机械产品的功能原理的实现机械运动系统的方案
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。
科普机械了解机器与运动的原理
科普机械了解机器与运动的原理在我们的日常生活中，机器无处不在。
从简单的家用电器，到复杂的工业设备，机械在我们的生活中起到了重要的作用。
然而，对于大多数人来说，机器的原理和运动方式仍然是一个神秘的领域。
在本文中，我们将科普机械的基本原理，以帮助读者更好地了解和掌握机器的使用和维护。
一、机械的基本原理在了解机器的工作原理之前，我们首先需要了解几个基本概念：力、质量、摩擦、动力等。
这些概念是理解机械原理的基础。
1. 力：力是物体相互作用时产生的作用效果。
它可以改变物体的运动状态，如加速、减速或改变方向。
力的单位是牛顿（N）。
2. 质量：质量是物体所固有的属性，它影响物体对力的响应。
质量越大，物体对力的响应越小。
质量的单位是千克（kg）。
3. 摩擦：摩擦是物体间的相互阻力，它阻碍了物体的运动。
摩擦力的大小取决于物体表面的粗糙程度和相互接触的压力。
4. 动力：动力是物体的运动能力，它包括速度和加速度两个方面。
物体的动力可以通过外力的作用来改变。
二、机器的工作原理机器的工作原理基于力、质量、摩擦和动力等基本概念。
机器通过将外部能量转化为机械能量，实现所需的功能。
1. 杠杆原理：杠杆是一种简单机械，它可以通过改变力的作用点和作用方向，实现力的平衡和增强。
杠杆的作用原理基于力的平衡和转移。
2. 轮轴原理：轮轴是机械中常见的元件，它可以通过改变力的大小、方向和转动速度，实现力的传递和运动变换。
3. 齿轮原理：齿轮是一种传动装置，它通过齿轮之间的啮合，实现力和运动的传递。
齿轮的大小和齿数的变化可以改变传动比，从而改变输出力和速度。
4. 压力原理：压力是指力在垂直方向上的作用效果。
机器中的液压系统利用液体的压力传递力和运动。
液压系统的原理基于封闭的液体容器和液压泵的作用。
三、机器运动的原理机器的运动原理涉及到动力和运动学的知识。
在机械中，常见的运动方式包括直线运动、旋转运动和往复运动。
1. 直线运动：直线运动是物体沿直线路径移动的运动方式。
机械功能原理的实现
第二节
传动机构和执行机构
一切机器都包含四个部分：动力机、传动机构、 一切机器都包含四个部分：动力机、传动机构、执行机构和控制部分
一、传动机构： 传动机构：
速度或力的变换 运动形式或传力方式的变换
传动机构作用： 传动机构作用：将原动机的运动和动力按照上面变换形式之一传递给执行机构 常用的传动机构有：
例如： 例如：1)带有凸轮的各种机械设备，如包馅机：电动机的匀速 转动——包馅动作 2)机械表：发条驱动齿轮连续转动——十分秒针的间歇运动 3)装配生产线上的机械手
第一节
机构能实现的动作功能
一、机构能实现的动作功能
2、利用机构实现开关、联锁和检测等动作功能
离合： 离合：连接或切断动力 换向：不同齿轮对啮合切换 换向 超越： 摩托车超越离合器 摩托车超越离合器，是为电起动设计的。 超越：如摩托车超越离合器 作用是由电力启动的瞬间，将运动系统启动起来，并在启动成功后迅速脱离动 力传递系统，把动力源的角色交给燃油的发动机。 联锁一般在小型传动零件处，为了安全设计的联锁装置。功能是在传动系统工 联锁 作时，锁住传动装置的启动机构，防护装置被联锁而不能打开，以防止人触及传 动装置而发生事故。常用的联锁防护装置可以是机械的、电气的、气动的或组合 型的。这里指纯机械式的 测量：各种纯机械式仪表 测量
第二节
传动机构和执行机构
一、传动机构
1、运动速度或力的大小变换 空压机的工作原理： 空压机的工作原理：在气缸内作往复运动的活塞向右移动时，气缸 内活塞左腔的压力低于大气压力 p a ，吸气阀开启，外界空气吸入 缸内，这个过程称为压缩过程。当缸内压力高于输出空气管道内压 力 p 后，排气阀打开。压缩空气送至输气管内，这个过程称为排气 过程。活塞的往复运动是由电动机带动的曲柄滑块机构形成的。曲 柄的旋转运动转换为滑动——活塞的往复运动。
