第11章機構(gòu)的選型、組合及機械傳動系統(tǒng)方案的設(shè)計§11－1概述§11－2機械工作原理的方案擬定§11－4機構(gòu)的選型和變異

§11－7機械傳動系統(tǒng)設(shè)計舉例§11－3執(zhí)行構(gòu)件的運動設(shè)計和原動機的選擇§11－5機構(gòu)的組合§11－6機械傳動系統(tǒng)方案的擬定第11章機構(gòu)的選型、組合及機械§11－1概述§11－1機械傳動系統(tǒng)的組成：由若干種不同機構(gòu)組合而成，能實現(xiàn)機械工藝過程所需運動的系統(tǒng)。作用：1.實現(xiàn)預(yù)期運動減速(或增速)、變速、轉(zhuǎn)換運動形式和使執(zhí)行構(gòu)件協(xié)調(diào)配合工作等運動要求。2.傳遞動力把原動機輸出的功率或轉(zhuǎn)矩傳遞到執(zhí)行構(gòu)件上去，以克服生產(chǎn)阻力?！?1－1概述3.運動操縱與控制指現(xiàn)代機械將光、機、電、液有機結(jié)合，借助于微機控制，自動實現(xiàn)機械所需的完整的工作過程。機械傳動系統(tǒng)的組成：作用：2.傳遞動力§11－12提高機械的性能與質(zhì)量正確、合理的設(shè)計減少維護(hù)費用故應(yīng)予以高度重視降低制造成本機械傳動系統(tǒng)設(shè)計的特點----創(chuàng)造性的思維活動。要求：1)注重多學(xué)科知識的綜合應(yīng)用；2)注重總結(jié)與實踐經(jīng)驗的積累；3)充分發(fā)揮創(chuàng)造思維和想象能力，靈活應(yīng)用各種設(shè)計方法與技巧。以便設(shè)計出新穎、靈活、高效的機械傳動系統(tǒng)提高機械的性能與質(zhì)量正確、合理的設(shè)計減少維護(hù)費用故應(yīng)予33)機構(gòu)選型、變異與組合;4)機構(gòu)的尺寸綜合;5)方案分析;1)擬定機械的工作原理;2)執(zhí)行機構(gòu)的運動設(shè)計和原動機的選擇;6)方案評審。1)擬定機械的工作原理----根據(jù)需要制定機械的總功能，擬定實現(xiàn)總功能的工作原理和技術(shù)手段，確定機械所要實現(xiàn)的工藝動作。2)執(zhí)行機構(gòu)的運動設(shè)計和原動機的選擇----根據(jù)功能和工藝動作，確定各執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)目、運動形式、運動參數(shù)以及運動協(xié)調(diào)配合關(guān)系，生產(chǎn)阻力等，確定原動機的類型和功率。設(shè)計步驟3)機構(gòu)選型、變異與組合;4)機構(gòu)的尺寸綜合;5)方案分析;43)機構(gòu)選型、變異與組合;4)機構(gòu)的尺寸綜合;5)方案分析;1)擬定機械的工作原理;2)執(zhí)行機構(gòu)的運動設(shè)計和原動機的選擇;6)方案評審。設(shè)計步驟3)機構(gòu)選型、變異與組合----根據(jù)機械的動力與功能要求，合理選擇機構(gòu)類型，擬定機構(gòu)的組合方案，形成能滿足運動和動力要求的機械傳動系統(tǒng)方案。繪制機械傳動系統(tǒng)的示意圖。4)機構(gòu)的尺寸綜合----根據(jù)執(zhí)行構(gòu)件和原動件的運動參數(shù)，以及各執(zhí)行構(gòu)件運動的協(xié)調(diào)配合的要求，確定各構(gòu)件的運動尺寸，繪制機構(gòu)運動簡圖。3)機構(gòu)選型、變異與組合;4)機構(gòu)的尺寸綜合;5)方案分析;53)機構(gòu)選型、變異與組合;4)機構(gòu)的尺寸綜合;5)方案分析;1)擬定機械的工作原理;2)執(zhí)行機構(gòu)的運動設(shè)計和原動機的選擇;6)方案評審。設(shè)計步驟5)方案分析----根據(jù)機械的生產(chǎn)阻力或原動機的額定轉(zhuǎn)矩，進(jìn)行機械中力的計算，作為下一步零件強度計算的依據(jù)。6)方案評審----通過對眾多方案的評比，選擇最佳方案。3)機構(gòu)選型、變異與組合;4)機構(gòu)的尺寸綜合;5)方案分析;6設(shè)計機械產(chǎn)品時，首先應(yīng)根據(jù)使用要求、技術(shù)條件及工作環(huán)境等情況，明確提出機械所要達(dá)到總功能，然后擬定實現(xiàn)這些功能工作原理及技術(shù)手段；最后設(shè)計出機械系統(tǒng)傳動方案?！?1－2機械工作原理的方案擬定產(chǎn)品的功能----用途、性能、使用價值等，它是根據(jù)人們生產(chǎn)或生活需要提出來的?？尚行越?jīng)濟性確定功能指標(biāo)應(yīng)考慮----先進(jìn)性工作質(zhì)量傳動方案結(jié)構(gòu)形式制造成本實現(xiàn)產(chǎn)品功能的工作原理決定了技術(shù)水平確定工作原理應(yīng)利用各種創(chuàng)造技法，借鑒同類產(chǎn)品的成功的經(jīng)驗和最新科技成果。設(shè)計機械產(chǎn)品時，首先應(yīng)根據(jù)使用要求、技術(shù)條件及工作環(huán)境等情況7應(yīng)根據(jù)機械的功能要求，根據(jù)不同的工作原理擬定出多種運動方案，進(jìn)行綜合評價，從中選擇一個最佳方案。注：實現(xiàn)同一種功能可以采用多種工作原理。套絲搓絲如螺紋加工：車削插齒剃齒如齒輪加工：滾齒工作原理不同，運動方案也不同。即使工作原理相同，也可以有不同的運動方案。加工刀具不同，運動方案也不同。為了便于設(shè)計，應(yīng)將機械的功能進(jìn)行分解。應(yīng)根據(jù)機械的功能要求，根據(jù)不同的工作原理擬定8設(shè)計一臺彩色電視機陰極盤用的金屬片的沖裁機器，圓片直徑φ10mm，厚度0.8mm。功能分解：送料沖制退回確定方案時應(yīng)注意兩點：1）用最簡單的方法實現(xiàn)同一功能。φ100.8圖示按摩椅中的按摩輪利用一個偏心空間凸輪同時實現(xiàn)三維方向的按摩作用：徑向振動擠壓、向下推拉、和橫向推拉，構(gòu)思巧妙，結(jié)構(gòu)非常簡單。B?r按摩輪設(shè)計一臺彩色電視機陰極盤用的金屬片的沖裁機器9活動游標(biāo)光源透鏡讀數(shù)窗2）注意光、機、電、流體等知識的綜合運用。確定方案時應(yīng)注意兩點：1）用最簡單的方法實現(xiàn)同一功能。指針瑪瑙支撐K向刀口活動游標(biāo)圖示分析天平，要求精度達(dá)到0.01g,單靠目力讀指針的微小偏角已不可能。增加了一級光學(xué)杠桿，將讀數(shù)放大。活動游標(biāo)光源透鏡讀數(shù)窗2）注意光、機、電、流體等知識的綜合運10一個執(zhí)行構(gòu)件兩個執(zhí)行構(gòu)件機械傳動系統(tǒng)的作用就是將原動機的運動和動力傳遞到執(zhí)行構(gòu)件，故原動機的類型和執(zhí)行構(gòu)件的運動形式、運動參數(shù)、運動方位等都決定了傳動系統(tǒng)的方案。執(zhí)行構(gòu)件的運動設(shè)計和原動機的選擇,就是根據(jù)擬定的工作原理和工藝動作過程，確定執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)目、運動形式、運動參數(shù)、運動協(xié)調(diào)關(guān)系，并選擇適當(dāng)?shù)脑瓌訖C的類型和運動參數(shù)與之相配。1.執(zhí)行構(gòu)件的運動設(shè)計1.1執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)目§11－3執(zhí)行構(gòu)件的運動設(shè)計和原動機的選擇根據(jù)工作原理工藝動作過程執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)目運動形式運動參數(shù)運動協(xié)調(diào)關(guān)系原動機的類型和運動參數(shù)----取決于機械分功能或分動作的多少，兩者不一定相等，要具體分析確定。如立式鉆有兩種方案:一個執(zhí)行構(gòu)件兩個執(zhí)行構(gòu)件機械傳動系統(tǒng)的作用就是將原動機的運動111.2執(zhí)行構(gòu)件的運動形式和運動參數(shù)直線運動曲線運動復(fù)合運動往復(fù)擺動執(zhí)行構(gòu)件運動形式回轉(zhuǎn)運動每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)rpm----由兩個以上單一運動合成間歇回轉(zhuǎn)停歇往復(fù)直線停歇單向直線沿可變曲線運動連續(xù)回轉(zhuǎn)沿固定曲線運動往復(fù)直線每分鐘轉(zhuǎn)位次數(shù)、轉(zhuǎn)角大小、運動系數(shù)每分鐘擺動次數(shù)、轉(zhuǎn)角大小、行程速比系數(shù)每分鐘行程數(shù)目、大小、行程速比系數(shù)每循環(huán)停歇次數(shù)、位置、時間、行程大小和工作速度。----每次進(jìn)給量的大小。1.2執(zhí)行構(gòu)件的運動形式和運動參數(shù)直線運動曲線運動復(fù)合運動12往復(fù)擺動電動機氣缸原動件運動形式連續(xù)回轉(zhuǎn)往復(fù)直線2.原動件的類型及其運動參數(shù)的選擇液壓馬達(dá)氣動馬達(dá)內(nèi)燃機液壓馬達(dá)氣動馬達(dá)直線電機油缸柴油機燃?xì)廨啓C汽油機直流電動機交流變頻變速電動機伺服電動機步進(jìn)電動機力矩電動機交流異步電動機交流異步電動機的運動參數(shù)----同步轉(zhuǎn)數(shù)：

