机械系统的总体方案设计PPT课件【精编】
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《机械系统方案》课件
机械传动技术
齿轮传动
利用齿轮之间的啮合传递动力，具有传动效 率高、传动比准确的特点。
链传动
利用链条与链轮之间的啮合传递动力，适用 于大功率、大扭矩的传动场合。
带传动
利用带与带轮之间的摩擦力传递动力，具有 结构简单、成本低廉的特点。
蜗杆传动
利用蜗杆与蜗轮之间的啮合传递动力，具有 传动平稳、噪声小的特点。
节能减排
环境友好型材料
通过优化机械系统的设计、制造和运 行过程，降低能耗和减少排放，实现 绿色制造。
采用无毒、低污染的材料，减少对环 境的负面影响，实现机械系统的可持 续发展。
资源回收利用
对机械系统的废弃物进行回收和再利 用，提高资源利用率，降低对环境的 影响。
2023
REPORTING
THANKS
智能制造机械系统
总结词
智能制造机械系统是现代制造技术的重 要发展方向，它通过引入人工智能、物 联网和大数据等技术，实现了制造过程 的自动化、智能化和柔性化。
VS
详细描述
智能制造机械系统可以实现自动化生产线 、智能仓储和物流、设备故障预测和维护 等功能。这些功能可以大幅提高生产效率 、降低制造成本、减少能耗和排放，同时 还可以快速响应市场需求，实现个性化定 制生产。
航空航天机械系统
总结词
航空航天机械系统是专门为航空器和航天器的制造和维护而设计的，其特点是高精度、高可靠性和极端环境适应 性。
详细描述
航空航天机械系统包括飞机发动机、起落架、航空电子设备和航天器结构等。这些设备和系统的制造和维护需要 极高的精度和可靠性，同时还要能够适应极端的环境条件，如高温、低温、高海拔和真空等。
建立机械系统的数学模型，以便进 行定量分析和优化。
《机械整体方案设计》课件
案例三：某环保机械的整体方案设计
总结词
创新性、技术性
详细描述
该案例涉及环保机械的整体方案设计，需要运用先进的技术和设计理念，实现机械的功能性和创新性 。设计过程中需要充分考虑环保要求和可持续发展，确保机械能够高效地完成环保任务，同时降低能 耗和减少对环境的影响。
THANKS
感谢观看
总结词
复杂、综合性
详细描述
该案例涉及机械制造企业的整体方案设计，包括生产线的规划、工艺流程的优 化、设备选型和布局等方面的综合设计。需要考虑的因素众多，如生产效率、 制造成本、产品质量等，设计难度较大。
案例二：某农业机械的整体方案设计
总结词
针对性、实用性
详细描述
该案例针对农业机械的整体方案设计，需要充分考虑农业生产的特殊需求和环境 条件。设计重点在于提高机械的实用性和易用性，降低使用成本，同时保证机械 的可靠性和耐用性。
04
方案确定与
最终方案确定
在综合评估后，选定最优方案。
详细设计
对选定方案进行详细设计，包括结构设计、电路设计、软件设计等。
设计输出
将设计结果以书面报告、图纸、模型等形式输出。
设计评审与反馈
进行内部和外部评审，收集反馈并进行必要的修改。
04 机械整体方案设 计的实施与执行
实施计划制定
明确目标
在开始设计之前，需要明确机械整体 方案设计的目标，包括功能需求、性 能指标、成本预算等方面。
都有其特定的任务和要求。
01
1. 需求分析
此阶段主要对用户需求和市场调研结 果进行分析，明确机械系统的功能、
性能和工艺要求等方面的需求。
03
3. 详细设计
在概念设计的基础上，对优选的方案进行详 细设计，包括零件设计、结构设计、运动设
机械系统方案设计ppt课件
任何机械产品都是由若干个零部件及装置组成的一个特定 系统。即：由确定的质量、刚度及阻尼的若干个物质所组成， 彼此间有机联系，并能完成特定的功能，故亦称之为机械系统。
机械设计课程中所讲授的各种机械零件则是组成机械系统 的基本要素，它们为组成各种不同功能的机械系统而有机地联 系着。
二、机械系统的组成
动力系统
第十章 机械系统的运动方案 及机构的创新设计
第一节 机械系统的设计过程
机械 系统 设计
第二节 机械系统的总体方案设计 第三节 机械执行系统的运动方案设计 第四节 机械传动系统的方案设计 第五节 原动机及其选择
第六节 机构的创新设计
回顾
第一节 机械系统方案设计概论
一、机械、机械系统、系统
1. 机械的概念（回顾）
2. 机械系统设计过程
选题
设初 计期 阶规 段划
设总 计体 阶方 段案
调研 预测
可行性 论证
确定设 计任务
目标 分析
创新 构思
方案 拟定
方案 评价
方案 决策
选择设计对象，提出设计题目
市场调查：预测销售量及市场占有率 技术调查：预测技术可行性及产品成本 同行调查：预测领先的可能性
论证产品开发的必要性和产品设计、制造、 销售上各项措施实施的可能性
选最优，确认总体设计方案，绘制系统运 动简图，编写总体方案设计计算说明书
