机械系统运动方案的设计
第四章_机械运动系统的方案设计
§ 4.4 机械运动系统工艺动作过程的构思与分解
一、机械运动系统的工艺动作过程 机器的功能是通过其工艺动作过程来完成的。 例如图所示的工业缝纫机是通过①刺布→②供线→③勾线 →④送布的工艺动作过程来实现缝纫功能。
又如自动动作过程取决于工作原理，不同的工作原理就会有 不同的工艺动作来实现；有时，同样的工作原理也可以用不 同的工艺动作过程来实现，例如利用范成原理加工齿轮时， 滚齿机和插齿机二者的工艺动作过程是不同的。 一般来说，机器的工艺动作过程是比较复杂的，往往难 以用某一简单的机构来实现。因此，在机械运动方案的设计 中，常常需要把工艺动作过程分解成以一定时间序列表达的 若干个工艺动作，这些工艺动作则称之为机械的执行动作。 相应地，我们把机械中完成执行动作的构件，称为执行构件。 而把实现各执行构件运动的机构，称为执行机构。 所谓“工艺动作过程的构思与分解”，是指：从机械运 动系统的功能出发，根据工作原理构思出工艺动作过程，并 将工艺动作过程分解成若干可实现的执行动作，形成一系列 执行动作的时间序列。
功能合成是指将分功能与基本功能合成简单、明确的功能 结构。
二、举例
如:冲压式蜂窝煤成型机的总功能是：将粉煤加入转盘的 模筒内，经冲头冲压成蜂窝煤。
为了实现蜂窝煤冲压成 型，冲压式蜂窝煤成型机必 须完成五个分功能： ①粉煤加料； ② 冲头将蜂窝煤压制成型； ③清除冲头和出煤盘的积屑 的扫屑运动； ④将在模筒内的冲压后的蜂 窝煤脱模； ⑤将冲压成型的蜂窝煤输送。
指设计者根据设计任务书和已知 条件，通过建立功能结构、确定 工作原理、工艺动作过程的构思 与分解、机构的选型以及方案评 价等步骤，形成机械运动系统方 案的全过程。
机械产品的设计一般要经过产 品规划、方案设计、技术设计、 施工设计等几个阶段。通常,方案 设计是核心，它决定产品性能、 成本及竞争能力的关键环节。
第14章 机械系统运动方案设计
按摩轮
r
B
光、机、电、流体等知识的综合运用举例 图示分析天平，要求 精度达到0.01g，但靠目力 读指针的微小偏角已不可 能。
K向
刀口
玛瑙 支撑
指针
活动游标
增加了一级光学放 大镜，将读数放大。
光源 活动游标 读数窗
透镜
其它实例： 斜面的应用 螺旋压力机、螺旋千斤顶、螺纹联接件、螺旋输送机、 螺杆泵、螺旋微动机构、千分尺等
初期规划设计
阶段成果：
选题 调研和预测 可行性论证 确定设计任务 调研报告 产品开发可行性论证报告
总体方案设计
结构技术设计 生产施工设计
设计任务书
一、机械产品的设计过程
初期规划设计
总体方案设计
方案拟定 目标分析 创新构思 阶段成果：
结构技术设计 生产施工设计
方案评价 方案决策
总体方案示意图 机械系统方案运动简图 运动循环图 方案设计计算说明书
设计一台彩色电视机阴极盘用的金属 片的冲裁机器，圆片直径 10mm ，厚度 0.8mm。 功能分解 送料 冲制 退回
10
0.8
确定方案时应注意两点 ⑴ 用最简单的方法实现 同一功能。 ⑵ 注意光、机、电、流 体等知识的综合运用。
用最简单的方法实现功能举例 图示按摩椅中的按摩轮利用一 个偏心空间凸轮，同时实现三维方 向的按摩作用—径向振动挤压、向 下推拉和横向推拉，构思巧妙，结 构非常简单。
子机构I 输入 子机构II 子机构III 子机构n1
子 机 输出 构 n
直线电机
襟翼
直线电机 某型飞机的襟翼操纵机构
大型船舶主传动机构
III
IV
各子机构间无严格 的运动协调配合关系
机械原理课程教案—机械系统运动方案设计
机械原理课程教案—机械系统运动方案设计一、教学目标1. 让学生理解机械系统运动方案设计的基本概念和原则。
2. 使学生掌握常用的机械系统运动方案设计方法。
3. 培养学生运用机械原理解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 机械系统运动方案设计的基本概念讲解机械系统运动方案设计的定义、目的和意义。
