机械自动化设计PPT课件

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1、第一章第一章 绪论 第二章第二章 自自动机械机械设计原理原理 第三章第三章 自自动机械机械总体体设计 第四章第四章 自自动机械的工作性能指机械的工作性能指标 第五章第五章 自自动机械机械传动系系统的的设计 第六章第六章 机构运机构运动规律及机构律及机构选型型第七章第七章 间歇运歇运动机构机构第八章第八章 自自动机械供料机构机械供料机构设计第九章第九章 自自动机械机械设计实例例自动机械设计自动机械设计第一第一节 本本课程的任程的任务、地位、内容、地位、内容、结构构第二第二节 自自动机械的特点机械的特点第三第三节 自自动机械的机械的结构构组成及分成及分类第四第四节 自自动机械的机械的设计要求及要求

2、及设计过程程第五第五节 自自动机械的机械的发展方向展方向第一章 绪论自动机械设计第一第一节 本本课程的任程的任务、地位、内容、地位、内容、结构构第一章 绪论自动机械设计一、本课程的本课程的任务任务二、本课程的地位二、本课程的地位三、本课程的内容及结构三、本课程的内容及结构四、本课程的考核方式四、本课程的考核方式 第一第一节 本本课程的任程的任务、地位、内容、地位、内容、结构构第一章 绪论自动机械设计一、本课程的本课程的任务任务 为适应高等院校为适应高等院校机械工程及自动化专业机械工程及自动化专业的教学需的教学需要，根据专业课程教学大纲的要求，深入阐述了要，根据专业课程教学大纲的要求，深入阐述了

3、自动自动机械设计中带有普遍性的理论问题机械设计中带有普遍性的理论问题，重点分析了自动，重点分析了自动机械中应用广泛的机械中应用广泛的机构、装置的设计原理和方法机构、装置的设计原理和方法。顺。顺应拓宽专业口径的培养目标，介绍了应拓宽专业口径的培养目标，介绍了总体设计、机电总体设计、机电一体化一体化以及自动机械设计实例，做到设计理论与工程以及自动机械设计实例，做到设计理论与工程实践相结合，力争使学生能掌握自动机械设计的一般实践相结合，力争使学生能掌握自动机械设计的一般方法，满足现代机械设计对当代大学生的知识要求。方法，满足现代机械设计对当代大学生的知识要求。第一第一节 本本课程的任程的任务、地位、

4、内容、地位、内容、结构构第一章 绪论自动机械设计一、本课程的本课程的任务任务 1. 现代机械的一大主要特征现代机械的一大主要特征 用机器代替精密、高难度的手工劳动用机器代替精密、高难度的手工劳动。 如：如：服装的缝制，少数技艺高超的缝纫师单件手工生产服装的缝制，少数技艺高超的缝纫师单件手工生产 工厂的工人借助工厂的工人借助服装缝纫机批量生产。服装缝纫机批量生产。 2. 现代机械的另一主要特征现代机械的另一主要特征 复杂和高速化复杂和高速化。 如：如：制造罐装食品用的空罐，制造罐装食品用的空罐，7070年代及以前空罐成形机年代及以前空罐成形机 的生产节拍是的生产节拍是160380160380个个

5、/ /分钟分钟8080年代年代600600个个/ /分钟分钟 9090年代年代80010008001000个个/ /分钟分钟现在现在几千几千个个/ /分钟。分钟。第一第一节 本本课程的任程的任务、地位、内容、地位、内容、结构构第一章 绪论自动机械设计一、本课程的本课程的任务任务 3. 实现以上二大特征的手段实现以上二大特征的手段 人尽可能少地参与人尽可能少地参与生生产过程程机器自机器自动地地进行行生生产(自自动化化)自自动机械。机械。 4. 自动机械？自动机械？ 在没有操作人在没有操作人员直接参与下，直接参与下，组成成机器的各个机机器的各个机构（装置）能自构（装置）能自动协调地循地循环动作，作

6、，在在规定定时间内完内完成成规定定动作的机器。作的机器。 5. 现代自动机械设计的核心问题现代自动机械设计的核心问题 组成机器的各个机构（装置）的成机器的各个机构（装置）的选型和型和设计。第一第一节 本本课程的任程的任务、地位、内容、地位、内容、结构构第一章 绪论自动机械设计二、本课程的本课程的地位地位 1. 现代设计专业方向的现代设计专业方向的专业限选课；专业限选课； 2. 与与CAD/CAM基础、机械工程设计学、现代设计方法、基础、机械工程设计学、现代设计方法、机械机械CAD应用应用 等一起组成该专业的等一起组成该专业的骨干课程；骨干课程； 3. 侧重于自动机械设计中最常用的侧重于自动机械

7、设计中最常用的机构的分析和综合；机构的分析和综合； 4. 详细叙述详细叙述机构的选型和设计。机构的选型和设计。 第一第一节 本本课程的任程的任务、地位、内容、地位、内容、结构构第一章 绪论自动机械设计三、本课程的本课程的内容及结构内容及结构第一章第一章 绪论绪论 第二章第二章 自动机械设计原理自动机械设计原理 第三章第三章 自动机械总体设计自动机械总体设计 第四章第四章 自动机械的工作性能指标自动机械的工作性能指标 第五章第五章 自动机械传动系统的设计自动机械传动系统的设计 第六章第六章 机构运动规律及机构选型机构运动规律及机构选型第七章第七章 间歇运动机构间歇运动机构第八章第八章 自动机械供

8、料机构设计自动机械供料机构设计第九章第九章 自动机械设计实例自动机械设计实例第一第一节 本本课程的任程的任务、地位、内容、地位、内容、结构构第一章 绪论自动机械设计四、本课程的本课程的考核方式考核方式 平时平时30%；大作业；大作业30%；考试；考试40% 考试方式：开卷，有一定难度；考试方式：开卷，有一定难度； 或或闭卷，适中；闭卷，适中； 或或装置的全新设计（装置的全新设计（70% +平时平时30% ）。）。第二第二节 自自动机械的特点机械的特点第一章 绪论自动机械设计一、机械及自动机械一、机械及自动机械 二、自动机械二、自动机械 的特点及应用的特点及应用 第二第二节 自自动机械的特点机械

9、的特点第一章 绪论自动机械设计一、机械及自动机械一、机械及自动机械 机械：机械：代替人力完成各代替人力完成各种各样的生产劳动而发明创种各样的生产劳动而发明创造的，它们一般能按下列动造的，它们一般能按下列动作流程进行：作流程进行： 1.1.送送、放、放在在( (待待) )制品制品到到机器的加工部位；机器的加工部位； 2. 2.定位、夹紧定位、夹紧在制品；在制品； 3. 3.启动启动机器；机器； 4. 4.将在制品将在制品引向引向机器的机器的执行机构执行机构( (如刀具如刀具) )，或将执，或将执行机构引向在制品；行机构引向在制品；第二第二节 自自动机械的特点机械的特点第一章 绪论自动机械设计一、

10、机械及自动机械一、机械及自动机械 5.5.加工加工( (如成型、切削、装如成型、切削、装配等配等) )； 6. 6.加工完的在制品或刀具加工完的在制品或刀具退出接触退出接触； 7. 7.检测检测在制品直至合格；在制品直至合格； 8. 8.停机停机； 9. 9.松开松开制品；制品； 10. 10.卸下卸下制品并送至指定位制品并送至指定位置。置。第二第二节 自自动机械的特点机械的特点第一章 绪论自动机械设计一、机械及自动机械一、机械及自动机械 自动机械：自动机械：在每班或每次调整后，在每班或每次调整后，由人工将加工所需由人工将加工所需的的物料物料( (毛坯、半成品或成品等毛坯、半成品或成品等) )

11、成批装成批装入贮料装置入贮料装置，启动，启动机器后，余下的工作交给机器后，余下的工作交给机器自动机器自动完成完成，如此，如此周而复周而复始连始连续地输出制品。续地输出制品。 显然，显然，自动机械的自动化程度与人的参与程度成反比，自动机械的自动化程度与人的参与程度成反比，只有高低之分。只有高低之分。第二第二节 自自动机械的特点机械的特点第一章 绪论自动机械设计二、自动机械的特点及应用二、自动机械的特点及应用 1. 自动机械自动机械最大特点最大特点： 自动化程度自动化程度高高、操作者的劳动强度、操作者的劳动强度低低、生产效、生产效 率率高高完成的工艺动作完成的工艺动作多多、组成的执行机构、组成的执

12、行机构多多、结构、结构 相对复相对复杂杂。 2. 自动机械的自动机械的应用应用 工农业生产各个部门都在使用不同种类的机械 如农业机械、重工业机械、轻工业机械等等。 3. 轻工自动机械的轻工自动机械的特点特点 加工对象加工对象多样化；多样化； 工艺方法工艺方法多样化；多样化； 门类门类繁多繁多，结构，结构多样；多样； 产产量量大、大、自动化自动化程度高；程度高； 机器的工作机器的工作速度速度高，高，更新换代更新换代较快。较快。 第二第二节 自自动机械的特点机械的特点第一章 绪论自动机械设计 金属材料金属材料 ：钟表、缝纫机、自行车和家用电器：钟表、缝纫机、自行车和家用电器 ； 非金属材料非金属材

13、料 （农、林、牧、副及化工产品等（农、林、牧、副及化工产品等 ）：）： 食品机械中的糕点；食品机械中的糕点； 罐头、酿造机械；罐头、酿造机械； 制浆造纸机械；制浆造纸机械； 皮革机械；皮革机械； 陶瓷、玻璃、塑料机械陶瓷、玻璃、塑料机械 。第二第二节 自自动机械的特点机械的特点第一章 绪论自动机械设计 采用采用纯物理机理纯物理机理的有：烟草机械中的润叶机；的有：烟草机械中的润叶机； 真空处理机；真空处理机； 烘干机。烘干机。 采用采用机械力机械力作用的有：皮革片皮机；作用的有：皮革片皮机； 灯泡绕丝机；灯泡绕丝机； 陶瓷滚压成型机。陶瓷滚压成型机。 采用采用化学化学作用的有：造纸蒸煮锅；作用的

14、有：造纸蒸煮锅； 金属熔炼机；金属熔炼机； 各种转化工机械。各种转化工机械。 采用采用电化学电化学作用的有：电镀；作用的有：电镀； 电腐蚀设备等。电腐蚀设备等。 采用采用生物化学生物化学作用的有：食品发酵设备等。作用的有：食品发酵设备等。 综合综合作用的：皮革烫皮机。作用的：皮革烫皮机。第二第二节 自自动机械的特点机械的特点第一章 绪论自动机械设计 即便是完成同一功能的机器，也有不同的工作原理和即便是完成同一功能的机器，也有不同的工作原理和结构。如结构。如灯泡绕丝机灯泡绕丝机就有：就有： 无芯绕丝机；无芯绕丝机； 有芯连续绕丝机；有芯连续绕丝机； 和有芯间歇绕丝机等。和有芯间歇绕丝机等。第二第

15、二节 自自动机械的特点机械的特点第一章 绪论自动机械设计肥皂；肥皂；洗衣粉；洗衣粉；各种食品的二次加工：各种食品的二次加工： 方便面；方便面； 面包；面包； 膨化食品。膨化食品。第三第三节 自自动机械的机械的结构构组成及分成及分类第一章 绪论自动机械设计一、自动机械一、自动机械 的结构组成的结构组成二、自动机械按结构和功能分类二、自动机械按结构和功能分类 第三第三节 自自动机械的机械的结构构组成及分成及分类第一章 绪论自动机械设计一、自动机械一、自动机械 的结构组成的结构组成 分析自动冲压机的分析自动冲压机的构造；构造；有有两个两个工艺执行机构工艺执行机构 ： 冲压机构（冲压机构（1010、1

16、111、1212组成组成 ）-主要主要 供料机构（供料机构（1515、1616等组成等组成 ）-辅助辅助 为使上述机构协调完成加工为使上述机构协调完成加工任务，机器还需配置其它机构任务，机器还需配置其它机构: 如驱动电机、传动如驱动电机、传动。 自动机械由自动机械由五大部分组成五大部分组成： 1.1.驱动系统；驱动系统； 2.2.传动系统；传动系统； 3.3.执行机构；执行机构； 4. 4.控制系统；控制系统； 5. 5.辅助机构。辅助机构。第三第三节 自自动机械的机械的结构构组成及分成及分类第一章 绪论自动机械设计一、自动机械的结构组成一、自动机械的结构组成 第三第三节 自自动机械的机械的结

17、构构组成及分成及分类第一章 绪论自动机械设计一、自动机械的结构组成一、自动机械的结构组成 1. 驱动系统：驱动系统： 动力源。有电力、液压、气压驱动等动力源。有电力、液压、气压驱动等 2. 传动系统：传动系统： 把电机的动力按照要求的运动和动力把电机的动力按照要求的运动和动力 传递给各个执行机构和其它机构传递给各个执行机构和其它机构; 3. 执行机构：执行机构： 工艺动作的执行者工艺动作的执行者; 4. 控制系统控制系统: 控制其它部分按规定的程序控制其它部分按规定的程序(时间、顺时间、顺 序等序等)进行协调、配合的动作；进行协调、配合的动作； 5. 辅助机构辅助机构: 如剔除机构，计数机构等

18、。如剔除机构，计数机构等。 第三第三节 自自动机械的机械的结构构组成及分成及分类第一章 绪论自动机械设计二、自动机械二、自动机械按结构和功能按结构和功能分类分类1.成型成型机械；机械；2.切削切削类类(加工处理类加工处理类)机械；机械；3.装配装配类机械；类机械；4.包装包装机械。机械。 第三第三节 自自动机械的机械的结构构组成及分成及分类第一章 绪论自动机械设计1. 成型机械成型机械 通过模具或其它工具施加力使在制品成型通过模具或其它工具施加力使在制品成型。 有热塑、注塑以及冲压等。有热塑、注塑以及冲压等。 如：陶瓷制品的滚压成型；如：陶瓷制品的滚压成型； 各种日用品的冲压成型；各种日用品的

19、冲压成型； 塑料制品的注塑成型等。塑料制品的注塑成型等。 一般经：一般经：上料上料合模合模成型成型开模开模卸制品等。卸制品等。第三第三节 自自动机械的机械的结构构组成及分成及分类第一章 绪论自动机械设计2. 切削类切削类(加工处理类加工处理类)机械机械 用刀具对在制品切削加工用刀具对在制品切削加工。 如：皮革片皮机；如：皮革片皮机； 烟草切梗机；烟草切梗机； 造纸切草机等。造纸切草机等。 一般经：一般经：供料供料上下料上下料夹紧引引进切削切削松开。松开。第三第三节 自自动机械的机械的结构构组成及分成及分类第一章 绪论自动机械设计3. 装配类机械装配类机械 以执行工艺动作为主，用各种工具或机械手

20、，按照以执行工艺动作为主，用各种工具或机械手，按照程序将零件装配成部件或产品。程序将零件装配成部件或产品。 如：缝纫机装配机；如：缝纫机装配机； 计算机装配线；计算机装配线； 制鞋用各种机器等。制鞋用各种机器等。第三第三节 自自动机械的机械的结构构组成及分成及分类第一章 绪论自动机械设计4. 包装机械包装机械 类似于装配机械，有其特殊性。类似于装配机械，有其特殊性。 如：包封机；如：包封机； 液体料理装机；液体料理装机； 制袋填充饥；制袋填充饥； 捆扎机等。捆扎机等。 一般经：一般经：输送与供料送与供料称量称量包封包封贴标计数数产品品输送等。送等。第四第四节 自自动机械的机械的设计要求及要求及

21、设计过程程第一章 绪论自动机械设计一、自动机械一、自动机械设计应满足的要求设计应满足的要求二、自动机械二、自动机械的设计过程的设计过程第四第四节 自自动机械的机械的设计要求及要求及设计过程程第一章 绪论自动机械设计一、自动机械一、自动机械设计应满足的要求设计应满足的要求1.使用性能方面；使用性能方面；2.技术性能方面；技术性能方面；3.经济性能方面；经济性能方面；4.其它。其它。第四第四节 自自动机械的机械的设计要求及要求及设计过程程第一章 绪论自动机械设计一、自动机械一、自动机械设计应满足的要求设计应满足的要求1. 使用性能方面使用性能方面运动平稳性；运动平稳性；足够的刚、强度和运动精度。足

22、够的刚、强度和运动精度。可靠性；可靠性；设备在规定的条件下，在规定的时设备在规定的条件下，在规定的时间内完成或保持其规定的工作能力。间内完成或保持其规定的工作能力。产品质量稳定性；产品质量稳定性；加工精度一致性；加工精度一致性；对环境的适应性；对环境的适应性；使用维修方便，操作简便安全使用维修方便，操作简便安全。 第四第四节 自自动机械的机械的设计要求及要求及设计过程程第一章 绪论自动机械设计一、自动机械一、自动机械设计应满足的要求设计应满足的要求2. 技术性能方面技术性能方面 有一定的灵活性，能适应产品规格、品种变有一定的灵活性，能适应产品规格、品种变 化的要求。化的要求。有合理的自动化程度

23、；有合理的自动化程度； 根据需要和可能性来综合考虑，不能盲根据需要和可能性来综合考虑，不能盲目追求先进性。目追求先进性。贯彻三化：标准化、通用化和系列化。贯彻三化：标准化、通用化和系列化。第四第四节 自自动机械的机械的设计要求及要求及设计过程程第一章 绪论自动机械设计一、自动机械一、自动机械设计应满足的要求设计应满足的要求3. 经济性能方面经济性能方面结构简单，制造容易，成本低结构简单，制造容易，成本低；生产率高、效率高，能耗少；生产率高、效率高，能耗少；节约材料，贵金和稀有金属。节约材料，贵金和稀有金属。第四第四节 自自动机械的机械的设计要求及要求及设计过程程第一章 绪论自动机械设计一、自动

24、机械一、自动机械设计应满足的要求设计应满足的要求4. 其它其它减轻劳动强度，不污染环境和产品，符合人减轻劳动强度，不污染环境和产品，符合人机工程学；机工程学；留有发展的余地。留有发展的余地。第四第四节 自自动机械的机械的设计要求及要求及设计过程程第一章 绪论自动机械设计二、自动机械二、自动机械的设计过程的设计过程 四阶段四阶段：初步设计初步设计阶段阶段技术设计技术设计阶段阶段工工作图设计作图设计阶阶段段安装调试安装调试阶段。阶段。 可按以下过程进行：可按以下过程进行：熟悉设计任务书，确定工艺方案，绘制工艺原理图；熟悉设计任务书，确定工艺方案，绘制工艺原理图；确定加工循环时间；确定加工循环时间；

25、选择执行机构的运动规律，运动学、动力学分析；选择执行机构的运动规律，运动学、动力学分析；选择执行机构，绘制运动图，运动和工作循环图；选择执行机构，绘制运动图，运动和工作循环图；初步确定主要结构和尺寸；初步确定主要结构和尺寸；确定总体方案；确定总体方案；确定总体布局；确定总体布局；估算技术经济指标，验证方案的先进合理性；估算技术经济指标，验证方案的先进合理性；具体结构设计。具体结构设计。第五第五节 自自动机械的机械的发展方向展方向第一章 绪论自动机械设计1.向机电一体化和智能化方向发展；向机电一体化和智能化方向发展；2.自动机械自动机械的设计需采用或提高的设计需采用或提高“三化三化”水平；水平；

26、3.向高速化方向发展。需解决：向高速化方向发展。需解决：降低振动和噪声降低振动和噪声提高可靠性提高可靠性减少摩擦和磨损减少摩擦和磨损采用新技术采用新技术第一第一节 自自动机械的生机械的生产率分析率分析第二第二节 提高自提高自动机械生机械生产率的途径率的途径第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第四第四节 与自与自动机械循机械循环图相关的两个相关的两个问题第二章 自动机械设计原理自动机械设计第一第一节 自自动机械的生机械的生产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计一、概述一、概述1.生产率生产率Q： 在单位时间内生产或完成加工的产品的数量在单位时间内生产或完成加工的产品的数量，是，

27、是 衡量自功机械性能优劣的主要指标之一。衡量自功机械性能优劣的主要指标之一。 单位有：件单位有：件min，kgmin，mh，m2h等等。等等。生产率生产率Q可分为可分为： 理论生产率理论生产率QT：自动机械调整到正常工作状态自动机械调整到正常工作状态时，单位时间内生产或完成的产品数量时，单位时间内生产或完成的产品数量。是自动机械。是自动机械的的基本参数基本参数。对于某种机器结构，是。对于某种机器结构，是完全确定完全确定的值。的值。 A.单件：单件： B.多件多件w： 其中：其中：Ty有效工作有效工作时间；Z在有效工作在有效工作时间内的循内的循环次数；次数；Z单位位时间内的循内的循环次数；次数；

28、Tp工工作循作循环时间第一第一节 自自动机械的生机械的生产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计一、概述一、概述2.生产率生产率Q可分为可分为： 实际生产率实际生产率QP：（：（额定生产能力、额定生产能力、预期生产能预期生产能力、力、设计能力）设计能力）单位时间内平均生产或完成的合格产单位时间内平均生产或完成的合格产品的数量。品的数量。是自动机械真正的实效生产能力。是考虑是自动机械真正的实效生产能力。是考虑了故障、维修、出现废品或其它原因引起的停机时间了故障、维修、出现废品或其它原因引起的停机时间 单件加工方式：单件加工方式：2. 工艺生产率工艺生产率K：在某种工艺条件下，自动机在某

29、种工艺条件下，自动机械械 在单位时间内可能生产或完成加工产品的最大数量在单位时间内可能生产或完成加工产品的最大数量。 它是假设加工对象在自动机械上的全部时间内连续接它是假设加工对象在自动机械上的全部时间内连续接 受加工，没有空行程的损失。受加工，没有空行程的损失。 是是实际运行运行时间与停与停顿时间之和。之和。第一第一节 自自动机械的生机械的生产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计一、概述一、概述3.自动机械分类（按生产过程的连续性划分）自动机械分类（按生产过程的连续性划分）4. 间歇作用型自动机械（第间歇作用型自动机械（第类自动机械）类自动机械） 特点特点：加工对象在：加工对象在

30、自自动机械上的加工、传送和处理动机械上的加工、传送和处理 等是间歇式周期进行的。等是间歇式周期进行的。 此时的此时的QT：取决于生产节拍，取决于生产节拍，3. 连续作用型自动机械连续作用型自动机械（第（第 类自动机械类自动机械） 特点特点：加工对象在加工对象在自自动机械上的加工、传送和处理动机械上的加工、传送和处理3. 等是连续进行的。等是连续进行的。4. 此时的此时的QT：取决于：取决于自动机械上的移动速度，即自自动机械上的移动速度，即自动机动机 械的械的工艺工艺速度速度，其中其中R是是产品特征品特征系数，系数，见表表2-1第一第一节 自自动机械的生机械的生产率分析率分析第二章 自动机械设计

31、原理自动机械设计二、间歇作用型自动机械的理论生产率分析二、间歇作用型自动机械的理论生产率分析1.自动机械执行机构的动作，分为自动机械执行机构的动作，分为 工艺操作：工艺操作：加工、装配或计量等动作加工、装配或计量等动作。 辅助操作：辅助操作：加工对象的传送、安装和自动检验，加工对象的传送、安装和自动检验， 以及自动机械执行机构的空行程等动作以及自动机械执行机构的空行程等动作。 这些动作的时间，有的相互重合或重合一部分，有的则不能这些动作的时间，有的相互重合或重合一部分，有的则不能1. 所以在所以在工作循环时间工作循环时间Tp内，各执行机构进行工艺操作的内，各执行机构进行工艺操作的时间时间为为基

32、本工艺时间基本工艺时间Tk ；而与基本工艺时间不相重合的时间内，各执；而与基本工艺时间不相重合的时间内，各执行机构中的行机构中的辅助操作所花的时间辅助操作所花的时间Tf 。 则有：则有：第一第一节 自自动机械的生机械的生产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计二、间歇作用型自动机械的理论生产率分析二、间歇作用型自动机械的理论生产率分析2.间歇型自动机械的理论生产率间歇型自动机械的理论生产率 单件生产时单件生产时： 若若Tf=0： 第第类自动机械类自动机械Tf0： 也即：也即：显然，要减少工作循然，要减少工作循环时间Tp来提高自来提高自动机械的理机械的理论生生产率率QT，就必就必须减少

33、基本工减少基本工艺时间Tk或或辅助助操作操作时间Tf，或使两者同，或使两者同时减少。减少。第一第一节 自自动机械的生机械的生产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计二、间歇作用型自动机械的理论生产率分析二、间歇作用型自动机械的理论生产率分析3.工艺生产率工艺生产率K与生产率系数与生产率系数和和理论生产率理论生产率QT的的关系关系 结论：第第类 QTK;K相同，相同，TfQT;K较低低时，Tf对QT的影响的影响显著著; Tf=0连续作用作用型型(第第类)自自动机械。机械。此此时，QT=K,=1。第一第一节 自自动机械的生机械的生产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计三、连续

34、作用型自动机械的理论生产率三、连续作用型自动机械的理论生产率QT分析分析1.连续作用型自动机械的特点连续作用型自动机械的特点 辅助操作在基本工艺时间内进行辅助操作在基本工艺时间内进行，辅助操作所用时，辅助操作所用时 间与基本工艺时间间与基本工艺时间Tk完全重合完全重合， QT 完全取决于加完全取决于加工对象的移动速度或工艺速度：工对象的移动速度或工艺速度：提高连续型自动机械的理论生产率提高连续型自动机械的理论生产率QT的途径的途径 改革工艺或采用先进工艺改革工艺或采用先进工艺等途径等途径提高工艺速度。提高工艺速度。转盘式多工位转盘式多工位连续作用型自动机械的理论生产率连续作用型自动机械的理论生

35、产率QT其中：其中：np-自自动机械机械转盘的的转速速rpm; N-转盘上的工位数。上的工位数。第一第一节 自自动机械的生机械的生产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计三、连续作用型自动机械的理论生产率三、连续作用型自动机械的理论生产率QT分析分析4.自动灌装机自动灌装机 工艺循环周期工艺循环周期 液体经灌装阀流液体经灌装阀流入瓶内所用的时间。入瓶内所用的时间。灌装角灌装角 灌装开始灌装开始(装瓶装瓶)到灌装结束到灌装结束(卸瓶卸瓶)，灌，灌装机转盘转过的角度。装机转盘转过的角度。第一第一节 自自动机械的生机械的生产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计三、连续作用型自动

36、机械的理论生产率三、连续作用型自动机械的理论生产率QT分析分析4.自动灌装机自动灌装机 影响灌装角影响灌装角 的因素的因素 与某些物理及结构因素有关，如液体黏度、与某些物理及结构因素有关，如液体黏度、 流量口的形状与尺寸等；流量口的形状与尺寸等； 在灌装角在灌装角 选定的情况下，转盘的转速选定的情况下，转盘的转速np 应满足：应满足：工作循环时间工作循环时间其中其中：N1-从装瓶到卸瓶，从装瓶到卸瓶，转盘 转过的工位数；的工位数； N2-转盘其余的工位数。其余的工位数。 N=N1+N2第一第一节 自自动机械的生机械的生产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计三、连续作用型自动机械的理

37、论生产率三、连续作用型自动机械的理论生产率QT分析分析4.自动灌装机自动灌装机 多工位连续作用型自动机械的发展方向多工位连续作用型自动机械的发展方向 朝增加工位数的方向发展。朝增加工位数的方向发展。 分析：分析： 灌灌装所采用的工艺方案一旦确定装所采用的工艺方案一旦确定 就一定，在就一定，在N N2 2 和和n np p 不变的情况下，不变的情况下， N NTk kQT T第一第一节 自自动机械的生机械的生产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计三、连续作用型自动机械的理论生产率三、连续作用型自动机械的理论生产率QT分析分析5.举例举例 某某50工位液体灌装机，根据工艺要求，灌装时间

38、工位液体灌装机，根据工艺要求，灌装时间 =15s，若灌装角，若灌装角 ，问该机最高生产率为多少，问该机最高生产率为多少瓶瓶min?解：灌装机转盘的转速应为解：灌装机转盘的转速应为 取取n np p3r3rminmin，又，又N N=50=50，得灌装机的最高生产率，得灌装机的最高生产率为：为：Q QT T= =N*nN*np p=50*3=50*3150(150(瓶瓶min)min)第一第一节 自自动机械的生机械的生产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械的实际生产率四、自动机械的实际生产率Qp及其影响因素及其影响因素1.时间损失时间损失概念概念 除了基本工艺时间之外的所

39、有各种非加工性的时间除了基本工艺时间之外的所有各种非加工性的时间消耗消耗。 循环外的时间损失循环外的时间损失 自动机械常因某些自然或意外的原因自动机械常因某些自然或意外的原因而而中断中断 所所消耗的时间消耗的时间。1. 循环内的时间损失循环内的时间损失 前面介绍过的辅助操作时间前面介绍过的辅助操作时间。 二者之和为二者之和为时间损失时间损失。第一第一节 自自动机械的生机械的生产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械的实际生产率四、自动机械的实际生产率Qp及其影响因素及其影响因素2.实际生产率与理论生产率的关系实际生产率与理论生产率的关系 自动机械连续工作了一段时间之后的循

40、环外的时间自动机械连续工作了一段时间之后的循环外的时间 损失，在计算实际生产率时，必须分摊到在此期间加工损失，在计算实际生产率时，必须分摊到在此期间加工 出的每一件加工对象上。出的每一件加工对象上。 这样，这样，实际生产率实际生产率Q Qp p 必然低于必然低于前面计算出的理论前面计算出的理论 生产率生产率Q QT T，二者的关系为：二者的关系为： 其中： -自自动机械的机械的时间利用系数；利用系数；第一第一节 自自动机械的生机械的生产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械的实际生产率四、自动机械的实际生产率Qp及其影响因素及其影响因素3.循环内与循环外的时间损失可分为六

41、类：循环内与循环外的时间损失可分为六类： 循环内的空程时间损失循环内的空程时间损失Tf：空回程、装卸及自空回程、装卸及自检等。等。 与刀具或其它成型工具使用有关的时间损失与刀具或其它成型工具使用有关的时间损失Tt ： 换刀、刀、调整刀，刃磨及微整刀，刃磨及微调。 与自动机械及辅助设备使用有关的时间损失与自动机械及辅助设备使用有关的时间损失Te： 修理修理设备和恢复。和恢复。 与生产管理有关的时间损失：与生产管理有关的时间损失：与生与生产技技术及及设备的工作条件无关的工作条件无关 与产生废品有关的时间损失：与产生废品有关的时间损失：不允不允许存在。存在。 转换生产另一批产品时所花的准备转换生产另