调研 报告
论证 报告
设计 任务书
总体方 案示意 图、机 械系统 运动简 图、运 动循环 图、方 案设计 计算说
明书
设结 计构 阶技 段术 设生 计产 阶施 段工
机械系统设计过程（续）
结构 设计
从加工工艺、装配工艺性等因素出发， 设计零部件的结构形式及连接方法
机械设计课程中所讲授的各种机械零件则是组成机械系统 的基本要素，它们为组成各种不同功能的机械系统而有机地联 系着。
二、机械系统的组成
动力系统
第十章 机械系统的运动方案 及机构的创新设计
第一节 机械系统的设计过程
机械 系统 设计
第二节 机械系统的总体方案设计 第三节 机械执行系统的运动方案设计 第四节 机械传动系统的方案设计 第五节 原动机及其选择
第六节 机构的创新设计
回顾
第一节 机械系统方案设计概论
一、机械、机械系统、系统
1. 机械的概念（回顾）
2. 机械系统设计过程
选题
设初 计期 阶规 段划
设总 计体 阶方 段案
调研 预测
可行性 论证
确定设 计任务
目标 分析
创新 构思
方案 拟定
方案 评价
方案 决策
选择设计对象，提出设计题目
市场调查：预测销售量及市场占有率 技术调查：预测技术可行性及产品成本 同行调查：预测领先的可能性
论证产品开发的必要性和产品设计、制造、 销售上各项措施实施的可能性
选最优，确认总体设计方案，绘制系统运 动简图，编写总体方案设计计算说明书
调研 报告
论证 报告
设计 任务书
总体方 案示意 图、机 械系统 运动简 图、运 动循环 图、方 案设计 计算说
明书
设结 计构 阶技 段术 设生 计产 阶施 段工
机械系统设计过程（续）
结构 设计
从加工工艺、装配工艺性等因素出发， 设计零部件的结构形式及连接方法
机电系统设计优秀PPT
第二章 机械系统的方案设计 与总体设计
❖ 主要内容 §2-1 机械系统的方案设计 §2-2 机械系统的总体设计
❖ 学习方法建议
理解各种设计分析方法的应用领域， 在解决具体问题上下功夫。
2020/4/28
1
§2-1 机械系统的方案设计
一﹑设计任务抽象化 二、确定工艺原理 三、确定技术过程 四、引进技术系统并确定系统边界 五、确定功能结构 六、确定设计方案
一、设计任务抽象化 这一过程不涉及具体的解决方案，只需要知道所设计 的机械产品的基本功能和主要约束条件就行了，这样就可 以突出设计中的主要矛盾。抽象过程一般用黑箱原理来表 示。
2020/4/28
3
如图2－1所示，用黑色 的方框框住待设计的技术系 统，具体如何，我们不去管 它，因为它已经用黑箱框住， 看不见内部结构，所要表示 清楚的就是系统的输入、输 出以及系统与环境的连接。
2020/4/28
11
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12
2020/4/28
13
对于我们前面介绍的自走式谷物收割机这类比较复杂 的机械系统甚至像石油钻机这种更为复杂的机械系统，它 们本身有许多子系统组成，如收割系统、脱粒系统、清粮 系统、行走系统、传动系统、控制系统、输送系统、支承 系统。要是把这些系统的功能结构都详细地绘在一张 图上，不仅绘制困难，而且很乱，这时可以分别做出各子 系统的功能结构图。并在做图过程中，与功能相当的一系 列机械，如收割机、脱粒机、拖拉机、汽车等的相应系统 进行比较，以取得最佳的功能结构。
2020/4/28
6
三、确定技术过程 也就是按照选定的工艺原理确定转化所需的程序及其顺 序，如图2－3为技术过程的一般模式。 在一般模式中，包括有各种类型的作业，像信号的检测、 调节、控制，物料的输入、输出、能量的转化等等，其中只 有根据工艺原理所进行的作业对象的转化，为技术过程的主 流程，如状态1经过一系列转化变为状态2，在整个工作过程 中，主流程不断得到物料流、能量流、信息流的支持和补充。 自动式谷物联合收割机的技术过程的主流程（谷物由进 给至分离输出的过程）如图2－4所示。谷物先被切割刀扶持， 然后被切断送至脱粒系统脱粒，脱粒后长茎杆直接输出，谷 粒、断穗、短茎杆，轻混合物等进入清粒系统，经振动，气 流将谷粒、短茎杆、轻混合物（颖壳、灰尘）分离，清选输 出，而一些断穗等还有许多颗粒，丢弃很可惜，收获率低。
❖ 主要内容 §2-1 机械系统的方案设计 §2-2 机械系统的总体设计
❖ 学习方法建议
理解各种设计分析方法的应用领域， 在解决具体问题上下功夫。
2020/4/28
1
§2-1 机械系统的方案设计
一﹑设计任务抽象化 二、确定工艺原理 三、确定技术过程 四、引进技术系统并确定系统边界 五、确定功能结构 六、确定设计方案
一、设计任务抽象化 这一过程不涉及具体的解决方案，只需要知道所设计 的机械产品的基本功能和主要约束条件就行了，这样就可 以突出设计中的主要矛盾。抽象过程一般用黑箱原理来表 示。