2. 机械系统运动方案设计的原则介绍机械系统运动方案设计应遵循的原则，如可靠性、安全性、经济性等。
3. 常用的机械系统运动方案设计方法讲解和演示常用的机械系统运动方案设计方法，如解析法、模拟法、优化法等。
4. 实例分析分析具体机械系统运动方案设计实例，让学生了解设计过程和方法。
三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原则和方法。
2. 演示法：展示实例，让学生了解设计过程。
3. 练习法：让学生通过练习，掌握设计方法并解决实际问题。
四、教学准备1. 教案、教材、课件等教学资料。
2. 投影仪、计算机等教学设备。
五、教学过程1. 导入新课通过提问或引入实例，激发学生的兴趣，引出本节课的主题。
2. 讲解基本概念讲解机械系统运动方案设计的定义、目的和意义。
3. 介绍设计原则介绍机械系统运动方案设计应遵循的原则，如可靠性、安全性、经济性等。
4. 讲解设计方法讲解和演示常用的机械系统运动方案设计方法，如解析法、模拟法、优化法等。
5. 实例分析分析具体机械系统运动方案设计实例，让学生了解设计过程和方法。
6. 课堂练习布置练习题，让学生运用所学的知识解决实际问题。
8. 布置作业布置课后作业，巩固所学知识。
9. 互动环节鼓励学生提问、讨论，解答学生心中的疑问。
10. 课后反思六、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对基本概念、设计原则和方法的掌握情况。
2. 练习题：检查学生对所学知识的应用能力。
3. 课后作业：评估学生对课堂内容的复习和巩固情况。
4. 小组讨论：观察学生在团队合作中的表现，了解他们的思考过程和解决问题的能力。
七、教学拓展1. 介绍最新的机械系统运动方案设计技术和软件工具，如计算机辅助设计（CAD）和仿真技术。
机械运动方案设计的主要内容
机械运动方案设计的主要内容机械运动方案设计的主要内容随着机械行业的不断发展，机械运动方案设计也成为了一个重要的领域。
机械运动方案设计是指根据客户的需求，设计出适合其机械设备运动的方案，以满足其生产需要。
机械运动方案设计的主要内容包括机构设计、动力系统设计、控制系统设计、传感器选择、运动分析和仿真等方面。
本文将从这六个方面详细介绍机械运动方案设计的主要内容。
一、机构设计机构设计是机械运动方案设计中最基础的部分。
机构设计是指通过机构的组合和布局，实现机器的各项运动功能。
机构设计包括机械结构设计和机械传动设计两个方面。
机械结构设计是指根据机器的功能要求，设计出机器的框架结构和各个零部件的布局。
机械传动设计是指根据机器的运动要求，设计出机器的传动部分，包括齿轮传动、链传动、带传动等传动方式。
二、动力系统设计动力系统设计是机械运动方案设计中重要的一部分。
动力系统设计是指为机器提供能量的系统设计。
动力系统的设计应考虑机器的功率、效率、噪音、可靠性等因素。
动力系统设计包括发动机、电机、液压系统、气动系统等。
三、控制系统设计控制系统设计是机械运动方案设计中重要的一部分。
控制系统设计是指根据机器的功能要求，设计出控制系统，实现对机器的控制。
控制系统设计应考虑机器的精度、速度、力矩、运动轨迹等因素。
控制系统设计包括机器人的运动控制、位置控制、速度控制等。
四、传感器选择传感器选择是机械运动方案设计中重要的一部分。
传感器选择是指选择适合机器的传感器，以实现对机器的精密监控。
传感器选择应根据机器的功能要求，选择适合的传感器，如温度传感器、压力传感器、位移传感器等。
五、运动分析运动分析是机械运动方案设计中重要的一部分。
运动分析是指根据机器的运动要求，对机器的运动进行分析。
运动分析应考虑机器的速度、加速度、力矩等因素，以实现机器的高效运动。
运动分析包括运动学分析、动力学分析等。
六、仿真仿真是机械运动方案设计中重要的一部分。
仿真是指通过计算机模拟技术，对机器的运动进行模拟，以实现对机器的效果预测。