3000，1500，1000，750，600rpm往復(fù)擺動電動機氣缸原動件運動形式連續(xù)回轉(zhuǎn)往復(fù)直線2.13砂輪工件砂輪架3.各執(zhí)行構(gòu)件間運動的協(xié)調(diào)配合和機械的工作循環(huán)圖3.1各執(zhí)行構(gòu)件間運動的協(xié)調(diào)配合關(guān)系運動彼此獨立無需協(xié)調(diào)配合：外圓磨床的砂輪和工件的四個運動彼此獨立。故應(yīng)為每個運動單獨設(shè)計各自的運動鏈。砂輪工件砂輪架3.各執(zhí)行構(gòu)件間運動的協(xié)調(diào)配合和機械的工作14(1)各執(zhí)行構(gòu)件動作的協(xié)調(diào)配合：圖示沖床的兩個執(zhí)行構(gòu)件中，要求：▲送料構(gòu)件將原料送入模孔上方后，沖頭才可進(jìn)入模孔進(jìn)行沖壓；圖示折疊包裝機構(gòu)的兩個執(zhí)行構(gòu)件中，要求：餅干1342餅干2右折邊構(gòu)件43包裝紙左折邊構(gòu)件1餅干1342餅干1342餅干1342左折邊構(gòu)件右折邊構(gòu)件餅干1342包裝紙MBA兩個構(gòu)件不能同時位于區(qū)域MAB中，以免干涉?！?dāng)沖頭上移一段距離后，才能進(jìn)行下次送料動作。(1)各執(zhí)行構(gòu)件動作的協(xié)調(diào)配合：圖示沖床的兩個執(zhí)行構(gòu)件中，要15(2)各執(zhí)行構(gòu)件運動速度的協(xié)調(diào)配合：范成法加工時，刀具與齒坯之間必須保持精確的傳動比。作者：潘存云教授作者：潘存云教授ωω0ωω0齒輪插刀加工i=ω0/ω=z/z0共軛齒廓互為包絡(luò)線切削運動ωω0范成運動讓刀運動對于有運動協(xié)調(diào)配合要求的構(gòu)件，往往采用以一臺原動機，通過傳動系統(tǒng)分配運動，實現(xiàn)協(xié)調(diào)動作。(2)各執(zhí)行構(gòu)件運動速度的協(xié)調(diào)配合：范成法加工時，刀具與齒16§11－4機構(gòu)的選型和變異1.機構(gòu)的選型----選擇或創(chuàng)造出滿足執(zhí)行構(gòu)件運動和動力要求的機構(gòu)。1.1傳遞連續(xù)回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)嚙合傳動機構(gòu)連桿機構(gòu)傳遞連續(xù)回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu):摩擦傳動機構(gòu)摩擦輪傳動帶傳動蝸桿傳動鏈傳動齒輪傳動平行四邊形機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)摩擦傳動機構(gòu)的優(yōu)缺點：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、易于實現(xiàn)無級變速、過載保護(hù)。缺點：傳動比不準(zhǔn)確、傳遞功率小、效率低?！?1－4機構(gòu)的選型和變異1.機構(gòu)的選型----選擇1712摩擦輪傳動123平板式無級變速器123圓錐式無級變速器1.2實現(xiàn)單向間歇回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)棘輪機構(gòu)齒輪--連桿機構(gòu)單向間歇回轉(zhuǎn)運動槽輪機構(gòu)不完全齒輪機構(gòu)凸輪式間歇運動機構(gòu)---適用于轉(zhuǎn)角固定的轉(zhuǎn)位運動。---每次轉(zhuǎn)角小，或轉(zhuǎn)角大小可調(diào)的低速場合。---大轉(zhuǎn)角而速度不高的場合--運動平穩(wěn)、分度、定位準(zhǔn)確，但制造困難、高精度定位、高速場合。--特殊要求的輸送機構(gòu)。12摩擦輪傳動123平板式無級變速器123圓錐式無級變速181.3實現(xiàn)往復(fù)移動往復(fù)擺動運動的機構(gòu)凸輪機構(gòu)組合機構(gòu)往復(fù)運動連桿機構(gòu)螺旋機構(gòu)齒輪齒條機構(gòu)液壓缸、氣缸正弦機構(gòu)正切機構(gòu)六連桿機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)連桿機構(gòu)的特點：制造容易、承載能力大，但難以實現(xiàn)精確運動，適用于無嚴(yán)格運動規(guī)律的場合。凸輪機構(gòu)的特點：能實現(xiàn)任意復(fù)雜的運動和各構(gòu)件之間的運動協(xié)調(diào)，承載能力不大。1.3實現(xiàn)往復(fù)移動往復(fù)擺動運動的機構(gòu)凸輪機構(gòu)組合機構(gòu)191.3實現(xiàn)往復(fù)移動往復(fù)擺動運動的機構(gòu)凸輪機構(gòu)組合機構(gòu)往復(fù)運動連桿機構(gòu)螺旋機構(gòu)齒輪齒條機構(gòu)液壓缸、氣缸正弦機構(gòu)正切機構(gòu)六連桿機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)螺旋機構(gòu)的特點：可獲得大的減速比和較高的運動精度，常用作低速進(jìn)給和精密微調(diào)機構(gòu)。齒輪齒條機構(gòu)的特點：適用于移動速度較高的場合，精密齒條制造困難，傳動精度及平穩(wěn)性不及螺旋機構(gòu)。1.3實現(xiàn)往復(fù)移動往復(fù)擺動運動的機構(gòu)凸輪機構(gòu)組合機構(gòu)20凸輪機構(gòu)的推桿行程一般較小，否則會使壓力角過大或尺寸過大。連桿機構(gòu)可以獲得較大行程，但不能太大，否則機構(gòu)尺寸會過于龐大。齒輪齒條機構(gòu)或螺旋機構(gòu)可滿足大行程的要求。1.4再現(xiàn)軌跡的機構(gòu)齒輪----連桿組合機構(gòu)聯(lián)動凸輪機構(gòu)再現(xiàn)軌跡連桿機構(gòu)凸輪----連桿組合機構(gòu)一般而言，除了凸輪機構(gòu)能實現(xiàn)精確的曲線軌跡之外，其它機構(gòu)都只能近似實現(xiàn)預(yù)定的曲線軌跡。凸輪機構(gòu)的推桿行程一般較小，否則會使壓力角過21齒輪----連桿組合機構(gòu)作者：潘存云教授攪拌機構(gòu)CBADE凸輪----連桿組合機構(gòu)聯(lián)動凸輪機構(gòu)齒輪----連桿組合機構(gòu)作者：潘存云教授攪拌機構(gòu)CBADE凸222.機構(gòu)的變異當(dāng)所選機構(gòu)不能滿足機械提出的運動和動力要求時，或者為了改善所選機構(gòu)的性能或結(jié)構(gòu)時，可以通過改變機構(gòu)中某些構(gòu)件結(jié)構(gòu)形狀、運動尺寸、更換機架或原動件、增加輔助構(gòu)件等方法獲得新的機構(gòu)或特性。此稱為機構(gòu)的變異構(gòu)件結(jié)構(gòu)形狀運動尺寸更換機架或原動件增加輔助構(gòu)件目的：獲得新的機構(gòu)或特性，已滿足使用要求。機構(gòu)的變異2.1改變構(gòu)件結(jié)構(gòu)形狀若將擺動導(dǎo)桿機構(gòu)中的直線導(dǎo)槽改為圓弧導(dǎo)槽，運動到左側(cè)時，可獲得較長時間的停歇。2.機構(gòu)的變異當(dāng)所選機構(gòu)不能滿足機械提出的運動和動力要求232.2改變構(gòu)件運動尺寸槽輪直徑變?yōu)闊o窮大，槽數(shù)無窮多時,

