第四篇機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)概論第十九章機(jī)械系統(tǒng)的組成及方案設(shè)計(jì)本章主要內(nèi)容機(jī)械系統(tǒng)的組成機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)輔助－控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)本章學(xué)習(xí)要求

1、了解組成機(jī)械系統(tǒng)的四個(gè)子系統(tǒng)。

2、了解機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思想、過程、內(nèi)容、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、影響因素及方案評價(jià)與決策。

3、了解執(zhí)行系統(tǒng)功能原理和運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)；掌握執(zhí)行系統(tǒng)的選型與構(gòu)型的方法；掌握執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的繪制。

4、掌握傳動(dòng)類型的選擇、傳動(dòng)路線與傳動(dòng)鏈順序的安排、各級傳動(dòng)比的分配傳動(dòng)、原動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定。

5、了解控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的組成、分類及微機(jī)控制系統(tǒng)簡介。本章重點(diǎn)難點(diǎn)

2、傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中，傳動(dòng)類型的選擇、傳動(dòng)路線與傳動(dòng)鏈順序的安排、各級傳動(dòng)比的分配。

1、執(zhí)行系統(tǒng)型式設(shè)計(jì)的方法（選型與構(gòu)型）；執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的繪制。本章重點(diǎn)本章難點(diǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的型式設(shè)計(jì)（選型與構(gòu)型）第一節(jié)概述

機(jī)械系統(tǒng)是由若干零部件根據(jù)一定的功能要求和結(jié)構(gòu)形式組成的有機(jī)整體。機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)是根據(jù)客觀需求，確定預(yù)定目標(biāo)，經(jīng)過規(guī)劃、構(gòu)思、設(shè)想、分析和決策，建立能滿足預(yù)定目標(biāo)的技術(shù)系統(tǒng)的活動(dòng)。機(jī)械系統(tǒng)的優(yōu)劣最終體現(xiàn)在整體功能上。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮整個(gè)系統(tǒng)的布局和運(yùn)行，確定各子系統(tǒng)的性能和它們之間的聯(lián)系，使整個(gè)系統(tǒng)獲得理想的功能效果。第二節(jié)機(jī)械系統(tǒng)的組成

現(xiàn)代機(jī)械系統(tǒng)的組成：一、動(dòng)力系統(tǒng)

為機(jī)械系統(tǒng)正常工作提供動(dòng)力源、實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的原動(dòng)機(jī)（或動(dòng)力機(jī)）及其配套裝置。大多數(shù)原動(dòng)機(jī)采用電動(dòng)機(jī)。第二節(jié)機(jī)械系統(tǒng)的組成二、傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)－將原動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞給執(zhí)行系統(tǒng)的中間裝置。分類（按工作原理）：機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)和電－磁傳動(dòng)四類。

主要功能：

1.傳遞運(yùn)動(dòng)

2.變速

3.按工作要求改變運(yùn)動(dòng)規(guī)律

4.傳遞動(dòng)力

5.實(shí)現(xiàn)由一個(gè)或多個(gè)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)若干個(gè)相同或不相同速度的驅(qū)動(dòng)裝置等第二節(jié)機(jī)械系統(tǒng)的組成三、執(zhí)行系統(tǒng)

執(zhí)行系統(tǒng)－直接用來完成各種工藝動(dòng)作或生產(chǎn)過程的裝置，也稱為工作機(jī)。

機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)根據(jù)加工工藝要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，直接體現(xiàn)機(jī)械系統(tǒng)的功能要求。執(zhí)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)是機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一。執(zhí)行系統(tǒng)一般置于機(jī)械系統(tǒng)末端，直接與作業(yè)對象接觸，是整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的輸出部分。第二節(jié)機(jī)械系統(tǒng)的組成四、輔助－控制系統(tǒng)

輔助－控制系統(tǒng)

