机械运动方案设计
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。
机械运动方案设计手册
机械运动方案设计手册1. 引言在现代工程设计中，机械运动方案的设计是非常重要的一项工作。
机械运动方案设计手册提供了全面、详细、完整且深入的探讨任务主题的指导。
2. 机械运动方案的概述2.1 机械运动的定义和分类机械运动是物体在空间中的物理运动，可以分为直线运动、转动运动和复合运动等多种类型。
2.2 机械运动方案设计的意义机械运动方案设计是为了实现特定目标或完成某项工作而对机械运动进行计划和设计。
良好的机械运动方案设计可以提高工作效率、降低成本、增强安全性和提升产品品质。
3. 机械运动方案设计的基本原则3.1 可行性原则机械运动方案设计必须基于可行性原则，即设计方案必须能够在技术、经济和生产条件下实现。
3.2 安全性原则机械运动方案设计必须考虑安全因素，确保操作人员和设备在运动过程中不受伤害。
3.3 可靠性原则机械运动方案设计必须具有较高的可靠性，应考虑到环境条件、材料质量和运动部件的设计等因素。
3.4 经济性原则机械运动方案设计必须遵循经济性原则，即通过合理的设计、材料和生产方式来降低成本并提高效益。
4. 机械运动方案设计的步骤4.1 方案需求分析在机械运动方案设计之前，需要对方案需求进行充分的分析和了解，明确设计的目标和要求。
4.2 方案设计思路确定根据需求分析的结果，确定机械运动方案设计的思路和方法，包括选取适当的运动方式、结构和传动装置等。
4.3 方案设计细化和优化将确定的方案思路进一步细化和优化，包括运动部件的具体设计、材料的选择和传动装置的参数计算等。
4.4 方案实施和验证按照设计方案进行实施，并通过实验和测试验证设计的可行性和安全性。
5.1 系统性和整体性机械运动方案设计必须具备系统性和整体性，各个运动部件之间应协调一致，形成一个完整、稳定的机械系统。
5.2 可维护性和可拓展性机械运动方案设计应考虑到设备的日常维护和修理，同时具备一定的可拓展性，方便后续的系统升级和改进。
5.3 材料选用和加工工艺机械运动方案设计必须选择合适的材料，并结合合适的加工工艺，以确保设计的可行性和可靠性。
机械运动方案设计与创
模块名称 箱体 齿轮 轴 轴承 端盖
通用化程度 （%）
97
85.6
77. 4
98.4
98.6
模块化设计实例——齿轮减速器系列 设计
如减速器功能图所示，分别进行了齿 轮模块，轴的模块，箱体的模块等设 计，采用了112对斜齿圆柱齿轮和70 对锥齿轮模块，代替了非模块化设计 的1252对齿轮；可组成332种平行轴 和220种相交轴的传动。只需要3种箱 体。模块化设计降低了成本，并且便 于管理。下表列出了减速器模块化系 列中零部件的通用化程度。
3.利用技术冲突解决原理
一．冲突广泛存在于产品的设计之中，解决冲突是创新设 ○ 计的核心。冲突类型很多，这里只讨论关于技术冲突的有
二．关问题。 三．技术冲突的概念：
○ 技术冲突是指一个作用同时导致有用及有害两种结 四．果，也可指有用作用的引入或有害作用的消除导致一个或 五．几个子系统变坏。技术冲突常表现为一个系统中两个子系 六．统之间的冲突。
第五章 机械 运动方案设计 与创新
开发一个新的机械产品一般经 历四个阶段：
产品规划——市场需求调查；科技信息
0
调研；论证 必要性，可行性，确定产
1
品功能目标。
方案设计——进行系统的功能分析与设
0
计；工作原理构思与设计；工艺动作构思
2
与设计；方案性能评价。
技术设计——进行系统中的零部件尺寸、
0
参数、形状、结构、强度、刚度、精度设
○
不 共 加 如 或 对 将
称 就 解 决 了
突 与 对 称 有
式 ， 但 实 际
对 称 是 机 械
鸣 器 的 设
其 不 对 称
果 物 体 是
很关上零计程 不
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
