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1、精品学习资源机械系统运动方案设计机械系统设计地一般考虑以下几个方面： 机械系统设计地一般原就 机械地结构组成 机械系统设计地一般原就机械运动方案设计 机械运动方案设计 动力机类型地挑选 机构选型 机构地组合应用 机械系统地工作循环图 机械地结构组成机械地种类是五花八门非常繁多，常见地机械有动力机械、生产机械、 起重运输机械、建筑机械、矿山机械、林业机械、农业机械等等. 随着科学技术地进展，各类生产机械地速度和精度要求越来越高，同时要考虑环境爱护、节省原材料、节约能源，而且大量地采纳机、电或机、电、液地一体化以满意自动化生产地新要求 . 一批又一批地新机械不断涌现.尽管各种机械地结构和用途多种多
2、样千差万别，大体上均由四部分组成：动力机、传动系统、执行机构和操纵掌握装置，如图1 所示. 此外，为保证机械正常工作仍设有一些帮助装置，如润滑、冷却、安全爱护，计数及照明装置等.图 1返回 机械系统设计地一般原就一台较复杂地机械在运转中常包括多个工艺动作，相互和谐协作以完成预定地工艺目地 . 工艺目地及工艺动作确定之后，机械系统地设计主要包括动力机地类型、功率和额定转速地挑选，运动变换机构地挑选以及和谐各工艺动作欢迎下载精品学习资源地机械运动循环图地拟定 . 这些工作在很大程度上打算了所设计机构地性能、造价，因而是设计工作中关键地一环 . 机械系统设计又是一项繁难地工作，它不但要求设计者有多方
3、面地学问，仍要有广博地学问和丰富地体会. 由于机构种类地繁多、功用各异，因此机械系统地设计难以找出共同地模式，这里争论地仅是设计过程中地一般性原就 . 采纳简短地运动链拟定机械地传动系统或执行机构时，尽可能采纳简洁、紧凑地运动链.由于运动链越简短，组成传动系统或执行机构所使用地机构和构件数目越少，这不仅降低制造费用、减小体积和重量，而且使机械地传动效率相对提高. 由于削减传动环节，使传动中地积存误差也随之减小，结果将提高机械地传动精度和工作精确性 . 有较高地机械效率传动系统地机械效率主要取决于组成机械地各基本机构地效率和它们之间地联接方式 . 因此，当机械中含有效率较低地机构时，如蜗轮蜗杆传
4、动装置， 这将降低机械地总效率 . 在机械传动中地大部分功率是由主传动所传递，应力求使其具有较高地传动效率；而帮助传动链，如进给传动链、分度传动链、调速 换向传动链等所传递地功率很小，其传动效率地高低对整个机械地效率影响较 小. 对帮助传动链主要着眼于简化机构、减小外部尺寸、力求操作便利、安全牢靠等要求 . 合理支配传动次序机械地传动系统和执行机构一般均由如干基本机构和组合机构组成，它们地结构特点和传动作用各不相同，应按肯定规律合理地支配传动次序. 一般将减速机支配在运动链地起始端，尽量靠近动力机，例如采纳带有减速装置地电动机；将变换运动形式地机械支配在运动链地末端，使其与执行构件靠近，如将凸
5、轮机构、连杆机构、螺旋机构等靠近执行构件布置；将带传动类型地摩擦传动支配在运动链中地转速高地起始端，以减小传递地转矩、降低打滑地可能性. 在传递同样转矩地条件下，与其他传动形式比较摩擦传动机构尺寸比较大，为了减小其外部尺寸应将其布置在运动链地起始端 . 传动链中采纳圆锥齿轮时， 应考虑到圆锥齿轮制造较困难，造价高，防止用大尺寸地圆锥齿轮，而采纳较小地圆锥齿轮也应布置在运动链中转速较高位置置 .上述次序支配只是一般性地考虑，详细支配时需要同时考虑地因素较多，如充分利用空间、降低传动噪音和振动，以及装配修理地便利等，相关地各因素都要权衡利弊赐予适当地考虑 . 合理安排传动比运动链地总传动比应合理地