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如图2－1所示，用黑色 的方框框住待设计的技术系 统，具体如何，我们不去管 它，因为它已经用黑箱框住， 看不见内部结构，所要表示 清楚的就是系统的输入、输 出以及系统与环境的连接。
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对于我们前面介绍的自走式谷物收割机这类比较复杂 的机械系统甚至像石油钻机这种更为复杂的机械系统，它 们本身有许多子系统组成，如收割系统、脱粒系统、清粮 系统、行走系统、传动系统、控制系统、输送系统、支承 系统。要是把这些系统的功能结构都详细地绘在一张 图上，不仅绘制困难，而且很乱，这时可以分别做出各子 系统的功能结构图。并在做图过程中，与功能相当的一系 列机械，如收割机、脱粒机、拖拉机、汽车等的相应系统 进行比较，以取得最佳的功能结构。
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三、确定技术过程 也就是按照选定的工艺原理确定转化所需的程序及其顺 序，如图2－3为技术过程的一般模式。 在一般模式中，包括有各种类型的作业，像信号的检测、 调节、控制，物料的输入、输出、能量的转化等等，其中只 有根据工艺原理所进行的作业对象的转化，为技术过程的主 流程，如状态1经过一系列转化变为状态2，在整个工作过程 中，主流程不断得到物料流、能量流、信息流的支持和补充。 自动式谷物联合收割机的技术过程的主流程（谷物由进 给至分离输出的过程）如图2－4所示。谷物先被切割刀扶持， 然后被切断送至脱粒系统脱粒，脱粒后长茎杆直接输出，谷 粒、断穗、短茎杆，轻混合物等进入清粒系统，经振动，气 流将谷粒、短茎杆、轻混合物（颖壳、灰尘）分离，清选输 出，而一些断穗等还有许多颗粒，丢弃很可惜，收获率低。
《机械整体方案设计》PPT课件
• 第13章 机械总体方案的设计
13.1 机械产品的设计过程 13.2 机械总体方案设计的
目的和内容 13.3 机械总体方案设计中
的设计思想
13.1 机械产品的设计过程
机械产品设计:
分析 综合 创新
开发
特定要求
新产品
特定功能
13.1 机械产品的设计过程
机械新产品的开发设计过程：
1）初期规划设计阶段 2）总体方案设计阶段 3）结构技术设计阶段 4）生产施工设计阶段
• 润滑系统 • 冷却系统 • 故障监测系统 • 安全保护系统 • 照明系统
13.3 机械总体方案设计中的设计 思想
13.3.1 现代设计的概念
机械设计已不再纯属于工程技术范畴，而是自然科学、 人文科学和社会科学相互交叉、科学理论与工程技术高度融合所 形成的一门现代设计科学。
13.3.1 现代设计的概念
本章基本要求：
1.了解机械系统设计的整个过程； 2.明确总体方案设计阶段的设计目的，掌握各阶段的设
计内容和要求； 3.了解总体方案设计中的现代设计、系统工程和工程设
计观念，逐步学会正确、灵活地运用这些设计思想。
感谢下 载
• 一般机械系统： 由驱动系统、传动系统、
执行系统、控制系统等子系统 组成。
•各子系统都具有特定的功能
13.3.2 系统工程的概念
• 系统工程解决设计问题的基本思想： 1. 从系统的整体目标出发，将总体功能分解成若干功能
单元。 2. 寻找出能完成各个功能的技术方案。 3. 把能完成各个功能的技术方案组成方案组，进行分析
• 运动规律设计
• 执行机构的型式设计
• 执行系统的协调设计
• 执行系统的方案评价与决 策
13.1 机械产品的设计过程 13.2 机械总体方案设计的
目的和内容 13.3 机械总体方案设计中
的设计思想
13.1 机械产品的设计过程
机械产品设计:
分析 综合 创新
开发
特定要求
新产品
特定功能
13.1 机械产品的设计过程
机械新产品的开发设计过程：
1）初期规划设计阶段 2）总体方案设计阶段 3）结构技术设计阶段 4）生产施工设计阶段
• 润滑系统 • 冷却系统 • 故障监测系统 • 安全保护系统 • 照明系统
13.3 机械总体方案设计中的设计 思想
13.3.1 现代设计的概念
机械设计已不再纯属于工程技术范畴，而是自然科学、 人文科学和社会科学相互交叉、科学理论与工程技术高度融合所 形成的一门现代设计科学。
13.3.1 现代设计的概念
本章基本要求：
1.了解机械系统设计的整个过程； 2.明确总体方案设计阶段的设计目的，掌握各阶段的设
计内容和要求； 3.了解总体方案设计中的现代设计、系统工程和工程设
计观念，逐步学会正确、灵活地运用这些设计思想。
感谢下 载
• 一般机械系统： 由驱动系统、传动系统、
执行系统、控制系统等子系统 组成。
•各子系统都具有特定的功能
13.3.2 系统工程的概念
• 系统工程解决设计问题的基本思想： 1. 从系统的整体目标出发，将总体功能分解成若干功能