机械运动方案及机构创新设计
机械运动方案及机构创新设计
一、背景
注射器是一种用于注射药物的医疗器械，它能够有效地把药物注入患
者的体内，因此在医疗中十分重要。
传统注射器办法主要是手动操作的，
由于操作不熟练，容易造成注射量的误差，严重影响治疗效果。
因此，将
注射器的操作过程改为自动挡模式，成为近年来研究热点之一
二、机械运动方案
1.机构设计
采用该方案的射针机构，机构由漏斗、针尖器及轴承支撑立柱三部分
组成。
其中，漏斗主要用于装载药物，同时也是用于支撑的结构部分；针
尖器主要用于控制射针运动；立柱采用轴承支撑以加强稳定性。
2.移动端设计
采用该方案的移动端，由电机、减速机、内、外齿轮、链条轴承组成。
电机作为动力源，通过减速机将高速运动的动力转换为低速运动，然后再
转移到内、外齿轮上，通过链条轴承将低速运动传递给射针机构，以控制
射针的运动。
1.射针机构设计
采用该设计的射针机构，漏斗内部多加入一个推杆机构，与漏斗下方
的针尖器共同，形成一个滑动机构，漏斗内装载药物，药物通过推杆机构
推动针尖器向前面射出。
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。
机械运动方案创新设计
机械运动方案创新设计引言机械运动方案的创新设计是指通过应用新颖的思维和技术手段，提出新的机械运动方案。
这种创新设计可以改进现有机械系统的性能，提高生产效率，降低能耗，并为未来的机械运动系统提供更好的设计参考。
本文将介绍一种创新的机械运动方案，并讨论其优势和应用领域。
设计原理1. 理解机械运动方案在设计新的机械运动方案之前，首先需要对机械运动方案有一个清晰的理解。
机械运动方案是指控制机械装置的运动、位置和速度的方法和措施。
它可以包括各种机械元件的组合、驱动方式、传动装置以及控制系统等。
2. 创新设计的目标创新设计的目标是提出一种能够改进现有机械系统性能的机械运动方案。
这可能包括提高运动的精度、速度和稳定性，减少能耗和噪音，提高系统的可靠性和操作性，等等。
3. 基于新技术的创新设计创新设计需要基于新技术的应用。
例如，可以利用计算机辅助设计（CAD）软件进行机械元件的设计和模拟分析，以提高系统的设计效率和准确性。
同时，可以利用电子控制技术和传感器技术来实现对机械运动的精确控制和监测。
创新设计案例和应用领域1. 基于磁悬浮技术的创新设计一种创新的机械运动方案是基于磁悬浮技术的设计。
磁悬浮技术可以通过电磁力和磁场对物体进行悬浮和稳定控制。
这种技术可以应用于高速列车、磁悬浮飞行器、风力发电机等领域。
通过利用磁悬浮技术，可以降低机械磨损、减少能耗，提高系统运行的稳定性和效率。
2. 基于机器学习的创新设计另一种创新的机械运动方案是基于机器学习的设计。
机器学习是一种人工智能技术，通过对大量数据进行分析和学习，从中发现规律并作出决策。
利用机器学习技术可以对机械运动进行精确的预测和控制，提高系统的自适应性和智能化。
例如，可以利用机器学习技术对机械装置的故障进行预测和预防，提高系统的可靠性和安全性。
3. 基于虚拟现实的创新设计虚拟现实技术是一种将计算机生成的三维图像与现实世界进行交互的技术。
利用虚拟现实技术，可以将机械运动方案进行模拟和仿真，从而提前发现系统设计中的问题，并通过虚拟现实技术进行优化。
机械运动方案创新设计实验报告
机械运动方案创新设计实验报告摘要：本实验旨在进行机械运动方案的创新设计，并通过实验验证其性能。
首先，通过研究已有的机械运动方案，分析其优缺点。
然后，基于创新设计思路，提出新的机械运动方案，并进行设计制造。
最后，通过实验测试其运动性能，并与传统方案进行比较分析。
1.引言2.方案分析通过研究已有的机械运动方案，我们发现传统方案存在以下问题：（1）运动效率低；（2）结构复杂，制造成本高；（3）部分方案存在安全隐患。
