1、第十五章 機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計,15-1 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計的基本過程,15-2 功能分析方法,15-3 功能求解,15-4 執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計,15-6 機(jī)構(gòu)運(yùn)動協(xié)調(diào)設(shè)計,15-7 機(jī)械運(yùn)動循環(huán)圖,15-8 執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計,15-5 機(jī)構(gòu)選型,15-1 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計的基本過程,機(jī)械系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計是一個通過分析、綜合與創(chuàng)新獲得滿足某些特定要求和功能的機(jī)械系統(tǒng)的過程，機(jī)械系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計過程一般可分為四個階段,初期規(guī)劃設(shè)計階段,（總體）方案設(shè)計階段,結(jié)構(gòu)技術(shù)設(shè)計階段,生產(chǎn)施工設(shè)計階段,調(diào)研和預(yù)測,可行性論證,確定設(shè)計任務(wù),調(diào)研報告,可行性論證報告,設(shè)計任務(wù)書,目標(biāo)分析,創(chuàng)新構(gòu)思,方案評價,方案擬定,

2、方案決策,功能分析、工藝動作分解、工作原理設(shè)計,全面構(gòu)思運(yùn)動方案、運(yùn)動規(guī)律設(shè)計、機(jī)構(gòu)型式設(shè)計和協(xié)調(diào)設(shè)計,擬定總體方案、進(jìn)行執(zhí)行系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、原動機(jī)的選擇和參數(shù)設(shè)計,進(jìn)行功能、性能、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)評價,方案選優(yōu)并決策、繪制系統(tǒng)運(yùn)動簡圖、編寫總體方案設(shè)計說明書,機(jī)械系統(tǒng)(產(chǎn)品)設(shè)計,機(jī)械系統(tǒng)（總體）方案設(shè)計的基本內(nèi)容,1、執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計,主要包括執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計、運(yùn)動規(guī)律設(shè)計、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形式設(shè)計、執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計和執(zhí)行系統(tǒng)的方案評價及決策。,2、原動機(jī)類型的選擇和傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計,主要包括傳動類型和傳動路線的選擇，傳動鏈中機(jī)構(gòu)的順序安排和各級傳動比的分配,3、控制系統(tǒng)的方案設(shè)計,4、其

3、它輔助系統(tǒng)設(shè)計,主要包括潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、故障檢測系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)等。,15-2 功能分析方法,1、功能分析法,控制論認(rèn)為，世界以及任何系統(tǒng)都是由物質(zhì)、能量和信息三大要素組成。與機(jī)械系統(tǒng)對應(yīng)的技術(shù)系統(tǒng)與三大要素之間的關(guān)系可表示為：,物質(zhì) 能量 信息,系統(tǒng) （變化、傳遞、存儲）,對外界的影響,來自外界的影響,物質(zhì) 能量 信息,具有所需要特性（功能）,機(jī)械系統(tǒng)的用途或所具有的特定工作能力稱為機(jī)械產(chǎn)品的功能，機(jī)械系統(tǒng)所能完成的功能常稱為系統(tǒng)的總功能，總功能是由各個分功能完成的。功能分析法是擬定功能原理方案的主要方法。,功能分析法是指把機(jī)械系統(tǒng)的總功能分解成若干功能元，通過功能元求解，然

4、后進(jìn)行組合得到多個系統(tǒng)方案，以待選擇。,2、功能分析法的設(shè)計步驟及主要方法,明確任務(wù),總功能,黑箱法,功能元,功能樹,功能元解,創(chuàng)造性技法,功能原理方案,形態(tài)學(xué)矩陣,最佳功能原理方案,評價方法,1）、黑箱法,系統(tǒng)工程學(xué)中用黑箱來描述系統(tǒng)的總功能，把技術(shù)系統(tǒng)看作一個黑箱，當(dāng)該技術(shù)系統(tǒng)作為某中功能或任務(wù)的目標(biāo)時，分析、比較輸入和輸出之間的關(guān)系，可反映系統(tǒng)的總功能。,例：用黑箱法洗衣機(jī)的技術(shù)系統(tǒng),洗衣機(jī)技術(shù)系統(tǒng) （物質(zhì)、能量及信息轉(zhuǎn)換）,衣物,介質(zhì),能量,控制信號,干凈衣物,污物介質(zhì),干洗？濕洗,冷水？熱水,波輪式？滾筒式？攪拌式？,2）、功能分解,機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計中，需要把復(fù)雜的總功能分解為各級分功能

5、，最后直至功能元，再分別對功能元進(jìn)行求解，最后綜合成一個完整的功能原理方案。,例：家用縫紉機(jī)的功能分解,縫制衣服,主要功能,輔助功能,控制功能,引線功能,勾線穿環(huán)功能,挑線功能,送料功能,功能求解,各分功能或功能元經(jīng)有機(jī)組合而形成系統(tǒng)的總功能，功能元的排列方式可分為以下三種：,a)、串聯(lián)（鏈?zhǔn)剑┡帕?b)、并聯(lián)排列,c)、環(huán)形（反饋）排列,15-3 功能求解,1、機(jī)構(gòu)的基本功能,任何系統(tǒng)由一些基本機(jī)構(gòu)組成，如平面連桿機(jī)構(gòu)（低副機(jī)構(gòu)）、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)（高副機(jī)構(gòu)）、差動機(jī)構(gòu)（多自由度）等。這些機(jī)構(gòu)的基本功能以功能符號表示：,機(jī)構(gòu)的總功能就是以各基本功能經(jīng)組合、變換而實現(xiàn)所需要的運(yùn)動功能。,2、