液压机的工作原理
液压机的工作原理引言概述：液压机是一种利用液体传递能量来实现工作的机械设备。
其工作原理是利用液体在封闭的管道中传递压力，从而实现机械运动。
液压机广泛应用于各种领域，如冶金、建造、机械等。
下面将详细介绍液压机的工作原理。
一、液压机的基本组成1.1 液压泵：液压泵负责将液体从液压油箱抽取并输送到液压系统中。
1.2 液压缸：液压缸是液压机的执行部件，通过液体的压力来推动活塞运动。
1.3 液压阀：液压阀用来控制液体的流向和压力，实现液压系统的各种功能。
二、液压机的工作原理2.1 液体传递压力：液压机工作时，液压泵将液体从油箱吸入，通过管道输送到液压缸中。
液体在缸内形成压力，推动活塞运动。
2.2 压力传递力量：液体在液压缸中形成的压力会推动活塞向前或者向后运动，从而实现机械装置的工作。
2.3 控制阀控制流向：液压阀控制液体的流向和压力，通过控制阀的开关，可以实现液压机的各种功能，如升降、夹紧等。
三、液压机的优势3.1 高效性：液压机传递能量效率高，能够快速完成工作任务。
3.2 精准性：液压机可以通过控制阀精确控制压力和流量，实现精准的动作。
3.3 可靠性：液压系统结构简单，维护方便，具有较高的可靠性和稳定性。
四、液压机的应用领域4.1 冶金行业：液压机在冶金领域广泛应用，用于金属压延、成型等工艺。
4.2 建造行业：液压机在建造领域用于混凝土搅拌、压实等工作。
4.3 机械创造：液压机在机械创造领域广泛应用，如冲床、注塑机等。
五、液压机的发展趋势5.1 智能化：液压机将向智能化方向发展，实现自动化控制和远程监控。
5.2 节能环保：液压机将越来越注重节能和环保，采用新型液压技术和材料。
5.3 多功能化：液压机将逐渐向多功能化方向发展，满足不同行业的需求。
总结：液压机作为一种重要的机械设备，其工作原理是利用液体传递压力来实现机械运动。
通过液压泵、液压缸和液压阀等组成部件的协同作用，液压机在各个领域发挥着重要作用。
机械产品的功能原理的实现
1
第一节 机构能实现的动作功能
机构能实现哪 些动作功能？
2
1．运动形式或运动规律变换
1) 匀速运动(平动、转动)与非匀速运动 (平动转动或摆动)的变换 2) 连续转动与间歇式的转动或摆动的变 换
3）实现预期的运动轨迹
3
2．实现开关、联锁和检测等
1）用来实现运动离合或开停。 2）用来换向、超越和反向止动。 3）用来实现联锁、过载保护、安全制动
4) 实现锁止、定位、夹压等。
5) 实现测量、放大、比较、显示、记录、 运算等。
4
3.实现程序控制或手动控制
1)利用时间的 序列进行控制
5
直列四缸发动机
利用时间的序 列进行控制
V型六缸发动机
水平对置发动机
6
2)利用动作的序列进行控制
电磁阀控制 液压缸的顺 序操作过程
7
3) 利用运动的变化 等进行控制
汽车发动机的离 心调速器
利用速度变化进行控制的汽车发动机调速器
1-主动盘 2、3-齿轮 4-拉杆 5-供油量调节臂 6-调节弹簧 7-定轴 8-杠杆 9-平板 10-滑套 11调速器轴
8
选择机构实现 功能原理的原 则和范围？
22
运动速度或力的大小变换
啮合方式 摩擦方式
1 2 1 3
2
1
楔块原理
圆锥式无级变速器 3
流体作用原理
平面盘式无级变速器
23
2
摩擦轮传动
汽车变速器
运动形式或传力方式的变换
转动、平动、摆动
24
执行机构
带动工作头进行工作并使之 获得工作力或力矩的机构
机械设计原理与方法
机械设计原理与方法机械设计原理与方法是指应用科学原理和工程方法来设计机械产品的过程。
在机械设计中，有许多基本的原理和方法可以指导我们进行设计工作。
下面将介绍一些常用的机械设计原理和方法。
1. 机械设计原理之受力分析：在机械设计中，首先需要进行受力分析。
通过对机械零件受力情况的分析，可以确定零件的最大受力以及承受力的方向，从而为后续设计提供参考。