42、一批产品时所花的准备-终结时间损失：终结时间损失：取决于批量取决于批量第一第一节 自自动机械的生机械的生产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械的实际生产率四、自动机械的实际生产率Qp及其影响因素及其影响因素4.自动机械的实际生产率自动机械的实际生产率Qp 其中：其中：Tn-分分摊到每一件到每一件产品上的品上的循循环外外时间损失，失，Tn=Tt+Te Tf ：主要与设备设计有关；主要与设备设计有关； Tn ：则与设备的设计、选择、使用等方面有关：则与设备的设计、选择、使用等方面有关：第一第一节 自自动机械的生机械的生产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自

43、动机械的实际生产率四、自动机械的实际生产率Qp及其影响因素及其影响因素5.举例：举例：已知电池自动压帽机的电动机转速为已知电池自动压帽机的电动机转速为n n0 0=1440 r=1440 rminmin，经皮带，经皮带6.6. 及蜗杆蜗轮两级减速后到分配轴，总传动比为及蜗杆蜗轮两级减速后到分配轴，总传动比为i=48i=48，分配轴每转一周，分配轴每转一周生产生产7.7. 一个产品，该机在一个工作班一个产品，该机在一个工作班(8h)(8h)内停机内停机1616次，平均每次次，平均每次3min3min，试计，试计算该算该8.8. 机的理论生产率机的理论生产率Q QT T 和实际生产率和实际生产率Q

44、 Qp p 并求该机的时间利用系数。并求该机的时间利用系数。9.解：解：分配分配轴轴转速转速：10.10. 所以所以该机该机工作工作循环时循环时：11.11. 该机的该机的理论生产率为理论生产率为：12.12. 由于该机在本班的停歇时间为由于该机在本班的停歇时间为316= =48min48min，因此，因此有效工作时间有效工作时间为为： 第一第一节 自自动机械的生机械的生产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械的实际生产率四、自动机械的实际生产率Qp及其影响因素及其影响因素5.举例举例(续前续前)： 解：解：本本机在机在一一班生产的班生产的产品件数产品件数为为： 所以分摊

45、到每一件产品上的所以分摊到每一件产品上的循环外时间损失循环外时间损失为为：5.5. 本机的本机的实际生产率实际生产率为：为： 本机的本机的时间利用系数时间利用系数：解法解法由于由于 n n 为本机在一班的为本机在一班的总循环次数总循环次数Z，实际生产率也可为：，实际生产率也可为： 第一第一节 自自动机械的生机械的生产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计五、自动机械的调整时间五、自动机械的调整时间1.原因原因 自动机械中的各种设备、机构和元件，即使在良好的工自动机械中的各种设备、机构和元件，即使在良好的工 作条件下，经过一定时间使用后，总可能会发生故障或失去作条件下，经过一定时间使用

46、后，总可能会发生故障或失去 工作能力。工作能力。如刀具磨钝、轴承磨损、电触头因烧蚀而接触不如刀具磨钝、轴承磨损、电触头因烧蚀而接触不 良等等。良等等。就须花一定的时间进行检修和调整。就须花一定的时间进行检修和调整。2. 调整时间调整时间T 用以重新恢复自动机械的工作能力所需的技术时间。用以重新恢复自动机械的工作能力所需的技术时间。 不能等同于不能等同于“停歇时间停歇时间”。 一般以一般以调整时间系数调整时间系数B来表示。来表示。其中：其中：Ty-自自动机械机械 实际工作工作时间。第一第一节 自自动机械的生机械的生产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计五、自动机械的调整时间五、自动机

47、械的调整时间 3. 自动机械中十大类设备、机构和元件的调整时间系数自动机械中十大类设备、机构和元件的调整时间系数Bi第一第一节 自自动机械的生机械的生产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计五、自动机械的调整时间五、自动机械的调整时间 3. 自动机械整机的调整时间系数自动机械整机的调整时间系数B第一第一节 自自动机械的生机械的生产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计第二第二节 提高自提高自动机械生机械生产率的途径率的途径第二章 自动机械设计原理自动机械设计 须全面分析各种工全面分析各种工艺因素和因素和设备因素：因素：设计先先进合理的工合理的工艺方案、方案、结构方案和运构方

48、案和运动方案；方案；选择先先进可靠的可靠的设备、机构和元件等。、机构和元件等。一、减少循环内的空程及辅助操作时间一、减少循环内的空程及辅助操作时间 设计工艺方案时，尽可能使空程及辅助操作时间与基本工艺设计工艺方案时，尽可能使空程及辅助操作时间与基本工艺 时间重合，或使空程及辅助操作时间重合，或使空程及辅助操作时间彼此重合时间彼此重合。 设计和选择合理的机构设计和选择合理的机构工作速度工作速度。如慢进、快退。如慢进、快退。 采用采用连续作用型连续作用型自动机械。根本上消除循环内的时间损失。自动机械。根本上消除循环内的时间损失。二、减少循环外的时间损失二、减少循环外的时间损失 自动机械工位愈多，循

49、环外的时间损失对生产率的影响就愈大自动机械工位愈多，循环外的时间损失对生产率的影响就愈大第二第二节 提高自提高自动机械生机械生产率的途径率的途径第二章 自动机械设计原理自动机械设计二、减少循环外的时间损失二、减少循环外的时间损失 1减少第减少第类时间损失类时间损失 提高刀具及成型工具的耐用度提高刀具及成型工具的耐用度 减少更换和调整工具的时间减少更换和调整工具的时间 2减少第减少第类时间损失类时间损失 减少机械设备的调整时间。减少机械设备的调整时间。 设计能自动操纵和连锁保护的控制系统和检测系统。设计能自动操纵和连锁保护的控制系统和检测系统。 方便液压、气动系统的维修。方便液压、气动系统的维修

50、。 加强计划检修和日常维护保养工作。加强计划检修和日常维护保养工作。 生产组织和管理工作适应自动化生产的要求。生产组织和管理工作适应自动化生产的要求。第二第二节 提高自提高自动机械生机械生产率的途径率的途径第二章 自动机械设计原理自动机械设计三、减少基本工艺时间三、减少基本工艺时间 1提高工艺速度：提高工艺速度：新工新工艺、先、先进工工艺。 2采用采用“工艺分散原则工艺分散原则”： 工工艺时间较长的工序分散到几个工位上。的工序分散到几个工位上。 3. 采用平行加工。采用平行加工。第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计一、自动机械的工作循环与执行机构的运动

51、循环一、自动机械的工作循环与执行机构的运动循环 1自动机械的工作循环：自动机械的工作循环：Tp 自自动机械机械顺序序给出两相出两相邻产品的品的时间间隔；隔； 决定着自动机械的理论生产率决定着自动机械的理论生产率Q QT T 2执行机构的运动循环：执行机构的运动循环： 执行机构周期性地回到其初始位置之行机构周期性地回到其初始位置之间的的时间间隔。隔。 3. 自动机械的工作循环自动机械的工作循环实际上与自动机械中任一执行机构的实际上与自动机械中任一执行机构的 运动循环都是运动循环都是相等相等的。的。 因此，可用执行机构的运动循环来表示自动机械的工因此，可用执行机构的运动循环来表示自动机械的工 作循

52、环。作循环。第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计一、自动机械的工作循环与执行机构的运动循环一、自动机械的工作循环与执行机构的运动循环 4. 第第类自动机械类自动机械 自动机械的工作循环自动机械的工作循环T Tp p： 任一执行机构的运动循环：任一执行机构的运动循环：辅助时间辅助时间T Tf f可分成空行程时可分成空行程时 间间T Td d和等待停歇时间和等待停歇时间T To o 则：则： 自动机械的理论生产率：自动机械的理论生产率： Q QT T，需需T Tk k:与工艺过程的工艺参数有关与工艺过程的工艺参数有关采用采用先进工艺先进工艺； T Td d

53、:与执行机构的运动规律有关与执行机构的运动规律有关选选高速平稳的运动规律高速平稳的运动规律 T To o:可用可用合理的循环图设计合理的循环图设计，使机构的无用停歇减少。，使机构的无用停歇减少。第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计一、自动机械的工作循环与执行机构的运动循环一、自动机械的工作循环与执行机构的运动循环 4. 第第类自动机械类自动机械 多工位转盘式第多工位转盘式第类自动机械，应减少类自动机械，应减少限制性工位限制性工位上执上执 行机构的运动循环，如行机构的运动循环，如“工序分散原则工序分散原则”等。等。 5. 第第类自动机械类自动机械 其执行

54、机构的运动循环主要由其执行机构的运动循环主要由工艺速度工艺速度决定。决定。二、自动机械的工作循环图二、自动机械的工作循环图 1 . 自动机械的工作循环图自动机械的工作循环图 表示自动机械表示自动机械各执行机构的运动循环各执行机构的运动循环在自动机械工作循在自动机械工作循 环内环内相互关系相互关系的示意图。的示意图。 由循环图可看出各执行机构以怎样的顺序对产品进行加工。由循环图可看出各执行机构以怎样的顺序对产品进行加工。第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计二、自动机械的工作循环图二、自动机械的工作循环图 2 . 自动机械的循环图设计的作用自动机械的循环图

55、设计的作用 可使各执行机构按照工艺要求的可使各执行机构按照工艺要求的正确顺序和准确时间正确顺序和准确时间 进行各种工艺操作和辅助操作；进行各种工艺操作和辅助操作； 避免各机构之间可能出现的避免各机构之间可能出现的空间干涉空间干涉； 减少甚至消除机构的减少甚至消除机构的无用停歇时间无用停歇时间； 提高生产率提高生产率，降低能耗降低能耗。 第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计二、自动机械的工作循环图二、自动机械的工作循环图 3 . 执行机构的运动循环图执行机构的运动循环图 三种图形表示：三种图形表示：第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机

56、械设计原理自动机械设计二、自动机械的工作循环图二、自动机械的工作循环图 4 . 自动机械的工作循环图自动机械的工作循环图 将各将各执行机构的运动循环图执行机构的运动循环图按同一时间或分配轴转角的按同一时间或分配轴转角的 刻度，刻度，绘在一起绘在一起的总图。的总图。 以某一主要执行机构的工作起点为基准，表示各执行机构相以某一主要执行机构的工作起点为基准，表示各执行机构相 对于该主要执行机构的运动循环的先后次序。对于该主要执行机构的运动循环的先后次序。 第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计二、自动机械的工作循环图二、自动机械的工作循环图 5. 举例举例1

57、四个工位工作台四个工位工作台 第第工位工位是滚压是滚压成型工位，须：成型工位，须： 滚压头升降；滚压头升降； 滚压头偏摆；滚压头偏摆； 工作台升降；工作台升降； 真空泵开闭。真空泵开闭。第二章 自动机械设计原理自动机械设计二、自动机械的工作循环图二、自动机械的工作循环图 5. 举例举例1（续）（续） 四个动作机构的运动循环图绘在一起 滚压头升降机构；滚压头升降机构； 滚压头偏摆滚压头偏摆机构机构； 工作台升降工作台升降机构机构； 真空泵开闭真空泵开闭机构机构。直直线式式循循环图绘制比制比较简单；圆形形循循环图可直接看出各可直接看出各执行行机构的主机构的主动件在分配件在分配轴上所上所处的相互位置

58、；而的相互位置；而直角坐直角坐标式式循循环图可表示的运可表示的运动信息更多而信息更多而广泛使用。广泛使用。第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计二、自动机械的工作循环图二、自动机械的工作循环图 6. 举例举例2 对于对于具有行程控制具有行程控制的自动的自动机械，最好绘制出机械，最好绘制出执行机构与执行机构与控制元件控制元件( (如行程开关如行程开关) )相结合相结合的循环图。的循环图。 这样，可表示出：这样，可表示出： 执行机构的运动循环；执行机构的运动循环； 控制元件发出信号的时控制元件发出信号的时间及其工作状态与顺序。间及其工作状态与顺序。第三第三节

59、 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计二、自动机械的工作循环图二、自动机械的工作循环图 6. 举例举例2（续）（续）第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计三、执行机构运动循环图的设计与计算三、执行机构运动循环图的设计与计算 打印机构的工打印机构的工艺原理如原理如图。打印。打印头2在凸在凸轮1的的作用下，完成作用下，完成对工件工件3的打印。根据工的打印。根据工艺要求，打要求，打印印头应在工件上停留的在工件上停留的时间为Ts=2s。若。若给定打印定打印机构的生机构的生产率率为4500件班，件班，试设计打印机构的运打印机构的运动循

60、循环图。解：解：确定执行机构（打印头）的确定执行机构（打印头）的运动循环运动循环； 确定运动循环的确定运动循环的组成区段组成区段； 确定运动循环内确定运动循环内各区段的时间或各区段的时间或分配轴转角分配轴转角 绘制执行机构的运动绘制执行机构的运动循环图循环图。第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计三、执行机构运动循环图的设计与计算三、执行机构运动循环图的设计与计算 解：解：确定执行机构（打印头）的确定执行机构（打印头）的运动循环运动循环； 取取 若凸若凸轮轴每每转一一转完成一个完成一个产品的打印，品的打印，则凸凸轮轴的的转速速n为： 凸凸轮轴每每转一一转

61、的的时间，即是打印机构的，即是打印机构的工作循工作循环时间Tp：确定运动循环的确定运动循环的组成区段组成区段；根据打印工根据打印工艺，打印，打印头的打的打动循循环由以下四段由以下四段组成：成：Tk-打印打印头接近工件的行程接近工件的行程时间；Ts-打印打印头打印打印时在工件上的在工件上的停留停留时间；Td-打印打印头返回的行程返回的行程时间To-打印打印头在初始位置上的停在初始位置上的停留留时间。相相应的凸的凸轮分配分配轴转角角第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计三、执行机构运动循环图的设计与计算三、执行机构运动循环图的设计与计算 解：解：确定运动循环

62、内各区段的时间确定运动循环内各区段的时间 或分配轴转角或分配轴转角； 因因: 则: 初步定初步定: 则相相应的凸的凸轮轴的的转角角为： 绘制执行机构的运动绘制执行机构的运动循环图循环图；第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 1. 概述概述 合理设计自动机械的工作循环图，是合理设计自动机械的工作循环图，是提高提高自动机械自动机械理论理论 生产率生产率QT的一个重要途径的一个重要途径。 设计的主要任务设计的主要任务：建立各执行机构运动循环之间的正确联系，：建立各执行机构运动循环之间的正确联

63、系， 使各执行机构的同步化使各执行机构的同步化(或协调化或协调化)，最大限度地缩短工作循环。，最大限度地缩短工作循环。 2. 设计步骤设计步骤 绘制自动机械的工艺原理图，标明工艺操作顺序；绘制自动机械的工艺原理图，标明工艺操作顺序； 确定确定 ； 绘制各执行机构的运动简图、运动循环图；绘制各执行机构的运动简图、运动循环图； 同步化（协调化）各执行机构；同步化（协调化）各执行机构；拟定和绘制自动机械的循环图拟定和绘制自动机械的循环图第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 3. 执行机构运动

64、循环的执行机构运动循环的时间同步化设计时间同步化设计 时间同步化时间同步化 执行机构间的运动只有执行机构间的运动只有 时间上的顺序关系，时间上的顺序关系，无空间无空间 上的干涉关系上的干涉关系，建立这些机，建立这些机 构运动循间的正确关系。构运动循间的正确关系。 两执行机构两执行机构的时间同步化设计的时间同步化设计 除打印机除打印机构之外，除打印机除打印机构之外， 还应增设工件的推送机构。还应增设工件的推送机构。 完整完整的工的工艺过程程为：略略 第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算

65、3. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的时间同步化设计时间同步化设计 两执行机构两执行机构的时间同步化设计的时间同步化设计 推送机构推送机构1和和打印机构打印机构2的运动规律按工艺要求确定为：的运动规律按工艺要求确定为：假设假设：第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计 推送机构推送机构1 1的运动完的运动完成之后，打印机构成之后，打印机构2 2才运才运动，而打印机构动，而打印机构2 2的运动的运动完成后，推送机构完成后，推送机构1 1才能才能再进行下一再进行下一次运动。次运动。 打印机的循环图是打印机的循环图是简单迭加，是简单迭加，是不合理不合理的的

66、打印机打印机总的工作循环总的工作循环四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 3. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的时间同步化设计时间同步化设计 按照按照简单的方法安排的方法安排位置，是这两个机构位置，是这两个机构在时间上联系的极限在时间上联系的极限情况。情况。 即令即令A1和和A2在在时间上重合，就得到时间上重合，就得到 “同步图同步图”，A1和和A2为一对为一对“同步点同步点”。 是要求推送机构在开始运动前，有一段是要求推送机构在开始运动前，有一段额外的停歇时间额外的停歇时间。可。可以从以从To1中取得。中取得。第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二

67、章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 3. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的时间同步化设计时间同步化设计 时间上同步化（时间上同步化（不可靠不可靠） 由于推送机构和打印机由于推送机构和打印机构在空间上没有发生干涉，构在空间上没有发生干涉，可同时进行可同时进行。 联系点联系点由由A A1 1和和A A2 2两点决定，两点决定，推送和打印同时到达加工推送和打印同时到达加工第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 3. 执行机构

68、运动循环的执行机构运动循环的时间同步化设计时间同步化设计 考虑实际情况的考虑实际情况的同步化同步化由于由于会使推送机构会使推送机构1还没有还没有到到A1点，打印机构点，打印机构2就就已到达已到达A2点，点，显然然这是是不可靠不可靠的。的。 A1须超前须超前A2，超前量：，超前量： 、机构运动规律有误差；机构运动规律有误差； 、机构运动副有间隙；机构运动副有间隙； 、机构元件有变形；机构元件有变形； 、机构的调整安装有误差机构的调整安装有误差 、其它因素的运动误差。其它因素的运动误差。第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计 四、自动机械工作循环图的设计与计

69、算四、自动机械工作循环图的设计与计算 3. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的时间同步化设计时间同步化设计 多个执行机构的时间同步化设计多个执行机构的时间同步化设计 粒状巧克力自粒状巧克力自动包装机包装机 有送料、剪纸、项糖和折纸四个执行机构有送料、剪纸、项糖和折纸四个执行机构 绘制工艺原理图，分析工艺操作顺序：绘制工艺原理图，分析工艺操作顺序： 送料送料-拔糖盘送料辊拔糖盘送料辊将待包装的将待包装的巧克力巧克力2 2和和包装纸包装纸1 1送至送至机械手机械手4 4下面的包装工位和巧克力与机械手间下面的包装工位和巧克力与机械手间 剪纸剪纸-剪刀剪刀8 8； 顶糖顶糖-接糖杆接糖杆3 3下行，

70、将包装纸顶向巧克力的上表下行，将包装纸顶向巧克力的上表面；同时面；同时顶糖杆顶糖杆5 5上行，一起夹持着巧克力上行，一起夹持着巧克力向上向上 折纸折纸-活动折纸板活动折纸板6 6将包装纸一侧折向中央，机械将包装纸一侧折向中央，机械手转位时，手转位时，固定托板固定托板7 7将另一侧包装纸折向中央。将另一侧包装纸折向中央。 第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 3. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的时间同步化设计时间同步化设计 多个执行机构的时间同步化设计多个执行机构的时间同步化设计第

71、三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图四、自动机械工作循环图的设计与计算的设计与计算 3. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的 时间同步化设计时间同步化设计 多个执行机构的时间同步多个执行机构的时间同步 化设计化设计第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 3. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的时间同步化设计时间同步化设计 多个执行机构的时间同步化设计多个执行机构的时间同步化设计 绘制各执行机构的运动简图和运动循环图绘制各执

72、行机构的运动简图和运动循环图 拨糖盘、送料辊轮和机械手转位拨糖盘、送料辊轮和机械手转位作一个机构作一个机构； 剪刀剪刀8、顶糖杆、顶糖杆5和活动折纸板和活动折纸板6 三个机构三个机构 。 、确定各机构的运动循环、确定各机构的运动循环Tp 粒状巧克力自动包装机的理论生产率为43200件班 分配轴每转完成一块巧克力的包装，则分配轴的转速为:第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 3. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的时间同步化设计时间同步化设计 多个执行机构的时间同步化设计多个执行机构的

73、时间同步化设计 分配轴每转的时间即是该包装机的工作循环，也是各执行机构分配轴每转的时间即是该包装机的工作循环，也是各执行机构的运动循环的运动循环: 、确定各机构的运动循环的组成区段、确定各机构的运动循环的组成区段 、拨糖盘、送料辊和机械手转位机构拨糖盘、送料辊和机械手转位机构 由转位和停歇两区段组成：由转位和停歇两区段组成： 第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 3. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的时间同步化设计时间同步化设计 多个执行机构的时间同步化设计多个执行机构的时间同步化

74、设计 、剪刀机构剪刀机构8 由剪切、返回、由剪切、返回、初始位置初始位置停歇三区段组成：停歇三区段组成： 、顶糖杆机构顶糖杆机构5 由顶糖由顶糖 、工作停留工作停留、返回、初始位置停歇四区段组成：、返回、初始位置停歇四区段组成： 、活动折纸板机构活动折纸板机构6 由折纸由折纸 、工作停留、返回、初始位置停歇四区段组成：、工作停留、返回、初始位置停歇四区段组成：第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 3. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的时间同步化设计时间同步化设计 多个执行机构的时间

75、同步化设计多个执行机构的时间同步化设计 、确定各执行机构运动循环内各区段时间和分配轴转角、确定各执行机构运动循环内各区段时间和分配轴转角 粒状巧克力自动包装机的工作循环是从送料开始的，故粒状巧克力自动包装机的工作循环是从送料开始的，故以送料以送料 辊机构的工作起点为基准辊机构的工作起点为基准进行同步化没计。进行同步化没计。 、拨糖盘、送料辊和机械手转位机构拨糖盘、送料辊和机械手转位机构 根据工艺要求，取送料时间根据工艺要求，取送料时间 ，则停歇时间则停歇时间 相应的分配轴转角为相应的分配轴转角为 第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环

76、图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 3. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的时间同步化设计时间同步化设计 多个执行机构的时间同步化设计多个执行机构的时间同步化设计 、确定各执行机构运动循环内各区段时间和分配轴转角、确定各执行机构运动循环内各区段时间和分配轴转角 、剪刀机构剪刀机构8： 根据工艺要求，取剪切工作行程时间根据工艺要求，取剪切工作行程时间 ，返程返程 则停歇时间则停歇时间 相应的分配轴转角为相应的分配轴转角为 、顶糖杆机构顶糖杆机构5： 根据工艺要求，工作位置停留根据工艺要求，工作位置停留 ，定定 则停歇时间则停歇时间第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章

77、自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 3. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的时间同步化设计时间同步化设计 多个执行机构的时间同步化设计多个执行机构的时间同步化设计 、确定各执行机构运动循环内各区段时间和分配轴转角、确定各执行机构运动循环内各区段时间和分配轴转角 、顶糖杆机构顶糖杆机构5： 相应的分配轴转角为相应的分配轴转角为 、活动折纸板机构活动折纸板机构6 根据工艺要求，折纸工作行程时间根据工艺要求，折纸工作行程时间 ， 定定 则停歇时间则停歇时间 相应的分配轴转角为相应的分配轴转角为第三第三节第二章自动机械设计四、自动机械工作

78、循环图四、自动机械工作循环图 的设计与计算的设计与计算 3. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的 时间同步化设计时间同步化设计 多个执行机构的时间多个执行机构的时间 同步化设计同步化设计 、确定各执行机构运动、确定各执行机构运动 循环内各区段时间循环内各区段时间 和分配轴转角和分配轴转角 第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 3. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的时间同步化设计时间同步化设计 多个执行机构的时间同步化设计多个执行机构的时间同步化设计 、各执行机构运动循环的时间同步

79、化设计、各执行机构运动循环的时间同步化设计 、确定最短的工作循环、确定最短的工作循环 根据工艺要求，送糖、送纸完成根据工艺要求，送糖、送纸完成时时B1，剪刀，剪刀8即可开始向下剪切即可开始向下剪切A8；剪切完成时剪切完成时B8，顶糖杆，顶糖杆5就可开将巧就可开将巧克力向上顶克力向上顶A5；而巧克力被顶到位时；而巧克力被顶到位时B5，活动折纸板，活动折纸板6就可开始折纸就可开始折纸A6。三对同步点：三对同步点： 第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 3. 执行机构运动循环的执行机构运动循

80、环的时间同步化设计时间同步化设计 多个执行机构的时间同步化设计多个执行机构的时间同步化设计 、各执行机构运动循环的时间同步化设计、各执行机构运动循环的时间同步化设计 、确定最短的工作循环、确定最短的工作循环 使四个机构上的三对同步点分别重合，是这四个机构运动在时间上使四个机构上的三对同步点分别重合，是这四个机构运动在时间上联系的极限情况。也是包装机最短工作循环的情况。联系的极限情况。也是包装机最短工作循环的情况。 故故 由于各种实际误差的存在，在实际设计时，不能使同步点重合，应由于各种实际误差的存在，在实际设计时，不能使同步点重合，应该超前或滞后些，超前量该超前或滞后些，超前量(或称错移量或称

81、错移量)视实际情况而定。视实际情况而定。 第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 3. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的时间同步化设计时间同步化设计 多个执行机构的时间同步化设计多个执行机构的时间同步化设计 、各执行机构运动循环的时间同步化设计、各执行机构运动循环的时间同步化设计 、确定粒状巧克力自动包装机的工作循环、确定粒状巧克力自动包装机的工作循环 上述三对同步点的错移量分别为上述三对同步点的错移量分别为 取取 则在分配轴上相应的转角为则在分配轴上相应的转角为 此值正好与原计划的

82、工作循环一致。此值正好与原计划的工作循环一致。 考虑了时间错移量后的工作循环图见下页考虑了时间错移量后的工作循环图见下页 第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的四、自动机械工作循环图的 设计与计算设计与计算 3. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的时间同时间同 步化设计步化设计 多个执行机构的时间同步化设计多个执行机构的时间同步化设计 、各执行机构运动循环的时、各执行机构运动循环的时 间同步化设计间同步化设计 、确定粒状巧克力自动包、确定粒状巧克力自动包 装机的工作循环装机的工作循环 考虑了时间错移量后的工作循环图考虑了时间错移

83、量后的工作循环图 第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理四、自动机械工作循环图四、自动机械工作循环图 的设计与计算的设计与计算 3. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的 时间同步化设计时间同步化设计 多个执行机构的多个执行机构的 时间同步化设计时间同步化设计 、绘制粒状巧克力自动、绘制粒状巧克力自动 包装机的工作循环图包装机的工作循环图 以分配轴转角为横坐标的以分配轴转角为横坐标的 工作循环图工作循环图见右图，见右图，是设计分是设计分 配轴上各凸轮曲线的重要依据配轴上各凸轮曲线的重要依据 自动机械设计研究发现：研究发现： 当执行机构（剪纸、当执行机构（剪纸、顶糖和

84、折纸）进行各种顶糖和折纸）进行各种操作操作 时，送糖、送料和时，送糖、送料和机械手等转位机构则处机械手等转位机构则处于停歇状态；反之亦然。于停歇状态；反之亦然。 试想试想：折纸动作完：折纸动作完成后开始返回时成后开始返回时C6，就，就让送糖、送纸机构让送糖、送纸机构 等开等开始下一个循环始下一个循环A1。 实际上，这不会发实际上，这不会发生空间干涉，且工艺可生空间干涉，且工艺可行。行。 故将把故将把C6和和A1视为视为另一对同步点，并使另一对同步点，并使C6相对相对A1有一个超前量，有一个超前量， 将将 以后到以后到360范围内的运范围内的运动截掉，放到动截掉，放到 范围内，代替原来的一范围内

85、，代替原来的一部分停留区段。部分停留区段。 这样不改变各机构这样不改变各机构运行情况，只减少了各运行情况，只减少了各机构的初始位置停留时机构的初始位置停留时间。间。 故将把故将把C6和和A1视为视为另一对同步点，并使另一对同步点，并使C6相对相对A1有一个超前量，有一个超前量， 将将 以后到以后到360范围内的运范围内的运动截掉，放到动截掉，放到 范围内，代替原来的一范围内，代替原来的一部分停留区段。部分停留区段。 这样不改变各机构这样不改变各机构运行情况，只减少了各运行情况，只减少了各机构的初始位置停留时机构的初始位置停留时间。间。 截短后的工作循环截短后的工作循环图见左图见左 工作循环由工

86、作循环由 减少至减少至 ，相应的，相应的 分别是分别是360和和249.3。 实际上，包装机每转要生实际上，包装机每转要生产一个产品，即要求产一个产品，即要求 故需对截短的分配轴转角按故需对截短的分配轴转角按 比例放大比例放大 放大后的循环图见左放大后的循环图见左第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环四、自动机械工作循环 图的设计与计算图的设计与计算 4. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的 空间同步化设计空间同步化设计 举例：自动冷镦机举例：自动冷镦机 按照工艺要求，毛坯按照工艺要求，毛坯5顺顺利地插入到模具利地插入到模具3的成型

87、孔中，的成型孔中，送料机构送料机构1应在工作位置停留足够长时间；应在工作位置停留足够长时间；但该时间是受限的但该时间是受限的。它受镦锻机构。它受镦锻机构2左镦左镦与送料机构与送料机构1右端下行在右端下行在b处干涉的限制。处干涉的限制。须进行空间同步化设计：确定两机构发须进行空间同步化设计：确定两机构发生干涉的位置生干涉的位置b的时间或转角。的时间或转角。第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 4. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的空间同步化设计空间同步化设计 举例：自动冷镦机举例：自

88、动冷镦机 干涉点干涉点b相当于送料机构相当于送料机构1从工作位置返回从工作位置返回 时和镦锻机构时和镦锻机构2从初从初始位置前进至始位置前进至 时，两机构所处的位置。时，两机构所处的位置。于是，在机构位移曲线图于是，在机构位移曲线图上，分别从上，分别从A1和和O2点算起，求得相应于点算起，求得相应于 和和 的两个点的两个点b1和和b2。 若让若让b1和和b2两点重合，则得到了两机构不干涉的极限情况，即经空两点重合，则得到了两机构不干涉的极限情况，即经空间同步化后的最少工作循环间同步化后的最少工作循环Tpmin 考虑错移量，得到合理的工作循环考虑错移量，得到合理的工作循环 空间的同步点，既可用分

89、析法，也可用作图法（常用）求得。空间的同步点，既可用分析法，也可用作图法（常用）求得。 第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算4. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的空间同步化设计空间同步化设计举例：三面切纸机工作循环图设计举例：三面切纸机工作循环图设计 绘制三面切纸机的工艺原理图绘制三面切纸机的工艺原理图第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 4. 执行机构运动循环的执行机构运