机械系统运动方案及结构分析
机械系统运动方案及结构分析概述机械系统是由一系列相互连接的部件组成的，通过运动实现某种功能的系统。
在机械系统设计过程中，需要考虑运动方案和结构分析，以确保系统的稳定性、效率和可靠性。
本文将探讨机械系统的运动方案和结构分析的重要性，并介绍常用的方法和工具。
机械系统运动方案机械系统的运动方案指的是实现所需运动的方法和方案。
在确定运动方案之前，需要对系统的功能和运动要求进行分析和定义。
常见的机械系统运动方案包括以下几种：1.传动机构：通过齿轮、皮带、链条等传动元件实现运动传递。
传动机构能够将输入运动转换为输出运动，并实现不同速度的运动比例。
2.摆动机构：通过摆杆、连杆等实现周期性的直线运动或旋转运动。
摆动机构常见的应用包括钟摆、连杆机构等。
3.并联机构：由多个并联连接的元件组成，能够实现多自由度运动。
并联机构常用于机器人、航天器等领域。
4.连杆机构：由多个连杆和铰链连接而成的机构，可以实现复杂的直线或旋转运动。
连杆机构广泛应用于工业机械、汽车发动机等领域。
选择合适的运动方案需要考虑多个因素，包括运动要求、空间限制、工作环境等。
在设计过程中，可以使用动力学仿真软件进行运动仿真，以评估和优化不同方案的性能。
机械系统结构分析机械系统的结构分析是指对系统的结构进行分析和评估，以确定其稳定性和刚度。
结构分析通常包括以下几个方面：1. 强度分析强度分析是对机械系统中各个部件的强度进行评估。
在设计机械系统时，需要考虑各个部件所能承受的力和扭矩，并根据这些要求选择合适的材料和尺寸。
强度分析可以使用有限元分析软件进行，以模拟系统在不同载荷下的受力情况。
2. 刚度分析刚度分析是对机械系统的刚度进行评估，以确定系统在运动中的稳定性和精度。
刚度分析需要考虑部件的刚度特性和装配精度，并通过模态分析、应变测试等方法来评估系统的刚性。
刚度分析的结果可以用来指导系统的结构优化和改进。
3. 动力学分析动力学分析是对机械系统的动态响应进行评估。
机械系统运动方案及结构分析
机械系统运动方案及结构分析机械系统运动方案及结构分析机械系统运动方案及结构分析是工程力学领域中的一个重要分支，它主要关注机械系统中的运动规律、力学原理以及结构设计，以期能够实现机械系统的高效运行和优化设计。
本文将从运动方案和结构分析两方面来详细介绍机械系统运动方案及结构分析的相关内容。
一、机械系统运动方案机械系统是指由多个零部件组成的、用于执行某种特定任务的机器设备。
如何让机械系统按照预定的轨迹进行运动，成为了进行运动方案设计的核心问题。
在进行机械系统运动方案设计时，需要考虑的因素包括运动稳定性、运动周期、运动轨迹、动力传递等问题。
1、运动稳定性运动稳定性是指机械系统在运动过程中能够保持平稳、无抖动的状态。
在机械系统设计过程中，运动稳定性是一个至关重要的因素，因为机械系统的不稳定运动不仅会影响其工作效率，还会对外部环境造成不良影响。
机械系统的运动稳定性可以通过对系统的动态响应进行分析来评估，动态响应的分析需要考虑系统中涉及的所有零部件的动态特性，如刚度和阻尼等。
2、运动周期机械系统的运动周期是指机械系统从开始到结束的一个完整运动过程所需的时间。
运动周期通常与机械系统的工作时间、生产效率密切相关，因此在运动方案设计过程中需要充分考虑。
运动周期的设计需要对机械系统的动力学性能进行分析，包括对机械系统的加速度、速度和位移等参数的计算。
3、运动轨迹机械系统的运动轨迹是指机械系统在运动过程中机械零部件运动的具体路径和方式。
不同的机械任务需要不同的运动轨迹来完成。
例如，对于数控机床来说，需要确保自动换刀的稳定运行，需要设计合适的自动刀具换向轨迹。
运动轨迹的设计需要考虑机械系统的运动范围、机构的工作方式以及机械零部件之间的相互作用等问题。
4、动力传递机械系统的动力传递是指机械系统中的动力信号传递过程，例如电机的驱动力信号传递到齿轮等机械零部件上。