基于对这些问题的分析，我们提出了以下创新设计思路：（1）增加传动比，提高运动效率；（2）简化结构，降低制造成本；（3）增加安全措施，提高安全性。
3.方案设计基于上述创新设计思路，我们设计了一种新的机械运动方案。
具体设计如下：（1）采用新型传动装置，增加传动比，提高运动效率；（2）简化结构，减少部件数量和连接点，降低制造成本；（3）增加防护装置和安全传感器，提高安全性。
4.制造与装配根据设计方案，我们制造了相应的零部件，并进行了装配。
在制造过程中，我们严格控制了尺寸和表面质量，以确保装配的准确性和稳定性。
5.实验测试我们对新设计的机械运动方案进行了实验测试，并与传统方案进行了比较。
实验主要包括以下内容：（1）运动速度测试；（2）运动效率测试；（3）安全性测试。
6.结果与讨论通过实验测试，我们得到了以下结果：（1）新设计的机械运动方案比传统方案具有更高的运动速度；（2）新方案的运动效率显著提高，相比传统方案，节省了一定的能源消耗；（3）新方案的安全性能显著提高，有效避免了传统方案的安全隐患。
7.结论本实验通过创新设计一种新的机械运动方案，并通过实验验证了其性能。
实验结果表明，新方案具有较高的运动速度、较高的运动效率和良好的安全性能。
该实验可为机械运动方案的设计和优化提供参考。
9.致谢感谢实验室的老师和同学对本实验的支持和帮助，在实验过程中给予了我们很多宝贵的建议和指导。
机械运动方案设计
机械运动方案设计机械系统通常由原动机、传动部分、执行机构与控制部分等组成。
机械运动方案设计得主要内容就是：根据给定机械得工作要求，确定机械得工作原理,拟定工艺动作与执行构件得运动形式，绘制工作循环图;选择原动机得类型与主要参数,并进行执行机构得选型与组合,随之形成机械系统得几种运动方案，对运动方案进行分析、比较、评价与选择；对选定运动方案中得各执行机构进行运动综合，确定其运动参数，并绘制机构运动简图,在此基础上，进行机械得运动性能与动力性能分析.一、机械运动方案设计得步骤机械运动方案设计得一般过程如下：构思机械工作原理,针对设计任务书中得规定得机械功能，构思实现该功能所采用得科学原理与技术手段，即机械得工作原理;由工作原理进一步确定机械所要实现得工艺动作，复杂得工艺动作可分解为几种简单运动得合成，选用适当得机构实现这些运动就就是机械运动方案设计得主要任务。
二、绘制机械工作循环图(又称运动循环图）针对机械要实现得工艺动作，确定执行构件得数目,为了实现机械得功能,各执行构件得工艺动作之间往往有一定得协调配合要求，为了清晰地表述各执行构件运动协调关系，应绘制机械得工作循环图。
机械工作循环图也就是进行机构得选型与拟定机构得组合方案得依据。
三、选择执行机构类型根据执行构件得运动形式与运动参数，选定实现执行构件工艺动作得执行机构,并将各执行机构有机得组合在一起,以实现机械得整体工艺动作.在进行执行机构选型时，应首先满足执行构件运动形式得要求,然后通过对所选机构进行综合、组合、变异与调整等，以满足执行构件得运动参数与运动特性等要求。
一般来说，满足执行构件工艺动作得执行机构往往不就是一种,而就是多种，故应该进行综合评价，择优选用。
四、绘制机械运动示意图依据机械工作性质与工作环境等，合理选取原动机类型；原动机得运动与动力经传动系统得传递与转化后,驱动执行机构得主动件,使执行机构实现预期得工艺动作.根据机械得工作原理、执行构件运动得协调配合要求,与所选定得各执行机构,拟定机构得组合方案,画出机械运动示意图,这种示意图就表示可机械运动配合情况与机构组成情况，代表机械运动系统得方案,对于运动情况比较复杂得机械,机械运动示意图还可以采用轴测投影得方法绘制出立体得机械运动示意图.五、执行机构得尺度综合根据各执行构件与主动件得运动参数,以及各执行构件运动间得协调配合要求,同时考虑执行机构得动力性能要求,确定各执行机构中构件得尺寸与几何形状(如凸轮廓线)等.六、绘制运动机械简图针对各机构尺度综合所得结果,进行机构得运动分析与动态静力分析,并从运动规律、动力条件、工作特性等多方面进行综合评价,确定机构其它相关尺寸。