单元。 2. 寻找出能完成各个功能的技术方案。 3. 把能完成各个功能的技术方案组成方案组，进行分析
• 运动规律设计
• 执行机构的型式设计
• 执行系统的协调设计
• 执行系统的方案评价与决 策
机械系统总体设计.ppt
2）同一种运动规律，可用（选用或创 造）不同的机构型式来实现；
3）同一种功能，可选用不同的工作原 理，不同的机构来满足功能要求；
4）同一种工作原理，可选用、创造不 同的机构及其组合来实现。
例：衣物洗涤， 如图2-6，2-7。
根据机构在运动转换中的功能，可把 各种机构分成如下五类：
1）实现运动形式变换的机构；
对于工作条件恶劣和工况复杂的机械， 还应考虑运动零部件惯性力、弹性变形、 过载变形及热变形、磨损、制造及装配 误差等因素的影响，确保运动零部件必 需的安全空间，相互间不发生运动干涉。 例如，汽车的货厢与驾驶室后壁之间必 需留有足够的间隙，以免当汽车在行驶 中紧急制动时引起货厢与驾驶室相互撞 击和摩擦。
总体设计的主要内容有：
1 ）总体布置设计； 2 ）确定总体主 要参数； 3 ）绘制总体设计图样； 4 ）编 写总体设计报告书及技术说明书等。
二、总体布置设计
（一）总体布置的基本要求
总体布置是结构布局的细化，需具体 确定各零部件之间的相对位置及联系尺寸、 运动和动力的传递方式及主要技术参数， 并绘制总体布置图。
一、方案设计的方法和步骤
对于机械产品来说，在功能分析和工 作原理确定的基础上进行工艺动作构思 和工艺动作分解，初步拟定各执行构件 动作相互协调配合的运动循环图，提出 机械运动方案和进行机械运动简图的设 计，这就是机械产品方案设计阶段的主 要内容。
（一）方案构思的常用方法
1．黑箱法
对于要解决的问题，设计人员难以 立即认识，犹如对待一个不透明、不知 其内部结构的“黑箱”。利用对未知系 统的外部观测，分析该系统与环境之间 的输入和输出，通过输入和输出的转换 关系确定系统的功能、特性所需具备的 工作原理与内部结构，这种方法称为黑 箱法。
3）同一种功能，可选用不同的工作原 理，不同的机构来满足功能要求；
4）同一种工作原理，可选用、创造不 同的机构及其组合来实现。
例：衣物洗涤， 如图2-6，2-7。
根据机构在运动转换中的功能，可把 各种机构分成如下五类：
1）实现运动形式变换的机构；
对于工作条件恶劣和工况复杂的机械， 还应考虑运动零部件惯性力、弹性变形、 过载变形及热变形、磨损、制造及装配 误差等因素的影响，确保运动零部件必 需的安全空间，相互间不发生运动干涉。 例如，汽车的货厢与驾驶室后壁之间必 需留有足够的间隙，以免当汽车在行驶 中紧急制动时引起货厢与驾驶室相互撞 击和摩擦。
总体设计的主要内容有：
1 ）总体布置设计； 2 ）确定总体主 要参数； 3 ）绘制总体设计图样； 4 ）编 写总体设计报告书及技术说明书等。
二、总体布置设计
（一）总体布置的基本要求
总体布置是结构布局的细化，需具体 确定各零部件之间的相对位置及联系尺寸、 运动和动力的传递方式及主要技术参数， 并绘制总体布置图。
一、方案设计的方法和步骤
对于机械产品来说，在功能分析和工 作原理确定的基础上进行工艺动作构思 和工艺动作分解，初步拟定各执行构件 动作相互协调配合的运动循环图，提出 机械运动方案和进行机械运动简图的设 计，这就是机械产品方案设计阶段的主 要内容。
（一）方案构思的常用方法
1．黑箱法
对于要解决的问题，设计人员难以 立即认识，犹如对待一个不透明、不知 其内部结构的“黑箱”。利用对未知系 统的外部观测，分析该系统与环境之间 的输入和输出，通过输入和输出的转换 关系确定系统的功能、特性所需具备的 工作原理与内部结构，这种方法称为黑 箱法。
机械的总体方案设计ppt课件
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机械系统的总体方案设计
（一）现代机械系统的概念和功能 机械系统的概念
由计算机与信息网络控制的、用于完成包括机械力、运动 和能量流等动力学任务的机械和（或）机电部件相互联系
的系统 。 机械系统的功能
现代机械的总功能是对输入的物质、能量和信息进行预定 的变换（加工、处理）、传递（移动、输送）和保存（保 存、存储、记录)。
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（一）执行机构型式设计的基本原则
1．满足执行机构运动规律的要求 2．结构简单，运动链短 3．使执行系统有尽可能好的动力性能 4．充分考虑动力源的形式 5．使机械操作方便，调整容易，安全可靠
25
图28-5 可生成直线轨迹的两种机构
a）产生近似直线轨迹的简单机构
b）产生精确直线轨迹的复杂机构
21
（二）运动规律设计的方法和注意事项
