机械运动方案构思与设计报告总结

机械运动方案构思与设计报告总结

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机械运动方案构思与设计报告总结

前日在学校院系的组织下，在辽东学院主楼报告厅现场听了一场有东北大学教授进行的机械运动方案构思与设计报告，报告自下午2：30开始进行到5：30，教授的演讲生动风趣幽默，令人难忘，以下对教授的演讲做一下个人总结。

首先教授以牛头刨床为例

牛头刨床

机构简介

牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。电动机经皮带和齿轮传动，带动曲柄2和固结在其上的凸轮8。刨床工作时,由导杆机构

2-3-4-5-6带动刨头6和刨刀7作往复运动。刨头右行时，刨刀进行切削，称工作行程，此时要求速度较低并且均匀，以减少电动机容量和提高切削质量；刨头左行时，刨刀不切削，称空回行程，此时要求速度较高，以提高生产率。为此刨床采用有急回作用的导杆机构。刨刀每次削完一次，利用空回行程的时间，凸轮8通过四杆机构

1-9-10-11与棘轮带动螺旋机构，使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。刨头在工作行程中，受到很大的切削阻力，而空回行程中则没有切削阻力。因此刨头在整个运动循环中，受力变化是很大的，这就影响了主轴的匀速运转，故需安装飞轮来减少主轴的速度波动，以提高切削质量和减少电动机容量。

机械系统设计的一般原则

主要步骤

1.采用简短的运动链

2.有较高的机械效率

3.合理安排传动顺序

4.合理分配传动比

5.保证机械安全运转

运动方案设计的主要步骤

(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，一个新预、巧妙、高效的功能原理

方案是创造新机械的出发点和归宿。

(2)机械运动方案的设计机械运动方案通常用机械运动示意图来表示，它是很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耍求，选择相应的执行机构，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。机城运动方案中所画出的表示机构结构型式、机构相互连接情况的示愈图是进行机械运动简图尺度设计的依据。

(3)机械运动简图的尺度缘合将机械运动方案中各个执行机构根据工艺动作的运动规律和机械运动循环图的要求进行尺度缘合。机械运动简图中各机构的运动尺寸(如有离副机构还应包括高a的形状)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.否别不利于设计出性能良好的新机械。

机械运动简图设计程序包括以下主要步骤:

(1)机械总功能的分解根据所要设计的机械的总功能要求，选定机械的工作原理并进行功能分解。为了实现同一总功能.采用不同的工作原理功能分解，就会有多种不同的组合方案.根据机械的工作原理和功能分解，就可以确定机械所需耍的执行构件的数目、运动形式以及它们之间的运动协调re合关系等要求。

(2)绘制机械运动m环图按机械的工作原理、执行构件的运动协调配合要求，绘制机械运动循环图.作为迭择执行机构v式和拟定机械运动方案的依据

例：

破碎机的设计

原理

一、采用双轴或单轴低速转动，利用刀盘对物料进行切、割、撕、拉。直连蜗轮蜗杆减速电机，直接安装在粉碎机主动轴上，通过齿轮变速传至从动轴，使主动轴的动刀与壳体上的静止刀盘形成相对运动。主动轴上的螺旋齿刀盘交错排列，使物料进入后，同时受到挤、撕、剪的作用，从而使物料得到破碎。

二、利用高速旋转的叶轮将长的易拉罐搅撕折断，高速旋转(约1000转／分钟)的主轴上串联着多片圆钢板，圆板联着主轴旋转。圆板四周都装有4~6个用锰钢铸成的小形齿轮。小齿轮在自己的小轴上自由地转动。长而乱成团的金属屑从顶口进入机内，被高速转动的钢板上齿轮绞动，撕打成小碎块，由底部的筛孔流出筛孔大小可根据易拉罐要求的断碎颗粒大小而选定。

机构的类型及选择

机械传动按传动原理又可分为啮合传动和摩擦传动两大类。啮合传动传动比恒定、传递功率大，尺寸小（除链传动外）、速度范围广、工作可靠、寿命长，但加工制造复杂、噪音大、需安装过载保护装置；摩擦传动工作平稳、嗓音小、结构简单、容易制造、价格低、有吸收冲击和过载保护能力，但传动比不稳定、传递功率较小、速度范围小、轴与轴承承载大、寿命较短。

1.原动机的类型及应用

牙轮钻机回转机构的原动机有3种类型:交流电动机、直流电动机和液压马达1.交流电动机拖动系统

这种拖动系统结构简单、成本低，使用可靠、易于维修，但不能无级调速。即使采用多速电机，也难以满足钻孔工艺的要求。这种动力装置在牙轮钻机的发展初期采用较多，现在除部分小型钻机采用多速交流电机外，大多被直流电动机所取代。然而，由于电器工业的进一步发展，最近美国B-E公司对60-R!、60-R、55-R"型钻机的电力拖动系统又作了修改，把回转机构的直流电机改用鼠笼型交流电机，配以变频调速。看来，交流电机的静态变频调速是个发展方向。

2.直流电动机拖动系统

这种拖动方式可以实现回转机构的无级调速，矿山机械在国内、外应用比较广泛。直流电动机拖动系统的供电与调速方式有如下3种：

(1)电动机-发电机组供电并调速。这是比较成熟的电控方式，可以满足钻孔工艺要求，并易于维修，但效率低、设备重、占地面积大，维护工作量也大。国产KY-310、美制60-Rffl型等钻机的回转机构采用这种方式。

(2)可控硅供电并调速。这种供电调速系统具有可调性好、效率高、占地面积小等优点，但所用原件较多、线路复杂，抗干扰能力差，故障不易排除，要求维护人员具有较高的技术水平。因此，目前在牙轮钻机上应用的还不多。但在国产YZ-35型牙轮钻机上已采用这种拖动方式。

3)磁放大器供电并调速，它具有可靠性好、适应环境能力和过载能力强及效率高等优点。根据国内外实践表明，磁放大器供电调速装置非常适用于有强烈振动、温差变化大、粉尘多的露天条件下作业的牙轮钻机。国产KY-250、美制45-R 型钻机采用这种方式。

3.液压马达拖动

液压马达可以实现无级调速，同时还具有体积小、质量轻、承载能力大的优点，因此在中、小型钻机回转机构上应用较多，如美制M-4、M-5、GD-25C型等钻机。但与电动机拖动系统相比，它存在有泄漏及管裂等问题。

回转机构有单电机驱动的，也有双电机驱动的。当前国内、外钻机用单电机驱动较多。采用双电机驱动，可以减小回转小车的尺寸和钻架的高度，两电机对称布置还能使回转小车重量平衡，上下运行平稳。美制GD-130、61-R!和M-5型钻机采用双电机。但从国产HYZ-250B型钻机的使用中也发现了一些问题，特别