在机械系统的运动方案设计过程中，动力传递是不可忽略的一个因素。
机械系统运动稳定性、运动周期、运动轨迹等因素都离不开动力传递的支撑。
机械原理-机械系统运动方案设计
机械原理是机械工程中的关键理论基础，研究机械运动的规律和性能。我们 将重点探讨机械系统运动方案设计的原理与方法。
机械系统运动方案设计的目的
提高效率
通过合理的方案设计，实现 机械系统的高效运行，最大 限度地提高生产效率。
降低成本
设计经济有效的运动方案， 减少材料和能源的消耗，从 而降低制造成本。
增强可靠性
确保机械系统的稳定性和可 靠性，减少故障率和维修时 间，提高设备的使用寿命。
机械系统运动方案设计的步骤
1
需求分析
了解使用需求和性能要求，确定设计目
方案设计
2
标和约束条件。
根据需求分析，设计机械系统的运动方
案，包括动力传输和运动控制。
3
仿真验证Biblioteka 使用计算机仿真软件进行方案验证和性 能评估，优化设计参数。
机械系统运动方案设计的重要考虑因素
1 负载要求
根据工作负载的性质和要 求，选择合适的传动方式 和运动控制方法。
2 材料选择
考虑到机械系统的使用环 境和工作条件，选择合适 的材料以满足强度和耐久 性要求。
3 安全性与可维护性
设计安全可靠的机械系统， 方便维护和检修，确保使 用过程中的人身和设备安 全。
机器人手臂
运用运动学和动力学原理，设 计出精准灵活的机器人手臂， 用于工业自动化和协作操作。
结论和总结
机械系统运动方案设计是机械工程领域中至关重要的任务，它涉及多个学科 的知识和技术，旨在实现高效、可靠、经济的机械运动。
机械系统运动方案设计中的优化方法
参数优化
通过调整设计参数，寻找最佳的运动方案，以实现 最优性能。
仿真优化
利用计算机仿真技术，优化机械系统的设计和运动 控制算法，提高性能。
机械系统运动方案设计
机械系统运动方案设计引言机械系统的运动方案设计是一个关键的工程任务，它涉及到机械系统的运动特性、性能指标、传动机构和控制策略等方面。
本文旨在介绍机械系统运动方案设计的一般过程和方法，并通过一个实际案例来说明。
运动特性分析在进行机械系统运动方案设计之前，首先需要对该机械系统的运动特性进行分析。
这包括系统的运动模式（例如直线运动、旋转运动等）、运动范围、加速度和速度要求等。
性能指标规定根据机械系统的使用需求和实际应用场景，确定系统的性能指标是非常重要的。
这些性能指标可能包括速度、精度、刚度、承载能力等。
在确定这些性能指标时，需要综合考虑系统的运动特性和工作环境的要求。
传动机构设计传动机构是机械系统中实现运动转换和传递的关键部件。
在进行传动机构设计时，需要根据系统的运动特性和性能指标来选择适当的传动方式（例如齿轮传动、皮带传动、链传动等）和传动比。
同时还需要考虑传动效率、传动平稳性、传动装配和维护方便性等因素。
控制策略设计控制策略设计是机械系统运动方案设计的重要组成部分。
在确定控制策略时，需要考虑系统的运动特性和性能指标，并采用适当的控制方式（例如开环控制、闭环控制等）和控制算法。
同时，还需要选择合适的传感器和执行器，并进行系统建模和仿真分析等。
实际案例：自动化生产线的运动方案设计假设有一个自动化生产线，需要设计其运动方案。
该生产线包括搬运机器人、传送带和几个工作站。
要求生产线能够实现零件的快速搬运、准确定位和高效加工。
根据生产线的运动特性和性能指标，我们可以进行如下的运动方案设计：1.搬运机器人的运动方式选择为轨道运动，并采用闭环控制策略。
机器人通过激光传感器实时感知目标位置，然后通过控制算法准确地控制机器人的运动路径和速度。
2.传送带的运动方式选择为连续运动。
传送带通过电机驱动，并采用闭环控制方式。
通过编码器实时反馈传送带的位置和速度，然后通过控制算法实现传送带的准确控制。
3.工作站的运动方式选择为旋转运动。
机械系统运动方案设计及机械创新设计
机械系统运动方案设计及机械创新设计随着科技的进步和工业化的发展，机械系统的运动方案设计和机械创新设计显得越来越重要。