6、常用運(yùn)動形式與表達(dá)符號,3、運(yùn)動轉(zhuǎn)換基本功能圖符號及常用機(jī)構(gòu),運(yùn)動放大運(yùn)動縮小,帶傳動機(jī)構(gòu)、鏈傳動機(jī)構(gòu)、螺旋傳動機(jī)構(gòu)、齒輪傳動機(jī)構(gòu)、摩擦輪傳動機(jī)構(gòu)、行星傳動機(jī)構(gòu)、蝸桿傳動機(jī)構(gòu)、諧波齒輪傳動機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、擺線針輪傳動機(jī)構(gòu),運(yùn)動軸線變向,圓錐齒輪傳動、蝸桿傳動、雙曲面齒輪傳動、螺旋齒輪傳動、半交叉齒輪傳動、單萬向節(jié)傳動,運(yùn)動軸線平移,帶傳動、圓柱摩擦輪傳動、平行四邊形機(jī)構(gòu)、鏈傳動、雙萬向節(jié)傳動、圓柱齒輪傳動,運(yùn)動分支,齒輪系、帶輪系、鏈輪系,運(yùn)動合成,運(yùn)動分解,差動螺旋機(jī)構(gòu)、差動輪系、差動連桿機(jī)構(gòu)、兩自由度機(jī)構(gòu),差動輪系、兩自由度機(jī)構(gòu),運(yùn)動換向,惰輪換向、棘輪換向、滑移齒輪換向、行星齒輪換向機(jī)構(gòu)

7、、摩擦差動換向機(jī)構(gòu),運(yùn)動形式變換,連續(xù)轉(zhuǎn)動,往復(fù)擺動,單向直線移動,往復(fù)直線移動,雙側(cè)停歇直線移動,單側(cè)停歇直線移動,單向間歇轉(zhuǎn)動,雙向擺動,雙側(cè)停歇擺動,單側(cè)停歇擺動,實現(xiàn)預(yù)定軌跡,單向間歇轉(zhuǎn)動,齒輪齒條機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、帶傳動機(jī)構(gòu)、鏈傳動機(jī)構(gòu),曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、六桿滑塊機(jī)構(gòu)、移動從動件凸輪機(jī)構(gòu)、正弦機(jī)構(gòu)、連桿-齒輪齒條機(jī)構(gòu)、齒輪-連桿組合機(jī)構(gòu),移動從動件凸輪機(jī)構(gòu)、利用連桿軌跡實現(xiàn)停歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)、不完全齒輪齒條往復(fù)移動機(jī)構(gòu)、不完全齒輪移動導(dǎo)桿間歇機(jī)構(gòu),不完全齒輪齒條機(jī)構(gòu)、行星內(nèi)擺線間歇移動機(jī)構(gòu)、槽輪-齒輪齒條機(jī)構(gòu)、移動從動件凸輪機(jī)構(gòu),不完全齒輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、圓柱凸輪分度機(jī)構(gòu)、車間間歇轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、平面

8、凸輪間歇機(jī)構(gòu)、弧面凸輪分度機(jī)構(gòu)、偏心輪分度定位機(jī)構(gòu)、內(nèi)嚙合新輪間隙機(jī)構(gòu),曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、曲柄六桿機(jī)構(gòu)、曲柄搖塊機(jī)構(gòu)、擺動從動件凸輪機(jī)構(gòu),擺動從動件凸輪機(jī)構(gòu)、雙側(cè)停歇的凸輪連桿機(jī)構(gòu)、利用連桿軌跡實現(xiàn)停歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)、曲線槽導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、六桿兩極限位置停歇擺動機(jī)構(gòu),擺動從動件凸輪機(jī)構(gòu)、輸出擺桿有停歇的圓弧導(dǎo)路機(jī)構(gòu)、曲線槽導(dǎo)桿機(jī)構(gòu),連桿齒輪組合機(jī)構(gòu)、聯(lián)動凸輪機(jī)構(gòu)、連桿凸輪組合機(jī)構(gòu)、鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)、行星輪直線機(jī)構(gòu)、兩自由度機(jī)構(gòu),棘輪機(jī)構(gòu)、超越離合器機(jī)構(gòu),4、功能元的解法目錄,為方便設(shè)計人員進(jìn)行功能原理構(gòu)思，可把有關(guān)的功能元按一定的分類原則用矩陣表示，形成解法目錄。,例：實現(xiàn)具有急回運(yùn)動特性的機(jī)構(gòu)的解