6、安排到各级传动机构，既充分利用各种传动 机构地优点，又能利于尺寸掌握得到结构紧凑地机械. 每一级传动机构地传动比欢迎下载精品学习资源应掌握在其常用地范畴内 . 假如某一级传动比过大，就对其性能和尺寸都将有不利地影响 . 所以当齿轮传动比大于8 10 时，一般应设计为两级传动；当传动比在 30 以上时，常设计两级以上地齿轮传动 . 但是对于传动来说，由于外部尺寸较大实际很少采纳多级带传动 .电动机地转速一般都超过执行构件所需要地转速，而需要采纳减速传动 系统. 这时，对于减速运动链应依据“前小后大”地原就安排传动比，而且相邻两级传动比地差值不要相差太大 . 设有 K 级减速传动，其各级传动比为
7、i 1 、 i 2、 i K，取值应符合 i 1i 2 i K 地次序，相邻两级差不得过大 . 支配这种逐级减速地运动链，可使各级中间轴有较高地转速及较小地转矩，因此可选 用尺寸较小地轴径和轴承，油封等零件. 保证机械安全运转设计机械地传动系统和执行机构，必需充分重视机构地安全运转，防止 发生人身事故或损坏机械构件地现象显现. 一般在传动系统或执行机构中设有安全装置、防过载装置、自动停机等装置. 例如在起重机地起吊部分必需防止在载荷作用下发生倒转，造成起吊物件突然下落砸伤工人或损坏货物地后果，所以在传动链中应设置具有足够自锁才能地机构或有效地制动器. 又如为防止机械因短时过载而损坏，可采纳具有
8、过载打滑地摩擦传动装置或设置安全联轴器和其他安全过载装置 .在某些机械中各执行构件地运动是彼此独立地，所以在设计传动系统和 执行机构时，不必考虑它们之间运动地和谐. 例如起重机地吊钩地起落、吊杆地摇摆是各自独立地，并不存在和谐协作地问题，将其设计成各自独立地运动链，而且可以采纳不同地动力机，在另外一些机构中各执行构件间必需保持严格地和谐协作，保持精确地传动比关系和动作地和谐，否就无法完成生产工艺要求. 例如齿轮加工机床按范成法切制齿轮时，刀具和轮坯地范成运动必需保持某一恒定地传动比，这样才能保证切制出所要求地齿数. 又如在车床上车制螺纹时，必需保证主轴带动工件地转动速度和刀架上刀具地走刀速度按
9、肯定地速度比运转，否就难以车制出工艺所要求地螺纹. 为保证这些执行机构和执行构件之间有严格传动比，而且能和谐动作，应将相互有关地运动链同用一个动力机驱 动.返回 机械运动方案设计在设计机械地过程中，当工艺动作确定之后，就要挑选相宜地机构型式来实现所要求地工艺动作 . 虽然，在这个过程中有可能依据特定地工艺动作要求，制造和研制出新地机构，但多数情形下是可以利用已有地机构，借助于资料和设计体会来完成，因此习惯上把这一步工作称为机构地选型.欢迎下载精品学习资源机构地选型需要考虑多方面地因素，如运动变换要求、尺寸限制、制造 成本、运转性能、效率高低、操作便利安全牢靠等等. 其中首要地是运动变换要求，我
10、们将侧重于这方面来介绍机构选型问题.机构是用来实现运动变换并传递运动和力，变换地一端是执行构件地工 艺动作，这是设计之初给定地运动，变换地另一端是动力机地运动. 动力机地挑选是机械设计地重要问题之一 .返回 动力机类型地挑选现代机械中应用地动力机类型规格繁多，除了热机 蒸汽机、内燃机 主要应用于常常变换工作场所地机械设备和运输车辆外，用于一般机械上地动力机为电机、液动机和气动机 . 电动机特别是沟通异步电动机，其结构简洁，价格低廉，动力源便利，在机械中应用广泛，但它地转速只有固定地几种，而且调速不便 . 对调速平滑程度要求不高，调速比不大者可采纳绕线型异步电动机 . 当调速范畴较大，且需连续稳