槽條機構(gòu)2.3選不同的構(gòu)件作為機架----機構(gòu)的倒置擺動凸輪機構(gòu)123123連桿--凸輪機構(gòu)A1BCO234罐頭封口機構(gòu)要求C點沿接合縫運動。2.2改變構(gòu)件運動尺寸槽輪直徑變?yōu)闊o窮大，槽數(shù)無窮多242.4選不同的構(gòu)件作為原動件作者：潘存云教授ABDC風(fēng)扇座蝸輪蝸桿電機電機ABDC風(fēng)扇座蝸輪蝸桿電機ABDC風(fēng)扇座蝸輪蝸桿雙搖桿機構(gòu)中，選連桿作為原動件，可把風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為連架桿的搖動。2.5增加輔助構(gòu)件作為原動件圖示手動插秧機分秧、插秧機構(gòu)中增加了一個輔助構(gòu)件—活舌3，從而使M點實現(xiàn)預(yù)定軌跡。123B654M32.4選不同的構(gòu)件作為原動件作者：潘存云教授ABDC風(fēng)扇25在確定了機械的工作原理，并完成了執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)件和原動機的運動設(shè)計之后，通過進(jìn)行機構(gòu)的選型、變異及組合，即可形成機械傳動系統(tǒng)方案。最后通過分析與評價，從眾多的方案中選出最佳方案?！?1－6機械傳動系統(tǒng)方案的擬定1.擬定機械傳動方案的一般原則1）采用盡可能短的運動鏈理由：降低重量和制造成本、提高效率、減少累積誤差。方法：在無嚴(yán)格速比要求時，各分支選用獨立原動機。2）優(yōu)先選用基本機構(gòu)理由：基本機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計方便、技術(shù)成熟。在不滿足要求時，才考慮變異或組合。3）應(yīng)使機械有較高的機械效率4）合理安排不同類型傳動機構(gòu)的順序▲轉(zhuǎn)變運動形式的機構(gòu)（如凸輪機構(gòu)、連桿機構(gòu)、螺旋機構(gòu)等）通常安排運動鏈的末端，與執(zhí)行機構(gòu)靠近。在確定了機械的工作原理，并完成了執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)件和原動機的運動設(shè)26▲帶傳動和摩擦傳動一般應(yīng)安排轉(zhuǎn)速較高的運動鏈的起始端，以減小傳動的扭矩，并減小外形尺寸。5）合理分配傳動比（1）每一級傳動比應(yīng)在合理范圍內(nèi)選?。唬?）減速傳動時，按前小后大的原則分配，有利于減小尺寸；傳動機構(gòu)種類平帶V帶摩擦輪齒輪蝸桿鏈圓周速度m/s5~255~3015~2515~12015~3515~40減速比≤5≤8~15≤7~10≤4~8≤80≤6~10最大功率kw2000750~1200150~250500005503750常用傳動機構(gòu)的合理取值范圍▲帶傳動和摩擦傳動一般應(yīng)安排轉(zhuǎn)速較高的運動鏈的5）合理分配傳276）保證機械的安全運轉(zhuǎn)為防止倒轉(zhuǎn)可采用自鎖裝置或制動器，防止過載損壞可采用摩擦傳動或安全聯(lián)軸器。2.擬定機械傳動方案的方法2.1功能分解組合法基本思路：▲將總功能分解成若干分功能，再細(xì)分解成元功能；▲為每一個元功能選擇一個完成此功能的機構(gòu)；▲將各種機構(gòu)加以適當(dāng)組合或變異得到一個運動方案；由于實現(xiàn)元功能的機構(gòu)是多樣的，根據(jù)排列組合原理可得到若干種運動方案。6）保證機械的安全運轉(zhuǎn)為防止倒轉(zhuǎn)可采用自鎖裝28φ100.8沖床功能分解：送料沖制退回沖頭功能細(xì)分：往復(fù)運動、增力、急回、減速；送料功能細(xì)分：間歇送料；1）往復(fù)運動、增力、急回元功能可用以下兩種機構(gòu)來實現(xiàn)：凸輪機構(gòu)六桿肘桿機構(gòu)φ100.8沖床功能分解：送料沖制292）為了實現(xiàn)沖頭的減速功能，可以采用如下方案；▲兩級帶傳動；▲兩級齒輪傳動；▲一級帶傳動一級齒輪傳動；3）為了實現(xiàn)間歇送功能料，可以采用如下方案；間歇滾輪傳動棘輪機構(gòu)推勾式送料機構(gòu)將上述各種機構(gòu)進(jìn)行組合，就能得到多種方案。2）為了實現(xiàn)沖頭的減速功能，可以采用如下方案；▲兩級帶傳動；303.機械傳動方案的評價3.1評價指標(biāo)▲機械功能的實現(xiàn)質(zhì)量---精確性、穩(wěn)定性、適應(yīng)性、擴展性；▲機械工作性能---運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性、傳力性能、承載能力等；▲機械的動力性能---沖擊、振動、噪聲、耐磨性能等；▲機械的經(jīng)濟性---設(shè)計工作量大小、制造成本、維修難易、能耗等▲機械結(jié)構(gòu)的合理性---復(fù)雜程度、尺寸及重量大小等。3.2評價方法-----記分法3.機械傳動方案的評價3.1評價指標(biāo)▲機械功能的實現(xiàn)質(zhì)31▲建立評價質(zhì)量指標(biāo)體系---根據(jù)評價對象的特點，確定用哪些指標(biāo)來衡量各方案的優(yōu)劣。如沖床的增力性能、急回性能、傳力性能、承載能力、……等等；3.2評價方法-----記分法▲為每個指標(biāo)確定分值---總分定為100分，各指標(biāo)分值按重要程度來分配；▲聘請專家評分---采用五級制：00.250.50.751分別對應(yīng)于：很差、差、一般、較好、很好▲統(tǒng)計得分---計算分項平均值和總分平均值；▲按總得分進(jìn)行排序，確定最佳方案。步驟：▲建立評價質(zhì)量指標(biāo)體系3.2評價方法-----記分法▲為32§11－7機械傳動系統(tǒng)設(shè)計舉例1.C1325自動車床刀架機械傳動系統(tǒng)的分析2.多頭專用鉆床機械傳動系統(tǒng)設(shè)計§11－7機械傳動系統(tǒng)設(shè)計舉例1.C1325自動車床刀33設(shè)計任務(wù)：設(shè)計一臺自動鉆床，用來同時加工圖示零件上的三個孔，并能自動送料。2.1確定工作原理2.多頭專用鉆床機械傳動系統(tǒng)設(shè)計30203-φ82020502010一般的鉆床多采用第一種方案，但本例是三軸專用鉆床，因工件小，工作臺輕，移動工作臺比移動三軸容易。故采用第二種方案。鉆削工藝：鉆頭一邊旋轉(zhuǎn)，同時相對于工件作移動。三種運動方案：▲鉆頭旋轉(zhuǎn)，同時軸向進(jìn)給，工作臺靜止；▲鉆頭旋轉(zhuǎn)，工作臺帶動工件進(jìn)給；▲工作臺旋轉(zhuǎn)，鉆頭作軸向進(jìn)給；如車床上鉆孔設(shè)計任務(wù)：設(shè)計一臺自動鉆床，用來同時加工圖示零件上的三個孔，34送料機構(gòu)可以采用從料倉推送工件的方式。工作臺送料桿料倉三個執(zhí)行構(gòu)件：鉆頭、工作臺、送料桿2.2執(zhí)行構(gòu)件的運動設(shè)計工藝過程：▲送料桿往右推出零件，并頂出加工好的零件▲夾具將工件定位，并夾緊；▲送料桿返回，工作臺帶動工件快速上移接近鉆頭；▲工作臺慢速工進(jìn)；▲鉆孔結(jié)束后，工作臺快速退回，完成一個循環(huán)。送料機構(gòu)可以采用從料倉推送工件的方式。工作臺送料桿料倉三個執(zhí)35鉆頭的轉(zhuǎn)速：nc=1000v/(πd)其中：d—鉆頭直徑，d=8mmv---切削速度，查手冊45鋼，可選v=12.5m/min；代入得：nc≈500rpm工作臺為往復(fù)運動。鉆孔工藝要求：▲工作臺帶動工件快速上移接近鉆頭；▲工作臺改用工作進(jìn)給速度先鉆凸臺上的孔，待鉆到一定深度時，三個鉆頭才同時鉆進(jìn)，因工作阻力增加，故進(jìn)給速度應(yīng)減??；▲鉆孔結(jié)束后，工作臺快速退回，完成一個循環(huán)。設(shè)工作臺完成一個工作循環(huán)所需的時間為T1，則有：Tf=t1+t2+t3+t4+t5鉆頭的轉(zhuǎn)速：nc=1000v/(πd)其中：d—鉆頭直徑36其中：t1—單孔鉆削時間。設(shè)單孔鉆削每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為：