90、动循环的空间同步化设计空间同步化设计 确定执行机构的运动循环及其组成区段确定执行机构的运动循环及其组成区段 三面切纸机有推杆三面切纸机有推杆1、主压板、主压板2、侧刀、侧刀3、前刀、前刀4。 四个机构的运动循环有如下一些区段：四个机构的运动循环有如下一些区段：推杆推杆1 : 推送纸叠推送纸叠Tk1，返回，返回Td1，初始位置停留，初始位置停留To1。主压板主压板2: 压纸叠压纸叠Tk2，压紧停留，压紧停留Ts2，返回，返回Td2，初始位置停留，初始位置停留To2。 侧刀侧刀3: 剪切剪切Tk3，返回，返回Td3，初始位置停留，初始位置停留To3。 前刀前刀4: 剪切剪切Tk4，返回，返回Td4

91、，初始位置停留，初始位置停留T04。 该自动机械采用凸轮分配轴作为集中时序控制系统，分配轴匀速该自动机械采用凸轮分配轴作为集中时序控制系统，分配轴匀速旋转，每转完成一个工作循环。因此旋转，每转完成一个工作循环。因此Tp对应的对应的 。 各执行机构各区段对应的转角也可求出，而且各执行机构各执行机构各区段对应的转角也可求出，而且各执行机构所有区段的转角之和都等于所有区段的转角之和都等于第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 4. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的空间同步化设计空间同步化设

92、计 执行机构运动循环的同步化设计执行机构运动循环的同步化设计 既有时间同步化，又有空间同步化。既有时间同步化，又有空间同步化。 、推杆、推杆1与主压板与主压板2的同步化（时间）的同步化（时间） 纸叠厚度是变化的，须按裁切最高纸纸叠厚度是变化的，须按裁切最高纸叠的情况进行同步化设计叠的情况进行同步化设计 ，主压板，主压板位移量位移量 ，求主压板位移曲线上，主，求主压板位移曲线上，主压板下降压板下降 时分配轴的转时分配轴的转角角 。第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 4. 执行机构运动循

93、环的执行机构运动循环的空间同步化设计空间同步化设计 执行机构运动循环的同步化设计执行机构运动循环的同步化设计 、推杆、推杆1与主压板与主压板2的同步化（时间）的同步化（时间） 只需使推杆到达终点位置只需使推杆到达终点位置 之前之前 处，处，主压板开始下降，则得到两机构的时间同步主压板开始下降，则得到两机构的时间同步化循环图。化循环图。第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 4. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的空间同步化设计空间同步化设计 执行机构运动循环的同步化设计执行机构运动循环

94、的同步化设计 、主压板、主压板2与侧刀与侧刀3的同步化（时间）的同步化（时间） 根据工艺要求，主压板完成压紧行程的同时，根据工艺要求，主压板完成压紧行程的同时，侧刀到达纸叠最小高度处侧刀到达纸叠最小高度处 ，就是这两个机构的，就是这两个机构的极限联系位置。这时侧刀下降到极限联系位置。这时侧刀下降到 分配轴转角分配轴转角 因此，只要在主压板下压行程结束之前因此，只要在主压板下压行程结束之前 处，侧刀就开始裁切，则得到两机构的时间同步化处，侧刀就开始裁切，则得到两机构的时间同步化循环图。循环图。 第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的

95、设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 4. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的空间同步化设计空间同步化设计 执行机构运动循环的同步化设计执行机构运动循环的同步化设计 、侧刀、侧刀3与前刀与前刀4的同步化（空间）的同步化（空间） 根据工艺，侧刀与前刀会在空间发生干涉，应根据工艺，侧刀与前刀会在空间发生干涉，应进行空间同步化。进行空间同步化。 由该两个机构的位移曲线，求出侧刀返回到由该两个机构的位移曲线，求出侧刀返回到b点时和前刀行进到点时和前刀行进到b点时的分配轴转角。点时的分配轴转角。 侧刀从最低位返回到侧刀从最低位返回到b点时，上升高度点时，上升高度 。从最低位返回到从最低位返回到

96、b点时的分配轴转角点时的分配轴转角 。 前刀从原始位置到达前刀从原始位置到达b点时，其下降高度点时，其下降高度 该点的分配轴转角该点的分配轴转角 。第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 4. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的空间同步化设计空间同步化设计 执行机构运动循环的同步化设计执行机构运动循环的同步化设计 、前刀、前刀4与主压板与主压板2的同步化（时间）的同步化（时间） 根据工艺原理的要求，前刀返回至纸叠最小厚根据工艺原理的要求，前刀返回至纸叠最小厚度度 处的同时，主压板开始放

97、松并退回，则不处的同时，主压板开始放松并退回，则不干涉，否则会在时间上干涉，所以需时间同步化。干涉，否则会在时间上干涉，所以需时间同步化。 这时前刀上升的高度为这时前刀上升的高度为 ，分配轴转角，分配轴转角 因此，只要前刀返回到处因此，只要前刀返回到处 ，主压板也放松，主压板也放松并退回，就可得到两机构的时间同步化循环图。并退回，就可得到两机构的时间同步化循环图。第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 4. 执行机构运动循环的执行机构运动循环的空间同步化设计空间同步化设计 举例：三面切纸

98、机工作循环图设计举例：三面切纸机工作循环图设计 这样就得到了同步化后的三面切纸机的工作循环图。这样就得到了同步化后的三面切纸机的工作循环图。第三第三节 自自动机械的循机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械工作循环图的设计与计算四、自动机械工作循环图的设计与计算 总之总之，只有通过对执行机构的运动循环或位移曲线进行分析以，只有通过对执行机构的运动循环或位移曲线进行分析以后，并对运动循环进行时间、空间同步化后，才能得到自动机械后，并对运动循环进行时间、空间同步化后，才能得到自动机械循环图。既可用分析法，也可用作图法。但作图法更方便。循环图。既可用分析法，也可用作图法。但作

99、图法更方便。 要注意的是要注意的是： 在多工位自动机械中，循环图设计应针对操作时间最长的在多工位自动机械中，循环图设计应针对操作时间最长的 限制性工位进行，如凸轮控制的各机构。限制性工位进行，如凸轮控制的各机构。 具有电气、液压或气动等传动及控制系统的自动机械，应具有电气、液压或气动等传动及控制系统的自动机械，应 当引入当引入“保险性停顿时间保险性停顿时间”。第四第四节 自自动机械循机械循环图相关的两个相关的两个问题第二章 自动机械设计原理自动机械设计一、自动机械工作循环图的实测一、自动机械工作循环图的实测 凸轮分配轴控制的自动机械的循环图简易测试方法。凸轮分配轴控制的自动机械的循环图简易测试

100、方法。用一硬板画一整圆，按用一硬板画一整圆，按10、20或其它分度值将圆等分；或其它分度值将圆等分；将该纸板固定于分配轴的一端，并在固定机架上选定定位标线；将该纸板固定于分配轴的一端，并在固定机架上选定定位标线；选定基准机构，以基准机构的起始位置为分度圆板的零位，对准定选定基准机构，以基准机构的起始位置为分度圆板的零位，对准定 位标线。位标线。转动分配轴，按分度值转动分配轴，按分度值10、20测出各执行机构的位移量，并记录；测出各执行机构的位移量，并记录；用坐标纸绘制出各机构的位移曲线；用坐标纸绘制出各机构的位移曲线；绘制自动机械的循环图；绘制自动机械的循环图； 根据位移曲线，用图解微分法绘出

101、机构的速度和加速度曲线；根据位移曲线，用图解微分法绘出机构的速度和加速度曲线；分析自动机械工作循环的合理性，并改进设计。分析自动机械工作循环的合理性，并改进设计。 第四第四节 自自动机械循机械循环图相关的两个相关的两个问题第二章 自动机械设计原理自动机械设计二、分配轴转角二、分配轴转角 和相应的凸轮轮廓角和相应的凸轮轮廓角 间的关系间的关系 对于有的机构，二者是相等的，有的机构则不相等：对于有的机构，二者是相等的，有的机构则不相等：1. 对心直动从动件凸轮机构对心直动从动件凸轮机构 二者是相等的。二者是相等的。第四第四节 自自动机械循机械循环图相关的两个相关的两个问题第二章 自动机械设计原理自

102、动机械设计二、分配轴转角二、分配轴转角 和相应的凸轮轮廓角和相应的凸轮轮廓角 间的关系间的关系2. 偏心从动件或摆动从动件凸轮机构偏心从动件或摆动从动件凸轮机构 二者相差一个角度二者相差一个角度 超前角或滞后角超前角或滞后角 及及 和和 的关系：的关系： 偏心从动件凸轮机构中偏心从动件凸轮机构中 第四第四节 自自动机械循机械循环图相关的两个相关的两个问题第二章 自动机械设计原理自动机械设计二、分配轴转角二、分配轴转角 和相应的凸轮轮廓角和相应的凸轮轮廓角 间的关系间的关系 2. 偏心从动件或摆动从动件凸轮机构偏心从动件或摆动从动件凸轮机构 偏心从动件凸轮机构中偏心从动件凸轮机构中 第四第四节

103、自自动机械循机械循环图相关的两个相关的两个问题第二章 自动机械设计原理自动机械设计二、分配轴转角二、分配轴转角 和相应的凸轮轮廓角和相应的凸轮轮廓角 间的关系间的关系2. 偏心从动件或摆动从动件凸轮机构偏心从动件或摆动从动件凸轮机构 摆动从动件凸轮机构中摆动从动件凸轮机构中 第一第一节 概述概述第二第二节 设计计划及划及组织第三第三节 原理方案原理方案设计第四第四节 工工艺方案方案设计第五第五节 总体体结构方案构方案设计第六第六节 自自动线设计第三章 自动机械总体设计 自动机械设计第一第一节 概述概述第三章 自动机械总体设计自动机械设计一、设计一、设计 以以社会需求社会需求为目标，在为目标，在

104、设计原则设计原则约束下和约束下和设计方法设计方法指导下，用指导下，用设计手段设计手段创造出产品的过程。创造出产品的过程。二、设计过程中，设计师要开展：二、设计过程中，设计师要开展： 创造性思维创造性思维构思构思 和技术活动和技术活动达到满足某种达到满足某种特定功能特定功能的产品。的产品。第一第一节 概述概述第三章 自动机械总体设计自动机械设计三、现代机械三、现代机械 集成了机、电、光、液、气等技术；集成了机、电、光、液、气等技术； 自动机械自动机械正朝着正朝着 高速、高精度、高度自动化方向发展。高速、高精度、高度自动化方向发展。四、自动机械四、自动机械总体设计总体设计 从整体、系统的观点出发从

105、整体、系统的观点出发通盘考虑组成机器系统的各个要素通盘考虑组成机器系统的各个要素各器件尽可能采用最能发挥其特长的物理效应来实现各器件尽可能采用最能发挥其特长的物理效应来实现把输入机把输入机器的物质流、信息流、能量流与各器件有机地结合起来器的物质流、信息流、能量流与各器件有机地结合起来实现硬件实现硬件组合的最佳形式组合的最佳形式最佳原理方案最佳原理方案。五、设计的五、设计的核心核心 创意、构思、规划机器原理及总体结构方案。创意、构思、规划机器原理及总体结构方案。第一第一节 概述概述第三章 自动机械总体设计自动机械设计六、设计时采用的方法六、设计时采用的方法 充分应用充分应用现代设计方法、设计原理

106、现代设计方法、设计原理，尽力在，尽力在原理上原理上新颖新颖，实实 践上践上可行可行，技术上技术上先进先进，经济上经济上合理合理，富有富有时代感时代感。七、总体设计内容七、总体设计内容 1、原理、工艺性方案的设计；、原理、工艺性方案的设计； 2、总体结构方案的设计。、总体结构方案的设计。第二第二节 设计计划及组织设计计划及组织第三章 自动机械总体设计自动机械设计一、设计计划一、设计计划 提出设计任务提出设计任务 使用者或生产者的使用者或生产者的合同合同(或任务或任务)设计设计。设计者的。设计者的自主开发性设计自主开发性设计。 产品及制造的可能情况产品及制造的可能情况 新产品，需一种机器来加工；新

107、产品，需一种机器来加工； 老产品，需新加工原理或工艺；老产品，需新加工原理或工艺； 老产品、老工艺，改善产品生产现状。老产品、老工艺，改善产品生产现状。 需求分析需求分析 通过市场调查和预测通过市场调查和预测预测技术预测技术未来学，未来学， 预测方法有预测方法有150多种，常用的约多种，常用的约1215种。种。第二第二节 设计计划及组织设计计划及组织第三章 自动机械总体设计自动机械设计 分：分： 定性预测法定性预测法(直观预测直观预测) 定量预测法定量预测法(约束外推预测和模拟模型预测约束外推预测和模拟模型预测)。 先行指标法先行指标法 适合科学技术研究适合科学技术研究 定性预测定性预测 用户

108、需要直接调查法等用户需要直接调查法等 及新产品开发的及新产品开发的： 定量预测定量预测 趋势外推法、趋势外推法、 联立方程法等。联立方程法等。 设计技术文件设计技术文件 在自动机械设计中，应形成一整套技术文件，在自动机械设计中，应形成一整套技术文件，对设计过程每一步对设计过程每一步 工作进行总结及记录结果工作进行总结及记录结果，作为制造、验收鉴定、使用、维护等，作为制造、验收鉴定、使用、维护等 的依据及说明。的依据及说明。第二第二节 设计计划及组织设计计划及组织第三章 自动机械总体设计自动机械设计 设计技术文件有：设计技术文件有：设计任务书；设计任务书；设计合同书；设计合同书；总体设计说明书及

109、方案评定书；总体设计说明书及方案评定书；结构设计计算说明书；结构设计计算说明书；设计图纸；设计图纸；系统可靠性、经济性、安全性说明及评定书；系统可靠性、经济性、安全性说明及评定书；施工设计文件；施工设计文件；使用说明书；使用说明书；维护说明书等。维护说明书等。第二第二节 设计计划及组织设计计划及组织第三章 自动机械总体设计自动机械设计 设计任务书设计任务书-第一份技术文件，应包含：第一份技术文件，应包含：设计题目设计题目(产品名称产品名称)、代号、设计项日名称及代号、设计提出单位、代号、设计项日名称及代号、设计提出单位、 设计单位、批准部门及批准日期等；设计单位、批准部门及批准日期等；设计产品

110、的功能、用途、预期经济效益及技术水平、发展前景等；设计产品的功能、用途、预期经济效益及技术水平、发展前景等；设计产品依据的文件名称、所必须进行的科研和其它工作的论证要求；设计产品依据的文件名称、所必须进行的科研和其它工作的论证要求；加工对象的特性、规格、要求等；加工对象的特性、规格、要求等；设计产品的性能、质量指标和使用性能要求；设计产品的性能、质量指标和使用性能要求；结构型式、外观色彩及造型、人机工程要求；结构型式、外观色彩及造型、人机工程要求；自动化程度、控制要求、检测方式等；自动化程度、控制要求、检测方式等；使用材料要求、执行标准及设计中标准化通用化程度；使用材料要求、执行标准及设计中标

111、准化通用化程度；加工条件、制造要求、工艺性、装配要求、测量和检验的特殊要求；加工条件、制造要求、工艺性、装配要求、测量和检验的特殊要求；第二第二节 设计计划及组织设计计划及组织第三章 自动机械总体设计自动机械设计使用条件，工作环境要求；使用条件，工作环境要求；最高允许成本、生产批量；最高允许成本、生产批量；运输、保存与包装、安装、使用、维修中的要求；运输、保存与包装、安装、使用、维修中的要求；其它方面要求；其它方面要求；设计完成日期、研制完成日期、供货日期；设计完成日期、研制完成日期、供货日期；设计文件目录；设计文件目录；附录。附录。第二第二节 设计计划及组织设计计划及组织第三章 自动机械总体

112、设计自动机械设计 设计任务书举例设计任务书举例 例例1 白炽灯泡自动吹泡机的设计任务书。白炽灯泡自动吹泡机的设计任务书。 设计题目：设计题目：BD12型自动吹泡机。型自动吹泡机。 机器的主要技术性能、参数范围：机器的主要技术性能、参数范围： . 可以吹制直径可以吹制直径2590mm的白炽灯泡泡壳。的白炽灯泡泡壳。 . 翻转式吹翻转式吹-吹法成型，单滴吹法成型，单滴“ C”型供料。型供料。 . 十二工位回转式。十二工位回转式。 . 机器转速。机台转速：机器转速。机台转速：14rmin，无级调速。，无级调速。 吹制管转速：约吹制管转速：约23转机台每转。转机台每转。 . 机台沿顺时针方向回转，必要

113、时可手摇蜗杆作反方向转动以排除故障。机台沿顺时针方向回转，必要时可手摇蜗杆作反方向转动以排除故障。 . 吹泡用气压为吹泡用气压为39.249kPa，长短气可调。，长短气可调。 . 按照冷却风和吹气用同一压力配气。按照冷却风和吹气用同一压力配气。 . 小批量生产。小批量生产。 . 中型机械厂承制。中型机械厂承制。 . 23人操作。人操作。第二第二节 设计计划及组织设计计划及组织第三章 自动机械总体设计自动机械设计 举例举例 例例2 家用绞肉机的设计任务书家用绞肉机的设计任务书 第二第二节 设计计划及组织设计计划及组织第三章 自动机械总体设计自动机械设计设计任务书中设计指标的制定设计任务书中设计指

114、标的制定 设计技术指标：不宜太高也不宜太低设计技术指标：不宜太高也不宜太低二、二、组织设计工作组织设计工作 成立若干不同专业人员组成的设计小组。由一名各方面能力成立若干不同专业人员组成的设计小组。由一名各方面能力 较强的人员担任较强的人员担任设计总体负责设计总体负责。 制定详细的设计计划及设计工作制度。制定详细的设计计划及设计工作制度。 设计任务、责任人人明确，也要团结协作。设计任务、责任人人明确，也要团结协作。 设计人员与制造、工艺人员在各个阶段保持接触。设计人员与制造、工艺人员在各个阶段保持接触。 采用先进的设计手段。采用先进的设计手段。 做好资料管理工作。做好资料管理工作。第二第二节 设

115、计计划及组织设计计划及组织第三章 自动机械总体设计自动机械设计三、三、明确设计任务，调查研究，搜集资料明确设计任务，调查研究，搜集资料1详尽搜集用户对所设计的自动机的需求详尽搜集用户对所设计的自动机的需求 加工对象的形态、性态、加工要求、原料来源、供应状况，产品加工对象的形态、性态、加工要求、原料来源、供应状况，产品 供销情况、批量大小等；供销情况、批量大小等； 产品加工工艺原理、方法及特点；产品加工工艺原理、方法及特点； 自动机的主要功能；自动机的主要功能； 操作者的技术水平，使用要求；操作者的技术水平，使用要求； 工作环境及条件；工作环境及条件； 现有设备的状况，存在的问题。现有设备的状况

116、，存在的问题。 了解掌握自动机制造单位的技术水平了解掌握自动机制造单位的技术水平 查阅有关的技术资料查阅有关的技术资料第三第三节 原理方案原理方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计 是找出实现预定设计目标的是找出实现预定设计目标的最佳原理方案最佳原理方案， 是整个设计的第一个是整个设计的第一个关键的环节关键的环节。 按照设计活动自身的内在规律进行按照设计活动自身的内在规律进行，提倡发散式的、提倡发散式的、 以功能设计为主的思维，寻求各种可行方案以功能设计为主的思维，寻求各种可行方案，全面系统，全面系统 地确定设计的起始条件和最佳结果，地确定设计的起始条件和最佳结果，强调抽象的设计构强调抽

117、象的设计构 思思，防止过早地进入实体结果分析。，防止过早地进入实体结果分析。一、一、设计任务抽象化设计任务抽象化 明确设计对象的功能和约束条件。明确设计对象的功能和约束条件。 “黑箱黑箱”法。法。 比较输入、输出量的差别和关系比较输入、输出量的差别和关系发现设计系统的总功能发现设计系统的总功能 探求系统的机理和结构探求系统的机理和结构逐步使逐步使“黑箱黑箱”透亮透亮方案拟定。方案拟定。第三第三节 原理方案原理方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计一、一、设计任务抽象化设计任务抽象化 “黑箱黑箱”法。法。 如：自行车如：自行车第第三三节 原理方案原理方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械

118、设计二、二、功能结构分解功能结构分解 将总功能分解成复杂程度较低的分功能，并找出各分功能的解。将总功能分解成复杂程度较低的分功能，并找出各分功能的解。 功能元功能元 分解到最后不能分解到最后不能 再分的基本单元。再分的基本单元。 常用的功能结构组合常用的功能结构组合 串联；串联； 并联；并联； 回路式。回路式。 依此组合依此组合 功能结构图功能结构图第三第三节 原理方案原理方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计三、三、确定设计方案确定设计方案 寻求功能解寻求功能解 功能解：确定实现各功能元可能运用的原理。功能解：确定实现各功能元可能运用的原理。 技术物理效应技术物理效应：将物理学原理，通

119、过一定的结构形式，：将物理学原理，通过一定的结构形式， 在工程技术上加以利用。在工程技术上加以利用。 化学效应、生物效应、自然效应化学效应、生物效应、自然效应。 功能载体功能载体：实现技术物理效应的具体构件。：实现技术物理效应的具体构件。 第三第三节 原理方案原理方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计三、三、确定设计方案确定设计方案 功能载体组合功能载体组合 形态学矩阵形态学矩阵。 其中：其中： m-功能元数；功能元数； n-对应的功能解数；对应的功能解数； 全部方案数全部方案数 当每个功能元当每个功能元的解数不同时的解数不同时：N=n1*n2*n3*nm 如：如：N=4*5*6第四第四

120、节 工工艺方案方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计 水果夹持再用刀切削；水果夹持再用刀切削； 袋装袋装 ； 单扭结单扭结水果削皮水果削皮 边夹边削；边夹边削； 食品包装食品包装 瓶装；瓶装；糖果糖果 双扭结双扭结 水果不动让刀切削运动；水果不动让刀切削运动； 盒装。盒装。 折叠式折叠式 刀不动水果运动实现切削。刀不动水果运动实现切削。 枕式枕式一、一、工艺方案工艺方案 实现功能解的技术过程实现功能解的技术过程(路线路线)、工艺过程、工艺过程(路线、流程路线、流程)； 或功能解排列与组合的方式及方法、实施的程序及顺序。或功能解排列与组合的方式及方法、实施的程序及顺序。二、二、工艺原理工艺

121、原理(方法方法)方案设计方案设计 工艺方法分类及特点工艺方法分类及特点 理化作用型理化作用型 机械作用型机械作用型 综合作用型综合作用型第四第四节 工工艺方案方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计二、工艺原理二、工艺原理(方法方法)方案设计方案设计 工艺方法分类及特点工艺方法分类及特点 理化作用型理化作用型 物理或化学作用使得产品的性态或形物理或化学作用使得产品的性态或形(状状)态发生变化。态发生变化。 如：清洗、干燥、电镀、金属热处理、浸漆。如：清洗、干燥、电镀、金属热处理、浸漆。 机械作用型机械作用型 作用力来改变产品的形态作用力来改变产品的形态(形状、尺寸、装配、包装等形状、尺寸、

122、装配、包装等) 如：切草机、切纸机；制糖的压榨机；制革的去肉机、如：切草机、切纸机；制糖的压榨机；制革的去肉机、 削匀机；制鞋的裁料机、绷帮机；自动机床、自动包装机。削匀机；制鞋的裁料机、绷帮机；自动机床、自动包装机。 综合作用型综合作用型 既有理化作用又有机械作用既有理化作用又有机械作用 如：皮革熨平机，鞋用模压机如：皮革熨平机，鞋用模压机第四第四节 工工艺方案方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计二、二、工艺原理工艺原理(方法方法)方案设计方案设计 工艺原理方案设计工艺原理方案设计 工艺原理工艺原理(工艺性工艺性)方案的特点方案的特点 用用不同的技术物理效应不同的技术物理效应方法进行

123、加工，因而形成了不同方法进行加工，因而形成了不同 的工艺原理方案。的工艺原理方案。 电阻加热封口；电阻加热封口； 喷花；喷花； 锤打；锤打；塑料包装机塑料包装机 高频加热封口；高频加热封口； 搪瓷表面搪瓷表面 印花；印花；圆棒料校直圆棒料校直 压制；压制； 超声波加热封口。超声波加热封口。 贴花。贴花。 拉伸。拉伸。第四第四节 工工艺方案方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计三、三、工艺结构性方案设计工艺结构性方案设计 亦称亦称工艺过程方案工艺过程方案。 特点特点： 相同相同的技术物理效应，用的技术物理效应，用不同不同的实施方式方法；的实施方式方法； 有些有些功能结构性方案功能结构性方案

124、是唯一的、是唯一的、固定固定的、不可变换的的、不可变换的 零件加工：粗零件加工：粗精，产品多层包装：内精，产品多层包装：内外。外。 生产中多数生产中多数功能结构性方案功能结构性方案是松散的、是松散的、可变可变的。的。 盘类零件：盘类零件：先加工两平面再加工外圆、内圆；先加工两平面再加工外圆、内圆； 反之亦然。反之亦然。 工艺结构性方案工艺结构性方案设计的方法及原则设计的方法及原则 1合理选择原材料及毛坯状态合理选择原材料及毛坯状态 产品包装时，用卷筒纸边包边裁比用单张纸包装简化、高效。产品包装时，用卷筒纸边包边裁比用单张纸包装简化、高效。 第四第四节 工工艺方案方案设计第三章 自动机械总体设计

125、自动机械设计三、三、工艺结构性方案设计工艺结构性方案设计 工艺结构性方案工艺结构性方案设计的方法及原则设计的方法及原则 2提高产品结构工艺性提高产品结构工艺性 必要时还可增设工艺结构必要时还可增设工艺结构(例如工艺凸台、工艺孔例如工艺凸台、工艺孔)、标、标 记等来保证工艺过程的实施。记等来保证工艺过程的实施。 3合理选定加工定位基准和夹持部位及方式合理选定加工定位基准和夹持部位及方式 装卸次数少、翻转转位少。装卸次数少、翻转转位少。 4工序集中原则工序集中原则 适合于精度要求高、刚性好的中大型工件适合于精度要求高、刚性好的中大型工件 工件在一个工位上，一次定位装夹，采用多刀、多面同工件在一个工

126、位上，一次定位装夹，采用多刀、多面同 时加工，完成工件多个加工面的一次加工。时加工，完成工件多个加工面的一次加工。 如组合机床、数控铣螳床、加工中心等。如组合机床、数控铣螳床、加工中心等。第四第四节 工工艺方案方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计三、三、工艺结构性方案设计工艺结构性方案设计 工艺结构性方案工艺结构性方案设计的方法及原则设计的方法及原则 5工序分散原则工序分散原则 将工件的加工工艺分为若干个工序，并分别在同一台机将工件的加工工艺分为若干个工序，并分别在同一台机 器的不同工位上，用不同的机构进行加工，以完成工件的加器的不同工位上，用不同的机构进行加工，以完成工件的加 工要求

127、。工要求。 把加工时间较长的某工序分散成加工时间较短且相等的把加工时间较长的某工序分散成加工时间较短且相等的 小工序，提高生产率又便于平衡工序的节拍。小工序，提高生产率又便于平衡工序的节拍。 液体料灌装机、实芯电阻装芯机等用多工位转盘式自动液体料灌装机、实芯电阻装芯机等用多工位转盘式自动 机。对工件的定位精度、机器工作速度、可靠性等要求较高机。对工件的定位精度、机器工作速度、可靠性等要求较高第四第四节 工工艺方案方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计三、三、工艺结构性方案设计工艺结构性方案设计 工艺结构性方案工艺结构性方案设计的方法及原则设计的方法及原则 6平衡工序节拍平衡工序节拍 遵循

128、各工序的工艺时间相等原则。遵循各工序的工艺时间相等原则。 先将工艺细分为一系列简单工序，再根据工序性质、特点先将工艺细分为一系列简单工序，再根据工序性质、特点 及要求，采取工序集中原则进行适当合并、组合；及要求，采取工序集中原则进行适当合并、组合； 实行工序再分散，增加机器工位数；实行工序再分散，增加机器工位数； 采用不同的执行机构工作速度，先进的刀具；采用不同的执行机构工作速度，先进的刀具； 当受条件限制无法使工序时间一致时，应尽可能使其成整当受条件限制无法使工序时间一致时，应尽可能使其成整 倍数，以便采用平行组合工位、多腔多模、成组技术等；倍数，以便采用平行组合工位、多腔多模、成组技术等；

129、 采用新技术、新工艺方法。采用新技术、新工艺方法。第四第四节 工工艺方案方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计三、三、工艺结构性方案设计工艺结构性方案设计 工艺结构性方案工艺结构性方案设计的方法及原则设计的方法及原则 7 多件平行加工原则多件平行加工原则 同一台自动机上或某工位上同时加工几个相同的工件同一台自动机上或某工位上同时加工几个相同的工件 如：制笔厂用的如：制笔厂用的12个笔尖头同时研磨法；个笔尖头同时研磨法； 多头电脑绣花缝纫机等。多头电脑绣花缝纫机等。 8简化机器结构简化机器结构 工艺结构性方案中工艺结构性方案中工艺运动与产品（或工具）运动的关系工艺运动与产品（或工具）运动的

130、关系 互相制约：自动冲床上下料动作不能与冲压动作同时进行。互相制约：自动冲床上下料动作不能与冲压动作同时进行。 互不制约：糖果包装机，工具一般随产品一起运动。互不制约：糖果包装机，工具一般随产品一起运动。 工艺运动与产品运动工艺运动与产品运动(大小、方向大小、方向)相同：工艺速度即传送速相同：工艺速度即传送速 度，例如皮革去肉机、削匀机。度，例如皮革去肉机、削匀机。第四第四节 工工艺方案方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计三、三、工艺结构性方案设计工艺结构性方案设计 工艺结构性方案中工艺结构性方案中工艺运动与产品（或工具）运动的关系工艺运动与产品（或工具）运动的关系 4. 彼此独立但彼

131、此影响：彼此独立但彼此影响：清洗自动线、干燥自动线、自动退火炉清洗自动线、干燥自动线、自动退火炉 工艺结构性方案中工艺结构性方案中执行路线的形式及选择执行路线的形式及选择 1直线型工艺路线直线型工艺路线 适宜大工件、多工序加工适宜大工件、多工序加工 垂直垂直(立式立式)：粉状、小颗粒料：粉状、小颗粒料(白砂糖、味精白砂糖、味精)包装机；包装机； 水平水平(卧式卧式)：成型物品：成型物品(如面包、肥皂如面包、肥皂)的包装、装配；的包装、装配； 倾斜型。倾斜型。 特点特点：工件传送方便，传送机构要求低，执行机构布置容：工件传送方便，传送机构要求低，执行机构布置容 易，易， 但占地多，传动链长，操作