图28-4 四种不同的加工内孔的运动规律方案 a）车床方案 b）镗床方案 c）钻床方案 d）拉床方案
22
§28.3执行系统的型式设计和协调设计
一、执行机构的型式设计 二、执行机构的协调设计
23
一、执行机构的型式设计
执行系统的型式设计和协调设计
（一）执行机构型式设计的基本原则 （二）执行机构型式设计的方法
29
图28-9 有停歇的摆动导杆机构
30
图28-10 应用扩展法增大急回特性和运动行程
31
二、执行系统的协调设计
执行系统的型式设计和协调设计
（一）执行系统协调设计的原则 （二）执行系统协调设计的方法和步骤 （三）运动循环图 （四）举例
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（一）执行系统协调设计的原则
1．满足工艺过程动作先后顺序的要求
第二十八章 机械执行系统的方案设计
现代机械系统设计方案PPT课件( 20页)
悲心，饶益众生为他人。
•
14、梦想总是跑在我的前面。努力追寻它们，为了那一瞬间的同步，这就是动人的生命奇迹。
•
15、懒惰不会让你一下子跌倒，但会在不知不觉中减少你的收获;勤奋也不会让你一夜成功，但会在不知不觉中积累你的成果。人生需要挑战，更需要坚持和勤奋!
•
16、人生在世：可以缺钱，但不能缺德;可以失言，但不能失信;可以倒下，但不能跪下;可以求名，但不能盗名;可以低落，但不能堕落;可以放松，但不能放纵;可以虚荣，
切削—退刀—换刀—进刀 （定位、拔出）
自动车床刀架机械传动系统方案设计
① 减速或增速把动力机的输出速度降低或增高后 传递给执行系统；
② 变速，即实现有级或无级的变速，将多种速度 提供给执行系统；
③ 传递动力，即传递速度的同时将动力机的动力 传递给执行系统，可以增扭；
④ 按工作要求，改变运动规律，将原动机的运动
起重机不倾覆,汽车举升机自锁
优秀设计实例：
无气轮胎 车轮如果没有鼓胀的轮胎
，看上去就会很像老式的木轮 马车的轮子。但米其林公司 (Michelin)研制的Tweel车轮的 特点的确具带有返古色彩。它 的减震橡胶车轮轮面将压力分 散到数十根具有弹性的聚亚安 酯车辐上。这些辐条依次由一 个铝心轴支撑。因为这种车轮 中没有气体，所以它比充气轮 胎更坚固，不会出现爆胎的情 况。
无言。缘来尽量要惜，缘尽就放。人生本来就空，对人家笑笑，对自己笑笑，笑着看天下，看日出日落，花谢花开，岂不自在，哪里来的尘埃!
•
5、心情就像衣服，脏了就拿去洗洗，晒晒，阳光自然就会蔓延开来。阳光那么好，何必自寻烦恼，过好每一个当下，一万个美丽的未来抵不过一个温暖的现在。
•
6、无论你正遭遇着什么，你都要从落魄中站起来重振旗鼓，要继续保持热忱，要继续保持微笑，就像从未受伤过一样。
现代机械系统设计方案(ppt 20页)
起重机不倾覆,汽车举升机自锁
优秀设计实例：
无气轮胎 车轮如果没有鼓胀的轮胎
，看上去就会很像老式的木轮 马车的轮子。但米其林公司 (Michelin)研制的Tweel车轮的 特点的确具带有返古色彩。它 的减震橡胶车轮轮面将压力分 散到数十根具有弹性的聚亚安 酯车辐上。这些辐条依次由一 个铝心轴支撑。因为这种车轮 中没有气体，所以它比充气轮 胎更坚固，不会出现爆胎的情 况。
个重要阶段，是技术设计的基础，方案设计的合理与 否，对机械系统的设计质量有着很大影响。
1．机械产品的设计过程
机械产品设计是一个通过分析、综合和创新获得 满足某些特定要求和功能的机械系统的过程。
机械新产品的开发过程一般分为以下四个阶段：
• 初期规划设计阶段
• 总体方案设计阶段 • 技术设计阶段
阶段划分说 法不一。
•方案的评价和决策
半自动钻床执行系统方 案设计实例．
定标件是曲柄
牛头刨运动循环图
4. 原动机和机械传动系统的方案设计 • 机械传动系统的作用：传动系统的作用 • 机械传动系统的方案设计的原则： • 原动机的选择：要和传动系统综合考虑，选取。 • 机械传动系统方案设计评价。
机械传动系统方案设计实例： 自动车床刀架机械传动系统方案设计； 半自动钻床传动系统方案设计实例．
自动门
门能象手套那样合体 吗？答案是肯定的。 Fukuda公司在日本设计的 自动门会根据过门的人和 物体的形状决定打开什么 形状的"门缝"，这样，就 可以大大节省反复开门关 门所消耗的能源。
会变身的自行车
对很多人来说，学骑 自行车可能是件令人烦恼 的事，但在不久的将来， 人们将没有这种顾虑。美 国帕杜大学的工业设计师 已经发明出一种"变身三轮 车"，当骑车者加速时，它 的两个后轮会靠得越来越 近，而减速或停车时，两 个后轮又张开，骑车者根 本不用担心车子侧翻。
优秀设计实例：
无气轮胎 车轮如果没有鼓胀的轮胎