s1=0.2mm/r,單孔鉆削深度為10mm，并考慮3mm的提前工作量。求得：

t2—三孔同時鉆削時間，設(shè)進(jìn)給量為：

s1=0.16mm/r,單孔鉆削深度為10mm，并考慮3mm的越程量。求得：t2=(10+3)/(s2nc)=0.163min=9.8st3----快速接近時間，取t3=1.5st4----快速退回時間，取t4=2.5st5----工作臺停歇等待更換工件時間，取t5=3s；工作臺一個工作循環(huán)總時間：

Tf=t1+t2+t3+t4+t5=24.6s工作臺每分鐘工作循環(huán)數(shù)：nf=60/Tf=2.44t1=(10+3)/(s1nc)=0.13min=7.8s其中：t1—單孔鉆削時間。設(shè)單孔鉆削每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為：s137送料桿的運動為往復(fù)直動。循環(huán)時間與工作臺相同：

Ts=24.6s工作臺的行程：Hf=h0+h1+h2h0

--工作臺快速趨近鉆頭的運動距離，取h0

=15mm；=41mmh1

--單孔鉆削深度，取h1

=13mm；；h2

--三孔同時鉆削深度，取h2

=13mm。送料桿的行程取工件的兩倍：

Hs=100mm送料桿的運動與工作臺的運動必須協(xié)調(diào)，而鉆頭的旋轉(zhuǎn)與送料桿和工作臺之間的運動是獨立的凸輪轉(zhuǎn)角

090?180?270?360?送料桿

送料靜止送料工作臺

停止單孔鉆三孔鉆快退快進(jìn)工作循環(huán)圖：送料桿的運動為往復(fù)直動。循環(huán)時間與工作臺相同：工作臺的行程：38類型----交流異步感應(yīng)電動機由機床的工作要求確定為了減少原動機的數(shù)量，三個鉆頭共用一個原動機。2.3原動機的選擇2.4計算運動鏈的總傳動比切削運動鏈的總傳動比：

ic=nn/nc=1140/500=2.88進(jìn)給運動鏈的總傳動比：

if=is=nn/nf=1140/2.44=5632.5機構(gòu)選型轉(zhuǎn)數(shù)----

額定轉(zhuǎn)數(shù):nn=1140rpm（1）切削運動鏈的設(shè)計▲鉆頭作連續(xù)回轉(zhuǎn)運動，運動鏈的總傳動比為2.88,無需運動轉(zhuǎn)換，但需要減速。類型----交流異步感應(yīng)電動機由機床的工作要求確定為了39▲三個鉆頭應(yīng)同向旋轉(zhuǎn)，且各鉆頭之間的距離很小，即要求具有運動分解功能，其尺寸受到限制?！妱訖C軸一般為水平放置，與鉆頭的方向不一致，即要求具有改變運動軸線方向的功能。機構(gòu)選型▲具有減速功能的傳動有：齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動?？紤]到速度較高，距離較遠(yuǎn)等因素，此處選用