2. 机械设计原理之材料选择：材料选择是机械设计中非常重要的一环。
正确选择材料可以保证机械产品的强度、刚度和耐久性等性能。
在材料选择时，需要考虑材料的力学性能、化学性质以及加工性能等因素。
3. 机械设计原理之机构设计：机构设计是机械设计的核心内容之一。
机构是由多个零件以特定的方式组合而成的系统，可以实现特定的运动或功能。
在机构设计中，需要考虑机构的运动要求、紧凑性、刚度和可靠性等因素。
4. 机械设计原理之传动设计：传动是实现机械运动和能量传递的重要手段。
在传动设计中，需要选择适当的传动装置，如齿轮传动、皮带传动、链传动等。
同时还需要考虑传动的传动比、效率和可靠性等因素。
5. 机械设计原理之强度计算：强度计算是机械设计的基础工作之一。
通过对零件进行强度计算，可以评估零件的强度是否满足设计要求，从而避免零件在使用过程中发生断裂或变形等失效现象。
6. 机械设计方法之CAD辅助设计：CAD（计算机辅助设计）技术在机械设计中得到广泛应用。
通过CAD软件，可以进行零件三维建模、装配体设计和工程图纸绘制等工作，提高设计效率和准确性。
7. 机械设计方法之有限元分析：有限元分析是一种常用的结构分析方法。
通过有限元分析软件，可以对零件或装配体进行应力、应变、变形和疲劳寿命等分析，从而评估设计的合理性。
总之，在机械设计过程中，我们需要遵循一定的原理和方法，才能设计出符合要求的机械产品。
通过受力分析、材料选择、机构设计、传动设计、强度计算、CAD辅助设计和有限元分析等步骤，可以保证设计结果的可靠性和优良性能。
机械工程的工作原理
机械工程的工作原理机械工程是一门研究机械设备和机械系统的工程学科，它涵盖了广泛的领域，包括机械设计、力学、材料科学等。
机械工程师通过运用科学和数学的原理，设计、分析、制造和维护各种机械设备和系统。
本文将介绍机械工程的基本原理和工作过程。
机械工程的工作原理可以总结为以下几个方面：力学原理、热力学原理、材料科学原理和控制原理。
首先，力学原理是机械工程的基础。
它研究物体的运动和受力情况。
机械工程师需要理解力学原理，以便设计和分析机械系统的运动和力学特性。
例如，机械工程师需要了解静力学和动力学，以确定机械系统的平衡和运动状态。
他们还需要应用刚体力学和弹性力学的原理，以确保机械部件的强度和刚度满足设计要求。
其次，热力学原理在机械工程中也起着重要的作用。
热力学研究能量的转化和传递。
机械工程师需要了解热力学原理，以优化机械系统的能量效率和热量传递。
例如，他们需要考虑热机的工作原理，以设计高效的发动机。
他们还需要了解热传导和传热原理，以设计有效的散热系统。
材料科学原理也是机械工程师必须掌握的知识。
材料科学研究材料的性质和行为。
机械工程师需要了解不同材料的特性，以选择合适的材料用于机械设计。
他们还需要了解材料的强度、刚度、耐磨性和耐腐蚀性等方面的特性，以确保机械部件的可靠性和耐久性。
最后，控制原理在现代机械工程中起着重要的作用。
控制原理研究控制系统的设计和运行。
机械工程师需要了解控制原理，以设计和优化机械系统的自动化和智能化控制。
例如，他们需要了解反馈控制的原理，以设计闭环控制系统。
他们还需要了解传感器和执行器的原理，以实现机械系统的感知和执行功能。
综上所述，机械工程的工作原理包括力学原理、热力学原理、材料科学原理和控制原理。
机械工程师需要运用这些原理，设计、分析、制造和维护各种机械设备和系统。
他们的工作涉及到多个领域，需要综合运用科学和数学的知识。
机械工程的工作原理是实现机械系统功能和性能的基础，对于推动工业和科技的发展起着重要的作用。
工程机械原理
工程机械原理
工程机械原理是指工程机械的基本工作原理和工作机构的设计原理。
工程机械是指用于土木工程、建筑工程、交通工程等各种工程领域的机械设备，包括挖掘机、装载机、推土机、压路机等。
在工程机械中，液压系统是一个重要的工作原理。
液压系统利用液体的压力传递力量，实现各种工程机械的运动和控制。
液压系统由液压泵、液压马达、液压缸和控制阀等组成。