机械的运动方案及机构的创新设计PPT课件
点
上受力较大
边形效应
速运动
用于运动传递 较差, 效率不高
开式 0.92~0.96
开式 0.5~0.7
平皮带 0.92~0.98 开式 0.9~0.93
在运动过程中效 随运动位置和 滑动 0.3~0.6
效 闭式 0.96 ~0.99
闭式 0.7~0.9
三角带 0.92~0.94 闭式 0.95~0.97 率随时发生变化 压力角不同 , 滚动 0.85~0.98
（5）能满足生产过程自动系统各种不同的特殊运行要求。 （6）缺点是直流电动机结构复杂，制造成本高，维护工作
量大。
11
伺服电机
在精密的机械设备中，如数控机床、机 器人等均采用伺服电动机作为原动机， 伺服电动机的机械特性曲线如图所示。
其最大的优点为：在非连续工作区可 n
以给出大的扭矩。
伺服电动机的反馈环节是光电码盘 来实现的。主要控制方式有位置反馈 和速度反馈两种形式。
15几种常用传动机构的基本特性齿轮机构蜗杆蜗轮机构带传动链传动连杆机构凸轮机构螺旋机构传动比准确外廓尺寸小交率高寿命长功率及速度范围广适宜于短距离传动传动比大可实现反向自锁用于空间交错轴传动动平稳中心距变化范围可用于长距离传动起到缓冲及过载保护作用中心距变化范围可用于长距离传动平均传动比准确特殊链可用于传送物料适用于宽广的载菏范围可实现不同的运动轨迹大或缩小行程等能实现各种运动规律机构紧凑可改变运动形制造精度要求高效率较低有打滑现象上受力较大有振动冲击边形效应设计复杂不宜高速运动易磨损主要用于运动传递滑动螺旋刚度较差效率不高开式092096闭式096099开式050704045平皮带092098三角带092094同步齿形带096098开式09093095097在运动过程中效率随时发生变化随运动位置和压力角不同效率亦不同滑动0306滚动085098级精度直齿v18ms级精度非直齿v36ms级精度直齿v200ms圆弧齿轮v100ms滑动速度1535ms三角带25kw同步齿形带50ms滚子链15ms齿形链30ms渐开线齿轮50000kw圆弧齿轮6000kw锥齿轮1000kw小于750kw常用为50kw三角带40kw同步齿形带200750kw最大可达3500kw通常为100kw10通常i开式i100常用i156060常用i1040平皮带10滚子链710齿形链主要用于传动主要用于传动常用于传动链的高速端常用于传动链中速度较低处既可做为传动机构又可做为执行机构主要用于执行机构主要用于转变运动形式为调整机构16基本机构的组合基本机构的组合大致可分为三种形式
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。
《机械运动作业设计方案》
《机械运动》作业设计方案一、设计背景《机械运动》是小学生进修自然科学中的重要内容之一，通过进修可以让学生了解机械运动的基本原理和应用，培养学生的观察力、实验能力和动手能力。
为了激发学生进修兴趣，提高他们对自然科学的认识和理解，设计了以下作业方案。
二、设计目标1.了解机械运动的基本观点和分类。
2.掌握简单的机械运动原理和运动规律。
3.培养观察、实验和动手能力。
4.提高学生对自然科学的兴趣和进修动力。
三、设计内容1.基础知识梳理：通过教师讲解和课本进修，让学生了解机械运动的定义、分类和基本原理。
2.实验探究：设计简单的机械运动实验，让学生动手操作，观察运动规律，探索机械运动的奥秘。
3.课外拓展：安置相关阅读和实践任务，引导学生深入了解机械运动的应用和发展。
四、设计步骤1.教师引导：教师起首向学生介绍机械运动的观点和分类，引导学生对机械运动产生兴趣。
2.实验操作：教师组织学生进行简单的机械运动实验，如制作简易的滑轮、杠杆等模型，观察不同条件下的运动效果。
3.讨论总结：学生在实验完成后进行讨论，总结实验结果，探讨机械运动的规律和应用。