V帶傳動?！妱訖C與鉆頭之間有較大的傳動距離，即要求運動鏈作遠(yuǎn)距離傳動?！茏儞Q運動軸線方向的傳動有：圓錐齒輪傳動、交錯軸斜傳動、蝸桿傳動。考慮到兩軸線垂直相交且傳動比較小，此處選擇圓錐齒輪傳動。▲三個鉆頭應(yīng)同向旋轉(zhuǎn)，且各鉆頭之間的距離很小，即要求具有運動40▲三個鉆頭應(yīng)同向旋轉(zhuǎn)，此處選擇一個中心齒輪帶動周圍三個從動齒輪的定軸輪系。▲選用萬向聯(lián)軸節(jié)或鋼絲軟軸將運動傳遞給鉆頭。（2）進(jìn)給運動鏈的設(shè)計▲工作臺作往復(fù)直線運動，且運動規(guī)律較復(fù)雜，但行程不大。此處選用凸輪機構(gòu)。將以上所選機構(gòu)經(jīng)適當(dāng)組合，就得到鉆削運動鏈。▲進(jìn)給運動鏈應(yīng)實現(xiàn)很大的傳動比563，但進(jìn)給力不需要太大。選用帶傳動與蝸桿傳動實現(xiàn)二級減速。▲進(jìn)給運動的方向和位置與電動機不一致，選用蝸桿傳動實現(xiàn)回轉(zhuǎn)軸線方向的變化。

由于結(jié)構(gòu)尺寸的限制，三個從動齒輪軸線之間的距離遠(yuǎn)大于三個鉆頭之間的距離?！齻€鉆頭應(yīng)同向旋轉(zhuǎn)，此處選擇一個中心齒輪帶動▲選用萬向聯(lián)軸41（3）送料運動鏈的設(shè)計▲送料桿行程較大，采用連桿機構(gòu)放大。▲送料運動鏈減速比與進(jìn)給運動鏈相同

，故直接由蝸桿軸帶動?！土线\動規(guī)律較復(fù)雜，故選用凸輪機構(gòu)。2.6機構(gòu)的組合III工作臺156432109871211131511將以上所選機構(gòu)組合就得到圖示自動鉆床的機械傳動系統(tǒng)。（3）送料運動鏈的設(shè)計▲送料桿行程較大，采用連桿機構(gòu)放大。42電動機帶傳動(2)凸輪機構(gòu)(10)帶傳動(8)帶傳動(3)錐齒輪傳動(4)圓柱齒輪傳動(5)工作臺凸輪機構(gòu)(12)連桿機構(gòu)送料桿蝸桿傳動(9)萬向聯(lián)軸節(jié)鉆頭萬向聯(lián)軸節(jié)鉆頭萬向聯(lián)軸節(jié)鉆頭機構(gòu)的組合示意框圖：3)機構(gòu)選型、變異與組合;4)機構(gòu)的尺寸綜合;5)方案分析;1)擬定機械的工作原理;2)執(zhí)行機構(gòu)的運動設(shè)計和原動機的選擇;6)方案評審。設(shè)計步驟設(shè)計步驟總結(jié)：機械設(shè)計是一項具有挑戰(zhàn)性的創(chuàng)造性勞動，設(shè)計方案的快速確定及合理性與設(shè)計經(jīng)驗密切相關(guān)，同學(xué)們一定要注意觀察在生活與生產(chǎn)實際中接觸到的各種機電設(shè)備，分析了解它們的結(jié)構(gòu)特點、工作原理、積累經(jīng)驗，以便今后設(shè)計出更好的機械設(shè)備。電動機帶傳動(2)凸輪機構(gòu)(10)帶傳動(8)帶傳動(3)錐43第11章機構(gòu)的選型、組合及機械傳動系統(tǒng)方案的設(shè)計§11－1概述§11－2機械工作原理的方案擬定§11－4機構(gòu)的選型和變異