液压泵通过机械驱动产生液压油的压力，液压油通过控制阀调节流量，经过液压缸或液压马达实现动力传递。
另一个重要的工作原理是机械传动原理。
机械传动是指通过传动装置将动力从原动机传递到工作部件。
常见的机械传动装置有齿轮传动、带传动、链传动等。
齿轮传动是利用齿轮的啮合传递动力和转矩，实现旋转运动的传动方式。
带传动是利用带轮和带条传递动力，适用于中小功率的传动。
链传动利用链条的传动轮组传递动力，用于中小功率和速度较高的传动。
此外，工程机械的工作原理还涉及到结构原理和动力原理。
结构原理是指工程机械的各个部件的结构设计和工作方式。
动力原理是指工程机械的动力来源和转换方式，如内燃机、电机等。
综上所述，工程机械原理涉及到液压系统、机械传动、结构原理和动力原理等方面，这些原理共同作用才能实现工程机械的正常工作。
简单的机械原理
简单的机械原理首先，我们来讨论一下杠杆原理。
杠杆是一种常见的简单机械，它可以通过一个支点将力量或运动传递到另一端。
杠杆的作用原理是利用力臂和力矩的原理，通过改变力臂和力的大小来达到增大力的效果。
比如我们使用撬棍打开一个顽固的盖子，就是利用了杠杆原理，通过改变力臂的长度来增大力矩，从而打开盖子。
接下来，我们来讨论轮轴和轮轴承的原理。
轮轴是一种固定在机械设备上的旋转轴，它可以通过轴承来减小摩擦力，使得机械设备更加顺畅地运转。
轴承的原理是利用滚子或滑块来减小轴与轴承之间的接触面积，从而减小摩擦力，使得轴能够顺畅地旋转。
比如汽车的车轮就是通过轮轴和轴承来实现顺畅行驶的。
另外，我们还要了解一下斜面和滑轮的原理。
斜面是一种简单的机械装置，它可以通过改变物体的高度来改变物体的势能和动能。
斜面的原理是利用斜面的倾斜角度和长度来改变物体所受的重力和摩擦力，从而实现物体的运动。
而滑轮则是一种能够改变力的方向和大小的机械装置，它可以通过绳索和滑轮的组合来改变力的方向和大小，使得我们能够更轻松地实现举重等动作。
最后，我们要了解一下齿轮的原理。
齿轮是一种常见的传动装置，它可以通过齿轮的啮合来传递力量和运动。
齿轮的原理是利用齿轮的大小和齿数来改变力的大小和速度，从而实现不同转速和扭矩的传递。
比如自行车的变速器就是通过齿轮的原理来实现不同速度的调节。
总的来说，简单的机械原理在我们的日常生活中扮演着非常重要的角色。
通过了解这些简单的机械原理，我们可以更好地理解和使用各种机械设备，也能够在日常生活中解决一些简单的机械问题。
希望本文能够对大家有所帮助，谢谢阅读！。
机电设备的工作原理和控制原理
机电设备的工作原理和控制原理机电设备是指结合了机械和电气技术的设备，它们通过机械传动和电气控制实现各种功能。
本文将以机电设备的工作原理和控制原理为主题，介绍机电设备的基本工作原理、控制方式以及其在实际应用中的一些示例。
一、机电设备的工作原理机电设备的工作原理主要包括机械传动和电气控制两个方面。
机械传动是指通过机械装置将电动机的动力传递给工作部件，实现机械运动。
常见的机械传动方式有齿轮传动、皮带传动、链传动等。
电气控制则是利用电气信号控制机械运动，包括开关控制、变频控制、PLC控制等。
机械传动和电气控制相互结合，使机电设备能够完成各种复杂的工作任务。
二、机电设备的控制原理机电设备的控制原理是指通过电气信号对机械传动进行控制，实现设备的自动化和智能化。
常用的机电设备控制方式有以下几种：1. 开关控制：通过开关控制电路的通断，实现机械运动的启停控制。
这是最简单、常见的控制方式，适用于一些简单的机电设备。
2. 变频控制：通过改变电动机的频率和电压，实现对机械运动的调速控制。
变频控制可以根据实际需要灵活调整机械运动的速度和转矩，提高设备的运行效率和精度。
3. PLC控制：PLC控制是一种基于可编程逻辑控制器的自动化控制方式，通过编程控制器的输入和输出，实现对机械运动的复杂控制。
PLC控制广泛应用于工业自动化领域，能够实现多种复杂的逻辑控制和数据处理。
