机械设计基础第九章机械系统方案设计概述.ppt

第一节 机械系统方案设计的目的和内容 　　一、目的 机械产品的市场竞争力如何，关键在于产品的质量、创意和价格是否具有竞争力，而这主要取于机械系统方案的设计。 　　二、内容 1）按照设计任务书提出的机器的功能要求，本着简单、实用、经济的原则，选择执行机构的原理和机构型式； 2）选择原动机的类型； 3）分析比较各种可能的传动方案，进行具体机构的选择和传动方案设计。 4）画出机构运动简图。 第二节 机构的组合系统 　　一、基本机构 机构以独立的形式出现，能够单独实现运动和动力的传递，称为基本机构。如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、棘轮机构、槽轮机构、螺旋机构、带轮机构、链轮机构等。　　 　　二、组合机构 　　把各种基本机构进行适当的组合，使各基本机构的优势互补，从而形成结构简单、设计方便、性能良好的机构组合系统，称之为组合机构。 书籍打包机送书机构 　　在机构组合系统中，若前一级子机构的输出构件即为后一级子机构的输入构件，则这种组合方式称为串联式。 机构的组合系统 1．串联式组合 ２．并联式组合 　　在机构组合系统中，若干个子机构共用同一个输入构件，而它们的输出运动又同时输入给一个多自由度的子机构，从而形成一个自由度为1的机构系统。这种组合方式称为并联式组合。 双色胶版印刷机接纸机构 机构的组合系统 ３．封闭式组合 机构的组合系统 　　用一个单自由度的机构去约束或封闭一个二自由度的机构，使其不但具有确定的运动，而且可使从动件具有多样的运动形式和运动规律，称为封闭式组合。 齿轮连杆封闭组合机构 凸轮连杆封闭组合机构 ４．反馈式组合 　　一个二自由度的基础机构，除自身有输入构件和输出构件外，还通过一个子机构将其输出运动反馈到基础机构中，称为封闭式组合。 蜗轮凸轮反馈组合机构 ５．装载式组合 　　在一个单自由度基础机构的活动构件上，装载一个单自由度附加机构，称为装载式组合。 空间齿轮连杆装载组合机构 第三节 机械系统方案设计的一般步骤 一、执行机构方案拟定 （一）选定工作原理 设计一部机器，首先要根据功能要求选择其工作原理。其工作原理不同，设计出的机器完全不同。例如加工齿轮，可以用仿形原理，也可用范成原理。不仅如此，即使是同一工作原理，也可以拟订出不同的机械系统方案。辟如同样是用范成原理加工齿轮，可以在滚齿机上用滚刀加工，也可以在插齿机上用插齿刀加工。由于所使用的刀具运动不同，两种切齿机的机械系统方案也不一样。 　　（二） 选择工作机构类型 工作原理选定后，就需要正确的选择和设计实现它的机构组合。运动形式不同，机构类型的选择就不同。事实上，即使是同一种运动形式，也可由不同的机构来实现。例如直线移动，可以用齿条齿轮机构实现，也可用螺旋机构或直动从动件凸轮机构来实现。所以在具体的机构选择和设计时，应综合考虑各种要求，对各种常用机构进行分析比较，以便合理地选择应用。 机械系统方案设计的一般步骤 　　常见运动形式变换及对应的基本机构见表9-1 。 机械系统方案设计的一般步骤 　　原动机的运动形式比较单一，一般是回转运动或往复直线运动。在各种原动机中，由于交流异步电机具有结构简单、价格低廉、运行可靠、效率高和使用控制方便等优势，因而在一般机械中广泛选用。在工作环境无电源的场合，可选用内燃机作为原动机 。原动机的选择是否恰当，对整个机械的性能、机械系统的组成及繁简程度将有直接的影响。在进行机械系统方案设计时，原动机的选择主要应考虑以下几方面的因素： 　1）工作机械的负载特性（功率、转矩、转速等），要使原动机能与之相匹配。 　 2）机械系统总体布局的需要。 　 3）经济性。 　 4）工作环境对原动机的要求。 　　　二、选择原动机 机械系统方案设计的一般步骤 三、传动系统方案拟定 执行机构和原动机方案确定之后，即可进行传动系统方案拟定。传动系统位于原动机与执行机构之间，在整个机械系统中起着实现变速、变换运动形式和传递功率等作用。拟定传动方案时，要根据机械的功能要求和工作特性及原动机类型，选择合适的传动机构类型，拟定出传动机构的排列顺序和布置方案。在某些机器的设计方案中，各执行机构的运动是相互独立的，设计时不需要考虑它们之间的协调问题。但在另一些机器的设计方案中，各执行机构之间的运动必须协调配合才能实现机器的职能，如牛头刨床的滑枕与工作台的动作就必须协调配合，工作台的进给运动必须在非切削时间内进行。 机械系统方案设计的一般步骤 　　四、