§11－7機械傳動系統(tǒng)設(shè)計舉例§11－3執(zhí)行構(gòu)件的運動設(shè)計和原動機的選擇§11－5機構(gòu)的組合§11－6機械傳動系統(tǒng)方案的擬定第11章機構(gòu)的選型、組合及機械§11－1概述§11－44機械傳動系統(tǒng)的組成：由若干種不同機構(gòu)組合而成，能實現(xiàn)機械工藝過程所需運動的系統(tǒng)。作用：1.實現(xiàn)預(yù)期運動減速(或增速)、變速、轉(zhuǎn)換運動形式和使執(zhí)行構(gòu)件協(xié)調(diào)配合工作等運動要求。2.傳遞動力把原動機輸出的功率或轉(zhuǎn)矩傳遞到執(zhí)行構(gòu)件上去，以克服生產(chǎn)阻力?！?1－1概述3.運動操縱與控制指現(xiàn)代機械將光、機、電、液有機結(jié)合，借助于微機控制，自動實現(xiàn)機械所需的完整的工作過程。機械傳動系統(tǒng)的組成：作用：2.傳遞動力§11－145提高機械的性能與質(zhì)量正確、合理的設(shè)計減少維護(hù)費用故應(yīng)予以高度重視降低制造成本機械傳動系統(tǒng)設(shè)計的特點----創(chuàng)造性的思維活動。要求：1)注重多學(xué)科知識的綜合應(yīng)用；2)注重總結(jié)與實踐經(jīng)驗的積累；3)充分發(fā)揮創(chuàng)造思維和想象能力，靈活應(yīng)用各種設(shè)計方法與技巧。以便設(shè)計出新穎、靈活、高效的機械傳動系統(tǒng)提高機械的性能與質(zhì)量正確、合理的設(shè)計減少維護(hù)費用故應(yīng)予463)機構(gòu)選型、變異與組合;4)機構(gòu)的尺寸綜合;5)方案分析;1)擬定機械的工作原理;2)執(zhí)行機構(gòu)的運動設(shè)計和原動機的選擇;6)方案評審。1)擬定機械的工作原理----根據(jù)需要制定機械的總功能，擬定實現(xiàn)總功能的工作原理和技術(shù)手段，確定機械所要實現(xiàn)的工藝動作。2)執(zhí)行機構(gòu)的運動設(shè)計和原動機的選擇----根據(jù)功能和工藝動作，確定各執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)目、運動形式、運動參數(shù)以及運動協(xié)調(diào)配合關(guān)系，生產(chǎn)阻力等，確定原動機的類型和功率。設(shè)計步驟3)機構(gòu)選型、變異與組合;4)機構(gòu)的尺寸綜合;5)方案分析;473)機構(gòu)選型、變異與組合;4)機構(gòu)的尺寸綜合;5)方案分析;1)擬定機械的工作原理;2)執(zhí)行機構(gòu)的運動設(shè)計和原動機的選擇;6)方案評審。設(shè)計步驟3)機構(gòu)選型、變異與組合----根據(jù)機械的動力與功能要求，合理選擇機構(gòu)類型，擬定機構(gòu)的組合方案，形成能滿足運動和動力要求的機械傳動系統(tǒng)方案。繪制機械傳動系統(tǒng)的示意圖。4)機構(gòu)的尺寸綜合----根據(jù)執(zhí)行構(gòu)件和原動件的運動參數(shù)，以及各執(zhí)行構(gòu)件運動的協(xié)調(diào)配合的要求，確定各構(gòu)件的運動尺寸，繪制機構(gòu)運動簡圖。3)機構(gòu)選型、變異與組合;4)機構(gòu)的尺寸綜合;5)方案分析;483)機構(gòu)選型、變異與組合;4)機構(gòu)的尺寸綜合;5)方案分析;1)擬定機械的工作原理;2)執(zhí)行機構(gòu)的運動設(shè)計和原動機的選擇;6)方案評審。設(shè)計步驟5)方案分析----根據(jù)機械的生產(chǎn)阻力或原動機的額定轉(zhuǎn)矩，進(jìn)行機械中力的計算，作為下一步零件強度計算的依據(jù)。6)方案評審----通過對眾多方案的評比，選擇最佳方案。3)機構(gòu)選型、變異與組合;4)機構(gòu)的尺寸綜合;5)方案分析;49設(shè)計機械產(chǎn)品時，首先應(yīng)根據(jù)使用要求、技術(shù)條件及工作環(huán)境等情況，明確提出機械所要達(dá)到總功能，然后擬定實現(xiàn)這些功能工作原理及技術(shù)手段；最后設(shè)計出機械系統(tǒng)傳動方案?！?1－2機械工作原理的方案擬定產(chǎn)品的功能----用途、性能、使用價值等，它是根據(jù)人們生產(chǎn)或生活需要提出來的。可行性經(jīng)濟性確定功能指標(biāo)應(yīng)考慮----先進(jìn)性工作質(zhì)量傳動方案結(jié)構(gòu)形式制造成本實現(xiàn)產(chǎn)品功能的工作原理決定了技術(shù)水平確定工作原理應(yīng)利用各種創(chuàng)造技法，借鑒同類產(chǎn)品的成功的經(jīng)驗和最新科技成果。設(shè)計機械產(chǎn)品時，首先應(yīng)根據(jù)使用要求、技術(shù)條件及工作環(huán)境等情況50應(yīng)根據(jù)機械的功能要求，根據(jù)不同的工作原理擬定出多種運動方案，進(jìn)行綜合評價，從中選擇一個最佳方案。注：實現(xiàn)同一種功能可以采用多種工作原理。套絲搓絲如螺紋加工：車削插齒剃齒如齒輪加工：滾齒工作原理不同，運動方案也不同。即使工作原理相同，也可以有不同的運動方案。加工刀具不同，運動方案也不同。為了便于設(shè)計，應(yīng)將機械的功能進(jìn)行分解。應(yīng)根據(jù)機械的功能要求，根據(jù)不同的工作原理擬定51設(shè)計一臺彩色電視機陰極盤用的金屬片的沖裁機器，圓片直徑φ10mm，厚度0.8mm。功能分解：送料沖制退回確定方案時應(yīng)注意兩點：1）用最簡單的方法實現(xiàn)同一功能。φ100.8圖示按摩椅中的按摩輪利用一個偏心空間凸輪同時實現(xiàn)三維方向的按摩作用：徑向振動擠壓、向下推拉、和橫向推拉，構(gòu)思巧妙，結(jié)構(gòu)非常簡單。B?r按摩輪設(shè)計一臺彩色電視機陰極盤用的金屬片的沖裁機器52活動游標(biāo)光源透鏡讀數(shù)窗2）注意光、機、電、流體等知識的綜合運用。確定方案時應(yīng)注意兩點：1）用最簡單的方法實現(xiàn)同一功能。指針瑪瑙支撐K向刀口活動游標(biāo)圖示分析天平，要求精度達(dá)到0.01g,單靠目力讀指針的微小偏角已不可能。增加了一級光學(xué)杠桿，將讀數(shù)放大?；顒佑螛?biāo)光源透鏡讀數(shù)窗2）注意光、機、電、流體等知識的綜合運53一個執(zhí)行構(gòu)件兩個執(zhí)行構(gòu)件機械傳動系統(tǒng)的作用就是將原動機的運動和動力傳遞到執(zhí)行構(gòu)件，故原動機的類型和執(zhí)行構(gòu)件的運動形式、運動參數(shù)、運動方位等都決定了傳動系統(tǒng)的方案。執(zhí)行構(gòu)件的運動設(shè)計和原動機的選擇,就是根據(jù)擬定的工作原理和工藝動作過程，確定執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)目、運動形式、運動參數(shù)、運動協(xié)調(diào)關(guān)系，并選擇適當(dāng)?shù)脑瓌訖C的類型和運動參數(shù)與之相配。1.執(zhí)行構(gòu)件的運動設(shè)計1.1執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)目§11－3執(zhí)行構(gòu)件的運動設(shè)計和原動機的選擇根據(jù)工作原理工藝動作過程執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)目運動形式運動參數(shù)運動協(xié)調(diào)關(guān)系原動機的類型和運動參數(shù)----取決于機械分功能或分動作的多少，兩者不一定相等，要具體分析確定。如立式鉆有兩種方案:一個執(zhí)行構(gòu)件兩個執(zhí)行構(gòu)件機械傳動系統(tǒng)的作用就是將原動機的運動541.2執(zhí)行構(gòu)件的運動形式和運動參數(shù)直線運動曲線運動復(fù)合運動往復(fù)擺動執(zhí)行構(gòu)件運動形式回轉(zhuǎn)運動每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)rpm----由兩個以上單一運動合成間歇回轉(zhuǎn)停歇往復(fù)直線停歇單向直線沿可變曲線運動連續(xù)回轉(zhuǎn)沿固定曲線運動往復(fù)直線每分鐘轉(zhuǎn)位次數(shù)、轉(zhuǎn)角大小、運動系數(shù)每分鐘擺動次數(shù)、轉(zhuǎn)角大小、行程速比系數(shù)每分鐘行程數(shù)目、大小、行程速比系數(shù)每循環(huán)停歇次數(shù)、位置、時間、行程大小和工作速度。----每次進(jìn)給量的大小。1.2執(zhí)行構(gòu)件的運動形式和運動參數(shù)直線運動曲線運動復(fù)合運動55往復(fù)擺動電動機氣缸原動件運動形式連續(xù)回轉(zhuǎn)往復(fù)直線2.原動件的類型及其運動參數(shù)的選擇液壓馬達(dá)氣動馬達(dá)內(nèi)燃機液壓馬達(dá)氣動馬達(dá)直線電機油缸柴油機燃?xì)廨啓C汽油機直流電動機交流變頻變速電動機伺服電動機步進(jìn)電動機力矩電動機交流異步電動機交流異步電動機的運動參數(shù)----同步轉(zhuǎn)數(shù)：