机械系统的运动方案设计是指确定机械系统中各个零件的运动方式和相互之间的协调关系，以及确定控制系统的工作方式和方法。
机械创新设计是指在现有的机械系统基础上，通过创新设计实现更高效、更节能、更安全、更可靠的机械装置。
机械系统的运动方案设计首先需要明确机械系统的功能需求和工作环境。
根据需求和环境的不同，可以选择不同的运动方式，如直线运动、旋转运动等。
同时，还需要考虑机械系统各个零件之间的协调关系，确保机械系统能够正常运行。
在确定运动方式和协调关系后，需要对机械系统进行动力学分析和动力学仿真，以验证设计方案的合理性和可行性。
在机械创新设计中，需要进行创新思维和创新方法的应用。
创新思维是指通过对问题的重新思考，寻找不同的解决方案。
创新方法包括TRIZ理论、设计结构矩阵等，可以帮助设计者发现问题的本质，并提供创新的设计思路。
在进行创新设计时，需要对现有的机械系统进行全面的技术分析和市场研究，找出其不足之处，并提出相应的改进方案。
通过创新设计，可以提高机械系统的性能和可靠性，降低能源消耗，提高生产效率。
在机械系统运动方案设计和机械创新设计过程中，需要注重以下几点。
首先，需要保证设计方案的合理性和可行性。
设计方案必须满足机械系统的功能需求，并且能够在实际应用中实现。
其次，需要进行全面的技术分析和市场研究。
通过对现有技术和市场需求的了解和分析，可以为设计提供有价值的参考。
最后，需要进行充分的沟通和协作。
机械系统运动方案设计和机械创新设计往往涉及多个领域的专业知识，需要不同领域的专家和设计者之间的有效沟通和协作，才能获得最终的设计方案。
总之，机械系统运动方案设计和机械创新设计对于提高机械装置的性能和可靠性具有重要意义。
通过合理的运动方案设计和创新的设计思路，可以更好地满足市场需求，并促进机械装置的发展。
机械系统运动方案设计概述
机械系统运动方案设计概述引言机械系统运动方案设计是指根据产品需求和性能要求，设计出满足这些要求的机械运动系统的方案。
机械系统运动方案设计涉及到机械结构设计、运动学分析、动力学分析等方面，需要综合考虑多个因素，以确保最终设计方案的可行性和稳定性。
设计流程机械系统运动方案设计通常包括以下几个阶段：需求分析需求分析是指对产品需求进行详细的分析和理解，包括机械系统的运动特性、工作环境、产品性能要求等。
在这一阶段中，设计师需要与产品经理、工程师等多个相关方进行充分的沟通和讨论，以确保对需求的准确理解。
概念设计概念设计是指在需求分析的基础上，通过创造性的思考和设计，提出多个不同的运动方案候选。
在这一阶段中，设计师需要考虑多种因素，例如运动机构的类型、传动方式、结构形式等。
同时，设计师还需要进行初步的运动学和动力学分析，并评估候选方案的可行性和优劣。
详细设计详细设计是指对概念设计中选定的方案进行深入的设计和分析。
在这一阶段中，设计师需要进行详细的运动学和动力学分析，包括运动学链的建模和运动参数的计算，动力学模型的建立和分析等。
此外，设计师还需要对各个运动部件进行结构设计和优化，以满足产品性能要求。
核实验证是指对设计方案进行实际验证和验证结果的分析。
在这一阶段中，设计师需要制作相应的样机，进行实际的运动测试，并对测试结果进行分析和评估。
如果验证结果不符合设计要求，设计师需要进行相应的修正和改进，直到满足设计要求为止。
文档编制文档编制是整个机械系统运动方案设计的最后环节。
设计师需要将设计过程、分析结果、验证报告等内容进行整理和总结，形成相应的文档。
在编制文档时，设计师需要使用适当的标准和格式，以便其他相关人员能够理解和使用该文档。
设计要点在机械系统运动方案设计过程中，设计师需要特别注意以下几个方面：运动学分析是机械系统运动方案设计的基础，设计师需要对各个运动部件的运动学特性进行严密的分析和计算。
在进行运动学分析时，设计师需要考虑速度、加速度、位移等关键参数，并根据这些参数对各个部件的尺寸和结构进行选择和优化。
机械原理-机械系统运动方案设计
机械系统的发展趋势
