机械原理课程设计概论

连续往复
曲柄滑块机构、移动导杆机构、正弦机构、移动凸轮机构、 齿轮齿条机构、螺旋机构等
动 间歇往复 移动从动件凸轮机构、棘齿条机构等
曲线运动
曲柄摇杆机构、凸轮-连杆组合机构、齿轮-连杆组合机构、 行星轮系-连杆组合机构等
l机构选型方法：
பைடு நூலகம்
l2、按执行机构的功用进行机构选型
功用
应用实例
夹压与夹持 液动压紧机构、压榨机构
运动形式 连续旋转运动 旋转 运动 间歇旋转运动 连续往复摆动
直线 运动
连续往复移动 间歇往复移动
曲线运动
实例
车床、铣床的主轴、缝纫机主轴等
自动机床工作台转位、饮料灌装机 工作台转位等 腭式破碎机动腭板的打击运动、电 风扇摆头运动等 冲床冲头冲压运动、压缩机活塞往 复运动等 自动生产线自动供料机构、自动机 床刀架进退刀运动 插秧机秧爪曲线运动、飞剪机剪刃 的曲线运动等
机械运动方案设计及机构创新设计
l 运动方案的设计
l 通过何种原动机及何种机构组合一部完成特定
工作任务的机械系统的全面构思；
l 运动方案设计的优劣，决定了机械的性能、造
价、市场前景；
l 完成同一工作任务，可以有多种不同工作原理，
相同工作原理，设计方案也可能不同；
l 运动方案设计的结果是绘出一张由线条和符号 组成的机械运动简图。
执行机构
运动方案
l机构选型的基本原则：
l1)满足工艺动作及其运动规律的要求； l2)机构的运动链要短； l3)机构的传力性能要好 ； l4)动力源应利于简化机构、改善运动质量：
l转动：电机；内燃机、液压马达、气动马达；
l往复移动：活塞式气缸、油缸或直线电机；
l往复摆动：双向电动机、摆动式油缸或气缸；
运动规律
执行机构
运动方案
l机构选型的基本原则：
l1)满足工艺动作及其运动规律的要求； l2)机构的运动链要短； l3)机构的传力性能要好 ：
l增大机构传动角 (或减小压力角) ：防止机构 的自锁，增大机器的传力效益，减小功耗。
l对称性：机构质量分布合理，以求惯性力平 衡和减小动载荷。
工作原理
运动规律
l 确定运动方式时，要顾及工作对象的特性。
l 动作分解：
l 复杂的运动规律先进行分解再合成；
l 同一运动规律，可以分解成各种不同的简单运动，从而 设计出结构不同却具有相同使用性能的机构。
工作原理
运动规律
执行机构
运动方案
l机构选型：根据执行构件所要完成的运 动(运动形式、运动规律)，确定执行机 构的形式。
l 一个执行机构动作结束到另一个执行机构动作起 始点之间应有适当间隔，以免两机构在动作衔接 处发生干涉。
工作原理
运动规律
执行机构
运动方案
l机器运动循环图
l机器的运动循环：机器完成其功能所需的 总时间，与各执行机构运动循环一致：
T执=T工作+T空程+T停歇 l机器运动循环图（工作循环图）：描述各
机械预期的功能要求 功能原理设计
运动规律设计（工艺动作分解与运动方案选择） 执行机构形式设计（机构型综合）
执行系统协调设计（运动循环图设计） 机构尺度设计
运动和动力分析及评价 绘制执行系统运动简图
工作原理
运动规律
执行机构
运动方案
l功能原理设计：选择何种工作原理实现 功能要求。
l功能要求包括工艺要求和使用要求； l功能原理决定了产品的技术水平、工作质
工作原理
运动规律
执行机构
运动方案
l 协调设计：各执行构件的动作在时间和空间 位置上协调配合。
l 各执行机构动作按一定顺序，保证动作时间同步； l 各执行机构构件的动作必须保证空间同步，互相
不产生空间干涉；
l 保证时间、空间同步，运动轨迹不干涉的前提下， 使各执行机构的动作时间尽量重合，工作循环周 期尽可能短，以提高机器的生产率；
供料与运送 步进式送料机构、供料机构
分度与转位 自动车床转位机构、冰激凌自动灌装机工作台转位机构、蜂 窝煤压制机工作台间歇转位机构
超越、离合 棘轮超越机构、杠杆带式制动机构、带式制动器、牙嵌离合
与制动
器、单盘摩擦离合器、多盘摩擦离合器
升降
液压升降机构、凸轮式升降机构
压、剪、 飞剪
四连杆式剪切机构、双四连杆剪切机构、摆式剪切机构、杠 杆式剪切机构、偏心轴式剪切机构、滚筒式剪切机构、移动 式剪切机构、凸轮移动式剪切机构、偏心摆式剪切机构
l调整：适当设置调整环节，或者选用能调节、 补偿误差的机构，以确保满足使用要求。
工作原理
运动规律
执行机构
运动方案
l机构选型的基本原则：
l1)满足工艺动作及其运动规律的要求； l2)机构的运动链要短：
l减少制造和装配困难，减轻重量，降低成本；
l减少机构的累积运动误差，提高机器的效率 和工作可靠性。
工作原理
量、传动方案、结构形式和成本等； l功能原理设计是一个施展创新能力的空间。
l 功能原理设计举例
l 颗粒糖果包装
l 薄板厚度检测
l 洗衣 l 搓洗：设计爪和臂，洗衣机器人； l 漂洗：水流和衣物相对运动，洗衣机。
工作原理
运动规律
l 工艺动作：
执行机构
运动方案
l 将手工操作转换为机构容易实现的动作轨迹；
双曲柄机构、定轴齿轮传动机构、蜗轮蜗杆机构、周转轮系 连续旋转 机构、摩擦传动机构、非圆齿轮机构、万向联轴节机构等
旋 转
间歇旋转 棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇机构等
连续摆动
曲柄摇杆机构、摇块机构、摆动导杆机构、摆动从动件凸轮 机构、双摇杆机构、有液压缸或汽缸驱动的齿条齿轮机构等
移
l确定执行构件数目和运动规律； l选择或创新设计执行动作的机构形式。
工作原理
运动规律
执行机构
运动方案
l机构选型的基本原则：
l1)满足工艺动作及其运动规律的要求：
l高副机构 vs低副机构 ：优先采用低副机构， 高副机构往往只用于运动控制与补偿；
l虚约束：可增加刚性、强度、消除运动不确 定性、起平衡作用等，但会提高生产成本、 增加装配困难 ；
l间歇运动：步进电机。
工作原理
运动规律
执行机构
运动方案
l 机构选型方法：
l 1、按执行构件的运动形式进行机构选型：
l 常见的执行构件的运动形式： l 旋转运动：连续旋转运动、间歇旋转运动和往复 摆动等； l 直线运动：往复移动、间歇往复移动、单向间歇 直线移动等； l 曲线运动：执行构件上某点作特定的曲线运动；。 l 刚体导引运动：非连架杆的刚体导引运动； l 特殊功能运动：微动、补偿、换向等。