——

保證機(jī)械系統(tǒng)各組成部分協(xié)調(diào)運(yùn)行，準(zhǔn)確可靠地完成整機(jī)功能的裝置。輔助－控制系統(tǒng)常由各種機(jī)械、液壓、氣動(dòng)、電氣、工業(yè)微機(jī)等控制裝置組成。第三節(jié)機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)思想與設(shè)計(jì)過程（一）設(shè)計(jì)思想機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)工作中的重要組成部分和基礎(chǔ)?？傮w方案設(shè)計(jì)是否合理，對機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量、工作性能、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、市場競爭力等有重大影響。1.現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念現(xiàn)代設(shè)計(jì)的理念主要體現(xiàn)以下幾個(gè)方面：（1）社會(huì)性（2）創(chuàng)造性（3）廣義性（4）宜人性（5）最優(yōu)化（6）動(dòng)態(tài)化（7）智能化（8）數(shù)字化第三節(jié)機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)思想與設(shè)計(jì)過程（一）設(shè)計(jì)思想（續(xù)1）2.系統(tǒng)工程理念現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品不論大小都可以看作是一個(gè)系統(tǒng)。按照系統(tǒng)工程的理念，組成機(jī)械系統(tǒng)的子系統(tǒng)在產(chǎn)品的整合運(yùn)行中充分發(fā)揮各自的特定功能，并最終體現(xiàn)系統(tǒng)的整體功能。按照系統(tǒng)工程理念進(jìn)行的設(shè)計(jì)無論是局部還是整體，其功能和性能都應(yīng)該是成功的。第三節(jié)機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)思想與設(shè)計(jì)過程（一）設(shè)計(jì)思想（續(xù)2）3.工程設(shè)計(jì)的理念工程設(shè)計(jì)是一種講究應(yīng)用性的“發(fā)明與創(chuàng)新”活動(dòng)，除包括技術(shù)成分外，還包括了許多非技術(shù)的成分。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)總體方案的擬定中，既要充分運(yùn)用自然科學(xué)中的科學(xué)原理，還要考慮一些非自然科學(xué)的因素，如考慮當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境、社會(huì)、人文藝術(shù)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等眾多因素的制約和影響。第三節(jié)機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)思想與設(shè)計(jì)過程（二）設(shè)計(jì)過程表19－1總體方案設(shè)計(jì)的步驟步驟過程

1通過需求分析，擬定設(shè)計(jì)任務(wù)書。2確定系統(tǒng)總功能，找出輸入輸出關(guān)系。3總功能分解與建立總功能結(jié)構(gòu)，獲得功能結(jié)構(gòu)圖。4尋求子功能方案，設(shè)計(jì)子功能原理方案。5進(jìn)行功能方案組合，繪制方案總體方案示意圖、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡圖、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。6進(jìn)行方案評價(jià)，歸納各方案的優(yōu)缺點(diǎn)，并進(jìn)行方案排序。7獲取最優(yōu)方案，完成最優(yōu)方案的機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡圖、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖、方案設(shè)計(jì)計(jì)算說明書第三節(jié)機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)思想與設(shè)計(jì)過程（三）設(shè)計(jì)內(nèi)容機(jī)械系統(tǒng)總體方案的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：1．執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)

包括執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式設(shè)計(jì)、執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)和執(zhí)行系統(tǒng)的方案評價(jià)與決策。4．確定總體設(shè)計(jì)方案

包括對總體設(shè)計(jì)方案的評價(jià)決策，確定最優(yōu)總體設(shè)計(jì)方案，并繪制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡圖、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，編制設(shè)計(jì)說明書。

3．輔助－控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)

包括潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、故障監(jiān)測系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)、操作控制等的設(shè)計(jì)。

2．原動(dòng)機(jī)類型的選擇和傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)

包括原動(dòng)機(jī)類型的選擇，傳動(dòng)類型的選擇和傳動(dòng)路線的擬定，傳動(dòng)鏈中機(jī)構(gòu)順序安排和各級傳動(dòng)比的分配，方案評價(jià)與決策。第三節(jié)機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)二、總體方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)1．發(fā)明新工作原理突破常規(guī)慣例發(fā)明新工作原理；也可融合不同學(xué)科知識和綜合技術(shù)，結(jié)合不同層次、不同類型的機(jī)構(gòu)組合等，形成新工作原理。機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新設(shè)計(jì)可體現(xiàn)在：2．機(jī)構(gòu)創(chuàng)新對完成各工藝動(dòng)作和功能的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行構(gòu)思，對各機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)等進(jìn)行綜合與變異，重新構(gòu)筑機(jī)構(gòu)的型式。3．多方案優(yōu)選創(chuàng)新設(shè)計(jì)從多方面和多視角尋求多種解決問題的途徑，在眾多設(shè)計(jì)方案中搜索并不斷優(yōu)化，通過綜合指標(biāo)對總體方案的評價(jià)，確定出最佳總體設(shè)計(jì)方案。