，看上去就会很像老式的木轮 马车的轮子。但米其林公司 (Michelin)研制的Tweel车轮的 特点的确具带有返古色彩。它 的减震橡胶车轮轮面将压力分 散到数十根具有弹性的聚亚安 酯车辐上。这些辐条依次由一 个铝心轴支撑。因为这种车轮 中没有气体，所以它比充气轮 胎更坚固，不会出现爆胎的情 况。
个重要阶段，是技术设计的基础，方案设计的合理与 否，对机械系统的设计质量有着很大影响。
1．机械产品的设计过程
机械产品设计是一个通过分析、综合和创新获得 满足某些特定要求和功能的机械系统的过程。
机械新产品的开发过程一般分为以下四个阶段：
• 初期规划设计阶段
• 总体方案设计阶段 • 技术设计阶段
阶段划分说 法不一。
•方案的评价和决策
半自动钻床执行系统方 案设计实例．
定标件是曲柄
牛头刨运动循环图
4. 原动机和机械传动系统的方案设计 • 机械传动系统的作用：传动系统的作用 • 机械传动系统的方案设计的原则： • 原动机的选择：要和传动系统综合考虑，选取。 • 机械传动系统方案设计评价。
机械传动系统方案设计实例： 自动车床刀架机械传动系统方案设计； 半自动钻床传动系统方案设计实例．
自动门
门能象手套那样合体 吗？答案是肯定的。 Fukuda公司在日本设计的 自动门会根据过门的人和 物体的形状决定打开什么 形状的"门缝"，这样，就 可以大大节省反复开门关 门所消耗的能源。
会变身的自行车
对很多人来说，学骑 自行车可能是件令人烦恼 的事，但在不久的将来， 人们将没有这种顾虑。美 国帕杜大学的工业设计师 已经发明出一种"变身三轮 车"，当骑车者加速时，它 的两个后轮会靠得越来越 近，而减速或停车时，两 个后轮又张开，骑车者根 本不用担心车子侧翻。
机械系统方案设计.31页PPT
机械系统方案设计.
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
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机械执行系统的方案设计应满足以下基本要 求：
1）保证设计时提出的功能目标
2）足够的使用寿命和强度、刚度要求 3）各执行机构应结构合理、配合协调
本节主要讨论执行结构的型式设计与执行 系统的协调设计。
一、执行机构的型式设计
执行机构的型式设计即根据机械系统的运动方案 设计要求，针对不同的执行构件运动形式和运动规律， 选择合适的执行机构。
二、机械总体方案设计的内容
机械系统主要由驱动系统、传动系统、执 行系统和控制系统所组成。因此，总体方案设 计的主要内容就是围绕这几部分的方案设计。
1）执行系统的方案设计 2）原动机类型的选择和传动系统的方案设 计 3）控制系统的方案设计 4）其他辅助系统的设计
§2 机械执行系统的运动方案设计
机械执行系统的方案设计是机械总体方案设 计的核心，也是整个机械设计工作的基础。执 行系统方案设计的好坏，对机械能否完成预期 的功能目标，起着决定性的作用。
机械系统的总体方案设计PPT课件【精 编】
机械系统的总体方案设计PPT课件【精 编】
（1）机械传动类型选择的依据 1）执行系统的性能参数和工况要求。 2）原动机的机械特性和调速性能。 3）对机械传动系统的性能、尺寸、重量和安装布
上图a、b所示分别为精确和近似直线导向机构的简图。 由于在同一制造精度条件下前者的实际传动误差约为后者 的2-3倍，因此人们宁愿选用后者。
2、执行机构的选型
所谓机构的选型，就是将前人创造发明的数以千计 的各种机构，按照运动特性或动作功能进行分类，然后 根据设计对象中执行构件所需要的运动特性和动作功能 进行搜索、选择、比较和评价，选出执行机构的合适形 式。
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2、执行系统协调设计的方法 根据生产工艺的不同，机构的运动循环可分为两大类。 （1）可变运动循环 （2）固定运动循环
3、机械运动循环图 机械运动循环图描述了各执行构件运动间相互协调
配合关系。在编制机械运动循环图时，必须选取机构 中某一主要的执行构件作为参考件，取其有代表性的 特征位置为起始位置，作为确定其他执行构件相对于 该主要执行构件运动的先后次序和配合关系的基准。 机械运动循环图是设计机器的控制系统和进行机器调 试的依据。
（1）满足执行构件的工艺动作和运动要求。 （2）尽量简化和缩短运动链，选择较简单的机构。 （3）尽量减小机构的尺寸 （4）选择合适的运动副形式 （5）考虑动力源的形式 （6）使执行系统具有良好的传力条件和动力特性 （7）使机械具有调节某些运动参数的能力 （8）保证机构的安全运转
图13-1 直线机构
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一、传动系统方案设计过程
1） 确定传动系统的总传动比。 2） 选择传动类型。 3） 拟定传动链的布置方案。 4） 分配传动比。 5） 确定各级传动机构的基本参数和主要几何尺寸，