132、不便。但占地多，传动链长，操作不便。 2. 台阶型工艺路线台阶型工艺路线 先水平再垂直先水平再垂直(上或下上或下)：适合物品的折叠式包装。：适合物品的折叠式包装。 第四第四节 工工艺方案方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计三、三、工艺结构性方案设计工艺结构性方案设计 工艺结构性方案中工艺结构性方案中执行路线的形式及选择执行路线的形式及选择 2. 台阶型工艺路线台阶型工艺路线 书籍的包装：先将书籍的包装：先将10本书水平推到平铺的纸张中间，书本书水平推到平铺的纸张中间，书 和包装纸再一起下降，立折叠板就可把两边的纸折起竖立，和包装纸再一起下降，立折叠板就可把两边的纸折起竖立， 再水平移动

133、书和包装纸，平折叠板又把竖立的纸张平。再水平移动书和包装纸，平折叠板又把竖立的纸张平。 3. 回转型工艺路线回转型工艺路线 适宜小工件、独立生产的自动机适宜小工件、独立生产的自动机 水平面上圆弧水平面上圆弧(立式机立式机)； 间歇回转间歇回转 垂直面上圆弧垂直面上圆弧(卧式机列卧式机列)； 连续转动。连续转动。 立体波浪回转立体波浪回转 特点：特点：结构布局紧凑，外造美观，运动链短，占地少，结构布局紧凑，外造美观，运动链短，占地少， 操作方便，但需转向机构，对执行机构要求高。操作方便，但需转向机构，对执行机构要求高。第四第四节 工工艺方案方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计三、三、工艺

134、结构性方案设计工艺结构性方案设计 工艺结构性方案中工艺结构性方案中执行路线的形式及选择执行路线的形式及选择 4. 组合型工艺路线组合型工艺路线 既作直线，又作回转。直线移动一段后，沿圆弧转向既作直线，又作回转。直线移动一段后，沿圆弧转向 如：香烟塑膜包装机、双转盘化妆品灌装机。如：香烟塑膜包装机、双转盘化妆品灌装机。四、四、工艺原理工艺原理(流程流程)图设计及绘制图设计及绘制 亦称为工艺流程图。亦称为工艺流程图。 是是工艺方法、工艺过程设计结果的表现形式工艺方法、工艺过程设计结果的表现形式。 工艺流程图上应有：工艺流程图上应有： 产品的大致特征和组成。产品的大致特征和组成。 工件到成品工件到成

135、品(或半成品或半成品)的具体工艺方法、工艺过程。的具体工艺方法、工艺过程。第四第四节 工工艺方案方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计四、四、工艺原理工艺原理(流程流程)图设计及绘制图设计及绘制 工件的运动路线、加工工艺路线。工件的运动路线、加工工艺路线。 工艺顺序、工位数、工艺操作与辅助操作的顺序和数量。工艺顺序、工位数、工艺操作与辅助操作的顺序和数量。 工件在各工位上要达到的加工状态及要求。工件在各工位上要达到的加工状态及要求。 执行机构与工件的相互位置、作用方式、工作原理。执行机构与工件的相互位置、作用方式、工作原理。第四第四节 工工艺方案方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设

136、计四四、工工艺艺原原理理(流流程程)图图设设计计及及绘绘制制第四第四节 工工艺方案方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计四四、工工艺艺原原理理(流流程程)图图设设计计及及绘绘制制第四第四节 工工艺方案方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计四四、工工艺艺原原理理(流流程程)图图设设计计及及绘绘制制第五第五节 总体结构方案设计总体结构方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计一、一、各种设计的比较各种设计的比较 原理方案原理方案：探求实现功能的方法、方式。：探求实现功能的方法、方式。 靠创造性思维和系统化方法进行构思。靠创造性思维和系统化方法进行构思。 结构方案设计结构方案设计：寻求

137、实施以上方法、方式的形式、形体。：寻求实施以上方法、方式的形式、形体。 设设 具体而复杂，紧密结合实际；具体而复杂，紧密结合实际； 计计 综合分析和校核。综合分析和校核。 结构设计结构设计：设计并绘制总装配图、部件装配图、零件图。：设计并绘制总装配图、部件装配图、零件图。 核核 定形定形零件设计零件设计 心心 定量及关系定量及关系组成方案设计组成方案设计 总体设计总体设计：繁杂，没有十分成熟的设计方法及程式，依靠设计者：繁杂，没有十分成熟的设计方法及程式，依靠设计者 的经验、见识、知识能力。的经验、见识、知识能力。第五第五节 总体结构方案设计总体结构方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计

138、二、二、总体结构方案设计的基本要求、原则及设计步骤总体结构方案设计的基本要求、原则及设计步骤 基本要求及原则基本要求及原则 明确化明确化 明确体现出原理方案、工艺性方案。明确体现出原理方案、工艺性方案。 功能载体工作原理的明确化。功能载体工作原理的明确化。 2 2可行性可行性 保证实现预期的功能，能制造出来并正常工作。保证实现预期的功能，能制造出来并正常工作。 3. 3. 简单化简单化 结构简单，零件数少，传动链短，几何形状、操作等简明结构简单，零件数少，传动链短，几何形状、操作等简明 4. 4. 安全可靠安全可靠 功能、使用、构件可靠，环境适应。功能、使用、构件可靠，环境适应。 5. 5.

139、标准化标准化第五第五节 总体结构方案设计总体结构方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计二、二、总体结构方案设计的基本要求、原则及设计步骤总体结构方案设计的基本要求、原则及设计步骤 设计步骤及内容设计步骤及内容 1初步设计初步设计（方案草图设计）（方案草图设计） 2详细总体设计详细总体设计 总图总图(总装图、子系统装配图、部件装配图总装图、子系统装配图、部件装配图)设计。设计。 (三三)设计中应运用设计中应运用： 1. 任务集中与分配原理；任务集中与分配原理； 2. 作用补偿原理；作用补偿原理； 3. 等强度原理；等强度原理； 4. 合理力流及力平衡原理。合理力流及力平衡原理。第五第五节

140、总体结构方案设计总体结构方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计三、三、自动机总体布局自动机总体布局 全局观点（自动机本身、自动机与人及环境的关系）全局观点（自动机本身、自动机与人及环境的关系） 总体布局的基本原则及要求总体布局的基本原则及要求 1.1.功能合理；功能合理；2.2.工艺过程流畅；工艺过程流畅；3.3.操作、维修、调整方便；操作、维修、调整方便； 4. 4.保证设计精度、刚度及抗振性要求；保证设计精度、刚度及抗振性要求；5.5.能系列化；能系列化； 6.6.结构紧凑，层次分明，协调，美观。结构紧凑，层次分明，协调，美观。 机器总体布局的类型及选择机器总体布局的类型及选择 1.

141、 1.总体布局总体布局 按主要机构的按主要机构的空间几何位置空间几何位置：平面和空间式；：平面和空间式； 按主要机构的按主要机构的相对位置相对位置：前置、中置和后置式；：前置、中置和后置式； 按主要机构的按主要机构的运动轨迹运动轨迹：直线和回转式；：直线和回转式； 第五第五节 总体结构方案设计总体结构方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计三、三、自动机总体布局自动机总体布局 机器总体布局的类型及选择机器总体布局的类型及选择 1. 1.总体布局总体布局 按主要机构的按主要机构的布置方向布置方向：水平：水平( (卧式卧式) )、立式和倾斜式。、立式和倾斜式。 按机体的按机体的结构形式结构形式

142、：整体式和组合式。：整体式和组合式。 2. 自动机机型的选择自动机机型的选择 自动化程度自动化程度的选择的选择 生产的产品生产的产品10万件万件/年以下年以下半自动机；半自动机； 生产的产品生产的产品100万件万件/年以上年以上自动机。自动机。 自动机自动机工位数工位数选择选择 自动机工作的自动机工作的连续性连续性选择选择第五第五节 总体结构方案设计总体结构方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计四、四、总体布局要点及示例总体布局要点及示例 总体布局要点总体布局要点 1. 先布置先布置执行系统执行系统再再传动系统传动系统操纵系统操纵系统支承形式支承形式(机架机架) 2. 先确定两个中心：执

143、行系统中心和整机中心。先确定两个中心：执行系统中心和整机中心。 3. 布置执行系统时：先将执行构件布置在预定的工作位置，布置执行系统时：先将执行构件布置在预定的工作位置， 后布置原动件和中间连接件。后布置原动件和中间连接件。 4. 布置传动系统时：尽量简化传动链。布置传动系统时：尽量简化传动链。 5. 布置操纵机构：方便性和安全性。布置操纵机构：方便性和安全性。 6. 尽量降低整机质心高度、避免构件的偏置。尽量降低整机质心高度、避免构件的偏置。 7. 注意设计精度及总体精度的分配。注意设计精度及总体精度的分配。 8. 注意人机工程学及其艺术造型设计。注意人机工程学及其艺术造型设计。 9. 注意

144、布置的集中与分散，集成化与模块化。注意布置的集中与分散，集成化与模块化。 第五第五节 总体结构方案设计总体结构方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计四、四、总体布局要点及示例总体布局要点及示例 (二二)举例举例 1. 铣床的总体布局铣床的总体布局。 卧式卧式 立式立式 龙门式龙门式 地坑式地坑式 第三章 自动机械总体设计自动机械设计第五第五节 总体结构方案设计总体结构方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计四、四、总体布局要点及示例总体布局要点及示例 (二二)举例举例 2. 增强塑料管绕管机增强塑料管绕管机的总体布局的总体布局 亦称亦称玻璃钢管玻璃钢管，是将浸有树脂的玻璃纤维，按一定

145、的，是将浸有树脂的玻璃纤维，按一定的 成型规律缠绕在心轴或其它模具上，经成型规律缠绕在心轴或其它模具上，经成型成型固化固化脱模脱模 切割切割等加工后制作成。等加工后制作成。 立式：工作高度过高，加料、操作不便，需另设固立式：工作高度过高，加料、操作不便，需另设固 化、脱模等设备，自动化低。化、脱模等设备，自动化低。 卧式：不易湿法缠绕，脱模容易使管子变形；但自动卧式：不易湿法缠绕，脱模容易使管子变形；但自动 化程度高。化程度高。第三章 自动机械总体设计自动机械设计第五第五节 总体结构方案设计总体结构方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计四、四、总体布局要点及示例总体布局要点及示例 （二）

146、（二）举例举例 2. 增强塑料管绕管机增强塑料管绕管机的的卧式卧式总体布局总体布局第五第五节 总体结构方案设计总体结构方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计五、五、自动机主要技术参数的确定自动机主要技术参数的确定 1工作能力及生产能力工作能力及生产能力 2结构参数、体积、重量结构参数、体积、重量 3规格参数规格参数 4运动参数运动参数 5工作条件参数工作条件参数 6. 工作性能参数工作性能参数 7动力参数动力参数六、六、设计技术文件编写设计技术文件编写 1设计计算说明书设计计算说明书 2使用说明书使用说明书第五第五节 总体结构方案设计总体结构方案设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计五

147、、自动机主要技术参数的确定五、自动机主要技术参数的确定 第第六六节 自动线设计自动线设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计一、一、自动线的定义、特点及应用自动线的定义、特点及应用 自动线自动线( (成称为自动生产线成称为自动生产线) ) 按照产品加工工艺过程，用工件贮存、传送装置把专用自动按照产品加工工艺过程，用工件贮存、传送装置把专用自动 机和辅助机械设备连接起来而形成的、具有独立控制装置的生产机和辅助机械设备连接起来而形成的、具有独立控制装置的生产 系统。系统。 特点特点 工件工件( (原料、毛坏或半成品原料、毛坏或半成品) )上线后便以一定的节拍，按照设上线后便以一定的节拍，按照设 定

148、的加工顺序，自动地经过各个加工工位，完成预定的加工，最定的加工顺序，自动地经过各个加工工位，完成预定的加工，最 后成为符合设计要求的成品而下线。后成为符合设计要求的成品而下线。 自动线的自动化程度取决于人的参与程度。自动线的自动化程度取决于人的参与程度。第第六六节 自动线设计自动线设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计一、一、自动线的定义、特点及应用自动线的定义、特点及应用 应用应用 服装生产线、制鞋生产线、玩具装配生产线、汽车装配生产服装生产线、制鞋生产线、玩具装配生产线、汽车装配生产 线、线、CIMSCIMS、FMSFMS、FAFA等。等。 自动线适宜于：自动线适宜于： 定型、量大定型、

149、量大、有一定生命周期的产品。、有一定生命周期的产品。 产品便于传送、自动上下料、定位和夹紧、自动加工、装配和检测。产品便于传送、自动上下料、定位和夹紧、自动加工、装配和检测。 产品比较产品比较复杂、工序多、路线长复杂、工序多、路线长。缝纫机机头壳体、减速器箱体等。缝纫机机头壳体、减速器箱体等。 以以包装、装配包装、装配工艺为主的生产过程。电池、牙膏、汽车、电视机。工艺为主的生产过程。电池、牙膏、汽车、电视机。 因加工方法、手段、环境等因素因加工方法、手段、环境等因素不宜不宜用自动机进行生产的。喷漆、清用自动机进行生产的。喷漆、清 洗、焊接、烘干、热处理等。洗、焊接、烘干、热处理等。 第第六六节

150、 自动线设计自动线设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计二、二、自动线的组成及型式自动线的组成及型式 组成组成 1. . 主要工艺设备（专用自动机）。主要工艺设备（专用自动机）。 2. . 辅助工艺装置（转位、翻转，夹紧，分选，排屑、排渣）。辅助工艺装置（转位、翻转，夹紧，分选，排屑、排渣）。 3. . 物料贮存、传送装置（物料贮存、传送装置（传送、贮存料斗、料仓和上下料装置传送、贮存料斗、料仓和上下料装置） 4. . 检测控制装置。检测控制装置。 型式型式 1. 直线型直线型 同步顺序组合同步顺序组合 非同步顺序组合非同步顺序组合 分段非同步顺序组合分段非同步顺序组合 顺序顺序-平行组合自

151、动线平行组合自动线第第六六节 自动线设计自动线设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计二、二、自动线的组成及型式自动线的组成及型式 型式型式 2. 曲线型曲线型( (蛇形、之字形、直线与弧线组合等蛇形、之字形、直线与弧线组合等) )。 3. 封闭封闭( (或半封闭或半封闭) )环环( (或矩框或矩框) )型型 4. 树枝型树枝型 5. 空间立体布置的空间立体布置的三、三、自动线的总体设计自动线的总体设计 自动线型式的选择自动线型式的选择 综合考虑所加工产品的特点、生产纲领、生产条件来选择。综合考虑所加工产品的特点、生产纲领、生产条件来选择。 生产节拍、输送速度的确定生产节拍、输送速度的确定 间

152、歇型自动线间歇型自动线生产节拍；连续型自动线生产节拍；连续型自动线输送速度输送速度第第六六节 自动线设计自动线设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计三、三、自动线的总体设计自动线的总体设计 自动线机架结构自动线机架结构 型材组焊、铆接、螺栓连接型材组焊、铆接、螺栓连接 自动线控制系统自动线控制系统 决定了自动线工作的可靠性，故应：决定了自动线工作的可靠性，故应： 1. 尽可能尽可能简单简单。 2. 控制构件控制构件耐用可靠耐用可靠，安装正确，调整、维修方便。，安装正确，调整、维修方便。 3. 布线合理，安全。布线合理，安全。 4. 关键关键部位、对关键工艺参数设置检测装置。部位、对关键工艺参

153、数设置检测装置。 时序控制时序控制 集中控制集中控制 行程控制行程控制 分散控制。分散控制。第第六六节 自动线设计自动线设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计四、四、自动线中工件传送装置的设计自动线中工件传送装置的设计 传送装置传送装置：自动线中运动件及工件的承载体。：自动线中运动件及工件的承载体。 把工件按照一定的节拍或速度从一个工位送到下一把工件按照一定的节拍或速度从一个工位送到下一 个工位，从结构上把自动机及其它设备联结成一个整体。个工位，从结构上把自动机及其它设备联结成一个整体。 直线传送装置直线传送装置 1. 滚滚( (辊辊) )轴式轴式 用链条或皮带使滚用链条或皮带使滚( (辊辊

154、) )轴同速、同步、同向转动。轴同速、同步、同向转动。 设计中要解决：设计中要解决： 滚滚( (辊辊) )轴间距；轴间距； 滚轴的驱动；滚轴的驱动； 滚轴的支承；滚轴的支承； 滚轴的材料及结构：质轻、刚度，平整、耐磨。滚轴的材料及结构：质轻、刚度，平整、耐磨。第第六六节 自动线设计自动线设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计四、四、自动线中工件传送装置的设计自动线中工件传送装置的设计 直线传送装置直线传送装置 2. 滚轴链式滚轴链式 3. 链板式链板式 4. 悬挂链条式悬挂链条式 5. 带式传送装置带式传送装置 6. 传送螺旋传送螺旋 7. 滚轮式滚轮式 8. 推杆滑道式推杆滑道式 固定滑道

155、和推动装置固定滑道和推动装置( (推板、拨杆、拔轮推板、拨杆、拔轮) )组成，推组成，推 动装置一般做往复运动。动装置一般做往复运动。 9. 搓板推动式搓板推动式第第六六节 自动线设计自动线设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计四、四、自动线中工件传送装置的设计自动线中工件传送装置的设计 转弯、转向传送装置转弯、转向传送装置 环形自动线：转弯同时转向；环形自动线：转弯同时转向； 矩框形矩框形( (直角直角) )自动线自动线: :在拐角处要停留，然后转向后再传送在拐角处要停留，然后转向后再传送 或者无需转向或者无需转向( (原来的侧而成传送的前面原来的侧而成传送的前面) )传送。传送。 1.

156、锥辊传送装置锥辊传送装置 若干个锥辊成若干个锥辊成9090扇形布置。内内向外，锥辊直径由扇形布置。内内向外，锥辊直径由 小变大，从而产生由低到高的表面线速度。小变大，从而产生由低到高的表面线速度。 2. 摩擦轮摩擦轮( (或拨轮或拨轮) )式式 弯曲段设置一固定圆弧状平台，由内至外，竖直安弯曲段设置一固定圆弧状平台，由内至外，竖直安 装同速不同直径装同速不同直径( (或同径不同速或同径不同速) )的若干个摩擦轮。的若干个摩擦轮。第第六六节 自动线设计自动线设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计四、四、自动线中工件传送装置的设计自动线中工件传送装置的设计 转弯、转向传送装置转弯、转向传送装置

157、3. 9090。环带环带 1/41/4的圆环宽带张紧在呈的圆环宽带张紧在呈9090扇形布置的驱动带轮扇形布置的驱动带轮( (辊辊) )上。上。 4. 随行夹具式随行夹具式 夹具作园弧运动。夹具作园弧运动。 5. 升降转盘（矩形自动线上）升降转盘（矩形自动线上） 转盘升起后转动转盘升起后转动9090。布置在转盘中空或外周的传送装。布置在转盘中空或外周的传送装 置托住工件并送到下直线段。置托住工件并送到下直线段。 6. 升降托盘升降托盘第第六六节 自动线设计自动线设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计五、五、自动线实例自动线实例 例例 立式框型返回式自动线。立式框型返回式自动线。 例例 苹果清洗

158、生产线苹果清洗生产线。 例例 包装自动线包装自动线。第第六六节 自动线设计自动线设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计第第六六节 自动线设计自动线设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计第第六六节 自动线设计自动线设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计第第六六节 自动线设计自动线设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计第第六六节 自动线设计自动线设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计第第六六节 自动线设计自动线设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计第第六六节 自动线设计自动线设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计第第六六节 自动线设计自动线设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计第第

159、六六节 自动线设计自动线设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计第第六六节 自动线设计自动线设计第三章 自动机械总体设计自动机械设计第一第一节 精度精度第二第二节 静静刚度度第三第三节 振振动与噪声与噪声第四第四节 磨磨损与腐与腐蚀第五第五节 可靠性可靠性第六第六节 疲疲劳强强度和断裂度和断裂第四章 自动机械的工作性能指标 自动机械设计第一第一节 精度精度第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计 自动机械的工作性能指标未形成统一的标准。自动机械的工作性能指标未形成统一的标准。 本章仅定性分析自动机械的工作性能本章仅定性分析自动机械的工作性能一、一、精度精度 在未受外载荷的条件下的在未受外载荷

160、的条件下的原始精度原始精度。 通常用与理想状态之间偏差通常用与理想状态之间偏差(简称误差简称误差)来表达，误差越小，精来表达，误差越小，精 度越高。度越高。 有：有：1几何精度几何精度 2运动精度运动精度 3传动精度传动精度 4定位精度定位精度第一第一节 精度精度第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计二、二、保证自动机械精度的措施保证自动机械精度的措施 1合理选择自动机械的设计方案合理选择自动机械的设计方案 2适当简化构造适当简化构造 3采用对加工和装配不敏感的结构采用对加工和装配不敏感的结构 4均化误差均化误差 5利用油膜补偿制造误差利用油膜补偿制造误差 6传动比原理传动比原理 传动比传

161、动比，对传动系统误差的影响，对传动系统误差的影响。 第二第二节 静刚度静刚度第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计一、一、刚度刚度 在受力的条件下，也能保证自动机械的工作性能的能力。在受力的条件下，也能保证自动机械的工作性能的能力。 必须保证在额定载荷作用下，变形不超过一定的限度。必须保证在额定载荷作用下，变形不超过一定的限度。 静刚度：抵抗恒定载荷的能力。静刚度：抵抗恒定载荷的能力。 柔度：柔度： 动刚度：抵抗交变载荷的能力。动刚度：抵抗交变载荷的能力。二、二、整机的刚度和各构件的刚度整机的刚度和各构件的刚度 构件刚度构件刚度 1构件的自身刚度构件的自身刚度 构件受拉伸、压缩、弯曲和扭转

162、四种载荷。其中弯曲和构件受拉伸、压缩、弯曲和扭转四种载荷。其中弯曲和 扭转变形较大，对精度的影响较大。因此，构件的自身刚度扭转变形较大，对精度的影响较大。因此，构件的自身刚度 主要是弯曲刚度和扭转刚度。主要是弯曲刚度和扭转刚度。第二第二节 静刚度静刚度第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计二、二、整机的刚度和各构件的刚度整机的刚度和各构件的刚度 构件刚度构件刚度 1构件的自身刚度构件的自身刚度 扭转刚度扭转刚度 如立式自动机械，液体灌装机、拧盖机等，主轴的扭转如立式自动机械，液体灌装机、拧盖机等，主轴的扭转 刚度作为自动机整体刚度的指标。刚度作为自动机整体刚度的指标。 构件在一个方向上的尺

163、寸比另外两个方向大很多倍，可构件在一个方向上的尺寸比另外两个方向大很多倍，可 简化为简化为梁梁，如主轴、分配轴、主柱等。，如主轴、分配轴、主柱等。 构件在两个方向上的尺寸相差不大的可简化为构件在两个方向上的尺寸相差不大的可简化为板板，如工，如工 作台。作台。 构件在三个方向上尺寸相差不大，则可简化为构件在三个方向上尺寸相差不大，则可简化为箱体箱体。第二第二节 静刚度静刚度第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计二、二、整机的刚度和各构件的刚度整机的刚度和各构件的刚度 构件刚度构件刚度 2构件的构件的局部刚度局部刚度 载荷集中作用的地方。载荷集中作用的地方。 3构件的构件的接触刚度接触刚度 其

164、中其中p是压强；是个变化值，取决于是压强；是个变化值，取决于 自身刚度和局部刚度的变化而变化。自身刚度和局部刚度的变化而变化。 整机刚度整机刚度 1. 串联：串联： 取决于最低刚度的环节。取决于最低刚度的环节。 2. 并联：并联： 取决于最高刚度的环节。取决于最高刚度的环节。第二第二节 静刚度静刚度第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计第二第二节 静刚度静刚度第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计第二第二节 静刚度静刚度第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计第二第二节 静刚度静刚度第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计第三第三节 振动与噪声振动与噪声第四章 自动机械的工作性能指

165、标自动机械设计一、一、抗振性与爬行抗振性与爬行 1受迫振动受迫振动 主要发生在某些高速运动件。如电机转子、传动轴、齿轮主要发生在某些高速运动件。如电机转子、传动轴、齿轮 主轴、离台器、皮带轮、各种间歇机构等。主轴、离台器、皮带轮、各种间歇机构等。 受迫振动的振源也可能来自机外。如机器旁的空压机、冲受迫振动的振源也可能来自机外。如机器旁的空压机、冲 床、刨床等的振动或附近公路、铁路上的车辆的振动将通过地床、刨床等的振动或附近公路、铁路上的车辆的振动将通过地 基迫使自动机械发生振动。基迫使自动机械发生振动。 共振共振。 抗振性抗振性：抵抗受迫振动的能力和抵抗自激振动的能力。：抵抗受迫振动的能力和抵

166、抗自激振动的能力。 2低速运动平稳性低速运动平稳性 低速运行时，有可能低速运行时，有可能“爬行爬行”现象现象第三第三节 振动与噪声振动与噪声第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计一、一、抗振性与爬行抗振性与爬行 2低速运动平稳性低速运动平稳性 运动平稳性的运动平稳性的临界速度临界速度：不出现爬行现象的最低速度：不出现爬行现象的最低速度 临界转速临界转速： 第三第三节 振动与噪声振动与噪声第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计一、一、抗振性与爬行抗振性与爬行 2低速运动平稳性低速运动平稳性 例例：某设备工作台的质量为：某设备工作台的质量为200kg，驱动机构为丝杠，驱动机构为丝杠， 轴一

167、端固定，直径轴一端固定，直径d=80m m，工作长度，工作长度L3000 m m 。 若导轨材料为铸铁一铸铁，润滑油为若导轨材料为铸铁一铸铁，润滑油为45号机械油，求不号机械油，求不 产生爬行的临界速度。产生爬行的临界速度。 解：丝杠的拉压刚度解：丝杠的拉压刚度 假设丝杠的拉压变形占整个传功系统变形的假设丝杠的拉压变形占整个传功系统变形的50，则整个传动系，则整个传动系统的刚度为统的刚度为 ；查手册：；查手册： 代入公式得代入公式得 第三第三节 振动与噪声振动与噪声第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计二、二、提高抗振性及减小爬行的措施提高抗振性及减小爬行的措施 1提向静刚度提向静刚度 2

168、增加阻尼增加阻尼 3减轻重量减轻重量 4减少激振力减少激振力 5减少静、动摩擦系数之差减少静、动摩擦系数之差三、三、噪声噪声 噪声的表征与计算噪声的表征与计算 1声功率级和声压级声功率级和声压级 听阈听阈(Yu)： 正常人耳刚能听到的声音；正常人耳刚能听到的声音； 频率频率1kHz，功率，功率10-12W，声压，声压2*10-5Pa。第三第三节 振动与噪声振动与噪声第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计三、三、噪声噪声 噪声的表征与计算噪声的表征与计算 1声功率级和声压级声功率级和声压级 痛阈痛阈(Yu)：使人耳产生痈觉的声音；：使人耳产生痈觉的声音； 功率为功率为1w，声压约为，声压约为

169、20Pa. 分贝分贝(dB)：以听阈为基准，取声音与听阈的对数比来表：以听阈为基准，取声音与听阈的对数比来表 示声音的大小。示声音的大小。 声功率级声功率级Lw(dB) ： 声压级声压级Lp(dB)： 第三第三节 振动与噪声振动与噪声第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计三、三、噪声噪声 噪声的表征与计算噪声的表征与计算 2声压级的加减声压级的加减(两个点声源两个点声源Lp1、Lp2) 3声发散声发散 4响度级及响度级及A声级声级 降低自动机械噪声的途径降低自动机械噪声的途径 机械噪声机械噪声：齿轮、滚动轴承、间歇机构、摇振机构等传动件；：齿轮、滚动轴承、间歇机构、摇振机构等传动件； 液压

170、噪声液压噪声：液压泵、溢流阀等的噪声；：液压泵、溢流阀等的噪声； 空气动力噪声空气动力噪声：电机风扇、转子等对空气的搅动而引起的噪声；：电机风扇、转子等对空气的搅动而引起的噪声； 电磁噪声电磁噪声。第三第三节 振动与噪声振动与噪声第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计三、三、噪声噪声 降低自动机械噪声的途径降低自动机械噪声的途径 1降低齿轮噪声降低齿轮噪声 2减少其它振源产生的机械噪声减少其它振源产生的机械噪声 (1)轴承轴承 (2)槽轮机构槽轮机构 (3)皮带皮带 3防止构件共振和噪声屏蔽防止构件共振和噪声屏蔽 第三第三节 振动与噪声振动与噪声第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计第

171、三第三节 振动与噪声振动与噪声第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计第四第四节 磨损与腐蚀磨损与腐蚀第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计一、一、精度保持性精度保持性 在一定的工作期限内保持所需精度。在一定的工作期限内保持所需精度。 影响精度保持性的主要因素：磨损。影响精度保持性的主要因素：磨损。 磨损形式及过程磨损形式及过程 1硬粒磨损和拉伤硬粒磨损和拉伤 2咬焊（粘结）咬焊（粘结） 3滚动摩擦副的失效滚动摩擦副的失效 磨损过程磨损过程二、二、提高耐磨性的措施提高耐磨性的措施 设计无磨损结构设计无磨损结构 1保证完全的液体润滑，使润滑剂把摩擦面完全分开。保证完全的液体润滑，使润滑剂把

172、摩擦面完全分开。 2使接触面接触时无相对运动。使接触面接触时无相对运动。第四第四节 磨损与腐蚀磨损与腐蚀第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计二、二、提高耐磨性的措施提高耐磨性的措施 减小磨损减小磨损 1降低压强；降低压强； 2正确选择摩擦副的材料和热处理；正确选择摩擦副的材料和热处理； 3加强防护，避免灰尘、切屑等进入摩擦面间；加强防护，避免灰尘、切屑等进入摩擦面间； 4尽可能采用循环润滑并加强过滤；尽可能采用循环润滑并加强过滤； 5用滚动摩擦副代替滑动摩擦副。用滚动摩擦副代替滑动摩擦副。 均化磨损均化磨损 1限制最大压强和最小压强之比；限制最大压强和最小压强之比； 2提高摩擦副中局部硬

173、度。提高摩擦副中局部硬度。 第四第四节 磨损与腐蚀磨损与腐蚀第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计三、三、腐蚀的分类及减轻腐蚀的措施腐蚀的分类及减轻腐蚀的措施 腐蚀的分类腐蚀的分类 1按腐蚀按腐蚀原因原因分：分： (1)裂缝腐蚀裂缝腐蚀 (2)接触腐蚀接触腐蚀 (3)应力裂纹腐蚀应力裂纹腐蚀 (4)振动裂纹腐蚀振动裂纹腐蚀 2按腐蚀按腐蚀部位部位分：分： (1)局部腐蚀局部腐蚀 (2)均匀腐蚀均匀腐蚀第四第四节 磨损与腐蚀磨损与腐蚀第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计三、三、腐蚀的分类及减轻腐蚀的措施腐蚀的分类及减轻腐蚀的措施 减轻腐蚀的措施减轻腐蚀的措施 1使机械零件相邻两壁之间有