9、法目錄為：,5、功能求解的步驟,功能求解可概括為三個基本步驟：,a、確定要設(shè)計產(chǎn)品的功能：根據(jù)設(shè)計對象的用途和要求，合理表述機(jī)構(gòu)的功能目標(biāo)或原理,b、確定合適的技術(shù)原理：為實現(xiàn)功能目標(biāo)而選擇的技術(shù)原理，決定機(jī)械的總體、品質(zhì)、性能和操作方法。滿足機(jī)械功能的前提下選擇合適的技術(shù)原理，可得到合理的機(jī)構(gòu)和機(jī)器方案。,c、分功能的細(xì)分和設(shè)計：設(shè)計時，要進(jìn)行分功能的細(xì)分和設(shè)計，從而得出基本功能結(jié)構(gòu)。,例如設(shè)計密封蓋的夾緊裝置，如功能表述為“螺旋夾緊”、“機(jī)械夾緊”或“力夾緊”時，得到的思路會有所不同。,例如洗衣機(jī)的設(shè)計,分功能細(xì)分和設(shè)計應(yīng)注意：注意機(jī)械自身的特點(diǎn),把復(fù)雜的運(yùn)動規(guī)律（工藝動作）先進(jìn)行分解再合

10、成,確定運(yùn)動方式時，要工作對象的特性,要使分解后的運(yùn)動規(guī)律協(xié)調(diào)配合,15-4 執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計,一、功能原理的構(gòu)思與選擇,功能原理設(shè)計：根據(jù)機(jī)械預(yù)期實現(xiàn)的功能要求，構(gòu)思出所以可能的功能原理，加以分析比較，并根據(jù)使用要求或工藝要求，從中選出即能很好地滿足功能要求，工藝動作又簡單的工作原理。,實現(xiàn)同一功能要求，可以有許多不同的工作原理可選擇，選擇的工作原理不同，執(zhí)行系統(tǒng)的方案也必然不同。,例如，要求設(shè)計一自動輸送料板的裝置，可以采用機(jī)械推拉原理，將料板從低層推出，然后用夾料板將其抽走；或用摩擦輪原理將料板從低層滾出，再用夾料板將其抽走；還可以用氣吸原理將料板吸出后抽走，當(dāng)板料為鋼材時，還可以

11、用磁吸原理。,上述幾種工作原理，雖然均能滿足機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)預(yù)期的功能要求，但工作原理不同，所需的運(yùn)動規(guī)律也不相同。,采用機(jī)械推拉原理，只需要推料板和夾料板的往復(fù)運(yùn)動，運(yùn)動規(guī)律簡單，但這種原理只適用于有一定厚度的剛性板料；采用摩擦傳動原理，不僅要有摩擦輪（或摩擦板）接近料板的運(yùn)動，還需要送料運(yùn)動和退回運(yùn)動等，運(yùn)動規(guī)律比較復(fù)雜；采用氣吸原理，一般需兩個吸頭，一個吸住全部料板，另一個每次吸取一張料板，除了要求吸頭作L形軌跡的運(yùn)動（吸住上升，送料動作）外，還必須有附加的氣源。,為了加工出螺栓上的螺紋，可以采用車削原理，也可以采用套絲工作原理。這幾種不同的加工原理適用于不同的場合，滿足不同的加工需要，其執(zhí)

12、行系統(tǒng)的運(yùn)動方案也各不相同。,例1 螺紋加工功能原理選擇,例2 糖果包裝機(jī)功能原理選擇,要求設(shè)計包裝糖果的糖果包裝機(jī) 采用圖（a）所士的扭結(jié)式包裝原理,采用圖（b）所示的折疊式包裝原理,采用圖（c）所示的接縫式包裝原理,三種方法的工作原理不同，工藝動作顯然不同，所設(shè)計的機(jī)械的運(yùn)動方案也完全不同。,一、實現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件各種運(yùn)動形式的常用機(jī)構(gòu),實現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)某一運(yùn)動形式的機(jī)構(gòu)通常有好幾種，設(shè)計者必須根據(jù)工藝動作要求，受力大小，使用維修方便與否，制造成本高低，加工難易程度等各種因素進(jìn)行分析比較，然后擇優(yōu)而取。,實現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件各種運(yùn)動形式的常用機(jī)構(gòu)有：,實現(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)：,15-5 機(jī)構(gòu)選型,雙曲柄機(jī)構(gòu)

13、（包括平行四邊形機(jī)構(gòu)、雙滑塊機(jī)構(gòu)），轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，定軸齒輪傳動機(jī)構(gòu)（包括圓柱、圓錐、交錯軸斜齒輪傳動機(jī)構(gòu)等），蝸桿傳動機(jī)構(gòu)，周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)（包括少齒差、擺線針輪、諧波齒輪傳動機(jī)構(gòu)等），各種摩擦輪傳動機(jī)構(gòu)，各種柔型傳動機(jī)構(gòu)（如帶傳動，鏈傳動等），非圓齒輪傳動，齒輪連桿機(jī)構(gòu)，鏈輪連桿機(jī)構(gòu)，單、雙萬向聯(lián)軸節(jié)等都能實現(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。,實現(xiàn)間歇旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)：,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)動機(jī)構(gòu)等都能實現(xiàn)間歇旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。,實現(xiàn)往復(fù)擺動的機(jī)構(gòu)：,曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、搖塊機(jī)構(gòu)、擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、擺動從動件凸輪機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)（包括等腰梯形機(jī)構(gòu)）、由液壓缸或汽缸驅(qū)動的齒條齒輪機(jī)構(gòu)及輸出運(yùn)動為擺動的組合機(jī)