第三節(jié)機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)三、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的影響

（一）經(jīng)濟(jì)影響分析（1）正確區(qū)分產(chǎn)品的必要功能和不必要功能，去掉不必要功能以節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。為降低產(chǎn)品成本，在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)應(yīng)著重考慮：（2）提高設(shè)計(jì)效率、縮短設(shè)計(jì)周期，盡可能減少產(chǎn)品的設(shè)計(jì)費(fèi)用。（3）盡可能減少材料的費(fèi)用。（4）盡量減少加工費(fèi)用。（5）認(rèn)真做好市場調(diào)查研究。第三節(jié)機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)三、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的影響

（二）社會(huì)環(huán)境影響分析設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的社會(huì)環(huán)境影響主要有：1．設(shè)計(jì)的產(chǎn)品應(yīng)符合國家科技政策和科技發(fā)展規(guī)劃的目標(biāo)2．設(shè)計(jì)的產(chǎn)品應(yīng)符合環(huán)境保護(hù)的要求3．設(shè)計(jì)的產(chǎn)品應(yīng)符合人－機(jī)系統(tǒng)安全可靠的要求4．設(shè)計(jì)的產(chǎn)品應(yīng)符合有利于提高生產(chǎn)力5．設(shè)計(jì)的產(chǎn)品應(yīng)符合有益于綜合利用第三節(jié)機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)四、方案評價(jià)與決策（一）方案評價(jià)與決策的意義設(shè)計(jì)人員必須通過分析、比較各方案的功能、性能、價(jià)值，經(jīng)過科學(xué)的評價(jià)和決策，以獲得最滿意的設(shè)計(jì)方案。（二）評價(jià)準(zhǔn)則、評價(jià)指標(biāo)和評價(jià)體系評價(jià)準(zhǔn)則包含設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)指標(biāo)兩方面內(nèi)容

；（三）評價(jià)方法（四）方案決策設(shè)計(jì)指標(biāo)是指具體的約束與限制，可以進(jìn)行定量評價(jià).設(shè)計(jì)目標(biāo)是指從哪些方面、用什么原則來評價(jià)設(shè)計(jì)方案，一般為定性評價(jià)，也可以作定量評價(jià)。第三節(jié)機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)四、方案評價(jià)與決策(續(xù)1）

表19－2機(jī)械系統(tǒng)的性能評價(jià)指標(biāo)序號

評價(jià)指標(biāo)

具體內(nèi)容

1系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律或運(yùn)動(dòng)軌跡、實(shí)現(xiàn)工藝動(dòng)作的準(zhǔn)確性、特定功能等

2運(yùn)動(dòng)性能運(yùn)轉(zhuǎn)速度、行程可調(diào)性、運(yùn)動(dòng)精度等3動(dòng)力性能承載能力、增力特性、傳力特性、振動(dòng)噪聲等4工作性能效率高低、壽命長短、可操作性、安全性、可靠性、適用范圍等

5經(jīng)濟(jì)性加工難易、能耗大小、制造成本等

6結(jié)構(gòu)緊湊性尺寸、重量、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性等第三節(jié)機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)四、方案評價(jià)與決策(續(xù)2）（三）評價(jià)方法當(dāng)工程問題不太復(fù)雜、方案不多時(shí)，可采用經(jīng)驗(yàn)性的概略評價(jià)法。1）經(jīng)驗(yàn)性的概略評價(jià)法；2）計(jì)算性的數(shù)學(xué)分析評價(jià)法；3）實(shí)踐性的試驗(yàn)評價(jià)法。（四）方案決策一般情況，方案決策時(shí)所選定的方案應(yīng)該是總價(jià)值最高的方案，但實(shí)際操作中往往會(huì)得出幾個(gè)價(jià)值相接近的方案。

選用總價(jià)值略低但各分價(jià)值均衡性好的方案是較明智的選擇。

第四節(jié)執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)一、執(zhí)行系統(tǒng)的功原理和運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)

根據(jù)機(jī)械預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能要求，構(gòu)思出所有可能的功能原理，然后根據(jù)使用要求或工藝要求，經(jīng)分析比較，選擇出能滿足功能要求，工藝動(dòng)作又簡單的工作原理。（一）執(zhí)系統(tǒng)的功能原理設(shè)計(jì)1．執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的選擇將一個(gè)工藝動(dòng)作，分解成若干種簡單運(yùn)動(dòng)。工藝動(dòng)作分解的方法不同，所得到的運(yùn)動(dòng)方案也不同.