总结词：机械系统的发展趋势
详细描述：随着科技的不断进步和应用需求的不断提高 ，机械系统也在不断发展。目前，机械系统的发展趋势 主要包括智能化、模块化、集成化和绿色化等。智能化 是指通过引入人工智能和传感器技术，实现机械系统的 自主控制和智能决策；模块化是指将机械系统中的各个 部件标准化和模块化，便于生产和维修；集成化是指将 多个机械系统集成在一起，实现更高效和更精确的运动 控制；绿色化是指注重环保和节能，采用更环保的材料 和设计，降低能耗和排放。
机械原理-机械系统运动方案设计
目录
• 机械系统概述 • 机械原理基础 • 机械系统运动方案设计 • 典型机械系统运动方案分析 • 现代设计方法在机械系统运动方案设计中
的应用 • 机械系统运动方案设计案例分析
01 机械系统概述
机械系统的定义与组成
总结词
机械系统的定义与组成
详细描述
机械系统是由多个相互关联和相互作用的机械部件组成的整体。这些部件包括 原动机、传动机构、执行机构和控制机构等，它们通过各种方式相互连接和配 合，以实现特定的运动和功能。
齿轮机构运动方案分析
齿轮机构组成
由两个或多个齿轮组成，通过齿 轮之间的啮合实现运动和动力的
传递。
齿轮机构分类
按照齿轮类型可分为直齿、斜齿、 锥齿和蜗轮蜗杆等；按照齿轮轴 线关系可分为平行轴、相交轴和
交错轴齿轮机构。
齿轮机构运动特性
具有传动效率高、传动比稳定、 寿命长等优点，适用于大功率、
高精度和长期使用的场合。
机械பைடு நூலகம்统的分类与特点
总结词
机械系统的分类与特点
详细描述
根据不同的分类标准，可以将机械系统分为多种类型。例如，根据能量传递方式的不同，可以分为传动系统和控 制系统；根据功能的不同，可以分为原动机、传动装置、执行器和控制器等。不同类型的机械系统具有不同的特 点和应用范围，需要根据具体需求进行选择和设计。
机械系统运动方案设计
机械系统运动方案设计机械系统是指由多个机械部件组成的系统，可以完成某种特定的运动或工作任务。
机械系统运动方案设计是指对机械系统中运动的方案进行设计，以实现特定的工作任务。
本文将从机械系统运动方案设计的原理、步骤、方法和注意事项等方面进行阐述。
一、机械系统运动方案设计的原理任何一台机械设备或系统，在设计之初就要确定其运动方案，运动方案的设计必须考虑到整个系统的工作要求和性能，保证系统的可靠性和稳定性。
机械系统的运动方案设计的原理是使系统的运动状态达到特定的要求，同时满足以下几点原则：1、稳定性机械系统的运动状态必须是稳定的，不会因外部环境的变化而使系统发生过度振荡或者失去控制。
因此在运动方案设计中必须考虑惯性、摩擦、弹性、耗能等因素，控制系统的稳定性。
2、能效性机械系统的运动方案必须达到最佳的能效性，即在运动过程中实现最大程度的能量转换和利用。
这要求设计人员对机械系统的工作原理和运动方式有深入的了解和熟练的技能，优化运动方案，降低能量损失。
3、可靠性机械系统的运动方案设计需要考虑到系统的可靠性。
要确保机械系统的实际运动方案能够持续、稳定、可靠地运行，达到预期的工作要求。
4、安全性机械系统运动方案的设计要求考虑到系统的安全性。
机械系统运动过程中要注意遵循安全生产相关规定，保证工作环境安全，预防机械设备事故和故障的发生。
二、机械系统运动方案设计的步骤机械系统运动方案设计是一个复杂的过程，在设计时应该全面考虑各个方面的因素。
下面介绍机械系统运动方案设计的步骤：1、分析运动特性和工作要求设计人员需要了解机械系统的运动特性和工作要求，包括机械系统的材料属性、运动速度、功率大小、工作环境等因素，以此来确定机械系统的运动方案。
2、确定运动方式和工作原理确定机械系统的运动方式，并根据系统的工作原理制定运动方案。
机械系统运动方式有直线运动、旋转运动，以及复杂的多轴运动等，根据具体的工作条件选择合适的方式。
3、选择机械部件和材料根据机械系统的工作要求和运动方式，选择合适的机械部件和材料。
第6章--机械系统运动方案设计