计算传动系统的各项运动学和动力学参数，为各 级传动装置的结构设计、强度计算和传动 系统方 案评价提供依据和指标。 6） 绘制传动系统运动简图。
机械系统的总体方案设计
§1 机械总体方案设计
一、机械总体方案设计的目的
机械总体方案设计的目的，就是通过调查研究进行 机械产品规划、确定设计任务、明确设计要求和条件， 在此基础上寻求问题的解法及原理方案构思，进行功能 原理设计，拟定机械功能原理方案，选择机构类型，得 出一组可行的机械系统运动方案，为下一步进行详细的 结构设计作好原理方案方面的准备，也为最终进行评价、 选优、决策提供可行性、先行性等相关技术原理方面详 尽的科学依据。
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二、传动类型的选择
1、传动的类型和特点 （1）机械传动 （2）液压、液力传动 （3）气压传动 （4）电气传动
2、传动类型的选择 机械传动类型的选择关系到传动系统的方案设
计和工作性能参数。技术经济指标是确定传动方案 的主要因素，只有通过对多种传动方案的技术经济 指标作细致的综合分析和对比，才能比较合理地选 用机构传动的类型。
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§3机械传动系统的方案设计和原动机选择
机械传动系统的方案设计是机械系统方案设 计中至关重要的一个环节。传动系统方案设计 的好坏，在很大程度上决定了所设计机械产品 是否先进合理、质高价廉及具有市场竞争力。 在完成了执行系统的方案设计和原动机的预选 型后，即可根据执行机构所需要的运动和动力 条件及原动机的类型和性能参数，进行传动系 统的方案设计。
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二、执行系统的协调设计
为了完成机械系统的预定功能和生产过程，各 执行机构不仅要完成各自的执行动作，而且相互之 间必须协调一致。 1、执行系统协调设计的原则 （1）满足各执行机构动作先后顺序的要求； （2）满足各执行机构动作在时间上的同步性要求； （3）满足各执行机构在空间布置上的协调性要求； （4）满足各执行机构操作上的协同性要求； （5）各执行机构的动作安排要有利于提高劳动生产 率； （6）各执行机构的布置有利于系统的能量协调和效 率的提高。
按照执行构件所需的运动形式和运动变换功能的要 求，从各种常用机构中进行选择、分析和比较，满足运 动形式的变换和功能的实现，是执行机构选型时首先要 考虑的因素。
3、执行机构型式设计实例
试进行1.5t压片机上冲头主加压机构的型式设计。 压片机由电动机驱动，上冲头加压动作如图13-2所示， 图中h为冲头下移行程，h’为冲头冲压阶段行程。
图13-2 压片机上冲头加压动作示意图
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（1）分析上冲头加压工艺过程对主加 压机构的要求。经分析，上冲头加压工艺 过程加压机构的功能要求可概括为：
1）运动形式变换功能 2）运动方向交替变换功能 3）运动缩小功能 4）运动停歇功能 （2）提出并初选机构方案
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1）保证设计时提出的功能目标
2）足够的使用寿命和强度、刚度要求 3）各执行机构应结构合理、配合协调
本节主要讨论执行结构的型式设计与执行 系统的协调设计。
一、执行机构的型式设计
执行机构的型式设计即根据机械系统的运动方案 设计要求，针对不同的执行构件运动形式和运动规律， 选择合适的执行机构。
二、机械总体方案设计的内容
机械系统主要由驱动系统、传动系统、执 行系统和控制系统所组成。因此，总体方案设 计的主要内容就是围绕这几部分的方案设计。
1）执行系统的方案设计 2）原动机类型的选择和传动系统的方案设 计 3）控制系统的方案设计 4）其他辅助系统的设计
§2 机械执行系统的运动方案设计
机械执行系统的方案设计是机械总体方案设 计的核心，也是整个机械设计工作的基础。执 行系统方案设计的好坏，对机械能否完成预期 的功能目标，起着决定性的作用。
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（1）机械传动类型选择的依据 1）执行系统的性能参数和工况要求。 2）原动机的机械特性和调速性能。 3）对机械传动系统的性能、尺寸、重量和安装布
上图a、b所示分别为精确和近似直线导向机构的简图。 由于在同一制造精度条件下前者的实际传动误差约为后者 的2-3倍，因此人们宁愿选用后者。
2、执行机构的选型