應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對各種運(yùn)動(dòng)方案認(rèn)真分析比較，綜合考慮各方面因素，從中選擇出最佳運(yùn)動(dòng)方案。

2．執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì)執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)常采用的方法是仿真法和思維擴(kuò)展法。

（二）執(zhí)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)第四節(jié)執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)二、執(zhí)行系統(tǒng)的型式設(shè)計(jì)（一）執(zhí)行系統(tǒng)型式設(shè)計(jì)的原則（1）滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工藝動(dòng)作要求和運(yùn)動(dòng)要求；（2）盡量簡化和縮短運(yùn)動(dòng)鏈，選擇較簡單的機(jī)構(gòu)；（3）盡量減小機(jī)構(gòu)的尺寸；（4）選擇合適的運(yùn)動(dòng)副形式；（5）選擇合適的動(dòng)力源形式；（6）具有良好的傳遞力性能和動(dòng)力特性；（7）具有調(diào)節(jié)某些運(yùn)動(dòng)參數(shù)的能力；（8）保證機(jī)械的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。第四節(jié)執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)二、執(zhí)行系統(tǒng)的型式設(shè)計(jì)（二）機(jī)構(gòu)的選型將各種機(jī)構(gòu)按照其運(yùn)動(dòng)特性或動(dòng)作功能進(jìn)行分類，然后根據(jù)具體設(shè)計(jì)對象中執(zhí)行構(gòu)件所需的運(yùn)動(dòng)特性或動(dòng)作功能，進(jìn)行搜索、選擇、比較和綜合評價(jià)，優(yōu)選出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的理想型式的設(shè)計(jì)過程。常見運(yùn)動(dòng)特性及相對應(yīng)的機(jī)構(gòu)見表18－3第四節(jié)執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)表18－3常見運(yùn)動(dòng)特性及相對應(yīng)的機(jī)構(gòu)運(yùn)

動(dòng)

特

性實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)特性的結(jié)構(gòu)舉例連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)定傳動(dòng)比勻速平行四桿機(jī)構(gòu)、雙萬向聯(lián)軸節(jié)機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、輪系、諧波傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、擺線針輪機(jī)構(gòu)、摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、撓性傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等變傳動(dòng)比勻速軸向滑移圓柱齒輪機(jī)構(gòu)、混合輪系變速機(jī)構(gòu)、摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、行星無及變速機(jī)構(gòu)、撓性無級變速機(jī)構(gòu)等非勻速雙曲柄機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、單萬向聯(lián)軸節(jié)機(jī)構(gòu)、非圓齒輪機(jī)構(gòu)、某些組合機(jī)構(gòu)等往復(fù)運(yùn)動(dòng)往復(fù)移動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、正弦機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、楔塊機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)、液壓機(jī)構(gòu)等往復(fù)擺動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、曲柄搖塊機(jī)構(gòu)、空間連桿機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)、某些組合機(jī)構(gòu)等間歇運(yùn)動(dòng)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、某些組合機(jī)構(gòu)等機(jī)械擺動(dòng)特殊形式的連桿機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪－連桿組合機(jī)構(gòu)、利用連桿曲線圓弧段或直線段組成的多桿機(jī)構(gòu)等間歇移動(dòng)棘齒條機(jī)構(gòu)、摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、從動(dòng)件做間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)的凸輪機(jī)構(gòu)、反凸輪機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)、液壓機(jī)構(gòu)、移動(dòng)桿有停歇的斜面機(jī)構(gòu)等預(yù)定軌跡直線軌跡連桿近似直線機(jī)構(gòu)、八桿精確直線機(jī)構(gòu)、某些組合機(jī)構(gòu)等曲線軌跡利用連桿曲線實(shí)現(xiàn)預(yù)定軌跡的多桿機(jī)構(gòu)、凸輪－連桿組合機(jī)構(gòu)、齒輪－連桿組合機(jī)構(gòu)、行星輪系與連桿組合機(jī)構(gòu)等特殊運(yùn)動(dòng)要求換向雙向式棘輪機(jī)構(gòu)、定軸輪系（三星輪換向機(jī)構(gòu)）等超越齒式棘輪機(jī)構(gòu)、摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)等過載保護(hù)帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等：：第四節(jié)執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)二、執(zhí)行系統(tǒng)的型式設(shè)計(jì)（三）機(jī)構(gòu)的構(gòu)型