4. 伺服控制：伺服控制是一种高精度、高响应的电机控制方式，通过对电机的转速和位置进行精确控制，实现对机械运动的精密定位和运动控制。
伺服控制常用于需要高精度定位和运动的机电设备，如数控机床、机器人等。
三、机电设备的应用示例机电设备广泛应用于各个领域，以下是一些常见的机电设备应用示例：1. 自动化生产线：在工业生产中，机电设备常用于自动化生产线的控制和运动控制，实现产品的高效生产。
2. 机器人：机器人是一种能够模拟人类动作的机电设备，广泛应用于工业生产、服务行业等领域，能够完成一系列复杂的工作任务。
机械工程工作原理
机械工程工作原理机械工程是一门应用科学，涉及到机械结构的设计、制造、运动和能量转换等方面。
了解机械工程的工作原理对于从事这个领域的人来说至关重要。
本文将深入探讨机械工程的工作原理以及它在不同场景中的应用。
一、机械工程的定义和范围机械工程是一门利用物理、材料和数学原理研究、设计、制造和维护机械系统的学科。
它涵盖了从小型工具到大型机械设备的各个方面。
机械工程师利用科学原理和创新思维，将机械工程应用于现实生活中的各个领域。
二、机械工程的基本原理1. 力学原理：力学是机械工程最基本的原理之一。
它研究物体的运动和受力情况。
在机械系统中，了解受力和运动的关系对于设计稳定和高效的机械组件至关重要。
2. 材料科学原理：机械工程师需要了解材料的性质和行为。
这包括材料的强度、刚度、耐磨性和耐腐蚀性等。
了解材料的特性有助于选择适当的材料，保证机械系统的可靠性和持久性。
3. 液压和气动原理：液压和气动系统在机械工程中广泛应用。
了解其中的原理和工作方式可以实现精确的控制和运动传输。
液压和气动系统大大提高了机械设备的效率和精度。
4. 电气和电子原理：现代机械系统离不开电气和电子技术的应用。
电气和电子原理涉及到电路、传感器、控制电路和电机等方面。
机械工程师需要了解电气和电子原理，以便设计和维护这些系统。
5. 热力学原理：热力学是研究能量转换和传递的科学。
在机械工程中，了解热力学原理有助于提高能源利用率和系统效率。
机械工程师需要了解热力学原理，并将其应用于设计和改进机械系统。
三、机械工程的应用场景1. 设备制造：机械工程师在设备制造领域中发挥着关键作用。
他们设计和制造各种机械设备，如汽车、航空航天器、家电和工业设备等。
了解机械工程的工作原理，可以确保设计的设备符合预期的性能要求。
2. 能源行业：机械工程在能源行业中也起到重要作用。
例如，研究新型能源转换技术，改进燃烧和发电系统的效率，设计和维护风力涡轮机和太阳能发电设备等。
机械工程师需要了解能源转换的原理，以改进能源系统的性能和可持续性。
机械制造设计原理
机械制造设计原理机械制造设计原理是机械工程师在设计制造过程中所遵循的一系列原则和规范。
它涉及到机械结构、机械运动、材料力学等方面的知识，并将其综合应用于机械产品的设计和生产中。
本文将从机械设计的基本原理、机械设计的要素、机械设计的流程以及机械制造的技术发展等方面进行论述。
一、机械设计的基本原理1. 功能原理：机械设计的首要原则是满足产品的功能需求。
在设计过程中，需要深入了解产品的使用场景和功能要求，确保设计出的机械产品能够准确、高效地完成其预定的任务。
2. 强度原理：强度是机械设计中至关重要的考虑因素之一。
在设计过程中，需要根据材料的特性和受力情况进行强度分析，确保机械结构能够承受外部力的作用而不发生破坏，并保证产品的安全可靠性。
3. 运动原理：机械设计涉及到物体的运动，需要运用运动学、动力学等原理来进行设计。
通过合理的运动设计，确保机械产品的运动轨迹、速度和力度等参数符合预期要求。
二、机械设计的要素机械设计包括多个要素，包括结构设计、材料选择、零部件设计、工艺流程等。
这些要素共同作用，决定了机械产品的性能和质量。
1. 结构设计：结构设计是机械设计中最基础的环节，它确定了机械产品的整体布局和组成部分之间的连接方式。
在结构设计时，需要考虑产品的使用要求和受力情况，选择合适的结构形式，确保机械产品的稳定性和可靠性。