11、固平滑调速时可采纳直流电动机 . 挑选电动机第一满意所需要地功率，在其胜任负载要求地条件下，仍应考虑电动机发热、答应过载才能和起动才能等；其次电动机类型地挑选，仍应考虑机械地负载特性、工作平稳性、冲击程度、调速范畴和起动、制动地频繁程度；最终拟定电动机额定转速，必需和机械地传动装置地传动比相匹配，一般额定功率相同电动 机，额定转速越高，就电动机尺寸越小，重量、价格也越低.液动机有输出旋转运动地液压马达和输出直线运动地液压油缸. 液动机一般调速便利，易于现速度和运动方向地掌握，应用它往往可以使传动链简短，并能直接驱动执行构件，但需要配备液压站.在气源比较便利地地方，只要求实现简洁地运动变换，如只
12、要求从动件作位置移动，并不非常苛求运动规律时应用气缸是很便利地，但动作过程中常伴有噪音 .在详细条件下，挑选哪种类型地动力机，要做技术和经济上地综合分析.动力机地类型与机械地整体结构直接有关，应谨慎对待.返回 机构选型在机械地传动系统和执行机构地设计中都存在机构选型地问题，我们仅以运动型式地变换要求介绍一些较适用地机构作为机构选型地入门，设计时可参阅有关地设计手册加以分析比较，挑选或设计正确方案.欢迎下载精品学习资源 定速比转动变换机构在以沟通异步电动机作为动力机地机械中，这类定速比转动变换机构是最常见地减速或增速机构，主要应用各种齿轮、蜗杆、带或链传动、摩擦轮等.常用地减速、增速机构地类型和
13、性能指标、应用范畴等在各种机械设计手册上均有介绍，也可查阅有关产品目录、产品介绍. 连续转动变换为往复移动或摇摆机构常应用连杆机构、凸轮机构或某些组合机构，选用地着眼点第一在于对往复行程中地运动规律是否有详细要求，如工作行程地速度和加速度，空行程地急回等 . 凸轮机构地特点是便于实现给定运动规律，特别是带有间歇运动规律.但从承载才能和加工便利比较，连杆机构优于凸轮机构. 连续转动变换为周期变速转动机构应用双曲柄机构、回转导杆机构和非圆齿轮等机构可以实现这种变换， 但非圆齿轮机构地加工较为困难，在传动中应用较少. 连续转动变换为步进运动机构常见于自动机地送进、转位部分，常用地步进机构有棘轮、槽轮
14、、凸轮等机构和齿轮一连杆组合步进机构、凸轮一齿轮组合机构等，通用地步进机构地类型和性能指标请参阅有关机构设计手册. 连续转动变换为轨迹运动机构一般应用曲柄摇杆机构地连杆曲线实现所要求地轨迹运动，特别外形地轨迹曲线或对描迹点地速度有要求时可采纳凸轮一连杆组合机构或齿轮一连杆组合机构等 . 运动地合成与分解机构可以应用各种差动机构，它们是具有两个自由度地机构，由两个主动件输入运动，其输出运动是输入运动地合成，之中由齿轮组成地差动机构，其输入和输出运动是线性关系，设计比较简洁，故应用广泛. 差动螺旋常用于位移地精确调剂，此外仍有差动连杆等机构 .返回 机构地组合应用挑选如干个不同类型地基本机构 或由
15、基本机构变异而成地新机构 ，通过适当地联接方式，组成一个彼此和谐协作地机构系统以实现复杂地或某些特殊地运动要求，也是运动方案设计地一种常用方法，下面举几例说明.欢迎下载精品学习资源 凸轮连杆机构组合图 2 所示凸轮摆杆滑块机构是由凸轮机构1-2-3 和摆杆滑块机构 2 - 4-5-3 串联组合而成 . 由于凸轮轮廓曲线可按任何运动规律进行设计，使执行构件滑块 5 地运动规律充分满意生产工艺地要求 .例如要求滑块 5 在工作行程等速运动，而在工作行程开头地一小段和终止地一小段，设计成局部地加速段和减速段，以防止在工作行程地两端发生较 大地冲击 . 同时在回程设计成具有肯定地急回特性. 可见该组合机构运动规律地挑选余地较大 . 齿轮连杆机构组合图 3 所示齿轮一连杆机构是由一对定轴齿轮机构1-4-5 封闭双自由度地五杆机构 1-2-3-4-5组合而成 . 其中
