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1、第15章 机械系统设计概论,15.1 概述,15.2 机械系统的方案设计和总体设计,15.3 机械传动系统设计,学习和了解机械系统的组成，机械系统设计的任务及机械系统设计的一般过程；机械系统方案设计的内容及方法与机械系统总体设计的内容及方法；机械传动系统的特性和参数及方案设计。,本章学习目标,掌握：机械系统的组成；机械系统的方案设计内容和方法，,重点掌握“黑箱”图和功能结构图的表示方法；机械系统总体设计的内容和方法；重点掌握机械传动系统的特性和参数及机械传动方案的设计。,本章学习要求,了解：机械系统设计的任务及机械系统设计的一般过程。,15.1 概述,15.1.1 机械系统的组成,动力系统 是
2、机械系统工作的动力源，包括动力机及其配套装置。,执行系统 是改变作业对象的性质、状态、形状或位置，,或对作业对象进行检测、度量等，包括执行机构和执行构件。,传动系统 是传递运动与动力的装置，通过它把动力机的运动与动力传递给执行系统。,操纵和控制系统 是为了使动力系统、传动系统、执行系统彼此协调运行，并准确可靠地完成整机功能的装置。,15.1.2 机械系统设计的任务,从系统的观点出发 ;,合理确定机械系统的功能 ;,提高可靠性 ;,提高经济性 ;,保证安全性 。,15.1.3 机械系统设计的一般过程,计划阶段 ;,外部设计阶段 ;,内部设计阶段 ；,制造销售阶段 。,15.1.3 机械系统设计的
3、一般过程,计划阶段 ;,外部设计阶段 ;,内部设计阶段 ；,制造销售阶段 。,15.2.1 机械系统的方案设计,15.2 机械系统的方案设计与总体设计,1.研究给定的设计任务,2.设计任务抽象化,3. 确定工艺原理,4. 确定技术过程,5. 引进技术系统并确定系统边界,6. 确定基本结构布局,7.方案评价,15.2.2 机械系统的总体设计,1.总体布置设计,基本要求：保证工艺过程的连续和流畅；降低质心高度、减小偏置；保证精度、刚度，提高抗振性及热稳定性；充分考虑产品系列化和发展；结构紧凑，层次分明；操作、维修、调整方便；外形美观。,铣床总体布置型式简图,升降台卧式铣床,工作台不升降立式铣床,横
4、梁移动式龙门铣床,地坑式龙门铣床,2. 总体主要参数的确定,尺寸参数 主要指影响机械系统性能的一些重要尺寸，如总体轮廓尺寸、特性尺寸、工作行程、主要安装连接尺寸等。可用联系尺寸图示出。,运动参数 一般指执行构件的速度及调速范围等，如机床主轴转速、工作台、刀架移动速度 。,动力参数 一般指动力源参数，如电动机、液压马达的功率及其机械特性,3. 绘制总体设计图及编写设计文件,15.3.1 机械传动的特性和参数,15.3 机械传动系统设计,1. 转速和圆周速度,2. 传动比,3. 功率和转矩,4. 功率损耗和传动效率,15.3.2 机械传动的方案设计,1. 传动类型的选择,2. 传动顺序的布置,3.
5、 总传动比的分配,15.3.3 机械传动方案设计实例,例 15-1 一台带式运输机，已知驱动滚筒所需的转矩 Nm，带速为2m/s，滚筒直径 mm，载荷平稳，常温单向连续转动。试确定机械传动方案，选择电动机，计算总传动比并分配各级传动比，计算各轴功率、转速和转矩。,1. 选择机械传动的类型和拟定总体布局方案,电动机的同步转速一般有 3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min,三种传动方案,r/min,(a),(b),(c),2. 选择电动机,(a),(b),(c),(a),(b),(c),3. 总传动比及其分配,选择b方案,4. 传动系统各轴的转速、功率和转矩,各轴转速,各轴的输入功率,各轴输入转矩,Nm,Nm,Nm,Nm,