2. 材料选择：材料的选择直接影响到机械产品的性能和使用寿命。
机械工程师需要根据产品的具体要求，选择合适的材料，考虑材料的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等因素。
3. 零部件设计：零部件设计是机械产品的核心部分，它关系到产品的功能和性能。
在零部件设计时，需要充分考虑产品的装配性、可维修性以及零部件之间的协调性，确保整个机械系统的正常运行。
4. 工艺流程：机械制造的工艺流程决定了产品的制造成本和生产效率。
在设计过程中，需要充分考虑工艺的可行性，选择合适的制造工艺，并进行工艺优化，以提高产品的质量和生产效率。
机构运动简图设计的内容、方法和步骤
机构运动简图设计的内容、方法和步骤机械产品的设计是为了满足产品的某种功能要求。
机构运动简图设计是机械产品设计的第一步，其设计内容包括选定或开发机构构型并加以巧妙组合，同时进行各个组成机构的尺度综合，使此机构系统完成某种功能要求。
机构运动简图设计的好坏是决定机械产品的质量、水平的高低、性能的优劣和经济效益好坏的关键性的一步。
机构运动简图的设计，主要包括下列内容：1）功能原理方案的设计和构思根据机械所要实现的功能，采用有关的工作原理，并由此出发设计和构思出工艺动作过程，这就是功能原理方案设计。
灵巧的功能原理是创造新机械的出发点和归宿。
2）机械运动方案的设计根据功能原理方案中提出的工艺动作及各个动作的运动规律要求，选择相应的若干个执行机构，并按一定的顺序把它们组成机构运动示意图。
机械运动方案的设计是机构运动简图设计中的型综合。
3）机构运动简图的尺度综合根据机械运动方案中各执行机构工艺动作的运动规律和机械运动循环图的要求，通过分析、计算、确定机构运动简图中各机构的运动学尺寸。
在进行尺度综合时，应同时考虑其运动条件和动力条件，否则不利于设计性能良好的新机械。
机构运动简图设计的一般程序：1）机械总功能的分解将机械需要完成的工艺动作过程进行分解，即将总功能分解成多个功能元，找出各功能元的运动规律和动作过程；2）功能原理方案确定将总功能分解成多个功能元之后，对功能元进行求解，即将需要的执行动作，用合适的执行机构来实现。
将功能元的解进行组合、评价、选优，从而确定其功能原理方案，即机构系统简图。
为了得到能实现功能元的机构，在设计中，需要对执行构件的基本运动和机构的基本功能有一全面的了解。
ⅰ）执行机构基本运动常用机构执行构件的运动形式有回转运动、直线运动和曲线运动三种，回转和直线运动是最简单的机械运动形式。
按运动有无往复性和间歇性，基本运动的形式如表1所示。
表1 执行构件的基本运动形式机构的功能是指机构实现运动变换和完成某种功用的能力。
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。
机械钟工作原理
机械钟工作原理
机械钟是一种通过机械装置来实现时间显示和报时功能的钟表。
其工作原理基本上可以分为两个部分：驱动装置和时间测量装置。
驱动装置是机械钟的核心部件，它负责提供能量来驱动整个机械系统。
通常驱动装置是由弹簧或重锤形式的动力装置所驱动。
弹簧装置通过手动或自动上紧，蓄积能量以驱动机械运动。
时间测量装置用来测量时间，并根据测量结果来实现钟表的精确显示和报时功能。
其中，时间测量装置通常包括摆轮和擒纵系统。
摆轮是一个能够周期性摆动的装置，其摆动周期通常为
1秒，通过与其他齿轮系统的连接，可以将摆轮的振动转化为
指针的旋转，从而实现时间的显示。
擒纵系统则用来控制摆轮的摆动，其基本原理是通过在每次摆动后自动把摆轮停下来，以保证摆轮的振动周期稳定。
总体来说，机械钟的工作原理是通过驱动装置为时间测量装置提供能量，时间测量装置通过摆轮和擒纵系统测量时间并将结果转化为指针的运动，实现时间的显示和报时功能。
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第一节 机构能实现的动作功能
一、机构能实现哪些动作功能