4.作业安置：安置相关阅读和实践任务，让学生在课外进一步了解机械运动的知识。
五、评判方式1.实验报告：学生完成实验后需撰写实验报告，包括实验目标、方法、结果和结论。
2.教室表现：学生在实验和讨论过程中的表现将作为评判依据，包括观察力、实验能力和团队合作等方面。
3.作业完成情况：学生完成相关阅读和实践任务的情况将作为评判依据之一。
六、作业设计意义通过本次作业设计，不仅可以帮助学生深入理解机械运动的基本原理和规律，培养他们的实验和动手能力，还可以激发学生对自然科学的兴趣，提高他们的进修动力和进修效果。
同时，通过实验探究和课外拓展，可以拓宽学生的知识视野，培养他们的综合素质，为未来的进修和发展打下良好基础。
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。
机械系统运动方案设计
机械系统运动方案设计机械系统设计的通常考虑下列几个方面：机械系统设计的通常原则机械运动方案设计●机械的结构构成机械的种类是五花八门十分繁多，常见的机械有动力机械、生产机械、起重运输机械、建筑机械、矿山机械、林业机械、农业机械等等。
随着科学技术的进展，各类生产机械的速度与精度要求越来越高，同时要考虑环境保护、节约原材料、节约能源，而且大量的使用机、电或者机、电、液的一体化以满足自动化生产的新要求。
一批又一批的新机械不断涌现。
尽管各类机械的结构与用途多种多样千差万别，大体上均由四部分构成：动力机、传动系统、执行机构与操纵操纵装置，如图1所示。
此外，为保证机械正常工作还设有一些辅助装置，如润滑、冷却、安全保护，计数及照明装置等。
图 1●机械系统设计的通常原则一台较复杂的机械在运转中常包含多个工艺动作，相互协调配合以完成预定的工艺目的。
工艺目的及工艺动作确定之后，机械系统的设计要紧包含动力机的类型、功率与额定转速的选择，运动变换机构的选择与协调各工艺动作的机械运动循环图的拟定。
这些工作在很大程度上决定了所设计机构的性能、造价，因而是设计工作中关键的一环。
机械系统设计又是一项繁难的工作，它不但要求设计者有多方面的知识，还要有广博的见识与丰富的经验。
由于机构种类的繁多、功用各异，因此机械系统的设计难以找出共同的模式，这里讨论的仅是设计过程中的通常性原则。
◆ 使用简短的运动链拟定机械的传动系统或者执行机构时，尽可能使用简单、紧凑的运动链。
由于运动链越简短，构成传动系统或者执行机构所使用的机构与构件数目越少，这不仅降低制造费用、减小体积与重量，而且使机械的传动效率相对提高。
由于减少传动环节，使传动中的积存误差也随之减小，结果将提高机械的传动精度与工作准确性。
◆ 有较高的机械效率传动系统的机械效率要紧取决于构成机械的各基本机构的效率与它们之间的联接方式。
因此，当机械中含有效率较低的机构时，如蜗轮蜗杆传动装置，这将降低机械的总效率。
机械运动方案及机构的创新设计
机械运动方案及机构的创新设计一、引言机械运动是现代工程中的一项基础性任务，广泛应用于各个领域，如制造业、航空航天、汽车工程、医疗设备等。
而机械运动方案的创新设计，对于提高工程的效率、降低成本、增强产品的竞争力具有重要意义。
本文将从创新思路、机构设计和实例应用三个方面，探讨机械运动方案及机构的创新设计。
二、创新思路1.多学科交叉融合：机械运动方案的创新设计需要多学科的综合应用，如机械工程、电子工程、材料科学等，通过不同学科的结合，可以获得更为丰富的创新思路。
2.充分利用信息技术：信息技术的快速发展为机械运动方案的创新提供了新的思路和手段，如基于计算机模拟的仿真设计、智能控制系统等，能够提高设计效率和准确性。
3.绿色环保意识：在机械运动方案设计中，应充分考虑绿色环保的要求，如减小能耗、降低噪音、减少污染等，这也是当前社会发展的趋势和目标。
三、机构设计1.驱动系统设计：驱动系统是机械运动的核心，其设计应兼顾效率和可靠性。