14、構(gòu)等都能夠?qū)崿F(xiàn)往復(fù)擺動。,實現(xiàn)間歇往復(fù)擺動的機(jī)構(gòu)：,實現(xiàn)往復(fù)移動的機(jī)構(gòu)：,帶有休止段輪廓的擺動從動件凸輪機(jī)構(gòu)、輸出運(yùn)動為間歇往復(fù)擺動的組合機(jī)構(gòu)等都能夠?qū)崿F(xiàn)間歇往復(fù)擺動。此外，一些間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)通過與實現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)的組合，或者通過控制驅(qū)動液壓缸（或汽缸），也能實現(xiàn)間歇往復(fù)擺動。,曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，正弦機(jī)構(gòu)、移動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、各種移動從動件凸輪機(jī)構(gòu)等都能夠?qū)崿F(xiàn)往復(fù)移動。此外，通過曲柄搖桿機(jī)構(gòu)與搖桿滑塊機(jī)構(gòu)的組合或凸輪機(jī)構(gòu)與搖桿滑塊機(jī)構(gòu)的組合也能實現(xiàn)往復(fù)移動。,實現(xiàn)間歇往復(fù)移動的機(jī)構(gòu)：,實現(xiàn)剛體導(dǎo)引引動的機(jī)構(gòu)：,實現(xiàn)給頂曲線（軌跡）運(yùn)動的機(jī)構(gòu)：,利用連桿曲線的圓弧段來實現(xiàn)間歇運(yùn)動的

15、平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪輪廓有休止段的移動從動件凸輪機(jī)構(gòu)、中間有停歇的斜面拔銷機(jī)構(gòu)、不完全齒輪移動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)組合等都能夠?qū)崿F(xiàn)間歇往復(fù)移動。此外，棘輪棘齒條機(jī)構(gòu)還能實現(xiàn)單向間歇直線移動運(yùn)動。,鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、凸輪連桿機(jī)構(gòu)、齒輪連桿機(jī)構(gòu)等的連桿機(jī)構(gòu)都能實現(xiàn)剛體導(dǎo)引運(yùn)動。,利用連桿曲線來實現(xiàn)給定運(yùn)動軌跡的各種連桿機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)給定軌跡的各種組合機(jī)構(gòu)，如凸輪連桿機(jī)構(gòu)、齒輪連桿機(jī)構(gòu)等。,二、機(jī)構(gòu)選型的基本原則,機(jī)械運(yùn)動方案擬定的優(yōu)劣與機(jī)器能否滿足預(yù)定功能要求、制造難易、成本高低、運(yùn)動精度、壽命、可靠性以及動力性能等密切相關(guān)。機(jī)構(gòu)的選型不僅與執(zhí)行構(gòu)件（即機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件）的運(yùn)動形式有關(guān)，而且還與機(jī)構(gòu)的輸入構(gòu)

16、件（主動件）有關(guān)，而主動件或原動件的運(yùn)動形式則與所選的原動機(jī)類型有關(guān)。,常用的原動機(jī)的輸出運(yùn)動形式可分為：,1 連續(xù)運(yùn)動：如各種異步電動機(jī)、滑差電機(jī)、直流電機(jī)、汽油機(jī)、柴油機(jī)、液壓馬達(dá)、 氣動馬達(dá)等等。,2 往復(fù)移動：如活塞式汽缸和液壓缸、直線電動機(jī)等。,3 往復(fù)擺動：如雙向電動機(jī)、擺動式液壓缸或汽缸等。,4 間歇運(yùn)動：如步進(jìn)電機(jī)等。,機(jī)器中使用最廣泛的是交流電動機(jī)，因此，一般輸入構(gòu)件的運(yùn)動大多數(shù)為連續(xù)運(yùn)動。,1、原動機(jī)的運(yùn)動形式,在進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型和組合時，設(shè)計者必須熟悉各種基本機(jī)構(gòu)和常用機(jī)構(gòu)的功能、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，并且還應(yīng)該遵循下列的基本原則：,1）、滿足工藝動作和運(yùn)動要求,選擇機(jī)構(gòu)首先應(yīng)滿足執(zhí)行

17、構(gòu)件的工藝動作和運(yùn)動要求。通常高副機(jī)構(gòu)比較容易實現(xiàn)所要求的運(yùn)動規(guī)律和軌跡，但是高副的曲面加工制造比較麻煩，而且高副元素容易因磨損而造成運(yùn)動失真。低副機(jī)構(gòu)雖然往往只能近似實現(xiàn)所要求的運(yùn)動規(guī)律或軌跡，尤其當(dāng)構(gòu)件數(shù)目較多時，累計誤差較大，設(shè)計也比較困難，但低副元素（圓柱面或平面）易于加工且容易達(dá)到加工精度要求。因此從全面考慮，優(yōu)先采用低副機(jī)構(gòu)。,2、機(jī)構(gòu)選型的基本原則,前者雖然其挑線孔的軌跡比較容易滿足使用要求，但是凸輪廓線加工比較復(fù)雜，而且容易磨損。后者雖然其挑線孔的運(yùn)動軌跡只能近似實現(xiàn)，但借助計算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，可控制誤差在允許范圍內(nèi)，從而使挑線孔軌跡滿足使用要求。由于連桿機(jī)構(gòu)是低副機(jī)構(gòu)，加工方