所谓机构的选型，就是将前人创造发明的数以千计 的各种机构，按照运动特性或动作功能进行分类，然后 根据设计对象中执行构件所需要的运动特性和动作功能 进行搜索、选择、比较和评价，选出执行机构的合适形 式。
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2、执行系统协调设计的方法 根据生产工艺的不同，机构的运动循环可分为两大类。 （1）可变运动循环 （2）固定运动循环
3、机械运动循环图 机械运动循环图描述了各执行构件运动间相互协调
配合关系。在编制机械运动循环图时，必须选取机构 中某一主要的执行构件作为参考件，取其有代表性的 特征位置为起始位置，作为确定其他执行构件相对于 该主要执行构件运动的先后次序和配合关系的基准。 机械运动循环图是设计机器的控制系统和进行机器调 试的依据。
（1）满足执行构件的工艺动作和运动要求。 （2）尽量简化和缩短运动链，选择较简单的机构。 （3）尽量减小机构的尺寸 （4）选择合适的运动副形式 （5）考虑动力源的形式 （6）使执行系统具有良好的传力条件和动力特性 （7）使机械具有调节某些运动参数的能力 （8）保证机构的安全运转
图13-1 直线机构
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一、传动系统方案设计过程
1） 确定传动系统的总传动比。 2） 选择传动类型。 3） 拟定传动链的布置方案。 4） 分配传动比。 5） 确定各级传动机构的基本参数和主要几何尺寸，
计算传动系统的各项运动学和动力学参数，为各 级传动装置的结构设计、强度计算和传动 系统方 案评价提供依据和指标。 6） 绘制传动系统运动简图。
机械系统的总体方案设计
§1 机械总体方案设计
一、机械总体方案设计的目的
机械总体方案设计的目的，就是通过调查研究进行 机械产品规划、确定设计任务、明确设计要求和条件， 在此基础上寻求问题的解法及原理方案构思，进行功能 原理设计，拟定机械功能原理方案，选择机构类型，得 出一组可行的机械系统运动方案，为下一步进行详细的 结构设计作好原理方案方面的准备，也为最终进行评价、 选优、决策提供可行性、先行性等相关技术原理方面详 尽的科学依据。
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二、传动类型的选择
1、传动的类型和特点 （1）机械传动 （2）液压、液力传动 （3）气压传动 （4）电气传动
2、传动类型的选择 机械传动类型的选择关系到传动系统的方案设
计和工作性能参数。技术经济指标是确定传动方案 的主要因素，只有通过对多种传动方案的技术经济 指标作细致的综合分析和对比，才能比较合理地选 用机构传动的类型。
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§3机械传动系统的方案设计和原动机选择
机械传动系统的方案设计是机械系统方案设 计中至关重要的一个环节。传动系统方案设计 的好坏，在很大程度上决定了所设计机械产品 是否先进合理、质高价廉及具有市场竞争力。 在完成了执行系统的方案设计和原动机的预选 型后，即可根据执行机构所需要的运动和动力 条件及原动机的类型和性能参数，进行传动系 统的方案设计。
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二、执行系统的协调设计
为了完成机械系统的预定功能和生产过程，各 执行机构不仅要完成各自的执行动作，而且相互之 间必须协调一致。 1、执行系统协调设计的原则 （1）满足各执行机构动作先后顺序的要求； （2）满足各执行机构动作在时间上的同步性要求； （3）满足各执行机构在空间布置上的协调性要求； （4）满足各执行机构操作上的协同性要求； （5）各执行机构的动作安排要有利于提高劳动生产 率； （6）各执行机构的布置有利于系统的能量协调和效 率的提高。
按照执行构件所需的运动形式和运动变换功能的要 求，从各种常用机构中进行选择、分析和比较，满足运 动形式的变换和功能的实现，是执行机构选型时首先要 考虑的因素。
3、执行机构型式设计实例
试进行1.5t压片机上冲头主加压机构的型式设计。 压片机由电动机驱动，上冲头加压动作如图13-2所示， 图中h为冲头下移行程，h’为冲头冲压阶段行程。
图13-2 压片机上冲头加压动作示意图
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（1）分析上冲头加压工艺过程对主加 压机构的要求。经分析，上冲头加压工艺 过程加压机构的功能要求可概括为：
1）运动形式变换功能 2）运动方向交替变换功能 3）运动缩小功能 4）运动停歇功能 （2）提出并初选机构方案
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