可采用新型的传动方式，如减速器、液压传动、电动传动等，以提高效率和减小体积。
2.结构设备创新：结构设备的创新是机械运动方案设计的重要组成部分。
通过改变结构和材料的组合方式，可以实现轻量化和强度提升的目标。
同时，也可以考虑采用可拆卸的结构，方便维护和更换。
3.运动控制系统设计：运动控制系统是实现机械运动方案的关键，其设计应考虑运动轨迹控制、力与位置的控制等问题。
可以采用精确的位置传感器、智能控制算法等技术，以实现更加精确和高效的运动控制。
四、实例应用1.机械手臂创新设计：机械手臂广泛应用于装配线、物流仓储等领域，其创新设计可以改善操作效率和安全性。
可以采用新型的执行器和控制算法，实现更为精准和灵活的运动控制。
2.机械传动系统创新设计：机械传动系统是许多机械运动的核心，其创新设计可以提高效率和可靠性。
可以利用新型的材料和结构设计，实现更高的变速比和传动效率。
3.智能运动控制系统创新设计：智能运动控制系统可以根据实际需求，自动调整运动轨迹和力度，提高运动的效率和质量。
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机械运动方案设计机械系统通常由原动机、传动部分、执行机构和控制部分等组成。
机械运动方案设计的主要内容是：根据给定机械的工作要求，确定机械的工作原理，拟定工艺动作和执行构件的运动形式，绘制工作循环图；选择原动机的类型和主要参数，并进行执行机构的选型与组合，随之形成机械系统的几种运动方案，对运动方案进行分析、比较、评价和选择；对选定运动方案中的各执行机构进行运动综合，确定其运动参数，并绘制机构运动简图，在此基础上，进行机械的运动性能和动力性能分析。
一、机械运动方案设计的步骤机械运动方案设计的一般过程如下：构思机械工作原理，针对设计任务书中的规定的机械功能，构思实现该功能所采用的科学原理和技术手段，即机械的工作原理；由工作原理进一步确定机械所要实现的工艺动作，复杂的工艺动作可分解为几种简单运动的合成，选用适当的机构实现这些运动就是机械运动方案设计的主要任务。
二、绘制机械工作循环图（又称运动循环图）针对机械要实现的工艺动作，确定执行构件的数目，为了实现机械的功能，各执行构件的工艺动作之间往往有一定的协调配合要求，为了清晰地表述各执行构件运动协调关系，应绘制机械的工作循环图。
机械工作循环图也是进行机构的选型和拟定机构的组合方案的依据。
三、选择执行机构类型根据执行构件的运动形式和运动参数，选定实现执行构件工艺动作的执行机构，并将各执行机构有机的组合在一起，以实现机械的整体工艺动作。
在进行执行机构选型时，应首先满足执行构件运动形式的要求，然后通过对所选机构进行综合、组合、变异和调整等，以满足执行构件的运动参数和运动特性等要求。
一般来说，满足执行构件工艺动作的执行机构往往不是一种，而是多种，故应该进行综合评价，择优选用。
四、绘制机械运动示意图依据机械工作性质和工作环境等，合理选取原动机类型；原动机的运动和动力经传动系统的传递和转化后，驱动执行机构的主动件，使执行机构实现预期的工艺动作。
根据机械的工作原理、执行构件运动的协调配合要求，和所选定的各执行机构，拟定机构的组合方案，画出机械运动示意图，这种示意图就表示可机械运动配合情况和机构组成情况，代表机械运动系统的方案，对于运动情况比较复杂的机械，机械运动示意图还可以采用轴测投影的方法绘制出立体的机械运动示意图。
五、执行机构的尺度综合根据各执行构件和主动件的运动参数，以及各执行构件运动间的协调配合要求，同时考虑执行机构的动力性能要求，确定各执行机构中构件的尺寸和几何形状（如凸轮廓线）等。
六、绘制运动机械简图针对各机构尺度综合所得结果，进行机构的运动分析和动态静力分析，并从运动规律、动力条件、工作特性等多方面进行综合评价，确定机构其它相关尺寸。
然后绘制出运动简图。
根据机械运动简图所求得的运动参数、动力参数，可以作为机械零部件结构设计的依据。