18、便且耐磨損，所以現(xiàn)在家用縫紉機(jī)和工業(yè)縫紉機(jī)都選用連桿機(jī)構(gòu)作為挑線機(jī)構(gòu)。,例：JA型家用縫紉機(jī)的挑線機(jī)構(gòu)采用擺動從動件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)（圖a），而JB型家用縫紉機(jī)的挑線機(jī)構(gòu)則采用連桿機(jī)構(gòu)（圖b）。,2、結(jié)構(gòu)最簡單，傳動鏈最短,在滿足使用要求的前提下，機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡單，構(gòu)件的數(shù)目要少，運(yùn)動副數(shù)目也要少。這樣不僅可以減少制造和裝配的困難，減輕重量，降低成本，而且還可以減少機(jī)構(gòu)的累計運(yùn)動誤差，提高機(jī)器的效率和工作可靠性。,例：為了實現(xiàn)將回轉(zhuǎn)運(yùn)動變換為一種按一定運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行的往復(fù)直線運(yùn)動，而且從動件的行程不要太大，可采用圖（a）或圖（b）的結(jié)構(gòu)。,(c),(d),為實現(xiàn)直線運(yùn)動，也可采用圖（c）或（d

19、）所示的結(jié)構(gòu)。,(a),(b),3、 原動機(jī)的選擇有利于簡化結(jié)構(gòu)和改善運(yùn)動質(zhì)量,目前機(jī)器的原動機(jī)多采用電動機(jī)，也有采用液壓缸或氣缸。在有液、氣壓動力源時盡量采用液壓缸或氣缸，這樣有利于簡化傳動鏈和改善運(yùn)動質(zhì)量，而且具有減振、易于減速、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，特別對于具有多執(zhí)行構(gòu)件的工程機(jī)械、自動機(jī)，其優(yōu)越性就更突出。,例如兩種擺桿機(jī)構(gòu)的方案，顯然，圖a所示的擺動氣缸方案，其結(jié)構(gòu)十分簡單，但擺動氣缸在傳動時速度較難控制。若采用擺動電動機(jī)直接驅(qū)動擺桿，結(jié)構(gòu)更簡單，速度比較容易控制；而圖b的方案，因為電動機(jī)一般轉(zhuǎn)速較高，它必須通過減速機(jī)才能使擺桿的擺動速度滿足要求，故其結(jié)構(gòu)比圖a復(fù)雜得多。,4 、機(jī)構(gòu)有盡可

20、能好的動力性能,這一原則對于高速機(jī)械或者載荷變化很大的機(jī)構(gòu)尤應(yīng)注意。對于高速機(jī)械，機(jī)構(gòu)選型要盡量考慮其對稱性，對機(jī)構(gòu)或回轉(zhuǎn)構(gòu)件進(jìn)行平衡使其質(zhì)量合理分布，以求慣性力的平衡和減小動載荷。對于傳力大的機(jī)構(gòu)要盡量增大機(jī)構(gòu)的傳動角或減小壓力角，以防止機(jī)構(gòu)自鎖，增大機(jī)器的傳力效益，減小原動機(jī)的功率及其損耗。,5、加工制造方便，經(jīng)濟(jì)成本低,降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益是使產(chǎn)品有足夠的市場競爭里的有里保證。在具體實施時，應(yīng)盡可能選用低副機(jī)構(gòu)，并且最好選用以轉(zhuǎn)動副為主構(gòu)成的低副機(jī)構(gòu)，因為轉(zhuǎn)動副元素比移動副元素更容易加工，也跟容易達(dá)到精度要求。此外，在保證使用條件的前提下，盡可能選用結(jié)構(gòu)簡單的機(jī)構(gòu)；盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)化

21、、系列化、通用化的元器件，以達(dá)到最大限度低降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。,7、具有較高的生產(chǎn)效率和機(jī)械效率,選用機(jī)構(gòu)必須考慮到其生產(chǎn)效率和機(jī)械效率，這也是節(jié)能源提高機(jī)關(guān)年紀(jì)效益的只要手段之一。在選用機(jī)構(gòu)時，應(yīng)盡量減少中間環(huán)節(jié)，即傳動鏈要短，并且盡量少采用移動副，因為這類運(yùn)動副容易發(fā)生楔緊或自鎖現(xiàn)象。,此外，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇要考慮到與原動機(jī)的運(yùn)動方式、功率、轉(zhuǎn)矩及其載荷特性能夠相互匹配協(xié)調(diào)。另外，所選機(jī)構(gòu)的傳力特性要好，機(jī)械效率較高。例如低效率的蝸桿機(jī)構(gòu)應(yīng)該少用；行星輪傳動中優(yōu)先采用負(fù)號機(jī)構(gòu)，因為通常負(fù)號機(jī)構(gòu)比正號機(jī)構(gòu)效率高；增速機(jī)構(gòu)一般效率較低，也應(yīng)該盡量避免采用。,6、機(jī)器操縱方便、調(diào)整容