机械产品的动作功能要通过一系列的机构和电气电子装置去 具体实现。机构一般能实现下列各种动作功能：
1．利用机构实现运动形式或运动规律变换的动作功能
在绝大多数的机械中原动机的运动形式为转动，而机构的输 出运动是多种多样的。利用机构可以进行构件运动形式的变换， 例如；
用在磁悬浮的高速列车上。电视机最初出现时．当时
电视频道少．显象管屏幕也小，因而广泛使用安全可
靠、操作方便、经济性好的机械式频道变换开关，但
当电视机屏幕的不断增大，频道的增多，经济性好的
机械式频道变换开关，愈来愈感到操作的不便而被遥
控开关所取代。但是也应看到电子技术的发展虽然能
控制许多复杂的自动化机器和设备，但其本身的结构
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2)利用动作的序列进行控制 例如图4—2是一种利用电磁阀控制液压缸进行工作 的顺序操作过程。
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3)利用运动的变化等进行 控制 例如图4-3是汽车发动机的 离心调速器。
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二、选择机构来实现功能原理的原则和范围
上面叙述了机构所能实现的动作功能，实际上。这些 功能也完全可以用电气或电子的原则来实现。但是在 什么情况下选用机构来完成这些功能呢?当然首先是 要完成设计时提出的功能目标。还要考虑到工作可靠， 运行安全，操作方便，制造和运行的经济性等等。其 中前两条是必须满足的，后两条则在有条件的情况下， 尽可能的满足。
也日趋复杂，因而引起可靠性、安全性的下降。例如
飞机上的自动导航仪，可以自动按给走路线飞行，而
不需驾驶员动手，但是为了保证绝对安全可靠，这种
飞机上还是安装了结构简单、工作安全可靠的手动控
制装置。
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第二节 传动机构和执行机构
一切机器都包含有四个部分：动力源、传动机 构、执行机构和控制部分。
一、传动机构
4) 实现锁止、定位、夹压等。
5) 实现测量、放大、比较、显示、记录、运算等。
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举例1 制动机构：
制动装置的基本要求是：工作可靠，操作方便，制动乎 稳且时间短，结构简单，尺寸小，重量轻，磨损小．散 热性好。
用电动机起停和换向时，常采用反接法制动。它具有 操作方便、制动时间短等优点。但，反接时的制动电流 大，传动系统受的惯性冲击力也较大。故它只适用于制 动不频繁、传动系统惯性较小或电动机功率较小的系统。
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举例3 斜楔杠杆式夹持 器。
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3.利用机构实现程序控制或手动控制的功能 程序控制或手动控制是自动机械中不可缺少的一部分，控制
的方法很多，用机构来控制的方法就有； 1)利用时间的序列进行控制 例如图4-1是一种凸轮程序装
置。它由一系列的微动开关和凸轮组成。凸轮轴由同步电动机 驱动。凸轮旋转一周， 对应着工件的整个加工 循环。
1)匀速运动(平动、转动)与非匀速运动(平动转动或摆动)的变换
2)连续转动与间歇式的转动或摆动的变换。
3）实现预期的运动轨迹。
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简谐运动:
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图为从动轴又转又移的蜗轮连杆机 构。图中5为蜗轮箱体，蜗杆4和轴1 以滑键连接，蜗轮3与杆2铰接。当 轴1转动时，从动蜗轮3又转又移。 印刷机色辊的运动即用此机构实现。