T1= to+td1+tK+td2 行程时间
冲头初始位置 上的停息时间
冲头前进 空程时间
冲头回退 空程时间
3）自动机的循环图
自动机的循环图是各执行机构的运动循环图按同一 时间(或转角)比例绘制的总图。它表示自动机各执行机 构的运动循环在自动机的工作循环内的相互关系。并以 该图某一主要执行机构的起点为基准，表示其余各执行 机构的动作顺序。
自动冲压机的循环图：
4）自动机循环图的功用
•表示自动机的执行机构的数目；表示各执行机构运动循环 之间的相互关系即运动的时间顺序，执行件的空间位置。
•是各执行机构凸轮廓线设计的依据(凸轮的转角分配)。
•自动机的循环图是重要的设计文件之一，它是自动机安装、 调试的依据。
•通过循环图设计，可以获得合理的自动机工作循环，可以 充分发挥自动机的生产能力。
执行机构的运动形式：多种多样，如：
1）原动机的运动匀速回转，实现执行构件匀速回转的机构：
匀非速匀回速转回机转构机类构型类型应用实例
平行四边形机构 双转块机构 齿轮机构
摆线针轮机构 谐波传动机构 周转轮系 挠性传动机构
火车车轮连动机构、联轴器 联轴器 增速、减速、变速装置 增速、减速、变速装置 增速、减速、变速装置 增速、减速、运动合成与分解 远距离传送、无级变速装置
易损坏衣物
设计模仿人手的机械手，
难度大
很难把衣物各处都刷洗到
波轮洗衣机
滚筒洗衣机
功能分解： 一般技术系统都比较复杂，难以直接求得满足总功能的
原理解。可利用系统工程分解性原理将功能系统按总功能、 分功能、功能元进 行分解，化繁为简，以便 通过功能元解的有机组合 求得技术系统解。
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第十三章 机械系统运动方案的设计
（三）齿轮传动与螺旋传动的组合系统
第十三章 机械系统运动方案的设计
（四）齿轮机构与万向联节机构的组合
第十三章 机械系统运动方案的设计
（五）机械传动系统构思的基本准则
1. 在满足传动要求的前提下，尽量使
机构数目少，使传动链短。 2. 合理分配各级传动机构的传动比。 3. 合理安排传动机构的次序。 4. 尽量采用平面传动机构。 5. 可采用行星轮系机构。
执行系统的设计实例 — 粉料成型压片机的设计
（一）压片过程的工艺流程
（二）压片过程的执行机构 （三）各执行机构的运动协调 （四）运动协调机构的设计
第十三章 机械系统运动方案的设计
（一）压片过程的工艺流程
压片过程的工艺流程由六个工艺动作完成
第十三章 机械系统运动方案的设计
（二）压片过程的执行机构
第十三章 机械系统运动方案的设计
（一）对原动机进行控制
交流电机 直流电机
第十三章 机械系统运动方案的设计
三相异步电机控制电路原理图
第十三章 机械系统运动方案的设计
（二）对电磁铁的控制
电磁铁是重要的开关元件，接触器、继
电器、各类电磁阀、电磁开关都是按电磁转
换的道理实现接通与断开的动作。从而实现
控制机械中执行机构的各种不同动作。
第十三章 机械系统运动方案的设计
各种功能要求与对应该要求的机构类型
功能要求 1. 轨迹要求 2. 自锁要求 3. 微位移要求 4. 运动放大要求 5. 力的放大要求 6. 运动合成或分解 机构类型 平面连杆机构；行星轮系机构 蜗杆蜗轮机构；螺旋机构 差动螺旋机构 平面连杆机构 平面连杆机构 差动轮系与而自由度的其他机构
第十三章 机械系统运动方案的设计
三、机械的控制系统
控制对象分为两类：
第一类是以位移、速度、加速度、温度、压力等数量 的大小为控制对象，并按表示数量信号的种类分为模拟控 制与数字控制。 第二类是以物体的有、无、动、停等逻辑状态为控制
对象。并称为逻辑控制。
第十三章 机械系统运动方案的设计
第二节 机械系统运动方案设计的构思
一、原动机
（一）电动机
（二）内燃机 （三）一次能源型原动机
第十三章 机械系统运动方案的设计
二、机械运动系统
由机械传动系统和工作执行系统组成
的机械系统运动方案的设计是机械设计的