七、编制设计说明书设计说明书是设计人员对整个设计计算过程的系统整理和归纳总结，是审核设计的主要技术文件之一，也是进行图纸设计的理论依据。
因此编定好设计说明书是整个设计工作中一项必不可少的重要组成部分。
设计说明书的内容应根据设计任务的要求而定，一般来讲包括以下几个方面：1、目录（标题和页次）；2、设计题目（设计条件和要求）；3、全部原始数据；4、机械运动设计方案的拟定，（设计思路的说明，所选用机构的工作原理及运动特性）；5、机构的组合方式；6、机械运动循环图；7、机械运动简图；8、采用的设计方法及其原理的简要说明；9、设计计算公式及其所调用的子程序名称；10、机械运动分析、动力分析的方法，分析计算公式及其抽调用的子程序名称；11、编程框及自编主程序，打印出自编的分部程序并作必要的说明；12、用表格列出计算结果，并绘制出主要的运动曲线图；13、对计算结果的分析讨论，作出概括性的结论；14、列出主要的参考资料。
设计说明书用钢笔书写，采用统一的16开报告纸；编写说明书时应作到条理清楚、叙述简明、重点突出、计算正确、文句通顺、书写整洁；所用的公式和数据应注明来源（参考资料的编写和页次）；全部计算中所用的符号和脚注必须前后一致，不能混淆；对自成单元的内容应有大小标题，做到层次分明醒目突出；绘制机械运动简图时应采用规定的符号，按比例作图；对计算结果应有简明的结论，如果实际所取的数值与计算结果有较大差异，应作必要的解释，说明原因；说明书编定完毕后应加上封面，装订成册。
机械运动循环图机器的各个工艺动作是相互独立的，它们各自实现自己的子功能。
但为了实现机器的总功能，这些各自独立的动作又必须相互配合、相互协调以确保时间和空间上的同步。
用来表述各执行机构之间运动协调配合关系的图就是机械的运动循环图。
它是机器各执行机构的运动循环图（即执行机构的执行构件在一个循环中的运动状态图）按同一时间（或分配轴的转角）比例绘制的总图，它以某一主要执行机构的起点为基准，表示各执行机构的运动循环相对于该主要执行机构的动作顺序。
因此它是机器各执行机构之间的协调图，也是机器设计、安装、调试的依据。
一、机械运动循环图表示方法机械运动循环图常用的表示方法有如表1中三种。
表1 机械运动循环图的分类、表示方法和优缺点直角坐标式图3间和顺序按比例绘制在直角坐标轴上，实际上它是执行构件的位移图，只不过为了简明起见，各区段之间都用直线相连机构的运动状态及起讫时间。
有利于指导执行机构的几何尺寸设计图1 平压印刷机直线式运动循环图图2 平压印刷机同心圆式运动循环图图3 平压印刷机直角坐标式运动循环图二、机械运动循环图的设计机械的运动循环是指完成其运动功能所需的总时间，通常以T表示。
机械的运动循环往往与各执行机构的运动循环相一致，因为执行机构的生产节奏就是整台机器的运动节奏。
执行机构中执行构件的运动循环至少包括一个工作行程和一个空行程。
有时有的执行构件还有一个或若干个停歇阶段。
因此，执行机构的运动循环T执=T工作+T空程+T 停歇式中：T工作——执行机构工作行程时间；T空程——执行机构空回程时间；T停歇——执行机构停歇时间。
在设计机械的运动循环图（又称工作循环图）时，通常机械应实现的功能是已知的，它的理论生产率也已经确定，机器的传动方式以及执行机构的结构均已初步拟定，然后可以按以下步骤进行设计。
1、确定执行机构的运动循环时间T执；2、确定组成运动循环的各个区段；3、确定执构件各区段的运动时间及相应的分配轴转角；4、初步绘制执行机构的运动循环图；5、在完成执行机构的设计后，对初步绘制的运动循环图进行修改；6、分别画出各执行机构的运动循环图；进行各执行机构的协调设计，又称同步设计，最后画出整个机器的运动循环图。
三、机械运动循环图的应用运动循环图可以用来核算机器的生产率，并通过分析研究循环图，从中寻找提高机器生产率的途径。
运动循环图可以用来指导各个执行机构的设计、安装和调试。
应用运动循环图可以检验各执行机构中执行构件的运动是否紧密配合、相互协调。