174、足够空间；使机械零件相邻两壁之间有足够空间； 2有接触腐蚀现象的结构，应考虑设置易损件，以便更换；有接触腐蚀现象的结构，应考虑设置易损件，以便更换； 3用粘接使轮毂与轴间应力减小，从而消除间隙以减轻或避用粘接使轮毂与轴间应力减小，从而消除间隙以减轻或避 免腐蚀；免腐蚀； 4回转件间用润滑油回转件间用润滑油(或油脂或油脂)和可靠的密封，使回转件不与和可靠的密封，使回转件不与 腐蚀性介质接触；腐蚀性介质接触； 5在连接件螺钉处，改为钉头在下或加塑料保护盖。在连接件螺钉处，改为钉头在下或加塑料保护盖。 第四第四节 磨损与腐蚀磨损与腐蚀第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计第四第四节 磨损与腐蚀磨

175、损与腐蚀第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计第四第四节 磨损与腐蚀磨损与腐蚀第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计第四第四节 磨损与腐蚀磨损与腐蚀第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计第五第五节 可靠度可靠度第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计一、一、概述概述 可靠度可靠度 系统、机器或系统、机器或部件部件等在等在规定的条件规定的条件下，在下，在规定的时间规定的时间内内 能能正常工作正常工作的的概率概率。 五要素。五要素。 失效率失效率 常以每千小时的百分比或每百万小时的失效数来表示。常以每千小时的百分比或每百万小时的失效数来表示。 有效寿命有效寿命 失效分：失效分：(1)

176、早期失效；早期失效；(2)磨耗失效；磨耗失效；(3)随机失效。随机失效。 第五第五节 可靠度可靠度第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计一、一、概述概述 可维修度可维修度 可维修的系统、机器或部件等，在规定的条件下，在规可维修的系统、机器或部件等，在规定的条件下，在规 定的时间内完成维修的概率。定的时间内完成维修的概率。 有效度有效度 将可靠度与可维修度结合起来的一个尺度就是有效度。将可靠度与可维修度结合起来的一个尺度就是有效度。二、二、可靠性预测可靠性预测 机械零件可靠性预测机械零件可靠性预测 明确失效形式和该失效的随机规律。明确失效形式和该失效的随机规律。 1试验；试验；2现场调查现场

177、调查 第五第五节 可靠度可靠度第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计二、二、可靠性预测可靠性预测 系统可靠性的预测系统可靠性的预测 l串联系统串联系统 2并联系统并联系统 (1)并行工作冗余法并行工作冗余法 两单元并联两单元并联 n单元并联单元并联 (2)后备冗余法后备冗余法 3串并联系统串并联系统第五第五节 可靠度可靠度第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计第五第五节 可靠度可靠度第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计第五第五节 可靠度可靠度第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计第五第五节 可靠度可靠度第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计第五第五节 可靠度可靠度第四章

178、自动机械的工作性能指标自动机械设计第六第六节 疲劳强度和断裂概念疲劳强度和断裂概念第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计一、一、疲劳破坏和提高疲劳强度的措施疲劳破坏和提高疲劳强度的措施 疲劳破坏疲劳破坏 疲劳破坏在变应力工作时的一种主要失效方式。疲劳破坏在变应力工作时的一种主要失效方式。 分三个阶段：分三个阶段： 1疲劳裂纹的疲劳裂纹的形成形成：在应力最高、强度最弱的基体上形成。：在应力最高、强度最弱的基体上形成。 2疲劳裂纹的疲劳裂纹的扩展扩展：先沿着与拉应力轴：先沿着与拉应力轴45角的最大切应力方角的最大切应力方 向扩展，后沿着与拉应力轴垂直的方向生长。向扩展，后沿着与拉应力轴垂直的方

179、向生长。 3瞬时断裂。瞬时断裂。 提高疲劳强度的措施提高疲劳强度的措施 1降低应力集中；降低应力集中； 2采用滚压、喷丸、碳化和氮化；采用滚压、喷丸、碳化和氮化； 3改变应力集中源的位置；改变应力集中源的位置； 4避免应力集中源相距过近。避免应力集中源相距过近。第六第六节 疲劳强度和断裂概念疲劳强度和断裂概念第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计二、二、断裂断裂 断裂力学的分类断裂力学的分类 弹塑性弹塑性断裂力学：断裂力学： 静态、静态、 动态。动态。 线弹性线弹性断裂力学。断裂力学。 断裂的分类断裂的分类 1脆性脆性断裂：断裂： 高强度钢高强度钢 2半脆性半脆性断裂：中强度钢断裂：中强度

180、钢 3塑性塑性断裂：断裂： 低强度钢低强度钢 裂纹体断裂的主要原因裂纹体断裂的主要原因 1载荷的大小及其使物体形成的应力；载荷的大小及其使物体形成的应力； 2裂纹的大小及裂纹的长短或深浅。裂纹的大小及裂纹的长短或深浅。 第六第六节 疲劳强度和断裂概念疲劳强度和断裂概念第四章 自动机械的工作性能指标自动机械设计第一第一节 传动系系统及其分及其分类第二第二节 自自动机械的原始运机械的原始运动参数和运参数和运动原理原理图第二第二节 传动系系统的的设计要点要点第四第四节 内内联传动链常常见机构的机构的传动精度精度第五章 自动机械传动系统的设计 自动机械设计第一第一节 传动系系统及其分及其分类第五章自动

181、机械传动系统的设计自动机械设计一、一、传动系统的作用传动系统的作用 把原动机产生的机械能传递到执行机构上去。把原动机产生的机械能传递到执行机构上去。 传递动力；传递动力； 实现预期的运动。实现预期的运动。 传动形式选择的基本原则传动形式选择的基本原则 1小功率传动小功率传动：选用结构简单的。：选用结构简单的。 2大功率大功率传动：考虑传动的效率。传动：考虑传动的效率。 3变速变速时，能与电动机调速比相适应：可采用定传动比传动时，能与电动机调速比相适应：可采用定传动比传动 否则，用变传动比的。否则，用变传动比的。 4载荷变化频繁载荷变化频繁的，增加过载保护装置。的，增加过载保护装置。 5应尽可能

182、选用专业厂生产的应尽可能选用专业厂生产的通用通用传动部件或元件。传动部件或元件。第一第一节 传动系系统及其分及其分类第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计二、二、传动系统的分类传动系统的分类 按传动比或输出速度是否有变化分按传动比或输出速度是否有变化分 1固定固定传动比的传动系统；传动比的传动系统； 2可调可调传动比的传动系统。传动比的传动系统。 有级有级变速传动变速传动 直齿圆柱齿轮直齿圆柱齿轮 交换齿轮交换齿轮 变速装置变速装置 多级变速齿轮传动多级变速齿轮传动 笼型变速电动机笼型变速电动机 电力传动中。电力传动中。 液压马达液压马达 液压传动中。液压传动中。第一第一节 传动系系统及其分

183、及其分类第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计二、二、传动系统的分类传动系统的分类 按传动比或输出速度是否有变化分按传动比或输出速度是否有变化分 2可调可调传动比的传动系统传动。传动比的传动系统传动。 无级无级变速传动变速传动 机械：机械无级变速器：变速范围大机械：机械无级变速器：变速范围大610，38.5， 85，维修方便，但寿命短，耐冲击力较差。，维修方便，但寿命短，耐冲击力较差。 电力：电力无级变速器功率范围大，易自控和遥电力：电力无级变速器功率范围大，易自控和遥 控，响应速度快。控，响应速度快。 液压：液压无级变速器尺寸小、重量轻。液压：液压无级变速器尺寸小、重量轻。 按原动机驱动执

184、行机构的数目分按原动机驱动执行机构的数目分 1独立驱动独立驱动的传动系统的传动系统第一第一节 传动系系统及其分及其分类第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计二、二、传动系统的分类传动系统的分类 按原动机驱动执行机构的数目分按原动机驱动执行机构的数目分 1独立驱动独立驱动的传动系统的传动系统 (1)只有一个执行机构只有一个执行机构 ； (2)有运动不相关的多个执行机构；有运动不相关的多个执行机构； 刀辊的切削运动刀辊的切削运动 皮革去肉机：皮革去肉机： 传送传送-供料机构运动供料机构运动 (3)数字控制的自动机械。数字控制的自动机械。 磨刀装置的移动。磨刀装置的移动。 2集中驱动集中驱动的传动

185、系统。的传动系统。 由一个原动机驱动多个执行机构。由一个原动机驱动多个执行机构。 (1)执行机构之间有一定的传动比要求；执行机构之间有一定的传动比要求； 车床加工螺纹时，主轴与刀具的相对运动保持十分车床加工螺纹时，主轴与刀具的相对运动保持十分 精确的传动比关系。精确的传动比关系。第一第一节 传动系系统及其分及其分类第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计二、二、传动系统的分类传动系统的分类 按原动机驱动执行机构的数目分按原动机驱动执行机构的数目分 2集中驱动集中驱动的传动系统。的传动系统。 (2)执行机构之间有动作的顺序要求；执行机构之间有动作的顺序要求； 电阻自动压帽机电阻自动压帽机 (3)

186、各执行机构的运动相互独立。各执行机构的运动相互独立。 3联合驱动联合驱动的传动系统的传动系统 由两个或多个原动机经各自的传动链联合驱动一个执由两个或多个原动机经各自的传动链联合驱动一个执 行机构的传动系统。行机构的传动系统。 用于低速、重载、大功率、执行机构少而惯性大的机用于低速、重载、大功率、执行机构少而惯性大的机 械。械。第一第一节 传动系系统及其分及其分类第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计第一第一节 传动系系统及其分及其分类第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计第一第一节 传动系系统及其分及其分类第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计第一第一节 传动系系统及其分及其分类第五章自

187、动机械传动系统的设计自动机械设计第二节第二节 自动机械的原始运动参数和运动原理自动机械的原始运动参数和运动原理第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计 执行构件执行构件(传动链末端传动链末端)和原动机和原动机(传动链起始端传动链起始端)的运动参数。的运动参数。一、一、执行构件的运动参数执行构件的运动参数 不同的运动形式有不同的运动参数。不同的运动形式有不同的运动参数。 1回转运动回转运动 (1)连续回转运动。连续回转运动。 (2)间歇回转运动：分度运动或转位运动。间歇回转运动：分度运动或转位运动。 2直线运动直线运动 行程的长度、行程速比系数及单位时间往复次数等。行程的长度、行程速比系数及单位

188、时间往复次数等。二、二、原动机的运动参数原动机的运动参数 电动机或旋转式液压、气动马达电动机或旋转式液压、气动马达回转运动；回转运动； 往复活塞式油缸或气缸时往复活塞式油缸或气缸时往复直线运动。往复直线运动。第二节第二节 自动机械的原始运动参数和运动原理自动机械的原始运动参数和运动原理第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计二、二、原动机的运动参数原动机的运动参数 异步电动机分为异步电动机分为2、4、6、8和和10五种，其同步转速分别为五种，其同步转速分别为 3000、1500、l000、750和和600 rmin。转速越高，极数越少。转速越高，极数越少。三、三、运动原理图运动原理图 传动链传

189、动链：带传动、定比齿轮副、齿轮齿条、蜗杆蜗轮、滑：带传动、定比齿轮副、齿轮齿条、蜗杆蜗轮、滑 移齿轮变速机构、交换齿轮或挂轮架以及电、液、机械的无级移齿轮变速机构、交换齿轮或挂轮架以及电、液、机械的无级 变速机构等。变速机构等。 连杆机构、凸轮机构及各种组合机构。连杆机构、凸轮机构及各种组合机构。 1运动原理图运动原理图 用一些简明的符号把传动路线和运动原理表示出来用一些简明的符号把传动路线和运动原理表示出来 虚线：虚线： 定比传动；定比传动； 内联传动链；内联传动链； 菱形块：菱形块： 变比机构。变比机构。 外联传动链。外联传动链。第二节第二节 自动机械的原始运动参数和运动原理自动机械的原始

190、运动参数和运动原理第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计三、三、运动原理图运动原理图 2运动原理图运动原理图作用作用 表示自动机械执行机构的运动和运动联系。表示自动机械执行机构的运动和运动联系。 须有须有一条外联一条外联传动链。传动链。 有有复合复合运动才有运动才有内联内联传动链。传动链。 内联内联传动链决定对工件的加工质量，所以传动链决定对工件的加工质量，所以不能用传动比不不能用传动比不 准确的准确的传动副和摩擦传动副传动副和摩擦传动副(例如链、带传动和摩擦无例如链、带传动和摩擦无 级变速器等级变速器等)、液压传动等。、液压传动等。四、外联传动链与内联传动链四、外联传动链与内联传动链设计的

191、侧重点设计的侧重点 1外联外联传动链传动链 转速转速或运动速度和传递的或运动速度和传递的功率功率。 2内联内联传动链传动链 传动精度传动精度。第二节第二节 自动机械的原始运动参数和运动原理自动机械的原始运动参数和运动原理第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计第二节第二节 自动机械的原始运动参数和运动原理自动机械的原始运动参数和运动原理第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计第三节第三节 传动系统的设计要点传动系统的设计要点第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计一、一、定比传动机构定比传动机构 要求要求：传递足够的功率和转矩，较高的传动效率；体积小、重量：传递足够的功率和转矩，较高的传动效率

192、；体积小、重量 轻；噪声在允许的范围内；结构简单，制造、装配和维修轻；噪声在允许的范围内；结构简单，制造、装配和维修 的工艺性好：润滑和密封良好。的工艺性好：润滑和密封良好。 效率效率：齿轮传动的较高，行星齿轮传功的效率与其机构形式有关：齿轮传动的较高，行星齿轮传功的效率与其机构形式有关 高强度平型带接近齿轮传动的效率，高强度平型带接近齿轮传动的效率，v带的稍低。带的稍低。 传动比传动比：单级不够可用多级，多级传动的降速比应符合：单级不够可用多级，多级传动的降速比应符合“前小后大前小后大” 的原则的原则 行星齿轮传动比大，且尺寸小、重量轻、效率高、能传递行星齿轮传动比大，且尺寸小、重量轻、效率

193、高、能传递 的功率也大。的功率也大。 谐波传动、摆线针轮传动和渐开线少齿差传动则所传递的谐波传动、摆线针轮传动和渐开线少齿差传动则所传递的 功率较小。功率较小。第三节第三节 传动系统的设计要点传动系统的设计要点第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计二、二、机械无级变速器的设计要点机械无级变速器的设计要点 机械无级变速器的机械无级变速器的用途用途（见表（见表5-1） (1)工艺参数多变的机器：机床搅拌机、反应槽。工艺参数多变的机器：机床搅拌机、反应槽。 (2)要求转速连续变化的机器：浆纱机、薄膜片制造机、连续要求转速连续变化的机器：浆纱机、薄膜片制造机、连续 水洗机以及各种卷绕机械水洗机以及各

194、种卷绕机械(绕纸、线、布等绕纸、线、布等)。 (3)探求机器最佳的工作速度。探求机器最佳的工作速度。 (4)协调几台机器或几个运转单元之间的运速：塑料挤出机、协调几台机器或几个运转单元之间的运速：塑料挤出机、 压延机。压延机。 (5)缓速启动和便于越过共振区。缓速启动和便于越过共振区。 机械无级变速器的机械无级变速器的基本性能基本性能 1滑动率滑动率（滑差率、转差率或丢转率）（滑差率、转差率或丢转率）第三节第三节 传动系统的设计要点传动系统的设计要点第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计二、二、机械无级变速器的设计要点机械无级变速器的设计要点 机械无级变速器的机械无级变速器的基本性能基本性能

195、 1滑动率滑动率（滑差率、转差率或丢转率）（滑差率、转差率或丢转率） 从动轮的实际转速从动轮的实际转速n2与理论转速与理论转速no2的相对差值。的相对差值。 一般的无级变速器，一般的无级变速器，35：行星式及差动式无级：行星式及差动式无级 变速器，变速器，710。第三节第三节 传动系统的设计要点传动系统的设计要点第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计二、二、机械无级变速器的设计要点机械无级变速器的设计要点 机械无级变速器的机械无级变速器的基本性能基本性能 2传动比与变速范围传动比与变速范围第三节第三节 传动系统的设计要点传动系统的设计要点第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计二、二、机械无

196、级变速器的设计要点机械无级变速器的设计要点 机械无级变速器的机械无级变速器的基本性能基本性能 3机械特性与变速范围机械特性与变速范围 (1)机械特性机械特性 输入转速输入转速n1一定，输出轴转矩一定，输出轴转矩T2或功率或功率N2 与转速与转速n2的关系的关系 (2)刚度系数或传动刚度刚度系数或传动刚度 特性曲线上任一点处的切线斜率的负值。特性曲线上任一点处的切线斜率的负值。 大，则外界负载转大，则外界负载转 矩的变化对输出转速的影响较矩的变化对输出转速的影响较 小，这种机械特性相对来说较小，这种机械特性相对来说较“硬硬”。 小，则外界负载转矩的很小变动，都足以引起输小，则外界负载转矩的很小变

197、动，都足以引起输 比转速的巨大变动，这种机械特性就很比转速的巨大变动，这种机械特性就很“软软”。第三节第三节 传动系统的设计要点传动系统的设计要点第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计二、二、机械无级变速器的设计要点机械无级变速器的设计要点 机械无级变速器的机械无级变速器的基本性能基本性能 3机械特性与变速范围机械特性与变速范围 (3)恒功率恒功率特性特性 “硬硬”的机械特性。特别在低转时，载荷的变化对转的机械特性。特别在低转时，载荷的变化对转速速 的影响很小，工作中有很高的稳定性。的影响很小，工作中有很高的稳定性。 (4)恒转矩恒转矩特性特性 只要负载转矩大于其输出转矩，输出转速立即只要负

198、载转矩大于其输出转矩，输出转速立即 下降，甚至引起打滑和运转中断。下降，甚至引起打滑和运转中断。 (5)变功率、变转距变功率、变转距特性：某些液体搅拌器。特性：某些液体搅拌器。第三节第三节 传动系统的设计要点传动系统的设计要点第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计二、二、机械无级变速器的设计要点机械无级变速器的设计要点 无级变速传动链的设计原则无级变速传动链的设计原则 若无级变速器的机械特性和变速范围都符合传动链的要若无级变速器的机械特性和变速范围都符合传动链的要 求，则可直接应用。求，则可直接应用。 机械特性符合传动链的要求，但变速范围较小，则可与有机械特性符合传动链的要求，但变速范围较小

199、，则可与有 级变速机构级变速机构(如交换齿轮、滑移齿轮等如交换齿轮、滑移齿轮等)串联，以扩大串联，以扩大 其变速范围。其变速范围。 机械特性不符合传动链的要求，应另选或重新设计或改用机械特性不符合传动链的要求，应另选或重新设计或改用 电力无级调速及流体的。电力无级调速及流体的。第三节第三节 传动系统的设计要点传动系统的设计要点第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计第三节第三节 传动系统的设计要点传动系统的设计要点第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计第三节第三节 传动系统的设计要点传动系统的设计要点第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计第四节第四节 内联传动链常见机构的传动精度内联传动链

200、常见机构的传动精度第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计一、一、概述概述 1机构传动误差机构传动误差 机构的机构的原始位置误差原始位置误差 当实际机构与理想机构的主动件处在相同位置当实际机构与理想机构的主动件处在相同位置 时，两者的从动件的位置之差。时，两者的从动件的位置之差。 机构的机构的位移误差位移误差 当实际机构与理想机构的主动件的位移相同时，当实际机构与理想机构的主动件的位移相同时， 两者从动件的位移之差。两者从动件的位移之差。 机构的机构的附加位置误差附加位置误差 由于机构主动件的输入误差所引起的从动件的位由于机构主动件的输入误差所引起的从动件的位 置误差。置误差。第四节第四节 内

201、联传动链常见机构的传动精度内联传动链常见机构的传动精度第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计一、一、概述概述 2机器零件、构件的原始误差机器零件、构件的原始误差 尺寸误差：构件长度尺寸、中心距及角度的误差；尺寸误差：构件长度尺寸、中心距及角度的误差； 形状误差：凸轮轮廓形状误差、齿轮齿形误差等；形状误差：凸轮轮廓形状误差、齿轮齿形误差等； 偏心距误差；偏心距误差； 运动副轴线的偏斜；运动副轴线的偏斜； 运动副的间隙。运动副的间隙。 3机构误差与原始误差的关系机构误差与原始误差的关系第四节第四节 内联传动链常见机构的传动精度内联传动链常见机构的传动精度第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计第

202、四节第四节 内联传动链常见机构的传动精度内联传动链常见机构的传动精度第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计第四节第四节 内联传动链常见机构的传动精度内联传动链常见机构的传动精度第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计二、内联传动链二、内联传动链常用机构原始位置误差常用机构原始位置误差的分析的分析 1四杆机构四杆机构第四节第四节 内联传动链常见机构的传动精度内联传动链常见机构的传动精度第五章自动机械传动系统的设计自动机械设计二、内联传动链二、内联传动链常用机构原始位置误差常用机构原始位置误差的分析的分析 2凸轮机构凸轮机构的原始位置误差的原始位置误差 3齿轮机构齿轮机构的原始位置误差的原始位置

203、误差-主、从动齿轮运动误差的公差主、从动齿轮运动误差的公差第一第一节 机构运机构运动规律的基本概念律的基本概念第二第二节 常用运常用运动规律及律及选用用第三第三节 自自动机械常用机构及其机械常用机构及其选用用第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计第一第一节 机构运机构运动规律的基本概念律的基本概念第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计一、一、基本概念基本概念 1. 矢量矢量 2. 位置矢量位置矢量 复极形式复极形式 其中：其中： 笛卡尔坐标；笛卡尔坐标； 极坐标极坐标 引入径向单位矢量引入径向单位矢量 周向周向单位矢量单位矢量 则：则：第一第一节 机构运机构运动规律的基本概念律的基本概

204、念第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计一、一、基本概念基本概念 2. 位置矢量位置矢量 向心向心加速度加速度 哥氏哥氏加速度加速度 Jerk 跃度跃度（平稳性）（平稳性） Quirk 跳度跳度（高速性能）（高速性能） 3. 运动曲线运动曲线 广义的运动曲线，不仅有位移与时间关系曲线，广义的运动曲线，不仅有位移与时间关系曲线， 还应有加速度、跃度等运动量随时间的变化曲线。还应有加速度、跃度等运动量随时间的变化曲线。第一第一节 机构运机构运动规律的基本概念律的基本概念第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计一、一、基本概念基本概念 4. 运动曲线类型运动曲线类型 一维运动一维运动 三种类型

205、三种类型 双双停留曲线停留曲线 单单停留曲线停留曲线 无无停留曲线停留曲线二、二、运动曲线的无因次表示法运动曲线的无因次表示法第一第一节 机构运机构运动规律的基本概念律的基本概念第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计二、二、运动曲线的无因次表示法运动曲线的无因次表示法 则则 第一第一节 机构运机构运动规律的基本概念律的基本概念第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计二、二、运动曲线的无因次表示法运动曲线的无因次表示法 无因次无因次运动量与实际的运动量与实际的有因次有因次运动量的运动量的关系关系 用用同一曲线同一曲线来表示同一性质的不同的实际来表示同一性质的不同的实际 运动；运动； 无因次

206、运动量无因次运动量实际上就是运动瞬时实际上就是运动瞬时真值与真值与 平均值之比平均值之比，也称速度系数、加速度系数，也称速度系数、加速度系数第一第一节 机构运机构运动规律的基本概念律的基本概念第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计三、三、运动曲线的特性值运动曲线的特性值 Vm、Am、Jm和和Qm是无因次运动参量是无因次运动参量V、A、J和和Q的最大值的最大值 1最大速度最大速度Vm 重荷或大质量构件系统中，应采用重荷或大质量构件系统中，应采用Vm较小的运动曲线较小的运动曲线 Vm小，可得较小的压力角，缩小凸轮的几何尺寸；小，可得较小的压力角，缩小凸轮的几何尺寸； 也可减少驱动力和凸轮轮廓的

207、磨损。也可减少驱动力和凸轮轮廓的磨损。 2最大加速度最大加速度Am 惯性力惯性力ma，即动载荷；所以，即动载荷；所以，Am是十分重要。是十分重要。 3加速度均方根值加速度均方根值Arms 整个运动规律加速度的粗略近似。整个运动规律加速度的粗略近似。第一第一节 机构运机构运动规律的基本概念律的基本概念第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计三、三、运动曲线的特性值运动曲线的特性值 4动载转矩特性值动载转矩特性值(AV)m 凸轮轴所受的惯性转矩正比于凸轮轴所受的惯性转矩正比于(AV)，它的最大值，它的最大值 (AV)m决定动载转矩的最大值。为了减少凸轮轴转矩，降决定动载转矩的最大值。为了减少凸轮

208、轴转矩，降 低电机功率，应选用低电机功率，应选用(AV)m小的运动规律。小的运动规律。 5动载转矩动载转矩变化率变化率特性值特性值 一般出现在一般出现在(AV)反号处反号处，即，即T=0.5附近的附近的A=0处。处。 由于转矩反号，在几何封闭凸轮机构中存在间隙时，由于转矩反号，在几何封闭凸轮机构中存在间隙时， 从动件将从轮廓一侧冲向另一侧，引起横向冲击从动件将从轮廓一侧冲向另一侧，引起横向冲击噪声噪声磨损磨损第一第一节 机构运机构运动规律的基本概念律的基本概念第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计三、三、运动曲线的特性值运动曲线的特性值 6最大跃度最大跃度Jm 高速凸轮机构没计中，为防止过

209、大振动，应用高速凸轮机构没计中，为防止过大振动，应用Jm较小较小 的运动规律。的运动规律。四、四、机构驱动轴的转矩机构驱动轴的转矩 按能量等效法求转矩按能量等效法求转矩。 假定输入轴等速旋转，假定输入轴等速旋转， 则则第一第一节 机构运机构运动规律的基本概念律的基本概念第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计四、四、机构驱动轴的转矩机构驱动轴的转矩 凸轮轴的转矩凸轮轴的转矩 Mc ，凸轮旋转，凸轮旋转d时，从动件移动了时，从动件移动了ds， 若传动效率若传动效率100%，则输入功，则输入功=输出功输出功 惯性力矩惯性力矩 阻尼矩阻尼矩 弹簧变形弹簧变形 摩擦及弹簧摩擦及弹簧 产生的转矩产生的

210、转矩 初张力的转矩初张力的转矩第一第一节 机构运机构运动规律律 的基本概念的基本概念第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计惯性力矩惯性力矩 阻尼矩阻尼矩 弹簧变形产生的转矩弹簧变形产生的转矩摩擦及弹簧初张力的转矩摩擦及弹簧初张力的转矩第一第一节 机构运机构运动规律的基本概念律的基本概念第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计四、四、机构驱动轴的转矩机构驱动轴的转矩 间歇转位机构间歇转位机构，没有弹簧，阻尼和摩擦很小，只考虑惯，没有弹簧，阻尼和摩擦很小，只考虑惯 性力矩已足够：性力矩已足够： 其中：其中： 转位台的转动惯量；转位台的转动惯量； 转位台的间歇转位角。转位台的间歇转位角。 举例

211、举例 1. 间歇转位台直径为间歇转位台直径为 600mm，厚，厚25mm，铸铁制成，其，铸铁制成，其 I=25.3kgcm2，用凸轮机构带动间歇转位，在，用凸轮机构带动间歇转位，在0.5s内，内， 转位角为转位角为600。已知凸轮的分度角。已知凸轮的分度角=1200，(AV)m=8.09， 试求凸轮轴的最大转距。试求凸轮轴的最大转距。第一第一节 机构运机构运动规律的基本概念律的基本概念第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计四、四、机构驱动轴的转矩机构驱动轴的转矩 举例举例 解：解： 2. 在直线间歇边给机构中，将在直线间歇边给机构中，将32个工件一起移动，工件及个工件一起移动，工件及 其托

212、架的总重其托架的总重137N，在，在1.2s时间内送进行程为时间内送进行程为200mm， 对应的凸轮转角为对应的凸轮转角为1800，凸轮曲线的，凸轮曲线的Vm=1.76， (AV)m=5.46，设托架与导轨间的摩擦因数，设托架与导轨间的摩擦因数f=0.15。 求凸轮轴的最大转距。求凸轮轴的最大转距。 解：解： 第一第一节 机构运机构运动规律的基本概念律的基本概念第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计四、四、机构驱动轴的转矩机构驱动轴的转矩 举例举例 (AV)m时，时，V不一定最大，安全起见，取同时最大时计不一定最大，安全起见，取同时最大时计算算第一第一节 机构运机构运动规律的基本概念律的基

213、本概念第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计五、五、判别凸轮机构速度类型的准则判别凸轮机构速度类型的准则 高速凸轮：须选高阶导数（高速凸轮：须选高阶导数（J、Q）光滑的运动规律。）光滑的运动规律。 中速凸轮：中速凸轮：Am较小的运动规律。较小的运动规律。 低速凸轮：低速凸轮：Vm较小的运动规律。较小的运动规律。 按按动载荷动载荷Pd与静载荷与静载荷Ps之比之比Pd/Ps分分 高速高速 中速中速 低速低速 按按动变形动变形 与静变形与静变形 之比之比-动特性系数动特性系数 分分 但机构刚度很好，即使动载荷很大，动变形也不大。但机构刚度很好，即使动载荷很大，动变形也不大。第一第一节 机构运机构

214、运动规律的基本概念律的基本概念第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计五、五、判别凸轮机构速度类型的准则判别凸轮机构速度类型的准则 高速高速 中速中速 低速低速 但但 很难计算很难计算 按运动规律在按运动规律在第第P阶位移导数出现间断或跳跃阶位移导数出现间断或跳跃 低速低速 中速中速 高速高速 仍然没有考虑机构的动力学响应，也没有考虑到机构仍然没有考虑机构的动力学响应，也没有考虑到机构 的质量和刚度等动力学参数。的质量和刚度等动力学参数。第一第一节 机构运机构运动规律的基本概念律的基本概念第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计五、五、判别凸轮机构速度类型的准则判别凸轮机构速度类型的准则