根据目前科学技术的条件，下列几方面的动作功能， 一般较宜用机构来实现。
1．实现功率性的机械运动形式或规律的变换 功能
鼠笼型异步电动机+变速机构
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2．实现固定轨迹或简单可调的轨迹功能
例如各种自动机上的上、下料，加工、检测等工序需 要的运动轨迹，均可全部用机构来完成。对于复杂轨 迹，采用电子或电气来控制，但其轨迹功作部分还必 须使用机构，如机器人的手臂、手腕、手爪、计算机 绘图仪的绘图笔的动作等。
开关、联锁和检测是自动机中的重要内容。
检测机构可以检查最后的成品也可以检测中间工序，以 自动校正与规定标准间的差异。
控制联锁机构的用途则是在机器工作过程中发现控制和 检测机构所不能排除的缺陷时停止或限制机器的工作。例 如：
1）用来实现运动离合或开停。
2）用来换向、超越和反向止动。
3）用来实现联锁、过载保护、安全制动
用离合器进行起停或换向时，必须在传动链中安装制 动装置。制动器和离合器的操纵机构必须互锁。当离合 器脱开时，制动器应制动，接通离合器前。制动器必须 可靠地放松，以免损坏传动件或造成过大的功率损失。
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图示的曲柄压力机只有一个 执行机构，即曲柄滑块机构， 电机9通过齿轮副8、7及离 合器6带动曲轴4旋转，再通 过连杆3使滑块2在机身10的 导轨中作往复运动，操纵杆 1使离合器接合或脱开，控 制曲柄滑块机构的运动或停 止。制动器5与离合器6的动 作要协调配合：工作前，制 动器先放松，离合器后接合； 停车前，离合器先脱开，制 动器后接合。
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举例2 过载保护装置： 常用的安全保护装置有以下几种： 1．销钉安全联轴器
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2．钢珠安全离合器
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3．摩擦式安全离合器 图示为单圆锥形擦安全离合器。摩擦面由内圆锥摩擦盘1和 外圆锥面摩擦盘2组成。在弹簧3作用下使两个锥面压紧，由 此产生酌摩擦力矩即为该离台器允许的输出转矩。螺母5用 来调整压紧力。
传动机构（系统）是将原动机的运动和动力传给执 行机构的中间装置，其类型主要有机械传动、流体 动力传动、电力和磁力传动等。原动机与执行机构 间组成传动联系的一系列传动件称为传动链，所有 传动链以及它们之间的相互联系组成传动机构（系 统）。
3．在特定条件下能优质地实现开关、联锁和检测等功 能
如电灯开关．一般是用机械式的，但也有触模式、光 电式的开关，都能安全可靠地完成开关任务，至于操 作方便和经济性只能在特定条件下作具体的分析。
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4．实现简单的固定程序或可变程序的控制功能
例如目前很少采用直线电动机来实现直线运动，但由
于超导的发现，磁悬浮技术的成熟，直线电动机将使
曲柄滑块机构
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非匀速转动机构
非匀速转动机构包括双曲柄机构、非圆齿轮机 构、曲柄导杆及组合机构等。
由于双曲柄机构和偏置 曲柄滑块机构均有急回 特性，二者并用加强了 急回效果，使筛子在运 动时有较大的加速度。
对于创床用的旋转导 杆机构、单万向联轴节 机构和反平行四边机构 等均属于非匀速 转动机构。
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2．利用机构实现开关、联锁和检测等的动作功能