22、易、安全耐用,在擬定機(jī)械運(yùn)動方案時，應(yīng)適當(dāng)選一些開、停、離合、正反轉(zhuǎn)、剎車、手動等裝置，可使操作方便，調(diào)整容易。為了預(yù)防機(jī)器因載荷突變造成損壞，可選用過載保護(hù)裝置。,機(jī)械的總功能可以分解成若干個分功能，這些分功能對應(yīng)著若干個相應(yīng)的工藝動作，需要選擇與此相匹配的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成機(jī)械的總功能。,通常一個執(zhí)行動作由一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成，但有時也有多個執(zhí)行構(gòu)件共同完成一個執(zhí)行動作，或用一個執(zhí)行構(gòu)件完成多個執(zhí)行動作。,機(jī)械的各執(zhí)行動作是有序的、相互協(xié)調(diào)配合的。因此機(jī)械的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動必須進(jìn)行協(xié)調(diào)設(shè)計，并滿足以下要求：,15-6 機(jī)構(gòu)運(yùn)動協(xié)調(diào)設(shè)計,一、協(xié)調(diào)設(shè)計的含義 當(dāng)根據(jù)生產(chǎn)工藝確定了機(jī)械的工作原理和各執(zhí)行機(jī)

23、構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律、并確定了各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式及驅(qū)動方式后，還必須將各執(zhí)行機(jī)構(gòu)統(tǒng)一于一個整體，形成一個完整的運(yùn)動系統(tǒng)，使這些機(jī)構(gòu)以一定的次序協(xié)調(diào)動作，互相配合，以完成機(jī)械預(yù)定的功能和生產(chǎn)過程的設(shè)計。,1、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的執(zhí)行構(gòu)件的動作必須滿足工藝要求。通常以工藝過程某一執(zhí)行動作開始點(diǎn)作為運(yùn)動循環(huán)（即工作循環(huán)）的起點(diǎn)，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作按一定順序進(jìn)行，保證各執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行動作的時間同步。,2 、各執(zhí)行機(jī)構(gòu)中執(zhí)行構(gòu)件的動作必須保證空間同步，它們之間不應(yīng)產(chǎn)生空間干涉。,3、 在保證時間、空間同步化，運(yùn)動軌跡不干涉的前提下，應(yīng)使各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作時間盡量重合，工作循環(huán)周期盡可能短，以提高機(jī)器的生產(chǎn)率。,4、 一個執(zhí)行機(jī)

24、構(gòu)動作結(jié)束到另一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作起始點(diǎn)之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g隔，以避免這兩個機(jī)構(gòu)在動作銜接處發(fā)生干涉。,有些機(jī)械要求各執(zhí)行構(gòu)件在運(yùn)動時間的先后上和運(yùn)動位置的安排上，必須準(zhǔn)確協(xié)調(diào)地相配合。,如右圖所示為一干粉壓片機(jī)。它由上沖頭（六桿肘桿機(jī)構(gòu)）、下沖頭（雙凸輪機(jī)構(gòu)）、料篩傳送機(jī)構(gòu)（凸輪連桿機(jī)構(gòu)）所組成。料篩由傳送機(jī)構(gòu)把它送至上、下沖頭之間，通過上、下沖頭加壓把料粉壓成片狀。,二、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作在時間上協(xié)調(diào)配合,根據(jù)生產(chǎn)工藝路線方案，此料粉壓片機(jī)必須實現(xiàn)實現(xiàn)以下五個動作（如圖）：移動料斗至模具型腔的上方將料粉裝入型腔，同時將已經(jīng)成型的藥片推出；料斗振動，將料斗內(nèi)粉料篩入型腔；下沖頭下沉至一定的深度，以防止沖

25、頭向下壓制時將型腔內(nèi)粉料撲出；上沖頭向下，下沖頭向上，將料粉加壓并保持一段時間，使藥片成形較好；上沖頭快速退出，下沖頭將已形成的工件藥片退出型腔，完成壓片工藝過程。,顯然，在送料期間上下沖頭不能壓倒料篩，只有當(dāng)料篩不在上下沖頭之間時，沖頭才能加壓。所以送料和上、下沖頭之間運(yùn)動在時間順序上有嚴(yán)格的協(xié)調(diào)配合要求，否則就無法實現(xiàn)機(jī)器的料粉壓片工藝。,三、各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作在空間上協(xié)調(diào)配合,在料粉壓片機(jī)中，執(zhí)行構(gòu)件3、9的運(yùn)動軌跡是相交的，因此安排兩執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動時不僅要注意到時間上的協(xié)調(diào)，還要注意到空間位置上的協(xié)調(diào)，即空間同步化，以防止3、9兩構(gòu)件在運(yùn)動時發(fā)生干涉，造成機(jī)器損壞而無法使用。,如右圖所示