215、按机构的按机构的设计速度设计速度 与固有频率与固有频率 之比之比 低速低速 中速中速 高速高速 举例举例 试确定如图试确定如图 的单自由度模型凸轮机构的速度类型。图中的单自由度模型凸轮机构的速度类型。图中 kr为弹簧刚度；为弹簧刚度；Cr为系统的阻尼系数；为系统的阻尼系数；S为凸轮的形状因子为凸轮的形状因子 已知：已知：(1)从动件重量从动件重量50N；从动件刚度；从动件刚度k=2*106N/mm；从动；从动 件转速件转速nd=300rmm。 (2)从动件重量从动件重量50N；从动件刚度；从动件刚度k=2*104N/mm；从动；从动 件转速件转速nd=3000rmm。第一第一节 机构运机构运动

216、规律的基本概念律的基本概念第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计第一第一节 机构运机构运动规律的基本概念律的基本概念第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计五、五、判别凸轮机构速度类型的准则判别凸轮机构速度类型的准则 解：解：(1) 属于低速机构；属于低速机构； (2) 属于高速机构。属于高速机构。第二第二节 常用运动规律及选用常用运动规律及选用第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计一、一、各类曲线的边界条件各类曲线的边界条件 双停留双停留运动曲线：运动曲线： 单停留单停留运动曲线：运动曲线： 无停留无停留运动曲线：运动曲线： 对称对称曲线：曲线：第二第二节 常用运动规律及选用常用运

217、动规律及选用第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计二、二、基本运动规律与组合运动规律基本运动规律与组合运动规律 等速运动规律等速运动规律 等加速运动规律等加速运动规律 简谐运动规律简谐运动规律 摆线运动规律摆线运动规律三、三、通用简阶梯形运动规律通用简阶梯形运动规律 修正等速运动规律修正等速运动规律 修正梯形修正梯形 修正正弦修正正弦四、四、通用多项式运动规律通用多项式运动规律第二第二节 常用运动规律及选用常用运动规律及选用第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计五、五、常用运动规律的选用常用运动规律的选用 低速低速时，应选时，应选Vm较小的曲线，较小的曲线，Jm值允许较大。值允许较大。

218、 高速重载高速重载时，应选时，应选Vm与与(AV)m较小的曲线，以改善受较小的曲线，以改善受 力条件；力条件； 中速轻载中速轻载时，应选时，应选Am与与Jm较小的曲线，以减小振动，较小的曲线，以减小振动， 保证从动件运转时的工作精度；保证从动件运转时的工作精度； 高速轻载高速轻载机构，应考虑机构，应考虑Jm较小的曲线；较小的曲线； 固有频率较低固有频率较低的凸轮机构，要选最高阶谐波频率低于的凸轮机构，要选最高阶谐波频率低于 固有频率的曲线。固有频率的曲线。自动机械设计自动机械设计第二第二节 常用运动规律及选用常用运动规律及选用第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计第二第二节 常用运动规律及

219、选用常用运动规律及选用第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计第二第二节 常用运动规律及选用常用运动规律及选用第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计第二第二节 常用运动规律及选用常用运动规律及选用第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计第二第二节 常用运动规律及选用常用运动规律及选用第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计第三第三节 自动机械常用机构及其选用自动机械常用机构及其选用第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计一、一、凸轮机构凸轮机构 优点优点 可设计相应的轮廓曲线，来实现不同的运动规律；可设可设计相应的轮廓曲线，来实现不同的运动规律；可设 计出尺寸较小的机构；使自动机械

220、中各机构间运动易于协调计出尺寸较小的机构；使自动机械中各机构间运动易于协调 缺点缺点 凸轮的制造和调整要求较高，廓线磨损后会影响运动的凸轮的制造和调整要求较高，廓线磨损后会影响运动的 准确性。准确性。二、执行机构的二、执行机构的运动工作行程运动工作行程三、几种基本三、几种基本机构的组合机构的组合 凸轮机构；凸轮机构； 连杆机构；连杆机构； 步进机构；步进机构； 齿轮机构齿轮机构(圆形齿轮和非团齿轮圆形齿轮和非团齿轮) 。第三第三节 自动机械常用机构及其选用自动机械常用机构及其选用第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计四、完成运动要求应使四、完成运动要求应使机构简单化机构简单化五、尽量缩小机

221、构尺寸五、尽量缩小机构尺寸六、运动参数六、运动参数( (如行程如行程) )需随时间调节需随时间调节七、消除运动副之间的间隙七、消除运动副之间的间隙第三第三节 自动机械常用机构及其选用自动机械常用机构及其选用第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计第三第三节 自动机械常用机构及其选用自动机械常用机构及其选用第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计第三第三节 自动机械常用机构及其选用自动机械常用机构及其选用第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计第三第三节 自动机械常用机构及其选用自动机械常用机构及其选用第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计第三第三节 自动机械常用机构及其选用自动机械常

222、用机构及其选用第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计第第三三节节 自自动动机机械械常常用用机机构构及及其其选选用用第三第三节 自动机械常用机构及其选用自动机械常用机构及其选用第六章 机构运动规律及机构选型自动机械设计第一第一节 概述概述第二第二节 棘棘轮机构机构第三打第三打 槽槽轮机构机构第四第四节 分度凸分度凸轮机构机构第五第五节 其它其它间歇运歇运动机构机构第六第六节 定位机构定位机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第一第一节 概述概述第七章 间歇运动机构自动机械设计一、根据生产工艺，自动机械的执行机构需作周期性的运动一、根据生产工艺，自动机械

223、的执行机构需作周期性的运动和停歇（间歇运动），对正在生产中的产品在不同工位上同和停歇（间歇运动），对正在生产中的产品在不同工位上同时实现不同的加工或操作，依次经过所有工位后，就完成了时实现不同的加工或操作，依次经过所有工位后，就完成了相应的整个工作，缩短了总的加工时间，提高了整机的生产相应的整个工作，缩短了总的加工时间，提高了整机的生产效率。效率。二、二、间歇运动形式间歇运动形式 间歇转位运动间歇转位运动(分度运动分度运动) 周期性周期性 直线间歇进给运动直线间歇进给运动 非周期性非周期性三、自动机械中三、自动机械中常用的间歇运动机构常用的间歇运动机构 1. 棘轮机构；棘轮机构； 2. 槽轮机

224、构；槽轮机构；第一第一节 概述概述第七章 间歇运动机构自动机械设计三、自动机械中三、自动机械中常用的间歇运动机构常用的间歇运动机构 3. 分度凸轮机构；分度凸轮机构； 4. 不定全齿轮机构；不定全齿轮机构； 5. 星轮机构；星轮机构； 6. 曲柄导杆机构；曲柄导杆机构； 7. 气动、液压步进机构；气动、液压步进机构； 8. 机电一体化机构；机电一体化机构；四、设计间歇运动机构应四、设计间歇运动机构应 1. 停歇位置准确可靠；停歇位置准确可靠； 2. 换位迅速平稳；换位迅速平稳； 3. 调节性能好；调节性能好； 4. 定位精度长期保持，机构简单，制造工艺性好。定位精度长期保持，机构简单，制造工艺

225、性好。第二第二节 棘轮机构棘轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计一、一、工作原理及特点工作原理及特点 由棘轮、棘爪、机架组成由棘轮、棘爪、机架组成 工作原理工作原理 其中主动杆其中主动杆1的往复摆动可用的往复摆动可用 杆机构杆机构 凸轮机构凸轮机构 气动、液压机构气动、液压机构 电磁铁等。电磁铁等。 功用功用 将将周期性的往复运动周期性的往复运动转换为转换为单向间歇转动单向间歇转动。第二第二节 棘轮机构棘轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计一、一、工作原理及特点工作原理及特点 特点特点 结构简单，制适容易，调节方便，精度低，噪声和冲结构简单，制适容易，调节方便，精度低，噪声和冲 击大，磨损

226、快。击大，磨损快。 使用场合使用场合 多用于运动速度和精度不高，传递动力不大的分度，多用于运动速度和精度不高，传递动力不大的分度， 计数，供料和制动等场合。计数，供料和制动等场合。二、二、种类及结构型式种类及结构型式 棘轮机构的种类棘轮机构的种类 结构型式结构型式 1. 齿轮式齿轮式棘轮机构棘轮机构 外齿式外齿式 有级调节棘轮转角有级调节棘轮转角 内齿式内齿式 端齿式端齿式第二第二节 棘轮机构棘轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计二、二、种类及结构型式种类及结构型式 棘轮机构的种类棘轮机构的种类 结构型式结构型式 2. 摩擦摩擦棘轮机构棘轮机构 滚柱式滚柱式 无级调节棘轮转角无级调节棘轮转角

227、 凸缘式凸缘式 3. 特殊特殊棘轮机构棘轮机构 双向棘轮机构双向棘轮机构 内啮合棘轮机构内啮合棘轮机构 直动棘轮机构直动棘轮机构三、三、工作性能调节及应用工作性能调节及应用 工作性能调节工作性能调节（以外齿式棘轮机构为例）（以外齿式棘轮机构为例） 棘轮的回转角棘轮的回转角 ： 其中：其中： K-工作行程时棘爪每次推过的棘轮齿数；工作行程时棘爪每次推过的棘轮齿数； Z-棘轮全齿数。棘轮全齿数。第二第二节 棘轮机构棘轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计三、三、工作性能调节及应用工作性能调节及应用 工作性能调节工作性能调节 调节调节 方法：方法： 1. 改变摆杆摆动的角度；改变摆杆摆动的角度； 2

228、. 改变棘爪每次推过的棘轮齿数。改变棘爪每次推过的棘轮齿数。 应用实例应用实例 1. 自行车后轴飞轮内部：内齿式棘轮机构自行车后轴飞轮内部：内齿式棘轮机构 2. 电工的紧线器电工的紧线器 3. 缝焊机的走焊机构缝焊机的走焊机构 4. 滚压成型机的传动系统滚压成型机的传动系统第二第二节 棘轮机构棘轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计四、四、主要尺寸参数和结构设计主要尺寸参数和结构设计 棘爪位置的确定棘爪位置的确定 棘爪安装角棘爪安装角 ：棘齿面的正压力方向与齿端和棘爪：棘齿面的正压力方向与齿端和棘爪 轴心的连线之间夹角。轴心的连线之间夹角。 （摩擦角（摩擦角 ） 一般取一般取 。 主要尺寸参数

229、的确定主要尺寸参数的确定 棘轮的外径：棘轮的外径：D=m*Z；Z在在8250 周节：周节： t=m* 其它几何尺寸见图计算其它几何尺寸见图计算第二第二节 棘轮机构棘轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计四、四、主要尺寸参数和结构设计主要尺寸参数和结构设计 结构设计结构设计 1. 单棘爪、多棘爪：单棘爪、多棘爪： 2. 棘轮齿形：已经标准化，三角形、不对称梯形齿棘轮齿形：已经标准化，三角形、不对称梯形齿 3. 棘爪与驱动摆杆的几种连接方式：棘爪与驱动摆杆的几种连接方式： 4. 棘爪压紧弹簧的形式：棘爪压紧弹簧的形式：五、五、摩擦式棘轮机构的结构设计摩擦式棘轮机构的结构设计 超越离合器或定向离合器

230、。超越离合器或定向离合器。第二第二节 棘轮机构棘轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第二第二节 棘轮机构棘轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第二第二节 棘轮机构棘轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第二第二节 棘轮机构棘轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第二第二节 棘轮机构棘轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第二第二节 棘轮机构棘轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第二第二节 棘轮机构棘轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第二第二节 棘轮机构棘轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第二第二节 棘轮机构棘轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第二第二节 棘轮机构棘轮机构第七章

231、 间歇运动机构自动机械设计第二第二节 棘轮机构棘轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第二第二节 棘轮机构棘轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第二第二节 棘轮机构棘轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第二第二节 棘轮机构棘轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第二第二节 棘轮机构棘轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第二第二节 棘轮机构棘轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第三第三节 槽轮机构槽轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计一、一、结构型式、工作原理及特点结构型式、工作原理及特点 马尔他机构、马氏机构、马氏盘。马尔他机构、马氏机构、马氏盘。 结构型式结构型式 平面外槽轮机构平

232、面外槽轮机构 平面内槽轮机构平面内槽轮机构 空间球面槽轮机构空间球面槽轮机构 工作原理工作原理 匀速，匀速， 变化变化 特点特点 1. 结构简单，工作可靠；结构简单，工作可靠； 2. 转位迅速，效率高；转位迅速，效率高； 3. 能平稳地改变从动件角速度；能平稳地改变从动件角速度；5. 制造、装配精度高。制造、装配精度高。 4. 运动规律不能选择，调节性差，有二次冲击；运动规律不能选择，调节性差，有二次冲击；第三第三节 槽轮机构槽轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计一、一、结构型式、工作原理及特点结构型式、工作原理及特点 应用应用 包装机械、陶瓷机械、玻璃制品机械包装机械、陶瓷机械、玻璃制品机

233、械二、二、运动特性及主要参数运动特性及主要参数 槽轮机构的运动特性槽轮机构的运动特性 槽轮的转角槽轮的转角 和曲柄（即和曲柄（即 转臂或拨销盘）的转角转臂或拨销盘）的转角 之间的关系：之间的关系：第三第三节 槽轮机构槽轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计二、二、运动特性及主要参数运动特性及主要参数 槽轮机构的运动特性槽轮机构的运动特性 要满足运动平稳无冲击要求，则拨销在进入和退出槽要满足运动平稳无冲击要求，则拨销在进入和退出槽 轮时的速度和加速度为最小值轮时的速度和加速度为最小值 1. 进入进入 此时此时 2. 退出槽轮时的情况和进入时相同退出槽轮时的情况和进入时相同第三第三节 槽轮机构槽轮

234、机构第七章 间歇运动机构自动机械设计二、二、运动特性及主要参数运动特性及主要参数 槽轮机构的运动特性槽轮机构的运动特性 设槽轮的槽数为设槽轮的槽数为Z，则，则 冲击越剧烈，磨损越严重，精度保持性越差。冲击越剧烈，磨损越严重，精度保持性越差。实践证明：外啮合槽轮约在槽长的实践证明：外啮合槽轮约在槽长的1413处处(从外周起从外周起)磨损最为严重磨损最为严重第三第三节 槽轮机构槽轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计二、二、运动特性及主要参数运动特性及主要参数 槽轮机构的动静比槽轮机构的动静比 运动时间系数运动时间系数 静止时间系数静止时间系数 工作时间系数工作时间系数 主动拨销数主动拨销数m可能

235、值可能值 两个拨销间的夹角两个拨销间的夹角 须大于须大于第三第三节 槽轮机构槽轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计三、三、槽轮机构的扭矩和功率槽轮机构的扭矩和功率 驱动直线步进式机械设备驱动直线步进式机械设备 主动拨销盘支承轴主动拨销盘支承轴 驱动转位式步进机械设备驱动转位式步进机械设备 驱动功率驱动功率四、四、槽轮机构的结构设计槽轮机构的结构设计 主要结构尺寸关系主要结构尺寸关系(见图见图7-21)第三第三节 槽轮机构槽轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计四、四、槽轮机构的结构设计槽轮机构的结构设计 结构型式结构型式 1. 拨销拨销 拨销盘拨销盘 单支承单支承 双支承双支承 曲柄等曲柄等

236、 2. 槽轮槽轮 镶嵌式结构；尺寸较大时镶嵌式结构；尺寸较大时 整体式结构：尺寸不大时。整体式结构：尺寸不大时。第三第三节 槽轮机构槽轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计五、五、改善槽轮机构运动特性的方法改善槽轮机构运动特性的方法 增加槽数和增速传动增加槽数和增速传动 改变主动拨销的角速度改变主动拨销的角速度 改变主动拨销的回转半径改变主动拨销的回转半径第三第三节 槽轮机构槽轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第三第三节 槽轮机构槽轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第三第三节 槽轮机构槽轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第三第三节 槽轮机构槽轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第

237、三第三节 槽轮机构槽轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第三第三节 槽轮机构槽轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第三第三节 槽轮机构槽轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第三第三节 槽轮机构槽轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计一、一、概述概述 适合高速、高精度分度自动机、自动线适合高速、高精度分度自动机、自动线 运动规律可控，结构紧凑。运动规律可控，结构紧凑。二、二、平行分度凸轮机构平行分度凸轮机构 工作原理工作原理 分层的从动盘；分层的从动盘； 分层的平面共轭凸轮。分层的平面共轭凸轮。 分层的目的：当某层的分层的

238、目的：当某层的 凸轮拨动滚子使从动轴转动时，凸轮拨动滚子使从动轴转动时， 另一层凸轮与另一层上的某个另一层凸轮与另一层上的某个 滚子接触滚子接触(虚约束虚约束)，起到定位，起到定位 作用，以保证机构按设计的运作用，以保证机构按设计的运 动规律运动。动规律运动。第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计二、二、平行分度凸轮机构平行分度凸轮机构 工作原理工作原理 每一个工作循环，凸轮轴每一个工作循环，凸轮轴 转过转过360。，推动从动盘上的，推动从动盘上的 两个滚子从而使从动盘按一两个滚子从而使从动盘按一 定的运动规律转过定的运动规律转过90。 平行分度凸轮机构的平行分度

239、凸轮机构的特点特点 1. 结构简单；结构简单；2. 调整方便；调整方便； 3. 分度范围大，分度范围大，1到到90度，常用度，常用3； 4. 可选择的从动件运动规律多，常用修正正弦曲线，它的运可选择的从动件运动规律多，常用修正正弦曲线，它的运 动特性好，高速下振动与噪声比较小。动特性好，高速下振动与噪声比较小。第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计二、二、平行分度凸轮机构平行分度凸轮机构 平行分度凸轮机构平行分度凸轮机构主要尺寸参数主要尺寸参数 1分度数分度数n 从动盘从动盘(轴轴)在回转一周的过程中转动或停歇的次数在回转一周的过程中转动或停歇的次数 2分度角分度

240、角 一个分度：一次转动和停歇的一个运动循环。一个分度：一次转动和停歇的一个运动循环。 分度角：一个分度从动件转过的角度。分度角：一个分度从动件转过的角度。 3凸轮的凸轮的动程角动程角 凸轮在从动件运动时间内转过的角度。凸轮在从动件运动时间内转过的角度。 4 ，I：单个凸轮每转一周驱动从动件的分度次数：单个凸轮每转一周驱动从动件的分度次数第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计二、二、平行分度凸轮机构平行分度凸轮机构 平行分度凸轮机构平行分度凸轮机构主要尺寸参数主要尺寸参数 5动静比动静比 一般设计时，给定一般设计时，给定 ，则，则 6从动滚子数从动滚子数m 从动盘上

241、滚子的总数从动盘上滚子的总数 7凸轮头数凸轮头数Gm 每一个分度凸轮拨过的滚子数，借用蜗杆头数（或每一个分度凸轮拨过的滚子数，借用蜗杆头数（或 空间凸轮分度机构凸轮曲面个数的概念）空间凸轮分度机构凸轮曲面个数的概念） Gm常取常取1,2,4，最多的是，最多的是Gm= 2。第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计二、二、平行分度凸轮机构平行分度凸轮机构 平行分度凸轮机构平行分度凸轮机构主要尺寸参数主要尺寸参数 8中心距中心距C 输入轴与输出轴的轴线间距离输入轴与输出轴的轴线间距离 9径距比径距比KrC 滚子随从动盘回转的半径与中心距之比：滚子随从动盘回转的半径与中心距

242、之比： 一个重要的几何参数，与机构压力角、曲线的曲一个重要的几何参数，与机构压力角、曲线的曲 率都有直接关系。率都有直接关系。 10滚子初始角滚子初始角 其中：其中： 滚子序号滚子序号第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计二、二、平行分度凸轮机构平行分度凸轮机构 平行分度凸轮机构的平行分度凸轮机构的结构设计结构设计 1. 按凸轮与从动件的啮合及其运动形式分按凸轮与从动件的啮合及其运动形式分 外接触式：外接触式：n112，尤其在，尤其在n=1，2，3时使用较多；时使用较多； 内接触式：最大分度数可达到内接触式：最大分度数可达到n=90左右，结构紧凑；左右，结构紧凑；

243、 直线移动式：省去了将间歇转位运动转换成直线运动直线移动式：省去了将间歇转位运动转换成直线运动 的中间环节。的中间环节。 2. 按凸轮的数量分按凸轮的数量分 二片式二片式(双联凸轮双联凸轮)； 三片式三片式(三联凸轮三联凸轮)：在分度数少时：在分度数少时(n3)使用，使用， 较二片式优越。较二片式优越。第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计三、三、圆柱分度凸轮机构圆柱分度凸轮机构 20世纪世纪30年代已有应用，但由于设计方法及凸轮的年代已有应用，但由于设计方法及凸轮的 制造方法落后，它的优点未能充分发挥，仅用于低速和制造方法落后，它的优点未能充分发挥，仅用于低速和

244、 精度要求不高的场合，随着计算机和数控技术的应用，精度要求不高的场合，随着计算机和数控技术的应用， 圆柱分度凸轮机构日益受到人们的重视，在精度、承载圆柱分度凸轮机构日益受到人们的重视，在精度、承载 能力和动力学性能方面都有了很大的提高，成为一类重能力和动力学性能方面都有了很大的提高，成为一类重 要的空间分度凸轮机构。要的空间分度凸轮机构。 工作原理工作原理 输入轴输入轴(凸轮袖凸轮袖)与输出轴与输出轴(从动盘轴从动盘轴)空间交错垂直。空间交错垂直。 从动盘间歇转位运动的实现，依赖于凸轮工作曲面的从动盘间歇转位运动的实现，依赖于凸轮工作曲面的 变化。变化。第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七

245、章 间歇运动机构自动机械设计三、三、圆柱分度凸轮机构圆柱分度凸轮机构 圆柱分度凸轮机构的圆柱分度凸轮机构的特点特点 1. 结构简单、紧凑、刚性好、承载能力高，可用于大扭矩结构简单、紧凑、刚性好、承载能力高，可用于大扭矩 的间歇运动场合；的间歇运动场合； 2. 分度范围大，适应范围宽；分度范围大，适应范围宽； 3. 设计上限制较少，可方便地实现各种运动规律；设计上限制较少，可方便地实现各种运动规律； 4. 分度精度高，可达分度精度高，可达30”； 5. 制造成本较低；制造成本较低； 6. 一般不加预紧，即使采用圆锥滚子加预紧力，预紧力也一般不加预紧，即使采用圆锥滚子加预紧力，预紧力也 不均匀；因

246、此，适用于中低速场合。不均匀；因此，适用于中低速场合。第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计三、三、圆柱分度凸轮机构圆柱分度凸轮机构 圆柱分度凸轮机构圆柱分度凸轮机构主要尺寸参数主要尺寸参数 1. 分度数分度数n n=660；若；若n太小，压力角很大，传动特性很差；太小，压力角很大，传动特性很差； n太大时，从动盘径向尺寸太大，结构复杂，使得转动太大时，从动盘径向尺寸太大，结构复杂，使得转动 惯量也很大，运转速度受到限制，功率消耗也大。惯量也很大，运转速度受到限制，功率消耗也大。 2. 单头的圆柱分度凸轮机构的单头的圆柱分度凸轮机构的分度角分度角 3. 动静比动静

247、比Kd 4. 凸轮动程角凸轮动程角 与平行分度凸轮机构不同：与平行分度凸轮机构不同： 当当KrC和和n一定后，一定后，Kd及及 受到一定的限制。而圆柱受到一定的限制。而圆柱 分度凸轮机构的分度凸轮机构的C和和rf对对Kd和和 无直接影响。无直接影响。第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计三、三、圆柱分度凸轮机构圆柱分度凸轮机构 圆柱分度凸轮机构圆柱分度凸轮机构主要尺寸参数主要尺寸参数 5. 从动盘节圆半径从动盘节圆半径（从动滚子分布圆半径）（从动滚子分布圆半径）rf 一个主要几何参数。一个主要几何参数。 6. 滚子半径滚子半径ro和宽度和宽度Bo 7. 圆柱分度凸

248、轮基圆直径圆柱分度凸轮基圆直径Dco 在保证接触应力和压力角小于许用值的前提下，凸在保证接触应力和压力角小于许用值的前提下，凸 轮尺寸不宜偏大，以使机构尽可能紧凑。轮尺寸不宜偏大，以使机构尽可能紧凑。 运动规律的最大无因次速度；运动规律的最大无因次速度； 许用最大压力角。许用最大压力角。第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计三、三、圆柱分度凸轮机构圆柱分度凸轮机构 圆柱分度凸轮机构圆柱分度凸轮机构主要尺寸参数主要尺寸参数 8. 圆柱分度凸轮外径圆柱分度凸轮外径Dcw 9. 凸轮槽深度凸轮槽深度h 应保证啮合时滚子不与槽底相碰，又能保证充分啮合应保证啮合时滚子不与槽

249、底相碰，又能保证充分啮合 其中其中lo滚子销轴轴头伸出的长度。滚子销轴轴头伸出的长度。 10. 凸轮体宽度凸轮体宽度Bc 沟槽式：沟槽式： 凸脊式：凸脊式： 11. 中心距中心距C：凸轮轴线与从动盘轴线之间的距离：凸轮轴线与从动盘轴线之间的距离第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计三、三、圆柱分度凸轮机构圆柱分度凸轮机构 圆柱分度凸轮机构圆柱分度凸轮机构主要尺寸参数主要尺寸参数 11. 中心距中心距C 其中：其中：a-凸轮中心线偏离滚子起始与终止位置中凸轮中心线偏离滚子起始与终止位置中 心连线的距离心连线的距离 凸轮轴线到滚子安装基面凸轮轴线到滚子安装基面(即从动

250、盘的下表面即从动盘的下表面)的的 距离：取决于凸轮外径、滚子与从动盘间垫片厚度等距离：取决于凸轮外径、滚子与从动盘间垫片厚度等 12. 凸轮头数凸轮头数Gm（计算公式同平行分度凸轮机构）（计算公式同平行分度凸轮机构） 在一次间歇转位运动循环中，转过的滚子数目。在一次间歇转位运动循环中，转过的滚子数目。 多数取多数取Gm1。个别情况：有分度数。个别情况：有分度数n1的的第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计三、三、圆柱分度凸轮机构圆柱分度凸轮机构 圆柱分度凸轮机构的圆柱分度凸轮机构的结构设计结构设计 1. 沟槽式沟槽式： 在间歇运动的静止段，由一个滚子处在沟槽内，利

251、在间歇运动的静止段，由一个滚子处在沟槽内，利 用这一沟槽两侧面与滚子接触，来限制从动盘运动。用这一沟槽两侧面与滚子接触，来限制从动盘运动。第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计三、三、圆柱分度凸轮机构圆柱分度凸轮机构 圆柱分度凸轮机构的圆柱分度凸轮机构的结构设计结构设计 2. 凸脊式凸脊式（使用较为普遍（使用较为普遍 ） 在间歇运动静止段，由两个滚子与凸轮的凸脊的两在间歇运动静止段，由两个滚子与凸轮的凸脊的两 侧面接触，来限制从动盘的运动。侧面接触，来限制从动盘的运动。第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计三、三、圆柱分度凸轮机构圆柱

252、分度凸轮机构 圆柱分度凸轮机构的圆柱分度凸轮机构的结构设计结构设计 2. 凸脊式凸脊式（使用较为普遍（使用较为普遍 ） 可可按从动滚子的形状分按从动滚子的形状分 圆柱滚子式圆柱滚子式 圆锥滚子式圆锥滚子式 球面滚子式球面滚子式 也可也可按凸轮头数分按凸轮头数分 单头单头 多头。多头。 一般地，单头圆柱滚子凸脊式圆柱分度凸轮机构应用最广一般地，单头圆柱滚子凸脊式圆柱分度凸轮机构应用最广第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计四、四、弧面凸轮分度机构弧面凸轮分度机构 也称为蜗形凸轮分度机构或滚子也称为蜗形凸轮分度机构或滚子齿式凸轮分度机构齿式凸轮分度机构(Roller-

253、gear IndexingCam Mechanism)是美国菲固森是美国菲固森(Ferguson)凸轮公司的专利产品，又被称为菲固森凸轮公司的专利产品，又被称为菲固森机构机构(Ferguson Drive for Indexing Mech-anism)，适用于中、高速机械设备中的，适用于中、高速机械设备中的空间间歇运动机构。分度机构性能最好，空间间歇运动机构。分度机构性能最好，属高速精密分度装置。属高速精密分度装置。 工作原理工作原理 弧面凸轮如一个变螺旋角的弧面蜗杆弧面凸轮如一个变螺旋角的弧面蜗杆第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计四、四、弧面凸轮分度机构弧

254、面凸轮分度机构 弧面凸轮分度机构的弧面凸轮分度机构的特点特点 1. 结构简单，刚性好，承载能力在凸轮机构中最大。结构简单，刚性好，承载能力在凸轮机构中最大。 2. 设计限制少，分度范围宽：设计限制少，分度范围宽：n=124，特殊的，特殊的n0.5(从从 动盘转两圈停歇一次动盘转两圈停歇一次)，分度数小时，比圆柱的更优，分度数小时，比圆柱的更优 3. 中心距可作微调，即可加预紧，消除间隙，获得较好中心距可作微调，即可加预紧，消除间隙，获得较好 的动力特性和运动特性，运转平稳，用于各种速度。的动力特性和运动特性，运转平稳，用于各种速度。 4. 精度高，分度精度可达精度高，分度精度可达15”30”。

255、 5. 凸轮工作曲面复杂，加工难度大，成本高。凸轮工作曲面复杂，加工难度大，成本高。 从动盘的加工也较前两种凸轮机构困难。从动盘的加工也较前两种凸轮机构困难。 6. 若若n24，预紧易卡死，该机构优势变得不明显。，预紧易卡死，该机构优势变得不明显。第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计四、四、弧面凸轮分度机构弧面凸轮分度机构 弧面凸轮分度机构弧面凸轮分度机构主要尺寸参数主要尺寸参数 1. 分度数分度数n 2. 动静比动静比Kd 3. 分度角分度角 4. 动程角动程角 5. 凸轮头数凸轮头数Gm 6. 滚子数滚子数m 7. 中心距中心距C 8. 滚子宽度滚子宽度 9

256、. 滚子半径滚子半径第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计四、四、弧面凸轮分度机构弧面凸轮分度机构 弧面凸轮分度机构弧面凸轮分度机构主要尺寸参数主要尺寸参数 10. 从动盘节园半径从动盘节园半径rf 从动盘回转中心到滚子宽度中点轴线的半径，从动盘回转中心到滚子宽度中点轴线的半径， 11. 从动盘基园半径从动盘基园半径rfo第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计四、四、弧面凸轮分度机构弧面凸轮分度机构 弧面凸轮分度机构弧面凸轮分度机构主要尺寸参数主要尺寸参数 12. 从动盘最大外径从动盘最大外径rfm 13. 径距比径距比Krc 从动盘