（參考十二章的內(nèi)容）①②③④⑤a)b)以粉料壓片機(jī)的主加壓機(jī)構(gòu)為例。圖12－6機(jī)構(gòu)的時(shí)序式組合實(shí)例1、4、6－凸輪2－擺桿3－料斗5－下沖頭7、8－曲柄9－上沖頭10－工件11－模具第四節(jié)執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)二、執(zhí)行系統(tǒng)的型式設(shè)計(jì)（三）機(jī)構(gòu)的構(gòu)型（續(xù)1）構(gòu)思方案，組成功能－技術(shù)矩陣圖圖19－2功能－技術(shù)矩陣圖第四節(jié)執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)二、執(zhí)行系統(tǒng)的型式設(shè)計(jì)（三）機(jī)構(gòu)的構(gòu)型（續(xù)2）圖19－3初選方案方案一方案二方案三方案四方案五第四節(jié)執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)二、執(zhí)行系統(tǒng)的型式設(shè)計(jì)（三）機(jī)構(gòu)的構(gòu)型（續(xù)3）以圖所示的方案四為原型進(jìn)行機(jī)構(gòu)創(chuàng)新構(gòu)型(3)變異法創(chuàng)新構(gòu)型圖19－5鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)與曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合（2）組合法創(chuàng)新構(gòu)型圖19－4滑塊機(jī)構(gòu)與導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合（1）擴(kuò)展法創(chuàng)新構(gòu)型圖19－6擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)與擺桿滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合第四節(jié)執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)三、執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)（一）執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)的原則（1）滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作先后的順序性要求；（2）滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)間同步性要求；（3）滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)在空間布置上的協(xié)調(diào)性要求；（4）滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作上的協(xié)同性要求；（5）各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作安排要有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；（6）各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的布置要有利于系統(tǒng)的能量協(xié)調(diào)和效率的提高。第四節(jié)執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)三、執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)（二）執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)的方法機(jī)械的運(yùn)動(dòng)循環(huán)（根據(jù)生產(chǎn)工藝）分為非周期性的可變運(yùn)動(dòng)循環(huán)和周期性的固定運(yùn)動(dòng)循環(huán)（生產(chǎn)中大多數(shù)機(jī)械都屬于這類運(yùn)動(dòng)循環(huán)）。執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)的步驟如下：3、確定各執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作間的協(xié)調(diào)配合關(guān)系。1、確定機(jī)械的工作循環(huán)周期；2、確定機(jī)械在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件的各個(gè)行程及其所需時(shí)間；固定運(yùn)動(dòng)循環(huán)的機(jī)械，采用機(jī)械方式集中控制時(shí)，通常用分配軸或主軸與各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件聯(lián)接起來，或者用分配軸上的凸輪控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件來達(dá)到系統(tǒng)協(xié)調(diào)的。第四節(jié)執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)三、執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)（三）機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖直觀描述在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)，各執(zhí)行構(gòu)件各階段所對應(yīng)的位置和時(shí)間相互協(xié)調(diào)關(guān)系的圖表，稱機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的主要功能:

2）為精確設(shè)計(jì)各執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸提供依據(jù)；

1）保證各執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作相互協(xié)調(diào)配合，使執(zhí)行系統(tǒng)順利實(shí)現(xiàn)預(yù)期的工藝動(dòng)作；3）為機(jī)械系統(tǒng)的安裝、調(diào)試和維修提供依據(jù)。運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)步驟：4）繪制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。1）確定所有執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)；2）確定所有運(yùn)動(dòng)循環(huán)的各個(gè)階段；3）確定運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)各循環(huán)階段的時(shí)間分配軸的轉(zhuǎn)角；第四節(jié)執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)三、執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)（三）機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖（續(xù)）運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的形式、繪制方法和特點(diǎn)詳見表19－4圓周式

