gòu)的倒置 ，如 圖 147所示。 構(gòu)件結(jié)構(gòu)形狀 運(yùn)動尺寸 更換機(jī)架或原動件 增加輔助構(gòu)件 機(jī)構(gòu)的變異 Northwest AF University 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計 1）改變構(gòu)件結(jié)構(gòu)形狀 若將擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中的直線導(dǎo)槽改為圓弧導(dǎo)槽（如 圖 145所示 ） ，運(yùn)動到左側(cè)時，可獲得較長時間的停歇。 一般而言，除了凸輪機(jī)構(gòu)能實現(xiàn)精確的曲線軌跡之外，其他機(jī)構(gòu)都只能近似實現(xiàn)預(yù)定的曲線軌跡。 凸輪機(jī)構(gòu)的推桿行程一般較小，否則會使壓力角過大或尺寸過大。 連桿機(jī)構(gòu)可以獲得較大行程，但不能太大，否則機(jī)構(gòu)尺寸會過于龐大。 缺點(diǎn)：傳動比不準(zhǔn)確、傳遞功率小、效率低。 Northwest AF University 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計 機(jī)構(gòu)選型時應(yīng)注意原則 1）按已擬定的工作原理進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型時，應(yīng)盡量滿足或接近運(yùn)動形式要求； 2）機(jī)構(gòu)選型時應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單、尺寸適度、在整體布置上占的空間小，達(dá)到布局緊湊； 3）機(jī)構(gòu)選型時要注意選擇那些加工制造簡單、容易保證較高的配合精度的機(jī)構(gòu)； 4）機(jī)構(gòu)選型時要保證在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時有良好的動力特性； 5）機(jī)構(gòu)選型時應(yīng)考慮機(jī)械效率等問題； 6）機(jī)構(gòu)選型時還要考慮動力源的形式。有時很難找到滿足工作要求的現(xiàn)有機(jī)構(gòu)，這時要求改變機(jī)械的工作原理和工藝動作，或創(chuàng)造新型機(jī)構(gòu)。 不僅能清楚地表示各執(zhí)行構(gòu)件動作的先后順序，而且能表示各執(zhí)行構(gòu)件在各區(qū)段的運(yùn)動規(guī)律。 能比較直觀地看出各執(zhí)行機(jī)構(gòu)主動件在主軸或分配軸上的相位；當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)多時，同心圓環(huán)太多不能一目了然，無法顯示各構(gòu)件的運(yùn)動規(guī)律。 繪制方法簡單，能清楚表示一個運(yùn)動循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動的順序和時間關(guān)系；直觀性差，不能顯示各執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動規(guī)律。 為機(jī)械系統(tǒng)的安裝調(diào)試提供了依據(jù)。 機(jī)械運(yùn)動循環(huán)圖的功能： 保證各執(zhí)行構(gòu)件的動作相互協(xié)調(diào)、緊密配合，使機(jī)械順利實現(xiàn)預(yù)期的工藝動作。 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書中給定的理論生產(chǎn)率 Q=30 盒 /min，計算出該機(jī)械運(yùn)動的循環(huán)周期 T=60/30=2s 確定機(jī)械的工作循環(huán)周期 確定機(jī)械在一個運(yùn)動循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件的各個行程段及其所需時間 Northwest AF University 基本動作 各行程區(qū)段所需時間的計算詳見機(jī)械運(yùn)動循環(huán)圖。 協(xié)調(diào)設(shè)計的原則： Northwest AF University 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計 協(xié)調(diào)設(shè)計的步驟： ★ 確定機(jī)械的工作循環(huán)周期； ★ 確定機(jī)械在一個運(yùn)動循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件的各個行程段及其所需時間； ★ 確定各執(zhí)行構(gòu)件動作間的協(xié)調(diào)配合關(guān)系。但是對于只有依靠各執(zhí)行構(gòu)件的協(xié)調(diào)配合才能完成工作的機(jī)械就必須使其滿足所需要的協(xié)調(diào)關(guān)系。 Northwest AF University 冷霜自動灌裝機(jī)完整的執(zhí)行系統(tǒng) 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計 Northwest AF University 定量泵活塞的往復(fù)運(yùn)動 頂桿的往復(fù)運(yùn)動 輪盤的間歇轉(zhuǎn)動 輸送帶的連續(xù)運(yùn)動 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計 Northwest AF University 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計 當(dāng)根據(jù)生產(chǎn)工藝要求確定了機(jī)械的工作原理和各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律、并確定了各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式及驅(qū)動方式后，還必須將各執(zhí)行機(jī)構(gòu)統(tǒng)一于一個整體，形成一個完整的執(zhí)行系統(tǒng)，使這些機(jī)構(gòu)以一定的次序協(xié)調(diào)工作，互相配合，以完成機(jī)械預(yù)定的功能和生產(chǎn)過程，這就需要進(jìn)行 執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計 。負(fù)載的工作情況大致可分為連續(xù)恒負(fù)載；連續(xù)周期性變化負(fù)載；短時工作制負(fù)載和斷續(xù)周期性工作制負(fù)載等。 （ 4） .原動機(jī)容量的選擇 原動機(jī)的容量主要指功率。 ★ 傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。但需考慮： ★ 原動機(jī)本身的綜合因素。 ★ 要求負(fù)載轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速低的工作機(jī)械或要求簡化傳動系統(tǒng)的減速裝置，需要原動機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接聯(lián)接時，宜選用低速液壓馬達(dá)。 ★ 要求對工作環(huán)境不造成污染，宜選用電動機(jī)或氣動馬達(dá)。 ★ 要求易控制、響應(yīng)快、靈敏度高時，宜采用液壓馬達(dá)或氣動馬達(dá)。電動機(jī)的類型和型號較多，并具有各種特性，可滿足不同類型工作機(jī)械的要求。 ★ 考慮經(jīng)濟(jì)性，包括原動機(jī)的原始購置費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用和維修費(fèi)用等。 ★ 考慮原動機(jī)本身的機(jī)械特性能否與工作機(jī)械的負(fù)載特性 (包括功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等 )相匹配，能否與工作機(jī)械的調(diào)速范圍、工作的平穩(wěn)性等相適應(yīng)。缺點(diǎn)為：工作穩(wěn)定性差、噪音大，輸出轉(zhuǎn)矩不大，只適用于小型輕載的工作機(jī)械。常用的有葉片式和活塞式。缺點(diǎn)是要求有高壓油的供給系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)的制造裝配要求高，否則易影響效率和運(yùn)動精度。 Northwest AF University 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計 液壓馬達(dá)又稱為油馬達(dá)，它是把液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的動力裝置。 Northwest AF University 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計 （ 3） .內(nèi)燃機(jī) 按燃料種類分：柴油機(jī)、汽油機(jī)和煤油機(jī) 按工作循環(huán)中的沖程數(shù)分 :四沖程和二沖程內(nèi)燃機(jī) 按汽缸數(shù)目分 :單缸和多缸內(nèi)燃機(jī) 按主要機(jī)構(gòu)的運(yùn)動形式分 :往復(fù)活塞式和旋轉(zhuǎn)活塞式 特點(diǎn)及應(yīng)用 優(yōu)點(diǎn)： 功率范圍寬、操作簡便、啟動迅速；適用于工作環(huán)境無電源的場合 ，多用于工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、船舶、車輛等。 特點(diǎn)： 它 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)節(jié)特性均為直線。 根據(jù)使用電源的不同，又分為 交流電動機(jī) 和 直流電動機(jī) 兩大類。 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計 Northwest AF University 往復(fù)擺動 電 動 機(jī) 活塞式氣缸 原動件運(yùn)動形式 連續(xù)運(yùn)動 往復(fù)移動 原動件的類型及其運(yùn)動參數(shù)： 液壓馬達(dá) 氣動馬達(dá) 內(nèi) 燃 機(jī) 液壓馬達(dá) 氣動馬達(dá) 直線電機(jī) 液壓缸 柴油機(jī) 燃?xì)廨啓C(jī) 汽油機(jī) 步進(jìn)電機(jī) 使用最廣泛的是交流異步電動機(jī)，其運(yùn)動參數(shù) —— 同步轉(zhuǎn)速： 3000、 1500、 1000、 750、 600 r/mim 間歇運(yùn)動 直流電動機(jī) 交流變頻變速電動機(jī) 伺服電機(jī) 力矩電機(jī) 交流異步電動機(jī) 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計 Northwest AF University 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計 (1).動力電動機(jī) 主要優(yōu)點(diǎn)為：驅(qū)動效率高、有良好的調(diào)速性能、可遠(yuǎn)距離控制，啟動、制動、反向調(diào)速都易控制，與傳動系統(tǒng)或工作機(jī)械聯(lián)接方便，作為一般傳動，電動機(jī)的功率范圍很廣。當(dāng)采用電動機(jī)、液壓馬達(dá)、氣動馬達(dá)和內(nèi)燃機(jī)等原動機(jī)時，原動件作連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動；液壓馬達(dá)和氣動馬達(dá)也可作往復(fù)擺動；當(dāng)采用油缸、氣缸或直線電動機(jī)等原動機(jī)時，原動件作往復(fù)直線運(yùn)動。 復(fù)合運(yùn)動是由上述幾種單一運(yùn)動組合而成的，復(fù)合運(yùn)動的參數(shù)根據(jù)各單一運(yùn)動形式及它們的協(xié)調(diào)配合關(guān)系而定。前兩種運(yùn)動形式是最基本的。 (2) 執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動形式和運(yùn)動參數(shù) 執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動形式取決于要實現(xiàn)的分功能的運(yùn)動要求。因此，在設(shè)計機(jī)械時，要其工作原理和運(yùn)動方案進(jìn)行綜合評價，從中選出最佳設(shè)計方案。 實現(xiàn)同一功能要求，不同的工作原理和許多不同的運(yùn) 動方案。 Northwest AF University 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計 第二節(jié) 機(jī)械工作原理的擬定 實現(xiàn)機(jī)械功能的工作原理，決定著機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)水平、工作質(zhì)量、傳動方案、結(jié)構(gòu)形式和成本等。 。 對機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動和動力分析，根據(jù)機(jī)械對運(yùn)動和動力的功能的要求，進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 確定各構(gòu)件的運(yùn)動尺寸，繪制機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。 根據(jù)機(jī)械的運(yùn)動以及動力的要求，選定機(jī)構(gòu)的類型，在機(jī)構(gòu)變異、組合的基礎(chǔ)上獲得機(jī)械系統(tǒng)方案，繪制系統(tǒng)的示意圖。 確定執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)目、運(yùn)動