257、节园半径从动盘节园半径rf与中心距与中心距C之比，影响压力角之比，影响压力角 及曲面的曲率等的重要参数，分度数越大，径距比及曲面的曲率等的重要参数，分度数越大，径距比 可以取得较大。可以取得较大。第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计四、四、弧面凸轮分度机构弧面凸轮分度机构 弧面凸轮分度机构弧面凸轮分度机构主要尺寸参数主要尺寸参数 14. 凸轮外轮廓圆弧面半径凸轮外轮廓圆弧面半径RCH 15. 凸轮最大外园直径凸轮最大外园直径Dcm 16. 凸轮宽度凸轮宽度 17. 凸轮槽深凸轮槽深 凸轮外表面是旋转弧面，使得凸轮槽深不好确凸轮外表面是旋转弧面，使得凸轮槽深不好确

258、 定，以滚子不与底面相碰为宜。定，以滚子不与底面相碰为宜。第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计四、四、弧面凸轮分度机构弧面凸轮分度机构 弧面分度凸轮机构的弧面分度凸轮机构的结构设计结构设计 1. 脊型脊型： n较少时用。输出运动静止时，由两个相邻的滚子较少时用。输出运动静止时，由两个相邻的滚子 骑在凸轮的凸脊上，使从动盘保持确定的位置。骑在凸轮的凸脊上，使从动盘保持确定的位置。 2. 槽型槽型： n较多时用。输出运动静止时，一个滚子处于凸轮较多时用。输出运动静止时，一个滚子处于凸轮 的沟槽内，两相邻的滚子骑在两边的凸脊上，使从动盘的沟槽内，两相邻的滚子骑在两边的

259、凸脊上，使从动盘 定位。定位。 直槽：在槽的长度方向上各点的线速度和滚子上直槽：在槽的长度方向上各点的线速度和滚子上 相应各点的线速度不一致，故磨损不均勾相应各点的线速度不一致，故磨损不均勾第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计四、四、弧面凸轮分度机构弧面凸轮分度机构 弧面分度凸轮机构的弧面分度凸轮机构的结构设计结构设计 2. 槽型槽型： 斜槽：磨损较均匀，但加工量大。斜槽：磨损较均匀，但加工量大。 D1-凸轮外径；凸轮外径；b1-凸轮外径上的槽宽。凸轮外径上的槽宽。 3. 从动滚子的形状从动滚子的形状 圆柱形：可用适当直径的滚动轴承代替。圆柱形：可用适当直径的滚

260、动轴承代替。 鼓形；鼓形； 圆锥形。圆锥形。 4. 滚子与从动盘的连接方式滚子与从动盘的连接方式第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第四第四节 分度凸轮机构分度

261、凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第四第四节 分度凸轮机构分度凸轮机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第五第五节 其它间歇运动机构其它间歇运动机构第七章 间歇运动机构自动机械设计一、一、不完全齿轮机构不完全齿轮机构二、二、星轮机构星轮机构（滚轮或针轮机构）（滚轮或针轮机构） 是不完全齿轮机构的变异型式是不完全齿轮机构的变异型式三、三、曲柄导杆机构曲柄导杆机构第五第五节 其它间歇运动机构其

262、它间歇运动机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第五第五节 其它间歇运动机构其它间歇运动机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第六第六节 定位机构定位机构第七章 间歇运动机构自动机械设计一、一、定位机构的设计要求定位机构的设计要求 使用场合使用场合 位置精度要求高或工作载荷较大的步进式机械设备，位置精度要求高或工作载荷较大的步进式机械设备， 定位机构更是必须设置的重要部件。定位机构更是必须设置的重要部件。 设计定位机构应满足设计定位机构应满足 1. 足够的定位精度和刚度；足够的定位精度和刚度； 2. 定位精度保持期长，定位元件磨损小；定位精度保持期长，定位元件磨损小； 3. 定位迅速、平稳、可靠；

263、定位迅速、平稳、可靠； 4. 定位元件磨损后易于调整和更换；定位元件磨损后易于调整和更换； 5. 结构简单、紧凑。结构简单、紧凑。第六第六节 定位机构定位机构第七章 间歇运动机构自动机械设计二、二、定位机构的型式及定位精度分析定位机构的型式及定位精度分析 型式型式： 1. 利用机构构件的轮廓表面定位利用机构构件的轮廓表面定位： 低副定位弧低副定位弧：槽轮、星轮、不完全齿轮等；：槽轮、星轮、不完全齿轮等； 双高副棱边双高副棱边：蜗形凸轮无升角轮廓曲线。：蜗形凸轮无升角轮廓曲线。 结构简单，无附加载荷，能满足一般情况下的定位结构简单，无附加载荷，能满足一般情况下的定位 精度。但定位表面磨损大，较难

264、补偿。精度。但定位表面磨损大，较难补偿。 2. 利用附加定位器定位利用附加定位器定位：当定位精度要求较高时。：当定位精度要求较高时。 弹性定位弹性定位： 滚珠滚珠 滚柱：有时难以实现准确定位。滚柱：有时难以实现准确定位。 刚件定位刚件定位：第六第六节 定位机构定位机构第七章 间歇运动机构自动机械设计二、二、定位机构的型式及定位精度分析定位机构的型式及定位精度分析 型式型式： 2. 利用附加定位器定位利用附加定位器定位：当定位精度要求较高时。：当定位精度要求较高时。 弹性定位弹性定位： 刚件定位刚件定位： 摩擦定位摩擦定位(如刹车定位、摩擦离合器定位如刹车定位、摩擦离合器定位) 插销定位：插销定

265、位： 单插销定位单插销定位 双插销定位双插销定位 啮合定位：是一种精密定位法，常用的是啮合定位：是一种精密定位法，常用的是 鼠牙盘定位器（端面齿盘定位器）鼠牙盘定位器（端面齿盘定位器） 第六第六节 定位机构定位机构第七章 间歇运动机构自动机械设计二、二、定位机构的型式及定位精度分析定位机构的型式及定位精度分析 型式型式： 3. 鼠牙盘定位器（端面齿盘定位器）的鼠牙盘定位器（端面齿盘定位器）的优点优点： 定位精度高，一般可达定位精度高，一般可达3”，最高可达，最高可达0 .40”； 重复定位精度稳定；重复定位精度稳定； 定位刚度好。齿面啮合长度不小于定位刚度好。齿面啮合长度不小于60，齿数啮合率

266、，齿数啮合率 不低于不低于90； 适应性强；适应性强； 定位精度保持性强，有进一步提高定位精度的趋势。定位精度保持性强，有进一步提高定位精度的趋势。 缺点是制造困难，成本高。缺点是制造困难，成本高。 插销的结构型式插销的结构型式第六第六节 定位机构定位机构第七章 间歇运动机构自动机械设计三、三、定位机构的设计计算定位机构的设计计算 弹性定位机构的设计计算弹性定位机构的设计计算 插销定位机构的设计计算插销定位机构的设计计算 鼠牙盘定位器的设计参数选择鼠牙盘定位器的设计参数选择四、四、设计定位机构应注意的问题设计定位机构应注意的问题第六第六节 定位机构定位机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第六第

267、六节 定位机构定位机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第六第六节 定位机构定位机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第六第六节 定位机构定位机构第七章 间歇运动机构自动机械设计第一第一节 概述概述第二第二节 液体料供料机构液体料供料机构第三第三节 粉粒料供料机构粉粒料供料机构第四第四节 条、条、带、线、棒料供料机构、棒料供料机构第五第五节 单件及板片料供料机构件及板片料供料机构第六第六节 供送料机械手及机器人供送料机械手及机器人第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计本章重点：本章重点： 1、各供料机构的工作原理；、各供料机构的工作原理； 2、计量；、计量

268、； 3、定时。、定时。本章难点：本章难点： 1、各供料机构的设计计算；、各供料机构的设计计算； 2、供料时间、供料速度；、供料时间、供料速度； 3、提高生产率应采取的措施。、提高生产率应采取的措施。 第一第一节 概述概述第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计一、供料机构的任务、基本组成及设计要求一、供料机构的任务、基本组成及设计要求 任务任务 把把待加工的物品待加工的物品(工件工件)从存料器从存料器(料箱料箱)中中分离分离出来，按出来，按 照自动机的加工要求，照自动机的加工要求，定时、定量、定向地定时、定量、定向地送到加工位置送到加工位置 组成：四大部分组成：四大部分(机构、装置机构、装置)

269、 1定时装置（必须）定时装置（必须） 按照按照生产节拍生产节拍，定时定时工作，工作，准时准时供料。供料。 内联内联传动链来保证；传动链来保证； 也可用也可用独立驱动独立驱动的供料机构，但要由控制系统或的供料机构，但要由控制系统或 隔离装置如闸门等使供料机构隔离装置如闸门等使供料机构停止或送料停止或送料，如电磁振动，如电磁振动 供料器、供送料机械手。供料器、供送料机械手。第一第一节 概述概述第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计一、供料机构的任务、基本组成及设计要求一、供料机构的任务、基本组成及设计要求 组成：四大部分组成：四大部分(机构、装置机构、装置) 1定时装置（必须）定时装置（必须）

270、2定量装置（必须）定量装置（必须） 根据工艺要求，在每一个工作循环送出规定数量的根据工艺要求，在每一个工作循环送出规定数量的 工件。工件。 需隔离装置、计数机构等来配合。需隔离装置、计数机构等来配合。 分：分： 数数 件：香皂、香烟；件：香皂、香烟； 个：螺钉。个：螺钉。 量量 长度：成卷的塑料带、薄铁皮、细钢棒长度：成卷的塑料带、薄铁皮、细钢棒 重量：洗衣粉；重量：洗衣粉； 体积：酒类。体积：酒类。第一第一节 概述概述第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计一、供料机构的任务、基本组成及设计要求一、供料机构的任务、基本组成及设计要求 组成：四大部分组成：四大部分(机构、装置机构、装置) 1定

271、时装置（必须）定时装置（必须） 2定量装置（必须）定量装置（必须） 3定向装置定向装置 按照工艺加工的按照工艺加工的方位方位送出工件。送出工件。 与与纠正、剔除机构纠正、剔除机构等配合使用。等配合使用。 4其它装置其它装置 定位、隔离、矫值、纠偏、剔除、检测、计数等。定位、隔离、矫值、纠偏、剔除、检测、计数等。第一第一节 概述概述第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计一、供料机构的任务、基本组成及设计要求一、供料机构的任务、基本组成及设计要求 供料机构的设计要求供料机构的设计要求 1快快速、速、准准确、确、可靠可靠地将工件送到位；地将工件送到位； 2供料过程供料过程平稳平稳、无冲击，不能损伤

272、工件；、无冲击，不能损伤工件； 3适应性强，适应性强，调整调整方便；方便； 4结构结构简单简单，工作可靠。，工作可靠。第一第一节 概述概述第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、供料机构的二、供料机构的分类分类 按供送物料的形、性态分按供送物料的形、性态分 液体料液体料供料机构供料机构 粉粒料粉粒料供料机构供料机构 条、带、线、棒料条、带、线、棒料供料机构供料机构 单件及板片料单件及板片料供料机构供料机构 特殊物料特殊物料供料机构。供料机构。 按驱动控制方式分按驱动控制方式分 机械式（最广泛）机械式（最广泛） 电气式（电磁振动供料器最广泛）电气式（电磁振动供料器最广泛） 气动式气动式 液压

273、式液压式第二第二节 液体料供料机构液体料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计一、液体料特性及其供料过程分析一、液体料特性及其供料过程分析 液体料分类液体料分类 1. 低黏度：黏度低黏度：黏度1Pas； 冷霜、牙膏、鞋油、襁糊等。冷霜、牙膏、鞋油、襁糊等。 3. 半液体：温度高时为低黏度液体，温度低为稠黏性液体半液体：温度高时为低黏度液体，温度低为稠黏性液体 食用油、果酱等。食用油、果酱等。 液体料供料特点：一般是将液体料液体料供料特点：一般是将液体料作为作为产品产品装入容器中，装入容器中， 所以供料就是最后的操作。所以供料就是最后的操作。 液体料的特点液体料的特点 1流动性好；流动

274、性好； 解决了供料过程中的送料问题解决了供料过程中的送料问题， 2有体积无形体；有体积无形体； 无定向问题，无定向问题，需分离需分离（定量）（定量）-关键关键。 尽量使出料口靠近接料口。尽量使出料口靠近接料口。第二第二节 液体料供料机构液体料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、液体料供料机构的形式及供料原理二、液体料供料机构的形式及供料原理 液体料的供料机构往往同时完成液体料的供料机构往往同时完成定量定量分离分离灌装灌装 三个动作，故也称为三个动作，故也称为灌装机构、灌装阀灌装机构、灌装阀。 液位定量液位定量的灌装机构的灌装机构 按体积定量按体积定量的灌装机构的灌装机构 按流量

275、定量按流量定量的灌装机构的灌装机构 等压、真空等压、真空灌装机构灌装机构 压力泵、定量泵压力泵、定量泵第二第二节 液体料供料机构液体料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、液体料供料机构的形式及供料原理二、液体料供料机构的形式及供料原理 液位定量液位定量的灌装机构的灌装机构 1. 旋塞式旋塞式 工作原理工作原理 计量方式计量方式 定时（旋塞驱动机构）定时（旋塞驱动机构）第二第二节 液体料供料机构液体料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、液体料供料机构的形式及供料原理二、液体料供料机构的形式及供料原理 液位定量液位定量的灌装机构的灌装机构 1. 旋塞式旋塞式 2.

276、碟阀式碟阀式 工作原理工作原理 计量方式计量方式 （排气管高低）（排气管高低） 定时定时 （碟阀开、闭碟阀开、闭 即即瓶托机构瓶托机构）第二第二节 液体料供料机构液体料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、液体料供料机构的形式及供料原理二、液体料供料机构的形式及供料原理 按体积定量按体积定量的灌装机构的灌装机构 1. 滑阀式一滑阀式一 2. 滑阀式二滑阀式二 工作原理工作原理 计量方式计量方式 （定量杯定量杯） 定时定时 （凸轮机构凸轮机构1） （凸轮机构凸轮机构2） （凸轮机构凸轮机构3）第二第二节 液体料供料机构液体料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、液体料

277、供料机构的形式及供料原理二、液体料供料机构的形式及供料原理 按流量定量按流量定量的灌装机构的灌装机构 1. 截止阀式截止阀式 以上几种灌装机构以上几种灌装机构 都是靠液体料都是靠液体料自重自流自重自流 完成灌装，称为完成灌装，称为常压常压(重重 力力)灌装法灌装法。 适应各种适应各种低黏度低黏度普普 通液体料通液体料(如白酒、牛奶如白酒、牛奶 、酱油、酱油)的灌装。的灌装。第二第二节 液体料供料机构液体料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、液体料供料机构的形式及供料原理二、液体料供料机构的形式及供料原理 等压、真空等压、真空灌装机构灌装机构 1. 等压等压(正压或负压正压或负压

278、)灌装灌装 含气体的汽水、啤酒、香槟酒等含气体的汽水、啤酒、香槟酒等 料后加压料后加压灌装，灌装， 不卫生。不卫生。 2. 负压负压(真空真空)灌装灌装 含维生素较高的蔬菜汁、果子汁等含维生素较高的蔬菜汁、果子汁等 有毒易挥发类液体有毒易挥发类液体(如农药如农药) 料前减压料前减压灌装，灌装， 有可能被污染，但可防止废品。有可能被污染，但可防止废品。 双室真空灌装：基本无污染。双室真空灌装：基本无污染。第二第二节 液体料供料机构液体料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、液体料供料机构的形式及供料原理二、液体料供料机构的形式及供料原理 等压、真空等压、真空灌装机构灌装机构 1.

279、等压等压(正压或负压正压或负压)灌装灌装 含气体的汽水、啤酒、香槟酒等含气体的汽水、啤酒、香槟酒等 料后加压灌装，料后加压灌装， 不卫生？不卫生？ 第二第二节 液体料供料机构液体料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、液体料供料机构的形式及供料原理二、液体料供料机构的形式及供料原理 等压、真空灌装机构等压、真空灌装机构 2. 负压负压(真空真空)灌装灌装 含维生素较高的蔬菜汁、含维生素较高的蔬菜汁、 果子汁等。果子汁等。 有毒易挥发类液体有毒易挥发类液体(如农药如农药) 料前减压料前减压灌装，有可能被灌装，有可能被 污染，但可防止废品。污染，但可防止废品。第二第二节 液体料供料机

280、构液体料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、液体料供料机构的形式及供料原理二、液体料供料机构的形式及供料原理 等压、真空灌装机构等压、真空灌装机构 2.1 双室真空灌装双室真空灌装 基本基本无污染无污染。 有些灌装机构先对瓶抽真空有些灌装机构先对瓶抽真空 (排掉瓶内空气及杂物排掉瓶内空气及杂物)，再给瓶，再给瓶 中通入有益气体中通入有益气体(如二氧化碳如二氧化碳)， 以实现等压灌装，可以防止液体以实现等压灌装，可以防止液体 料被污染及氧化变质。料被污染及氧化变质。 第二第二节 液体料供料机构液体料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、液体料供料机构的形式及供料原理

281、二、液体料供料机构的形式及供料原理 压力泵、定量泵压力泵、定量泵 灌装时的压力或真空度一般灌装时的压力或真空度一般 比较高，比较高，目的目的是：加快液体料流速是：加快液体料流速 以改变其流动性。以改变其流动性。 有齿轮泵、叶片泵、活塞泵、有齿轮泵、叶片泵、活塞泵、 螺杆泵。螺杆泵。 1. 压力泵灌装机构压力泵灌装机构第二第二节 液体料供料机构液体料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、液体料供料机构的形式及供料原理二、液体料供料机构的形式及供料原理 压力泵、定量泵压力泵、定量泵 1. 压力泵灌装机构压力泵灌装机构 2. 活塞式定量泵灌装机构活塞式定量泵灌装机构 适合冷霜类适合冷霜

282、类黏稠性黏稠性 液体料的灌装。液体料的灌装。第二第二节 液体料供料机构液体料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计三、液体料供料机构的设计与计算三、液体料供料机构的设计与计算 灌装阀灌装阀开闭机构开闭机构 1. 间接式：瓶托机构。间接式：瓶托机构。 滑道式瓶托机构；滑道式瓶托机构； 气动式瓶托机构。气动式瓶托机构。 2. 直接式：杠杆、拨叉、棘轮、凸轮。直接式：杠杆、拨叉、棘轮、凸轮。 供料时间供料时间、供料速度供料速度确定与计算确定与计算 其中：其中：V-定量容积；定量容积； Q-灌装阀或泵流量。灌装阀或泵流量。第二第二节 液体料供料机构液体料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自

283、动机械设计三、液体料供料机构的设计与计算三、液体料供料机构的设计与计算 灌装机构结构设计灌装机构结构设计 耐腐蚀、密封、耐腐蚀、密封、 料道平整光滑、料道平整光滑、 尽量短。尽量短。 第三第三节 粉粒料供料机构粉粒料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计一、粉粒料一、粉粒料特性特性及其及其供料过程供料过程分析分析 按粒度分按粒度分 1. 粉体：面粉、奶粉、洗衣粉；粉体：面粉、奶粉、洗衣粉； 2. 颗粒：白糖、大米、绿豆、药丸、花生。颗粒：白糖、大米、绿豆、药丸、花生。 供料过程供料过程 供料机构要配合工艺执行机构供料机构要配合工艺执行机构 作为原料作为原料 加工工位。加工工位。 分装

284、分装 作为产品作为产品 容器。容器。第三第三节 粉粒料供料机构粉粒料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计一、粉粒料一、粉粒料特性特性及其及其供料过程供料过程分析分析 特性特性 与液体科相似，但流动性、流速主要取决于粒度、颗粒与液体科相似，但流动性、流速主要取决于粒度、颗粒 形状、湿度等。形状、湿度等。 主要问题主要问题（分离分离-定量定量）的解决）的解决 1. 按体积按体积定量定量 结构较简单，调节方便，但精度不高，误差结构较简单，调节方便，但精度不高，误差23， 适宜小定量、微细物料供料后的再加上。适宜小定量、微细物料供料后的再加上。 2. 按重量按重量定量定量 结构复杂，精度高

285、，误差结构复杂，精度高，误差0.1，适宜密度不稳定、易适宜密度不稳定、易 受潮结块的颗粒料，昂贵物料或加工工艺严格的粉粒料。受潮结块的颗粒料，昂贵物料或加工工艺严格的粉粒料。第三第三节 粉粒料供料机构粉粒料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、二、按体积定量按体积定量的粉粒料供料机构的粉粒料供料机构 转盘容杯式转盘容杯式供料机构供料机构 1. 定量过程定量过程 2. 生产能力生产能力 其中：其中：V-定量杯容积定量杯容积 -物料密度；物料密度； n-转盘转速；转盘转速； m-容杯数。容杯数。第三第三节 粉粒料供料机构粉粒料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、二、按

286、体积定量按体积定量的粉粒料供料机构的粉粒料供料机构 转盘容杯式转盘容杯式供料机构供料机构 3. 可调容杯式可调容杯式供料机构供料机构第三第三节 粉粒料供料机构粉粒料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、二、按体积定量按体积定量的粉粒料供料机构的粉粒料供料机构 转鼓式转鼓式供料机构供料机构 1. 组成：鼓体和转鼓。组成：鼓体和转鼓。 2. 供料过程？供料过程？ 3. 调节？螺钉调节？螺钉3 4. 容料槽形状：容料槽形状： 圆柱；圆柱； 长直槽；长直槽； 圆锥；圆锥； 锥柱；锥柱； 凹弧等。凹弧等。 5. 生产能力生产能力 其中：其中：K-充满系数充满系数0.61； m-容料槽数。容

287、料槽数。第三第三节 粉粒料供料机构粉粒料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、二、按体积定量按体积定量的粉粒料供料机构的粉粒料供料机构 转鼓式转鼓式供料机构供料机构 6. 凹弧转鼓式凹弧转鼓式供料机构供料机构二、二、按体积定量按体积定量的粉粒料供料机构的粉粒料供料机构 螺杆式螺杆式供料机构供料机构 1. 组成：组成： 2. 定量：螺杆的转数定量：螺杆的转数(时间时间)。 3. 生产能力：生产能力： 其中：其中：V-每圈螺旋槽容积；每圈螺旋槽容积； no-供料一次螺杆的转数。供料一次螺杆的转数。第三第三节 粉粒料供料机构粉粒料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计第三第三

288、节 粉粒料供料机构粉粒料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、二、按体积定量按体积定量的粉粒料供料机构的粉粒料供料机构 柱塞式柱塞式（流动性效差的物料）（流动性效差的物料） 1. 组成：缸体和柱塞组成：缸体和柱塞 2. 特点：结构简单，特点：结构简单， 但定量准确度较低。但定量准确度较低。 3. 生产能力：生产能力： 其中：其中：K-充满系数，充满系数，0.81； F-柱塞面积；柱塞面积； s-柱塞行程；柱塞行程； n-柱塞往复次数柱塞往复次数三、三、按重量定量按重量定量的粉粒料供料机构的粉粒料供料机构 增设称量装置：天平秤；增设称量装置：天平秤； 电子皮带秤。电子皮带秤。 天平

289、秤间歇式天平秤间歇式供料机构供料机构 1. 重量达到所需，天平秤重量达到所需，天平秤 一端的触点开关一端的触点开关6断开，断开， 使电磁振动供料器停止使电磁振动供料器停止 供料。供料。 2. 调节：砝码调节：砝码5第三第三节 粉粒料供料机构粉粒料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计三、三、按重量定量按重量定量的粉粒料供料机构的粉粒料供料机构 天平秤间歇式天平秤间歇式供料机构供料机构 3. 天平秤和容积式天平秤和容积式定量定量 组合供科机构。组合供科机构。第三第三节 粉粒料供料机构粉粒料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计三、三、按重量定量按重量定量的粉粒料供料机构的粉粒

290、料供料机构 电子皮带秤连续式电子皮带秤连续式供料机构供料机构 1. 调节？调节阀门调节？调节阀门。第三第三节 粉粒料供料机构粉粒料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计第三第三节 粉粒料供料机构粉粒料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计一、细长、薄宽物品供料一、细长、薄宽物品供料过程分析过程分析 按形状和尺寸分按形状和尺寸分 1. 线棒料：有一定直径：金属丝、细棒线棒料：有一定直径：金属丝、细棒(管管)； 2. 条带料：有一定宽度：薄的金属带、塑料带。条带料：有一定宽度：薄的金属带、塑料带。 卷卷 用用 包装、捆扎；包装、捆扎； 料料 于于 下料、裁剪成工件。下料、裁剪成

291、工件。 供料中的供料中的主要问题主要问题 定长定长 解决办法：解决办法： 1. 间歇式供料：行程控制。间歇式供料：行程控制。 2. 连续式供料：匀速输送、控制供送时间。连续式供料：匀速输送、控制供送时间。第四第四节 条、带、线、棒料供料机构条、带、线、棒料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计一、细长、薄宽物品供料一、细长、薄宽物品供料过程分析过程分析 供料过程供料过程 线棒料：线棒料：滚轮式滚轮式供料机构；供料机构； 条带料：条带料：辊轴式辊轴式供料机构。供料机构。 供料机构比较简单。供料机构比较简单。 第四第四节 条、带、线、棒料供料机构条、带、线、棒料供料机构第八章 自动机械供

292、料机构设计自动机械设计二、定长供料机构形式及二、定长供料机构形式及供料原理供料原理 条带料供料机构条带料供料机构 1. 带钢带钢自动冲压机供料机构。自动冲压机供料机构。 第四第四节 条、带、线、棒料供料机构条、带、线、棒料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、定长供料机构形式及二、定长供料机构形式及供料原理供料原理 条带料条带料供料机构供料机构 1. 带钢带钢自动冲压机供料机构。自动冲压机供料机构。 2. 双层纸双层纸糠果包装机的供纸机构。糠果包装机的供纸机构。 第四第四节 条、带、线、棒料供料机构条、带、线、棒料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、定长供料机构形

293、式及二、定长供料机构形式及供料原理供料原理 线棒料线棒料供料机构供料机构 1. 灯丝灯丝绕制机绕制机 的供送料的供送料 机构机构第四第四节 条、带、线、棒料供料机构条、带、线、棒料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计三、定长供料机构三、定长供料机构设计与计算设计与计算 供料机构供料机构传动比传动比 送料轮送料轮咬入条件咬入条件 及及矫直量矫直量第四第四节 条、带、线、棒料供料机构条、带、线、棒料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计三、定长供料机构三、定长供料机构设计与计算设计与计算 锥夹头、弹簧锥夹头锥夹头、弹簧锥夹头（间歇式供料）。（间歇式供料）。第四第四节 条、带、

294、线、棒料供料机构条、带、线、棒料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计一、单件物品形态一、单件物品形态分析及定向方法分析及定向方法 单件物品（形态各异）单件物品（形态各异） 螺钉、铆钉、盒、瓶、罐、香皂、香烟、纽扣。螺钉、铆钉、盒、瓶、罐、香皂、香烟、纽扣。 主要解决主要解决输送和定向输送和定向问题问题 按单件物品外形结构复杂程度按单件物品外形结构复杂程度 球球 一般结构件：一般结构件： 旋转体旋转体 轴柱轴柱 盘盘 非旋转体非旋转体(板块体板块体)： 板板 块块 复杂结构件：特殊供料机构复杂结构件：特殊供料机构(工业机器人、机械手工业机器人、机械手)送料送料第五第五节 单件及板片料

295、供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计一、单件物品形态一、单件物品形态分析及定向方法分析及定向方法 定向次数定向次数：随级别增加，定向次数也增加。：随级别增加，定向次数也增加。 旋转体比板块体定向容易，但定向稳定性比板块体差。旋转体比板块体定向容易，但定向稳定性比板块体差。 对称轴、对称面越多，越易定向；尺寸差异大，定向较容易对称轴、对称面越多，越易定向；尺寸差异大，定向较容易 旋转体宜按轴线定向，板块体应用面定向；旋转体宜按轴线定向，板块体应用面定向； 轴柱类宜按轴线定向，盘类宜按面定向。轴柱类宜按轴线定向，盘类宜按面定向。 外形越简单，越容易定向。外形越简单，

296、越容易定向。 设计时设计时单件物品应单件物品应 尽可能使结构对称化；尽可能使结构对称化； 设计工艺定位面或其它定向结构（工艺孔、工艺凸台等）；设计工艺定位面或其它定向结构（工艺孔、工艺凸台等）； 结构不易重叠、嵌入、绞缠，以便取出结构不易重叠、嵌入、绞缠，以便取出分离分离供送；供送； 单件加工单件加工卷料供料加工。卷料供料加工。第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计一、单件物品形态一、单件物品形态分析及定向方法分析及定向方法 供料机构供料机构 料仓式料仓式供料机构；供料机构； 料斗式料斗式供料机构。供料机构。二、二、料仓式料仓式供料机构供料

297、机构 人工将物品整理定向人工将物品整理定向后，装入按物品形体后，装入按物品形体 特征设计的料仓中，依次由供料机构取出特征设计的料仓中，依次由供料机构取出 分离分离供送到指定工位。供送到指定工位。 适合于尺寸大、较重，或供料中不允许适合于尺寸大、较重，或供料中不允许 碰撞、摩擦，或形态复杂、自定向困难的物品。碰撞、摩擦，或形态复杂、自定向困难的物品。 直线供送直线供送 料仓式供料机构料仓式供料机构 回转供送回转供送 料仓式供料机构料仓式供料机构第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自

298、动机械供料机构设计自动机械设计二、二、料仓式料仓式供料机构供料机构 料仓料仓 1. 作用：储料和送料。作用：储料和送料。 2. 样式样式 斗式斗式料仓：料仓： 带消拱器带消拱器 (搅拌器搅拌器) 第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、二、料仓式料仓式供料机构供料机构 料仓料仓 2. 样式样式 槽式槽式料仓料仓 u型料槽型料槽 半闭式半闭式 T型型 板式板式 还有单杆式还有单杆式 双杆式双杆式 v形槽式料仓等形槽式料仓等 第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、二、料仓式料仓式供料机

299、构供料机构 料仓料仓 2. 样式样式 管式管式料仓是槽式的变形料仓是槽式的变形 送料器送料器 1. 作用：把物品从料槽中取出，分离后送到所指定的工位上。作用：把物品从料槽中取出，分离后送到所指定的工位上。 2样式样式 直线往复式直线往复式 简单，方便，速度低，为单工位自动机的供料。简单，方便，速度低，为单工位自动机的供料。 推板：适用于板块状、平放的圆盘、盖、环类物品；推板：适用于板块状、平放的圆盘、盖、环类物品； 推杆或送料手：适用于管、套类物品推杆或送料手：适用于管、套类物品第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、二、料仓式料仓式供料