核心内容。
第十三章 机械系统运动方案的设计
三、机械的控制系统
控制方法主要有机械控制、电气控制和自动控制。
主要控制对象： （一）对原动机进行控制 （二）对电磁铁的控制
1. 根据机器的功能目标确定机器的工作原理； 2. 按机器的工作原理确定机器的基本动作选择执行机 构；
3. 确定传动机构类型与原动机类型；
4. 按机器的基本动作选择实现对应动作的执行机构； 5. 进行运动协调设计，完成机械运动方案的总体设计； 6. 对机械运动方案进行评估，选择最优方案； 7. 进行尺度综合，设计机构系统的机构运动简图。
第十三章 机械系统运动方案的设计
第一节 机械系统运动方案设计的基本知识
第二节 机械系统运动方案设计的构思
第三节 机构系统的运动协调设计 第四节 机械系统运动方案设计的过程与评估
机械原理
第一节 机械系统运动方案设计的基本知识
一、原动机
二、机械运动系统 三、机械的控制系统
第十三章 机械系统运动方案的设计
第十三章 机械系统运动方案的设计标
经济指标
技术指标
绿色指标
第十三章 机械系统运动方案的设计
四、机械系统运动方案的评价方法
（一）机械系统运动方案评价的指标
（二）机械系统运动方案的评价方法
第十三章 机械系统运动方案的设计
（一）机械系统运动方案评价的指标
1. 2. 3. 4. 5.
第十三章 机械系统运动方案的设计
8
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7
13
9
10
7 13
6
5
4
3
2
1
第四节 机械系统运动方案设计的过程与评估
一、机械设计的一般步骤
二、机械系统运动方案设计的内容
三、 机械系统运动方案的评价指标
四、机械系统运动方案的评价方法
第十三章 机械系统运动方案的设计
二、机械系统运动方案设计的内容
一、工作执行机构的组成 二、传动机构系统的组成
第十三章 机械系统运动方案的设计
一、工作执行机构的组成
各种运动与实现对应运动要求的机构类型
运动形态
1. 转动转换为连续转动 2. 转动转换为往复摆动 3. 转动转换为间歇转动 4. 转动转换为往复移动 5. 转动转换为平面运动 6. 移动转换为连续转动 7. 移动转换为往复摆动 8. 移动转换为移动
完成实现功能目标情况 工作原理的先进程度 工作效率的高低 运转精度的高低 方案的复杂程度
第十三章 机械系统运动方案的设计
工 作 执 行 机 构 的 设 计 过 程:
执行系统的运动协调设计
一、执行系统的运动协调
二、运动循环图的设计
第十三章 机械系统运动方案的设计
1.执行系统的运动协调
冲床机构系统
第十三章 机械系统运动方案的设计
2.运动循环图的设计 冲床运动循环图
第十三章 机械系统运动方案的设计
机构类型
齿轮机构；带传动机构；链传动机构；平行四边形机构； 转动导杆机构；双转块机构等 曲柄摇杆机构；摆动导杆机构；摆动凸轮机构等 棘轮机构；槽轮机构；不完全齿轮机构；分度凸轮机构等 齿轮齿条机构；曲柄滑块机构；正弦机构；凸轮机构；螺 旋传动机构等 平面连杆机构；行星轮系机构 齿轮齿条机构（齿条主动）；曲柄滑块机构(滑块主动)； 反凸轮机构 反凸轮机构；滑块机构（滑块主动） 反凸轮机构；双滑块机构
二、传动机构系统的组成
（一）齿轮机构传动系统
（二）带传动与齿轮传动的组合系统
（三）齿轮传动与螺旋传动的组合系统
（四）齿轮机构与万向联节机构的组合
（五）机械传动系统构思的基本准则
第十三章 机械系统运动方案的设计
（一）齿轮机构传动系统
第十三章 机械系统运动方案的设计
（二）带传动与齿轮传动的组合系统
1. 料斗送料机构 2. 上冲头运动机构 3. 下冲头运动机构
各执行机构组成框图
执行机构组合方案示意图之一
第十三章 机械系统运动方案的设计
（三）各执行机构的运动协调
粉料成型压片机的运动循环图 第十三章 机械系统运动方案的设计
（四）运动协调机构的设计
粉料成型压片机的传动示意图 第十三章 机械系统运动方案的设计