机械运动简图设计的内容、方法和步骤为了实现生产过程的机械化、自动化或者某种动作功能，就必须按这些动作和动能要求，设计或开发相应的一系列机构，并将它们按动作过程要求组合成新的机械。
机械运动简图除了要表示出各构件本身各执行构件间真实运动关系外，还应表示各执行构件之间动作过程的次序和配合情况。
机械运动简图的设计，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，由工作原理出发设计和构思出工艺动作过程，这就是功能原理方案的设计。
值得指出的是，一个灵巧的功能原理方案是创新机械的出发点和归宿。
2、机械运动方按的设计机械运动方案通常用机械运动示意图来表示，它是根据功能原理方案中提出的工艺动作过程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合成机械运动示意图。
这个机构系统应能合理地、可靠地完成上述工艺动作。
机械运动方案就是机械运动简图设计中的型综合。
机械运动方案中所画出的表示机构结构形式、机构相互联接情况的示意图是进行机械运动简图设计尺度设计的依据。
3、机械运动简图的尺度综合将机械运动方案中各个执行机构，根据工艺动作运动规律和机械运动循环图的要求进行尺度综合。
机械运动简图中各机构的运动尺寸（如果有高副机构还应包括高副的形状）都要通过分析、计算加以确定。
当然，在设计机械运动简图进行尺度综合时，应该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。
4、机械运动简图设计的一般程序根据产品功能要求、工作性质和动作过程等基本要求进行新机械的方案设计时，首先将总功能分解成多个功能元，找出功能元的运动规律和工作过程；其次按各功能元的运动规律和动作过程确定运动示意图（即机械运动方案图）；然后，按各功能元的运动规律、动作过程、动力性能等要求进行机械运动简图的尺度综合。
机械运动方案的比较与优选由前述的机械运动方案设计可知，对于同一种功能，可选取不同的工作原理来满足要求，而同一种工作原理，还可选用、创造不同的机构及其组合来实现。
因此，对于要求满足某种功能的机械，可能的运动方案就有很多种，故有必要对机械运动方案进行比较和优选。
作为课程设计，目的在于完成评选方案的初步训练，所以，偏重于机构结构、运动和动力特性方面的比较，主要包括以下几方面的内容：1、机构功能的重量一般来说，所有方案都能基本满足机构的功能要求，然而，各种方案在实现功能的质量上还是有差别的，所以对实现功能的质量需首先进行比较分析。
如：工作行程是否达到设计要求，与预期运动规律符合程度，运动参数（vmax、amax）大小，传力性能（压力角、传动角）好坏，生产效率高低，所须原动机功率，振动、冲击、噪声的大小，传动精度与持久性，恢复精度的方便程度等。
2、机构结构的合理性机构结构的合理性是指机构中构件与运动副的数量及种类是否最少，机构组成是否最为简洁，运动链可否再作简化，动力源种类与原动机参数选择是否合理，各级传动机构的传动比分配是否合理。
通常，机械制造的难易程度与使用构件多少的平方成比例，这是因为零件的制造技术和零件间的接合（装配）技术两方面的问题同时存在的缘故，因此，减少构件数和运动副数可降低制造的困难程度。
同时还减少误差环节和摩擦损耗，提高机构的刚度，并且也降低机构产生故障的可能性，提高其工作的可靠性。
因此，有时宁用有设计误差但结构简单的近似机构，而不采用理论上没有误差但结构复杂的精确机构。
动力源的合理选择，也有利于机构的简化和改善运动质量。
例如，从动件作直线运动，若能从现场的现成气、电、液压源中选择一个合适的直线运动动力装置（如汽缸、直线电动机、液压缸等），就可省去运动变换机构，简化机械系统。
若现场不具备某些动力源，那么，为简化机构而特别设置一个新的动力源，也许是不合适的。
3、机构的经济性机械应具有良好的经济性，即加工制造成本低，使用维修费用低。