26、的餅干包裝機(jī)的折邊機(jī)構(gòu)。左右兩個折邊執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動軌跡交于M點(diǎn)，如果空間同步化設(shè)計的不好，左右兩個執(zhí)行構(gòu)件就會在運(yùn)動空間產(chǎn)生相互干涉，從而使兩折邊執(zhí)行構(gòu)件因碰撞而損壞。,四、各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動速度的協(xié)調(diào)配合,有些機(jī)械要求各個執(zhí)行構(gòu)件之間必須保持嚴(yán)格的速比關(guān)系，例如滾齒或插齒機(jī)按范成法加工齒輪時，刀具和齒坯間的范成運(yùn)動必須保證預(yù)定的傳動比，以便刀具的漸開線齒廓在被加工輪坯上包絡(luò)出與刀具齒廓共軛的漸開線齒廓。,五、多個機(jī)構(gòu)完成一個執(zhí)行動作時各執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動的協(xié)調(diào)配合,右圖為一紋板沖孔機(jī)構(gòu)，它完成沖孔這一工藝動作需由兩個機(jī)構(gòu)的組合運(yùn)動來實現(xiàn)。一是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中搖桿（打擊鈑）的上下擺動，類似榔頭的敲擊動作；

27、二是電磁動作，裝有銜鐵的曲柄在電磁力作用下作往復(fù)擺動，帶動滑塊（沖頭）沿打擊鈑上的導(dǎo)路作往復(fù)移動。只有當(dāng)沖頭移動至沖針上方，同時沖頭又隨打擊鈑下擺時，才能敲擊到?jīng)_針，完成沖孔動作。顯然，兩個機(jī)構(gòu)的運(yùn)動必須精確協(xié)調(diào)配合，否則就會產(chǎn)生空沖，即沖頭敲不到?jīng)_針而無法完成在紋板上沖孔的要求。,六、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)動作和機(jī)器的程序控制,為了使機(jī)器整個工作循環(huán)的各個工藝動作嚴(yán)格地按一定順序執(zhí)行，每臺機(jī)器應(yīng)具有專門的程序控制系統(tǒng)。機(jī)器的程序控制系統(tǒng)分為如下幾類：,1）分配凸輪軸方式：在分配軸上安裝多個凸輪，每個凸輪是一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動構(gòu)件。分配軸每轉(zhuǎn)一周所需要的時間就是產(chǎn)品加工工作循環(huán)所需時間。,2）輔助凸輪軸

28、方式：輔助凸輪軸是機(jī)器中用來實現(xiàn)機(jī)器部分空行程動作的機(jī)械控制方式。輔助凸輪軸是作周期性的間歇旋轉(zhuǎn)，即在需要實現(xiàn)這部分行程時才旋轉(zhuǎn)。它的間歇旋轉(zhuǎn)是由分配凸輪軸來控制的。例如，機(jī)器中的送料、夾料等機(jī)構(gòu)的空行程實現(xiàn)就是采用輔助凸輪軸。,3）曲柄軸方式：利用曲柄的錯位來使各執(zhí)行機(jī)構(gòu)按一定順序來動作，對于不能將曲柄布置在一根軸上的機(jī)器，還應(yīng)采用機(jī)械傳遞方式，將各曲柄的轉(zhuǎn)動予以同步。,4）機(jī)電結(jié)合的程序控制方式：在自動機(jī)械中還有采用分配凸輪軸上的信號凸輪來控制電路的接通與關(guān)閉，以及停、通電時間的長短，以此來控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作。,5）電子控制方式：目前使用最廣泛的是用可編程控制器來進(jìn)行控制。,15-7 機(jī)

29、械運(yùn)動循環(huán)圖,1 機(jī)器的運(yùn)動循環(huán),根據(jù)機(jī)器完成功能及生產(chǎn)工藝的不同，其運(yùn)動可分為無周期性循環(huán)和周期性循環(huán)兩大類。無周期性循環(huán)的機(jī)器如起重運(yùn)輸機(jī)械、建筑機(jī)械、工程機(jī)械等，它們的工作往往沒有固定的周期性循環(huán)，隨著機(jī)器的工作地點(diǎn)、條件的不同而隨時改變。周期性循環(huán)的機(jī)器如包裝機(jī)、輕工自動機(jī)、自動機(jī)床等，機(jī)器的各執(zhí)行構(gòu)件每經(jīng)過一定的時間間隔后位移、速度和加速度便重復(fù)一次，完成一個運(yùn)動循環(huán)。生產(chǎn)中大部分機(jī)器都屬于具有固定運(yùn)動循環(huán)的機(jī)器。,機(jī)器的運(yùn)動循環(huán)是指機(jī)器完成其功能所需的總時間，用字母表示。機(jī)器的運(yùn)動循環(huán)（又稱工作循環(huán)）往往與各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)相一致，因為一般來說執(zhí)行機(jī)構(gòu)的生產(chǎn)節(jié)奏就是整臺機(jī)器的運(yùn)動

30、節(jié)奏。但是，也有不少機(jī)器，從實現(xiàn)某一工藝動作過程要求出發(fā)，某些執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)周期與機(jī)器的運(yùn)動循環(huán)周期并不相等，機(jī)器的一個運(yùn)動循環(huán)內(nèi)有些執(zhí)行機(jī)構(gòu)可完成若干個運(yùn)動循環(huán)。機(jī)器執(zhí)行機(jī)構(gòu)中執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動循環(huán)至少包括一個工作行程和一個空回行程，有的執(zhí)行構(gòu)件還有一個或若干個停歇階段，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)可表示為：,T執(zhí)=T工作+T空程+T停歇,2、機(jī)器運(yùn)動循環(huán)圖的類型,機(jī)器的運(yùn)動循環(huán)圖又稱工作循環(huán)圖，它是描述各執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間有序的、既相互制約又相互協(xié)調(diào)配合的運(yùn)動關(guān)系示意圖。機(jī)器的工作循環(huán)圖反映了生產(chǎn)節(jié)奏，可用來核算機(jī)器的生產(chǎn)率、作為分析和研究提高機(jī)械生產(chǎn)率的依據(jù)，可用來確定各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)原動件在主軸上的相位，