直角坐標(biāo)式直線式第五節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)一、傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)過程1．確定傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比2．選擇傳動(dòng)類型3．?dāng)M定總體布置4．分配傳動(dòng)比5．確定各級傳動(dòng)的基本參數(shù)和主要幾何尺寸6．運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算7．繪制傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡圖第五節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)二、傳動(dòng)類型與選擇傳動(dòng)類型的選擇與機(jī)械的傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)，選擇的傳動(dòng)類型不同，得到的傳動(dòng)系統(tǒng)的方案也不同。分類按傳動(dòng)的工作原理分類見表19－7按傳動(dòng)比變化情況分類見表19－8按傳動(dòng)輸出速度變化情況分類見表19－91．系統(tǒng)的工況和工作要求與原動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性相匹配

2．滿足工作要求傳遞的功率和運(yùn)轉(zhuǎn)速度

3．有利于提高效率

4．盡可能選擇結(jié)構(gòu)簡單的傳動(dòng)裝置

5．滿足對傳動(dòng)尺寸、重量和布置方面的要求6．符合經(jīng)濟(jì)性和標(biāo)準(zhǔn)化

7．考慮機(jī)械安全運(yùn)轉(zhuǎn)和環(huán)境條件8．考慮操作和控制方式選擇原則：第五節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)三、傳動(dòng)鏈的方案設(shè)計(jì)（一）傳動(dòng)路線的選擇圖19－7串聯(lián)式單路傳動(dòng)路線圖圖19－8并聯(lián)式分路傳動(dòng)路線圖第五節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)三、傳動(dòng)鏈的方案設(shè)計(jì)（一）傳動(dòng)路線的選擇（續(xù)）圖19－10混合式傳動(dòng)路線圖圖19－9并聯(lián)式多路聯(lián)合傳動(dòng)路線圖第五節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)三、傳動(dòng)鏈的方案設(shè)計(jì)（二）傳動(dòng)鏈順序的布置傳動(dòng)鏈順序的布置應(yīng)遵循如下原則：

1．傳動(dòng)鏈應(yīng)盡可能短

2．盡量提高機(jī)械效率

3．合理分配傳動(dòng)比

4．合理安排傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的順序

5．保證機(jī)械安全運(yùn)轉(zhuǎn)

第五節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)三、傳動(dòng)鏈的方案設(shè)計(jì)（三）各級傳動(dòng)比的分配傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比確定后，需進(jìn)行各級傳動(dòng)比分配。

傳動(dòng)比分配通常需要考慮：（1）每一級傳動(dòng)比應(yīng)在各類傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比的合理范圍內(nèi)選取。（2）中間軸有較高轉(zhuǎn)速和較小扭矩時(shí)，軸及軸上的零件可取較小的尺寸，從而使整個(gè)結(jié)構(gòu)較為緊湊。若為增速傳動(dòng)，應(yīng)增速比逐漸減少；若為減速傳動(dòng)，則應(yīng)減速比逐級增大，且相鄰兩級傳動(dòng)比之差不要太大。（3）對要求傳動(dòng)平穩(wěn)、啟停頻繁和動(dòng)態(tài)性能好的減速齒輪傳動(dòng)鏈，按最小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則設(shè)計(jì)。（4）對變載荷的齒輪傳動(dòng)裝置，各級傳動(dòng)比應(yīng)盡可能采用不可約分的分?jǐn)?shù)，且相嚙合兩輪的齒數(shù)最好為質(zhì)數(shù)。各傳動(dòng)件間不要干涉、碰撞。（5）對提高傳動(dòng)精度、減小誤差為主的減速傳動(dòng)鏈，輸入端到輸出端的傳動(dòng)比應(yīng)按“前小后大”的原則來選取。同時(shí)應(yīng)提高齒輪的制造精度。第五節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)四、原動(dòng)機(jī)的選擇常用原動(dòng)機(jī)的類型：

1．電動(dòng)機(jī)2．液壓馬達(dá)

3．氣動(dòng)馬達(dá)4．內(nèi)燃機(jī)

5．伺服電動(dòng)機(jī)（一）原動(dòng)機(jī)的類型及特點(diǎn)（二）原動(dòng)機(jī)的選擇1．原動(dòng)機(jī)的選擇原則2．原動(dòng)機(jī)類型的選擇影響原動(dòng)機(jī)類型選擇的因素主要有驅(qū)動(dòng)效率、運(yùn)動(dòng)精度、負(fù)載大小、調(diào)速要求、原動(dòng)機(jī)外形尺寸、控制難易程度、環(huán)境要求，以及購置、使用和維修費(fèi)用等。第五節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)四、