300、机构供料机构 送料器送料器 2样式样式 直线往复式直线往复式 摇摆式摇摆式 是直线往复式送料手的变形。是直线往复式送料手的变形。 由摇臂由摇臂1、夹板、夹板2和弹簧和弹簧3等组成。等组成。 兼有隔料器的作用。兼有隔料器的作用。第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、二、料仓式料仓式供料机构供料机构 送料器送料器 2样式样式 直线往复式直线往复式 摇摆式摇摆式 回转式回转式 兼有隔兼有隔 料器的作用。料器的作用。 复合运动式复合运动式第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、二、料仓式料

301、仓式供料机构供料机构 隔料器隔料器（物品重或料仓中（物品重或料仓中物品多物品多） 1. 作用：分离。作用：分离。 2. 常用的隔料器常用的隔料器 直线往复插板直线往复插板(销销)式式： 适于球、柱、轴、套、管、板块。适于球、柱、轴、套、管、板块。 摇摆插板式摇摆插板式： 适于球、柱、轴、套、管。适于球、柱、轴、套、管。 旋转式旋转式：拨轮式：拨轮式： 适于球、短柱、环类物品。适于球、短柱、环类物品。 螺旋式螺旋式：适于球、柱、环、螺钉带肩类物品。适于球、柱、环、螺钉带肩类物品。第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、二、料仓式料仓式供料机

302、构供料机构 料仓式供料机构的料仓式供料机构的设计与计算设计与计算 1料槽布置及物品移送方式料槽布置及物品移送方式 料槽可垂直、水平或倾斜布置；料槽可垂直、水平或倾斜布置； 物品可重下滑、强制推送、气吹、振动等方式。物品可重下滑、强制推送、气吹、振动等方式。 2料槽的倾斜角：滚动料槽的倾斜角：滚动 ；滑动；滑动 3料槽滑道的宽度料槽滑道的宽度 4料槽弯曲段的弯曲半径料槽弯曲段的弯曲半径 5料槽的结构设计料槽的结构设计 6供料速度供料速度 7提高供料速度提高供料速度第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、二、料仓式料仓式供料机构供料机构 二次

303、定向装置二次定向装置 供送形态复杂供送形态复杂 及大小头、正反面及大小头、正反面 的物品时，对操作的物品时，对操作 者要求高，容易紧者要求高，容易紧 张。在料槽的某些张。在料槽的某些 部位设置二次定向，部位设置二次定向， 则可弥补该不足。则可弥补该不足。 1. 剔除法剔除法 2. 矫正法矫正法第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计三、三、料斗式料斗式供料机构（供料机构（自动供料机构）自动供料机构） 人工定期将物品倒入料斗人工定期将物品倒入料斗中，供料机构自动中，供料机构自动取出取出供供 送到指定工位。送到指定工位。 适宜于重量轻、体积小、外

304、形简单适宜于重量轻、体积小、外形简单(特别是对称轴、对称特别是对称轴、对称 面较多面较多)的物品的供送。的物品的供送。 定向方法定向方法 1型孔选取法型孔选取法 由定向机构中的落料孔进行筛分、套住物品，只有位置由定向机构中的落料孔进行筛分、套住物品，只有位置 及形态与型孔相符的物品，才能通过型孔并得以定向供送。及形态与型孔相符的物品，才能通过型孔并得以定向供送。第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计三、三、料斗式料斗式供料机构（供料机构（自动供料机构）自动供料机构） 定向方法定向方法 1型孔选取法型孔选取法 2. 抓取法抓取法 由定向机构抓

305、取物品的某些特征部位（内孔、凸肩、凹由定向机构抓取物品的某些特征部位（内孔、凸肩、凹 槽），使物品得以定向、分离并送出。槽），使物品得以定向、分离并送出。 3二次定向法二次定向法 先对物品进行排队，再进行二次定向。先对物品进行排队，再进行二次定向。 分类分类 1. 按定向机构运动形式分：直线往复式、摇摆式、回转式等；按定向机构运动形式分：直线往复式、摇摆式、回转式等； 2. 按机构结构形式分：插板式、圆盘式、转鼓式、钩子式等。按机构结构形式分：插板式、圆盘式、转鼓式、钩子式等。第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计三、三、料斗式料斗式供料机

306、构（供料机构（自动供料机构）自动供料机构） 往复运动插板式往复运动插板式料斗料斗 插入料斗中的定向机构套住或抓取物品，定向供送。插入料斗中的定向机构套住或抓取物品，定向供送。 1直线往复插板式直线往复插板式 插板顶部形状、方向与抓取物品一致。插板顶部形状、方向与抓取物品一致。 插板插板顶部形状顶部形状 直槽、直槽、v形槽、半圆弧、矩形、台阶等。形槽、半圆弧、矩形、台阶等。 当插板比较宽时，一次可套住或抓取多个当插板比较宽时，一次可套住或抓取多个 物品。物品。 型式：型式： 插板式插板式 插棒式：圆柱棒插棒式：圆柱棒 插管式：空心管插管式：空心管第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机

307、构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计三、三、料斗式料斗式供料机构（供料机构（自动供料机构）自动供料机构） 往复运动插板式往复运动插板式料斗料斗 1直线往复插板式直线往复插板式 主要参数的计算与确定：主要参数的计算与确定： 平均供料率平均供料率Q(件件min) 物品在插板顶部滚动物品在插板顶部滚动 物品在插板顶部滑动物品在插板顶部滑动 其中：其中：n-插板往复频率；插板往复频率； L-插板顶部有效工作长度；插板顶部有效工作长度； k-上料系数；上料系数； d-物品直径；物品直径； l-物品长度。物品长度。第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机

308、械设计三、三、料斗式料斗式供料机构（供料机构（自动供料机构）自动供料机构） 往复运动插板式往复运动插板式料斗料斗 1直线往复插板式直线往复插板式 主要参数的计算与确定：主要参数的计算与确定： 料斗及插板结构设计料斗及插板结构设计 插板顶部倾斜角插板顶部倾斜角 ：滚动：滚动 滑动滑动 插板行程插板行程H 轴类物品：轴类物品： 盘类物品：盘类物品： 料斗宽度料斗宽度B。 料斗相对插板偏置式：料斗相对插板偏置式： 插板位于料斗中间时：插板位于料斗中间时：第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计三、三、料斗式料斗式供料机构（供料机构（自动供料机构）自

309、动供料机构） 往复运动插板式往复运动插板式料斗料斗 1直线往复插板式直线往复插板式 2. 摇摆插板式摇摆插板式 特点特点 较直线式平稳，振动、噪声小。较直线式平稳，振动、噪声小。 平均供料率平均供料率Q(件件min) 滚动滚动 滑动滑动第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计三、三、料斗式料斗式供料机构（供料机构（自动供料机构）自动供料机构） 回转式回转式料斗料斗 当料斗或定向机构回转时，当料斗或定向机构回转时， 通过定向机构套住或抓取物品。通过定向机构套住或抓取物品。 1. 转盘式转盘式 转盘缺口式料斗转盘缺口式料斗 转盘结构型式转盘结构型

310、式第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计三、三、料斗式料斗式供料机构（供料机构（自动供料机构）自动供料机构） 回转式回转式料斗料斗 1. 转盘式转盘式 转盘缺口式料斗转盘缺口式料斗 转盘结构型式转盘结构型式 平均供料率件平均供料率件min 其中：其中：Z-缺口数。缺口数。 转盘空心管旋转管式料斗转盘空心管旋转管式料斗 转盘周向转盘周向第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计三、三、料斗式料斗式供料机构（供料机构（自动供料机构）自动供料机构） 回转式回转式料斗料斗 1. 转盘式转盘式 2.

311、转鼓式转鼓式 由转鼓由转鼓(即料斗即料斗)将将 物品带起，再使其落下，物品带起，再使其落下， 而掉入定向槽内被送出。而掉入定向槽内被送出。第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计三、三、料斗式料斗式供料机构（供料机构（自动供料机构）自动供料机构） 回转式回转式料斗料斗 1. 转盘式转盘式 2. 转鼓式转鼓式 3钩子式钩子式 4桨叶式桨叶式第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计三、三、料斗式料斗式供料机构（供料机构（自动供料机构）自动供料机构） 带式带式料斗料斗 1. 皮带提升机式皮带提升机

312、式料斗料斗 2. 刮板皮带式刮板皮带式料斗料斗第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计三、三、料斗式料斗式供料机构（供料机构（自动供料机构）自动供料机构） 二次定向装置二次定向装置常用二次定向常用二次定向装置见表装置见表第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计四、四、板片料板片料供料机构供料机构 板片料特点板片料特点 周边规矩，可叠起来成摞，按照方位要求装入料斗料槽中周边规矩，可叠起来成摞，按照方位要求装入料斗料槽中 推板式推板式 物品要有物品要有 一定厚度和硬度一定厚度和硬度 摩擦轮式摩擦

313、轮式 适合于薄适合于薄 而软物品的供送。而软物品的供送。第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计四、四、板片料板片料供料机构供料机构 板片料特点板片料特点 推板式推板式 摩擦轮式摩擦轮式第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计四、四、板片料板片料供料机构供料机构 板片料特点板片料特点 推板式推板式 摩擦轮式摩擦轮式 吸盘式吸盘式 要求物品表面要平整要求物品表面要平整 1. 气吸盘气吸盘 2. 电磁吸盘电磁吸盘 胶粘式胶粘式 用于纸类物品的供送用于纸类物品的供送 供送中完成工艺加工供送中完成工

314、艺加工(粘贴粘贴)。 如给瓶、罐贴标签。如给瓶、罐贴标签。第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计五、五、工件的分配、汇总机构工件的分配、汇总机构 分路器分路器 把一个供料机构中的同一种工件送给几个工位或几台自动把一个供料机构中的同一种工件送给几个工位或几台自动 机上，进行平行加工，这就需要分配供料机构。机上，进行平行加工，这就需要分配供料机构。 合路器合路器 把几个供料机构中的不同工件送到一个工位把几个供料机构中的不同工件送到一个工位 或一台自动机上，进行集中加工，这需要汇总供料机构。或一台自动机上，进行集中加工，这需要汇总供料机构。 工件

315、的自动工件的自动分配机构分配机构 1分类分配机构分类分配机构 不同不同 翻板式翻板式分配机构分配机构 挡板挡板5的作用的作用 工件工件 鼓轮式分配机构鼓轮式分配机构第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计五、工件的分配、汇总机构五、工件的分配、汇总机构 工件的自动工件的自动分配机构分配机构 1分配机构的分类分配机构的分类 不同不同 翻板式翻板式分配机构分配机构 工件工件 鼓轮式鼓轮式分配机构分配机构第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计五、工件的分配、汇总机构五、工件的分配、汇总机构 工件

316、的自动工件的自动分配机构分配机构 1分类分配机构分类分配机构 不同不同 翻板式翻板式分配机构分配机构 工件工件 鼓轮式鼓轮式分配机构分配机构 2分路分配分路分配 相同相同 摇板式摇板式分配机构分配机构 工件工件 推板式分配机构推板式分配机构第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计五、工件的分配、汇总机构五、工件的分配、汇总机构 工件的自动工件的自动分配机构分配机构 1分配机构的分类分配机构的分类 不同不同 翻板式翻板式分配机构分配机构 工件工件 鼓轮式鼓轮式分配机构分配机构 2分路分配分路分配 相同相同 摇板式摇板式分配机构分配机构 工件工件

317、 推板式推板式分配机构分配机构第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计五、工件的分配、汇总机构五、工件的分配、汇总机构 工件的自动工件的自动汇总机构汇总机构 1组合组合汇总（交替供送）汇总（交替供送） 将来自几个料槽或将来自几个料槽或 料斗中的不同工件，按料斗中的不同工件，按 一定的比例汇集在一个一定的比例汇集在一个 料槽中送出。料槽中送出。 第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计五、工件的分配、汇总机构五、工件的分配、汇总机构 工件的自动工件的自动汇总机构汇总机构 1组合组合汇总（交替供

318、送）汇总（交替供送） 2合流合流汇总（汇集）汇总（汇集） 将来自几个料仓或料斗将来自几个料仓或料斗 中的相同工件，汇集到一个中的相同工件，汇集到一个 料槽中送出料槽中送出一、单件物品形态分析及定向方法一、单件物品形态分析及定向方法 第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、料仓式供料机构二、料仓式供料机构第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计三、料斗式供料机构（三、料斗式供料机构（自动供料机构）自

319、动供料机构） 常用常用二次定向装置二次定向装置第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计第五第五节 单件及板片料供料机构单件及板片料供料机构第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计第六第六节 供送料机械手及机器人供送料机械手及机器人第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计一、概述一、概述 随着自动机、自动线的高速、高度自动化，对供料机构的随着自动机、自动线的高速、高度自动化，对供料机构的 生产率、供料明确性等提出了更高的要求，也要求供料机构更生产率、供料明确性等提出了更高的要求，也要求供料机构更 加灵活、柔性化，以供送不同的物品，这使得供送料机

320、械手及加灵活、柔性化，以供送不同的物品，这使得供送料机械手及 机器人在自动机、自动线上得到愈来愈广泛的应用。机器人在自动机、自动线上得到愈来愈广泛的应用。 供送料机械手是一种无料槽、滑道的供送料机构。供送料机械手是一种无料槽、滑道的供送料机构。 用在物品供送用在物品供送(上料、卸料上料、卸料)过程中。过程中。 上料时一般有位置及方位要求，而卸料时一般无严格要求上料时一般有位置及方位要求，而卸料时一般无严格要求 供送料机械手的手爪必须到达两点（取料点供送料机械手的手爪必须到达两点（取料点料槽；放料料槽；放料 点点加工工位），由机械手的立柱和手臂来实现；加工工位），由机械手的立柱和手臂来实现； 手

321、爪必须做两个动作（抓取料和放下料），由机械手的手手爪必须做两个动作（抓取料和放下料），由机械手的手 爪闭合、张开来实现；爪闭合、张开来实现； 方位由机械手的手腕来满足。方位由机械手的手腕来满足。第六第六节 供送料机械手及机器人供送料机械手及机器人第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计二、供送料机械手广泛采用圆柱坐标机器人二、供送料机械手广泛采用圆柱坐标机器人三、供送料机械手三、供送料机械手四、供送料及装配机器人四、供送料及装配机器人第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计第第六六节节 供供送送料料机机械械手手及及机机器器人人第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计第第六六节节 供供送送料料机

322、机械械手手及及机机器器人人第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计第第六六节节 供供送送料料机机械械手手及及机机器器人人第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计第第六六节节 供供送送料料机机械械手手及及机机器器人人第八章 自动机械供料机构设计自动机械设计第第六六节节 供供送送料料机机械械手手及及机机器器人人第一第一节 弹性性夹头自自动铣槽机槽机设计第二第二节 粒状巧克力糖包装机粒状巧克力糖包装机设计第三第三节 笔套笔套弹簧簧夹装配机装配机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计第一第一节 弹性夹头自动铣槽机设计弹性夹头自动铣槽机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计一、设计要求及主要技术指标

323、一、设计要求及主要技术指标 1. 弹性夹头结构如图所示。弹性夹头结构如图所示。 2. 当图中的结构尺寸当图中的结构尺寸 时，铣出四条槽，槽长时，铣出四条槽，槽长21.5mm， 四槽均布；当四槽均布；当 时，铣三条槽，槽长不变，均布；槽宽时，铣三条槽，槽长不变，均布；槽宽 均为均为3m m，无毛刺。，无毛刺。 3. 铣槽机在工作时，允铣槽机在工作时，允 许手工上下料，但铣许手工上下料，但铣 槽过程必须自动进行。槽过程必须自动进行。 4. 铣槽机的设计生产能铣槽机的设计生产能 力：力：200300件件8h。 5. 研制费用：研制费用：4万元。万元。 6. 研制周期：研制周期：10个月。个月。第一第

324、一节 弹性夹头自动铣槽机设计弹性夹头自动铣槽机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计二、分析论证二、分析论证 弹性夹头弹性夹头(三爪或四爪三爪或四爪)在机械加工中应用十分普遍。这里在机械加工中应用十分普遍。这里 讨论的弹性夹头是作为钻石讨论的弹性夹头是作为钻石(直径直径23m m、厚度约、厚度约0.3m m)加加 工中的一种专用夹具。所要研制的铣槽机是加工弹性夹头的工中的一种专用夹具。所要研制的铣槽机是加工弹性夹头的 专用机床。专用机床。 由图可知，弹性夹头外部由两段圆柱和一段圆锥组成，配由图可知，弹性夹头外部由两段圆柱和一段圆锥组成，配 装在钻石夹具的套内，加工要求不是太高，可经车削后研磨

325、。装在钻石夹具的套内，加工要求不是太高，可经车削后研磨。 当加工完弹性夹头外形后，需在锥体部分加工出三、四槽。当加工完弹性夹头外形后，需在锥体部分加工出三、四槽。 加工槽的常规方法是铣槽，考虑槽的宽度，可采用片铣刀加工槽的常规方法是铣槽，考虑槽的宽度，可采用片铣刀 由机床主轴夹持住弹性夹头外圆，先铣出一条槽后，主轴分度由机床主轴夹持住弹性夹头外圆，先铣出一条槽后，主轴分度 依次加工其余各槽。按此铣切原理，设计一台自动铣槽机。依次加工其余各槽。按此铣切原理，设计一台自动铣槽机。第一第一节 弹性夹头自动铣槽机设计弹性夹头自动铣槽机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计三、方案设计三、方案设计 铣

326、刀选用铣刀选用 常用的高速钢圆盘铣刀规格见表。根据铣削要求，选用规常用的高速钢圆盘铣刀规格见表。根据铣削要求，选用规 格为格为 的铣刀。的铣刀。 第一第一节 弹性夹头自动铣槽机设计弹性夹头自动铣槽机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计三、方案设计三、方案设计 铣切方法选择铣切方法选择 铣切时，由夹具夹持住弹性夹头铣切时，由夹具夹持住弹性夹头 的尾部并进行分度，在旋转中进刀铣的尾部并进行分度，在旋转中进刀铣 切，手工上下料。常用的铣切方法有切，手工上下料。常用的铣切方法有 顺铣法和逆铣法，如图。考虑在工件顺铣法和逆铣法，如图。考虑在工件 内部开槽，逆铣时在夹头端部不易产内部开槽，逆铣时在夹头

327、端部不易产 生毛刺，且铣削力又有利于夹紧弹性生毛刺，且铣削力又有利于夹紧弹性 夹头，故选逆铣法。夹头，故选逆铣法。 铣切工艺铣切工艺 手工上料手工上料铣切铣切抬刀抬刀分度分度铣切铣切抬刀抬刀卸料。卸料。第一第一节 弹性夹头自动铣槽机设计弹性夹头自动铣槽机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计三、方案设计三、方案设计 铣刀转速和进刀时间计算铣刀转速和进刀时间计算 1. 铣刀的转速铣刀的转速 式中：式中：v-切削速度，取切削速度，取v=80mmin。 2. 铣刀进给总行程为：铣刀进给总行程为： 设铣刀铣一条槽需转设铣刀铣一条槽需转R转，取铣刀的每齿进给量为转，取铣刀的每齿进给量为 0.005mm

328、，则，则 第一第一节 弹性夹头自动铣槽机设计弹性夹头自动铣槽机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计三、方案设计三、方案设计 铣刀转速和进刀时间计算铣刀转速和进刀时间计算 3. 设铣刀铣切一条槽的进给设铣刀铣切一条槽的进给 时间为时间为t，则：，则： 铣切夹具设计铣切夹具设计 由于弹性夹头可夹持部分的直径为由于弹性夹头可夹持部分的直径为 =4.2mm，长度仅为，长度仅为 6mm，而铣切时的悬伸量有，而铣切时的悬伸量有20mm，铣切时，极易使弹性夹头，铣切时，极易使弹性夹头变形，加上铣刀因振动而爆裂损坏等原因，不能保证铣切加工变形，加上铣刀因振动而爆裂损坏等原因，不能保证铣切加工质量。所以设计

329、如图所示的专用铣切夹具。质量。所以设计如图所示的专用铣切夹具。第一第一节 弹性夹头自动铣槽机设计弹性夹头自动铣槽机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计四、铣槽机传动系统的设计四、铣槽机传动系统的设计 传动路线的拟定传动路线的拟定 按照上述铣切工艺，铣槽机执行机构主要有两个：机床主按照上述铣切工艺，铣槽机执行机构主要有两个：机床主 轴和铣刀，其工艺动作如下：轴和铣刀，其工艺动作如下： 机床主轴夹住弹性夹头并进行分度；铣刀向弹性夹头机床主轴夹住弹性夹头并进行分度；铣刀向弹性夹头进进 给给铣切铣切抬刀抬刀退刀后，机床主轴分度，铣刀二次铣切，如退刀后，机床主轴分度，铣刀二次铣切，如 此反复多次：此

330、反复多次： 铣槽机传动路线如图安排：铣槽机传动路线如图安排： 铣刀铣刀16的转动；主轴的转动；主轴17分度，铣刀进给、抬刀、退刀；分度，铣刀进给、抬刀、退刀； 凸轮分配轴凸轮分配轴7转动转动 ；凸轮；凸轮6分度分度 ；凸轮；凸轮8进给进给 ；凸轮；凸轮9 抬刀抬刀 ；凸轮；凸轮18停车。停车。第一第一节 弹性夹头自动铣槽机设计弹性夹头自动铣槽机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计四、铣槽机传动系统的设计四、铣槽机传动系统的设计 传动系统的计算传动系统的计算 1铣刀传动系统铣刀传动系统 电动机的选择电动机的选择 由机床设计手册可知，铣刀的铣削力由机床设计手册可知，铣刀的铣削力 -系数，查表得

331、系数，查表得 -切削深度，切削深度， -每齿进给量，每齿进给量， -铣削宽度，铣削宽度， -铣刀直径，铣刀直径， Z-铣刀齿数，铣刀齿数，Z56。 代人上式计算得：代人上式计算得： 由铣削速度：由铣削速度：v=80mmim，则铣削功率为，则铣削功率为N(kw)：第一第一节 弹性夹头自动铣槽机设计弹性夹头自动铣槽机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计四、铣槽机传动系统的设计四、铣槽机传动系统的设计 传动系统的计算传动系统的计算 1铣刀传动系统铣刀传动系统 电动机的选择电动机的选择 式中式中 效率，取效率，取 。 可选功率可选功率100w、转速、转速1400 rmin的电动机。的电动机。 皮带

332、传动的汁算皮带传动的汁算 根据功率大小，选用根据功率大小，选用O型带，取小带轮直径型带，取小带轮直径D17l mm，计算大带轮直径，计算大带轮直径第一第一节 弹性夹头自动铣槽机设计弹性夹头自动铣槽机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计四、铣槽机传动系统的设计四、铣槽机传动系统的设计 传动系统的计算传动系统的计算 2分配轴传动系统分配轴传动系统 分配轴转速确定分配轴转速确定 取铣刀进给凸轮的工作行程和空行程的时间比为取铣刀进给凸轮的工作行程和空行程的时间比为1:1。 由铣刀铣切一条槽的进给时间由铣刀铣切一条槽的进给时间t8.74s，则凸轮转一转的，则凸轮转一转的 时间为时间为17.48s，分

333、配轴转速为，分配轴转速为: 设铣切三、四条槽时所需要的时间分别为：设铣切三、四条槽时所需要的时间分别为： 取工件装夹所需要的时间为取工件装夹所需要的时间为30s，则铣槽机每班产量分别为，则铣槽机每班产量分别为第一第一节 弹性夹头自动铣槽机设计弹性夹头自动铣槽机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计四、铣槽机传动系统的设计四、铣槽机传动系统的设计 传动系统的计算传动系统的计算 2分配轴传动系统分配轴传动系统 分配轴转速确定分配轴转速确定 分配轴外联传动链设计分配轴外联传动链设计 考虑分配轴转速考虑分配轴转速( 3.43r/min )比较低，选用功率比较低，选用功率0.6kw 转速为转速为120

334、1200rmin的滑差电动机，取电动机的正常工的滑差电动机，取电动机的正常工 作转速为作转速为600rmin。则外联传动链总降速比为：。则外联传动链总降速比为：第一第一节 弹性夹头自动铣槽机设计弹性夹头自动铣槽机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计四、铣槽机传动系统的设计四、铣槽机传动系统的设计 传动系统的计算传动系统的计算 2分配轴传动系统分配轴传动系统 分配轴外联传动链设计分配轴外联传动链设计 可选用降速比为可选用降速比为121的摆线针轮减速器，其余降速比由的摆线针轮减速器，其余降速比由 链传动来调整。链传动来调整。 减速器输出端选用齿数减速器输出端选用齿数Z5=20、节距、节距t=1

335、2.7的自行车用的自行车用 飞轮作为主动链轮。飞轮是一种超越离合器，当转动盘车飞轮作为主动链轮。飞轮是一种超越离合器，当转动盘车 手轮以调整铣槽机时，离合器可将减速器以及电动机脱开手轮以调整铣槽机时，离合器可将减速器以及电动机脱开 以便轻松转动盘车手轮。以便轻松转动盘车手轮。 分配轴上从动链轮设计计算如下：分配轴上从动链轮设计计算如下：第一第一节 弹性夹头自动铣槽机设计弹性夹头自动铣槽机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计四、铣槽机传动系统的设计四、铣槽机传动系统的设计 传动系统的计算传动系统的计算 2分配轴传动系统分配轴传动系统 分配轴外联传动链设计分配轴外联传动链设计 分配轴内联传动链

336、设计分配轴内联传动链设计 根据铣切工艺，确定各执行机构运动循环组成及时间根据铣切工艺，确定各执行机构运动循环组成及时间第一第一节 弹性夹头自动铣槽机设计弹性夹头自动铣槽机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计四、铣槽机传动系统的设计四、铣槽机传动系统的设计 传动系统的计算传动系统的计算 2分配轴传动系统分配轴传动系统 分配轴内联传动链设计分配轴内联传动链设计第一第一节 弹性夹头自动铣槽机设计弹性夹头自动铣槽机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计四、铣槽机传动系统的设计四、铣槽机传动系统的设计 传动系统的计算传动系统的计算 2分配轴传动系统分配轴传动系统 分配轴内联传动链设计分配轴内联传动

337、链设计 根据铣切工艺要求以及各执行机构的运动循环，设计根据铣切工艺要求以及各执行机构的运动循环，设计 并绘制铣槽机的工作循环图（分配轴同步化循环图并绘制铣槽机的工作循环图（分配轴同步化循环图)。 根据此分配轴同步化循环图，选用合适的运动规律，根据此分配轴同步化循环图，选用合适的运动规律， 完成四个凸轮的设计。完成四个凸轮的设计。五、铣槽机主轴系统设计五、铣槽机主轴系统设计 主轴分度运动的实现主轴分度运动的实现 主轴分度采用凸轮机构、棘轮机构以及齿轮传动来实现。主轴分度采用凸轮机构、棘轮机构以及齿轮传动来实现。第一第一节 弹性夹头自动铣槽机设计弹性夹头自动铣槽机设计第九章 自动机械设计实例自动机

338、械设计五、铣槽机主轴系统设计五、铣槽机主轴系统设计 主轴分度运动的实现主轴分度运动的实现 在图在图 中，主轴分度凸轮通过连杆机构中，主轴分度凸轮通过连杆机构20使棘轮使棘轮19间歇间歇 转动，在棘轮轴上装设一双联滑移齿轮转动，在棘轮轴上装设一双联滑移齿轮(Z1=60，Z2=54)，分别，分别 与主轴与主轴17上的两个齿轮上的两个齿轮(Z3=30，Z4=36)啮合，实现主轴的分度啮合，实现主轴的分度 运动。运动。 当需要三、四分度时，主轴的转角分别为：当需要三、四分度时，主轴的转角分别为： 第一第一节 弹性夹头自动铣槽机设计弹性夹头自动铣槽机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计五、铣槽机主轴

339、系统设计五、铣槽机主轴系统设计 主轴定位机构的设计主轴定位机构的设计 在主轴分度后，由弹性定位锥销机构的锥销锁定主轴位置在主轴分度后，由弹性定位锥销机构的锥销锁定主轴位置 以确保主轴的定位精度而保证加工质量。以确保主轴的定位精度而保证加工质量。 有关棘轮机构、抬刀用四连杆机构设计计算以及主轴、分有关棘轮机构、抬刀用四连杆机构设计计算以及主轴、分 配轴、齿轮传动等强度、刚度计算省略。配轴、齿轮传动等强度、刚度计算省略。六、铣槽机总体结构设计六、铣槽机总体结构设计 总体布局总体布局 采用卧式结构，机体分上、下两部分采用卧式结构，机体分上、下两部分 。 上、下机体用螺栓连接；下机体上、下机体用螺栓连

340、接；下机体1为铣槽机主支承件，内为铣槽机主支承件，内 空整体铸造，内部安装主电动机以及减速器等；空整体铸造，内部安装主电动机以及减速器等；第一第一节 弹性夹头自动铣槽机设计弹性夹头自动铣槽机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计六、铣槽机总体结构设计六、铣槽机总体结构设计 总体布局总体布局 上机体分左机体上机体分左机体3和右机体和右机体2，左机体，左机体3为主轴系统，右机为主轴系统，右机体体2为铣刀系统，操作高度为铣刀系统，操作高度(即主轴高度即主轴高度)800mm；右机体采用滑；右机体采用滑动导轨结构，以实现铣刀的进给运动和抬刀运动。动导轨结构，以实现铣刀的进给运动和抬刀运动。 结构设计结

341、构设计 1绘制总装配图绘制总装配图 在总体布局的基础上，进行详细结构设计并绘制总装图在总体布局的基础上，进行详细结构设计并绘制总装图 2绘制部装图、零件工作图绘制部装图、零件工作图 将主轴系统、分配轴系统等作为子系统来进行结构设计将主轴系统、分配轴系统等作为子系统来进行结构设计 绘制成部装图、工作图绘制成部装图、工作图(略略)。第一第一节 弹性夹头自动铣槽机设计弹性夹头自动铣槽机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计六、铣槽机总体结构设计六、铣槽机总体结构设计 总体布局总体布局 结构设计结构设计 铣槽机其它系统设计铣槽机其它系统设计 如润滑系统、铣削液系统、电气系统等设计如润滑系统、铣削液系统、电气系统等设计(略略)。 编制技术文件编制技术文件 如设计说明书、使用说明书等如设计说明书、使用说明书等(略略)。 第一第一节 弹性夹头自动铣槽机设计弹性夹头自动铣槽机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计第一第一节 弹性夹头自动铣槽机设计弹性夹头自动铣槽机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计第一第一节 弹性夹头自动铣槽机设计弹性夹头自动铣槽机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计第二第二节 粒状巧克力糖包装机设计粒状巧克力糖包装机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计略略第三第三节 笔套弹簧夹装配机设计笔套弹簧夹装配机设计第九章 自动机械设计实例自动机械设计略略