3000，1500，1000，750，600rpm往復(fù)擺動電動機氣缸原動件運動形式連續(xù)回轉(zhuǎn)往復(fù)直線2.56砂輪工件砂輪架3.各執(zhí)行構(gòu)件間運動的協(xié)調(diào)配合和機械的工作循環(huán)圖3.1各執(zhí)行構(gòu)件間運動的協(xié)調(diào)配合關(guān)系運動彼此獨立無需協(xié)調(diào)配合：外圓磨床的砂輪和工件的四個運動彼此獨立。故應(yīng)為每個運動單獨設(shè)計各自的運動鏈。砂輪工件砂輪架3.各執(zhí)行構(gòu)件間運動的協(xié)調(diào)配合和機械的工作57(1)各執(zhí)行構(gòu)件動作的協(xié)調(diào)配合：圖示沖床的兩個執(zhí)行構(gòu)件中，要求：▲送料構(gòu)件將原料送入?？咨戏胶螅瑳_頭才可進(jìn)入?？走M(jìn)行沖壓；圖示折疊包裝機構(gòu)的兩個執(zhí)行構(gòu)件中，要求：餅干1342餅干2右折邊構(gòu)件43包裝紙左折邊構(gòu)件1餅干1342餅干1342餅干1342左折邊構(gòu)件右折邊構(gòu)件餅干1342包裝紙MBA兩個構(gòu)件不能同時位于區(qū)域MAB中，以免干涉?！?dāng)沖頭上移一段距離后，才能進(jìn)行下次送料動作。(1)各執(zhí)行構(gòu)件動作的協(xié)調(diào)配合：圖示沖床的兩個執(zhí)行構(gòu)件中，要58(2)各執(zhí)行構(gòu)件運動速度的協(xié)調(diào)配合：范成法加工時，刀具與齒坯之間必須保持精確的傳動比。作者：潘存云教授作者：潘存云教授ωω0ωω0齒輪插刀加工i=ω0/ω=z/z0共軛齒廓互為包絡(luò)線切削運動ωω0范成運動讓刀運動對于有運動協(xié)調(diào)配合要求的構(gòu)件，往往采用以一臺原動機，通過傳動系統(tǒng)分配運動，實現(xiàn)協(xié)調(diào)動作。(2)各執(zhí)行構(gòu)件運動速度的協(xié)調(diào)配合：范成法加工時，刀具與齒59§11－4機構(gòu)的選型和變異1.機構(gòu)的選型----選擇或創(chuàng)造出滿足執(zhí)行構(gòu)件運動和動力要求的機構(gòu)。1.1傳遞連續(xù)回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)嚙合傳動機構(gòu)連桿機構(gòu)傳遞連續(xù)回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu):摩擦傳動機構(gòu)摩擦輪傳動帶傳動蝸桿傳動鏈傳動齒輪傳動平行四邊形機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)摩擦傳動機構(gòu)的優(yōu)缺點：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、易于實現(xiàn)無級變速、過載保護(hù)。缺點：傳動比不準(zhǔn)確、傳遞功率小、效率低?！?1－4機構(gòu)的選型和變異1.機構(gòu)的選型----選擇6012摩擦輪傳動123平板式無級變速器123圓錐式無級變速器1.2實現(xiàn)單向間歇回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)棘輪機構(gòu)齒輪--連桿機構(gòu)單向間歇回轉(zhuǎn)運動槽輪機構(gòu)不完全齒輪機構(gòu)凸輪式間歇運動機構(gòu)---適用于轉(zhuǎn)角固定的轉(zhuǎn)位運動。---每次轉(zhuǎn)角小，或轉(zhuǎn)角大小可調(diào)的低速場合。---大轉(zhuǎn)角而速度不高的場合--運動平穩(wěn)、分度、定位準(zhǔn)確，但制造困難、高精度定位、高速場合。--特殊要求的輸送機構(gòu)。12摩擦輪傳動123平板式無級變速器123圓錐式無級變速611.3實現(xiàn)往復(fù)移動往復(fù)擺動運動的機構(gòu)凸輪機構(gòu)組合機構(gòu)往復(fù)運動連桿機構(gòu)螺旋機構(gòu)齒輪齒條機構(gòu)液壓缸、氣缸正弦機構(gòu)正切機構(gòu)六連桿機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)連桿機構(gòu)的特點：制造容易、承載能力大，但難以實現(xiàn)精確運動，適用于無嚴(yán)格運動規(guī)律的場合。凸輪機構(gòu)的特點：能實現(xiàn)任意復(fù)雜的運動和各構(gòu)件之間的運動協(xié)調(diào)，承載能力不大。1.3實現(xiàn)往復(fù)移動往復(fù)擺動運動的機構(gòu)凸輪機構(gòu)組合機構(gòu)621.3實現(xiàn)往復(fù)移動往復(fù)擺動運動的機構(gòu)凸輪機構(gòu)組合機構(gòu)往復(fù)運動連桿機構(gòu)螺旋機構(gòu)齒輪齒條機構(gòu)液壓缸、氣缸正弦機構(gòu)正切機構(gòu)六連桿機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)螺旋機構(gòu)的特點：可獲得大的減速比和較高的運動精度，常用作低速進(jìn)給和精密微調(diào)機構(gòu)。齒輪齒條機構(gòu)的特點：適用于移動速度較高的場合，精密齒條制造困難，傳動精度及平穩(wěn)性不及螺旋機構(gòu)。1.3實現(xiàn)往復(fù)移動往復(fù)擺動運動的機構(gòu)凸輪機構(gòu)組合機構(gòu)63凸輪機構(gòu)的推桿行程一般較小，否則會使壓力角過大或尺寸過大。連桿機構(gòu)可以獲得較大行程，但不能太大，否則機構(gòu)尺寸會過于龐大。齒輪齒條機構(gòu)或螺旋機構(gòu)可滿足大行程的要求。1.4再現(xiàn)軌跡的機構(gòu)齒輪----連桿組合機構(gòu)聯(lián)動凸輪機構(gòu)再現(xiàn)軌跡連桿機構(gòu)凸輪----連桿組合機構(gòu)一般而言，除了凸輪機構(gòu)能實現(xiàn)精確的曲線軌跡之外，其它機構(gòu)都只能近似實現(xiàn)預(yù)定的曲線軌跡。凸輪機構(gòu)的推桿行程一般較小，否則會使壓力角過64齒輪----連桿組合機構(gòu)作者：潘存云教授攪拌機構(gòu)CBADE凸輪----連桿組合機構(gòu)聯(lián)動凸輪機構(gòu)齒輪----連桿組合機構(gòu)作者：潘存云教授攪拌機構(gòu)CBADE凸652.機構(gòu)的變異當(dāng)所選機構(gòu)不能滿足機械提出的運動和動力要求時，或者為了改善所選機構(gòu)的性能或結(jié)構(gòu)時，可以通過改變機構(gòu)中某些構(gòu)件結(jié)構(gòu)形狀、運動尺寸、更換機架或原動件、增加輔助構(gòu)件等方法獲得新的機構(gòu)或特性。此稱為機構(gòu)的變異構(gòu)件結(jié)構(gòu)形狀運動尺寸更換機架或原動件增加輔助構(gòu)件目的：獲得新的機構(gòu)或特性，已滿足使用要求。機構(gòu)的變異2.1改變構(gòu)件結(jié)構(gòu)形狀若將擺動導(dǎo)桿機構(gòu)中的直線導(dǎo)槽改為圓弧導(dǎo)槽，運動到左側(cè)時，可獲得較長時間的停歇。2.機構(gòu)的變異當(dāng)所選機構(gòu)不能滿足機械提出的運動和動力要求662.2改變構(gòu)件運動尺寸槽輪直徑變?yōu)闊o窮大，槽數(shù)無窮多時,

槽條機構(gòu)2.3選不同的構(gòu)件作為機架----機構(gòu)的倒置擺動凸輪機構(gòu)123123連桿--凸輪機構(gòu)A1BCO234罐頭封口機構(gòu)要求C點沿接合縫運動。2.2改變構(gòu)件運動尺寸槽輪直徑變?yōu)闊o窮大，槽數(shù)無窮多672.4選不同的構(gòu)件作為原動件作者：潘存云教授ABDC風(fēng)扇座蝸輪蝸桿電機電機ABDC風(fēng)扇座蝸輪蝸桿電機ABDC風(fēng)扇座蝸輪蝸桿雙搖桿機構(gòu)中，選連桿作為原動件，可把風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為連架桿的搖動。2.5增加輔助構(gòu)件作為原動件圖示手動插秧機分秧、插秧機構(gòu)中增加了一個輔助構(gòu)件—活舌3，從而使M點實現(xiàn)預(yù)定軌跡。123B654M32.4選不同的構(gòu)件作為原動件作者：潘存云教授ABDC風(fēng)扇68在確定了機械的工作原理，并完成了執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)件和原動機的運動設(shè)計之后，通過進(jìn)行機構(gòu)的選型、變異及組合，即可形成機械傳動系統(tǒng)方案。最后通過分析與評價，從眾多的方案中選出最佳方案?！?1－6機械傳動系統(tǒng)方案的擬定1.擬定機械傳動方案的一般原則1）采用盡可能短的運動鏈理由：降低重量和制造成本、提高效率、減少累積誤差。方法：在無嚴(yán)格速比要求時，各分支選用獨立原動機。2）優(yōu)先選用基本機構(gòu)理由：基本機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計方便、技術(shù)成熟。在不滿足要求時，才考慮變異或組合。3）應(yīng)使機械有較高的機械效率4）合理安排不同類型傳動機構(gòu)的順序▲轉(zhuǎn)變運動形式的機構(gòu)（如凸輪機構(gòu)、連桿機構(gòu)、螺旋機構(gòu)等）通常安排運動鏈的末端，與執(zhí)行機構(gòu)靠近。在確定了機械的工作原理，并完成了執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)件和原動機的運動設(shè)69▲帶傳動和摩擦傳動一般應(yīng)安排轉(zhuǎn)速較高的運動鏈的起始端，以減小傳動的扭矩，并減小外形尺寸。5）合理分配傳動比（1）每一級傳動比應(yīng)在合理范圍內(nèi)選取；（2）減速傳動時，按前小后大的原則分配，有利于減小尺寸；傳動機構(gòu)種類平帶V帶摩擦輪齒輪蝸桿鏈圓周速度m/s5~255~3015~2515~12015~3515~40減速比≤5≤8~15≤7~10≤4~8≤80≤6~10最大功率kw2000750~1200150~250500005503750常用傳動機構(gòu)的合理取值范圍▲帶傳動和摩擦傳動一般應(yīng)安排轉(zhuǎn)速較高的運動鏈的5）合理分配傳706）保證機械的安全運轉(zhuǎn)為防止倒轉(zhuǎn)可采用自鎖裝置或制動器，防止過載損壞可采用摩擦傳動或安全聯(lián)軸器。2.擬定機械傳動方案的方法2.1功能分解組合法基本思路：▲將總功能分解成若干分功能，再細(xì)分解成元功能；▲為每一個元功能選擇一個完成此功能的機構(gòu)；▲將各種機構(gòu)加以適當(dāng)組合或變異得到一個運動方案；由于實現(xiàn)元功能的機構(gòu)是多樣的，根據(jù)排列組合原理可得到若干種運動方案。6）保證機械的安全運轉(zhuǎn)為防止倒轉(zhuǎn)可采用自鎖裝71φ100.8沖床功能分解：送料沖制退回沖頭功能細(xì)分：往復(fù)運動、增力、急回、減速；送料功能細(xì)分：間歇送料；1）往復(fù)運動、增力、急回元功能可用以下兩種機構(gòu)來實現(xiàn)：凸輪機構(gòu)六桿肘桿機構(gòu)φ100.8沖床功能分解：送料沖制722）為了實現(xiàn)沖頭的減速功能，可以采用如下方案；▲兩級帶傳動；▲兩級齒輪傳動；▲一級帶傳動一級齒輪傳動；3）為了實現(xiàn)間歇送功能料，可以采用如下方案；間歇滾輪傳動棘輪機構(gòu)推勾式送料機構(gòu)將上述各種機構(gòu)進(jìn)行組合，就能得到多種方案。2）為了實現(xiàn)沖頭的減速功能，可以采用如下方案；▲兩級帶傳動；733.機械傳動方案的評價3.1評價指標(biāo)▲機械功能的實現(xiàn)質(zhì)量---精確性、穩(wěn)定性、適應(yīng)性、擴展性；▲機械工作性能---運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性、傳力性能、承載能力等；▲機械的動力性能---沖擊、振動、噪聲、耐磨性能等；▲機械的經(jīng)濟性---設(shè)計工作量大小、制造成本、維修難易、能耗等▲機械結(jié)構(gòu)的合理性---復(fù)雜程度、尺寸及重量大小等。3.2評價方法-----記分法3.機械傳動方案的評價3.1評價指標(biāo)▲機械功能的實現(xiàn)質(zhì)74▲建立評價質(zhì)量指標(biāo)體系---根據(jù)評價對象的特點，確定用哪些指標(biāo)來衡量各方案的優(yōu)劣。如沖床的增力性能、急回性能、傳力性能、承載能力、……等等；3.2評價方法-----記分法▲為每個指標(biāo)確定分值---總分定為100分，各指標(biāo)分值按重要程度來分配；▲聘請專家評分---采用五級制：00.250.50.751分別對應(yīng)于：很差、差、一般、較好、很好▲統(tǒng)計得分---計算分項平均值和總分平均值；▲按總得分進(jìn)行排序，確定最佳方案。步驟：▲建立評價質(zhì)量指標(biāo)體系3.2評價方法-----記分法▲為75§11－7機械傳動系統(tǒng)設(shè)計舉例1.C1325自動車床刀架機械傳動系統(tǒng)的分析2.多頭專用鉆床機械傳動系統(tǒng)設(shè)計§11－7機械傳動系統(tǒng)設(shè)計舉例1.C1325自動車床刀76設(shè)計任務(wù)：設(shè)計一臺自動鉆床，用來同時加工圖示零件上的三個孔，并能自動送料。2.1確定工作原理2.多頭專用鉆床機械傳動系統(tǒng)設(shè)計30203-φ82020502010一般的鉆床多采用第一種方案，但本例是三軸專用鉆床，因工件小，工作臺輕，移動工作臺比移動三軸容易。故采用第二種方案。鉆削工藝：鉆頭一邊旋轉(zhuǎn)，同時相對于工件作移動。三種運動方案：▲鉆頭旋轉(zhuǎn)，同時軸向進(jìn)給，工作臺靜止；▲鉆頭旋轉(zhuǎn)，工作臺帶動工件進(jìn)給；▲工作臺旋轉(zhuǎn)，鉆頭作軸向進(jìn)給；如車床上鉆孔設(shè)計任務(wù)：設(shè)計一臺自動鉆床，用來同時加工圖示零件上的三個孔，77送料機構(gòu)可以采用從料倉推送工件的方式。工作臺送料桿料倉三個執(zhí)行構(gòu)件：鉆頭、工作臺、送料桿2.2執(zhí)行構(gòu)件的運動設(shè)計工藝過程：▲送料桿往右推出零件，并頂出加工好的零件▲夾具將工件定位，并夾緊；▲送料桿返回，工作臺帶動工件快速上移接近鉆頭；▲工作臺慢速工進(jìn)；▲鉆孔結(jié)束后，工作臺快速退回，完成一個循環(huán)。送料機構(gòu)可以采用從料倉推送工件的方式。工作臺送料桿料倉三個執(zhí)78鉆頭的轉(zhuǎn)速：nc=1000v/(πd)其中：d—鉆頭直徑，d=8mmv---切削速度，查手冊45鋼，可選v=12.5m/min；代入得：nc≈500rpm工作臺為往復(fù)運動。鉆孔工藝要求：▲工作臺帶動工件快速上移接近鉆頭；▲工作臺改用工作進(jìn)給速度先鉆凸臺上的孔，待鉆到一定深度時，三個鉆頭才同時鉆進(jìn)，因工作阻力增加，故進(jìn)給速度應(yīng)減??；▲鉆孔結(jié)束后，工作臺快速退回，完成一個循環(huán)。設(shè)工作臺完成一個工作循環(huán)所需的時間為T1，則有：Tf=t1+t2+t3+t4+t5鉆頭的轉(zhuǎn)速：nc=1000v/(πd)其中：d—鉆頭直徑79其中：t1—單孔鉆削時間。設(shè)單孔鉆削每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為：

s1=0.2mm/r,單孔鉆削深度為10mm，并考慮3mm的提前工作量。求得：

t2—三孔同時鉆削時間，設(shè)進(jìn)給量為：

s1=0.16mm/r,單孔鉆削深度為10mm，并考慮3mm的越程量。求得：t2=(10+3)/(s2nc)=0.163min=9.8st3----快速接近時間，取t3=1.5st4----快速退回時間，取t4=2.5st5----工作臺停歇等待更換工件時間，取t5=3s；工作臺一個工作循環(huán)總時間：

T