31、或者控制各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)原動件的凸輪安裝在分配軸上的相位，指導(dǎo)機(jī)器中各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的具體設(shè)計、裝配和調(diào)試，以保證機(jī)器的工藝動作過程能順利地實現(xiàn)。,通常運(yùn)動循環(huán)圖有如下幾種：,、直線式運(yùn)動循環(huán)圖,、圓周式運(yùn)動循環(huán)圖,、直角坐標(biāo)式運(yùn)動循環(huán)圖,圖中所示為干粉壓片機(jī)的直線運(yùn)動循環(huán)圖，其橫坐標(biāo)表示上沖頭機(jī)構(gòu)中曲柄轉(zhuǎn)角。這種運(yùn)動循環(huán)圖把運(yùn)動循環(huán)的各運(yùn)動區(qū)段的時間和順序按比例繪制在直線坐標(biāo)軸上。其特點(diǎn)是：它能清楚地表示整個運(yùn)動循環(huán)內(nèi)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的執(zhí)行構(gòu)件行程之間的相互順序和時間（或轉(zhuǎn)角）的關(guān)系，并且繪制比較簡單，但執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動規(guī)律無法顯示，因而直觀性較差。,）、直線式運(yùn)動循環(huán)圖,停止,送料,停止,向下,提升,下沉

32、,加壓,加壓,）、圓周式運(yùn)動循環(huán)圖,圖示為干粉壓片機(jī)的圓周式運(yùn)動循環(huán)圖。它以上沖頭中的曲柄作為定標(biāo)構(gòu)件，曲柄每轉(zhuǎn)一周為一個運(yùn)動循環(huán)。這種運(yùn)動循環(huán)圖將運(yùn)動循環(huán)的各運(yùn)動區(qū)間的時間和順序按比例繪在圓形坐標(biāo)上，其特點(diǎn)是：直觀性強(qiáng)。,因為機(jī)器的運(yùn)動循環(huán)通常是在分配軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的過程中完成。所以通過它能直接看出各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)原動件在分配軸上所處的相位，因而便于凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計、安裝、調(diào)試。但是，當(dāng)同心圓太多時，看起來不很清楚。,）、直角坐標(biāo)式運(yùn)動循環(huán)圖,圖示為干粉壓片機(jī)的直角坐標(biāo)式運(yùn)動循環(huán)圖。圖中橫坐標(biāo)式定標(biāo)構(gòu)件曲柄的運(yùn)動轉(zhuǎn)角，縱坐標(biāo)表示上沖頭、下沖頭、料篩的運(yùn)動位移。這種運(yùn)動循環(huán)圖將運(yùn)動循環(huán)的各運(yùn)動區(qū)段的時間和

33、順序按比例繪在直角坐標(biāo)軸上。實際上它就是執(zhí)行構(gòu)件的位移線圖，但為了簡單起見通常將工作行程、空回行程、停歇區(qū)段分別用上升、下降和水平的直線來表示。,其特點(diǎn)是能清楚地看出各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動狀態(tài)及起迄時間，并且各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位移情況及相互關(guān)系一目了然。因而便于指導(dǎo)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的幾何尺寸設(shè)計。,在上述三種類型的運(yùn)動循環(huán)中，直角坐標(biāo)式運(yùn)動循環(huán)圖不僅能表示出這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)中構(gòu)件動作的先后，而且還能描述它們的運(yùn)動規(guī)律及運(yùn)動上的配合關(guān)系，直觀性強(qiáng)，比其他兩種運(yùn)動循環(huán)圖更能反映執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特征，所以在設(shè)計機(jī)器時，通常優(yōu)先采用直角坐標(biāo)式運(yùn)動循環(huán)圖。,3、機(jī)器運(yùn)動循環(huán)圖的功用,）、機(jī)器的工作循環(huán)圖反映了它的生產(chǎn)節(jié)奏，因此可

34、用來核算機(jī)器的生產(chǎn)率，并可用來作為分析、研究提高機(jī)械效率的依據(jù)；,）、用來確定各執(zhí)行機(jī)構(gòu)原動件在主軸上的相位，或者控制各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)原動件的凸輪安裝在分配軸上的相位；,）、用來指導(dǎo)機(jī)器中各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的具體設(shè)計；,）、用來作為裝配、調(diào)試機(jī)器的依據(jù)；,）、用來分析、研究各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作如何能緊密配合、相互協(xié)調(diào)，以保證機(jī)器的工藝動作過程能順利實現(xiàn)。,3、機(jī)器運(yùn)動循環(huán)圖的設(shè)計步驟與方法,在設(shè)計機(jī)器的運(yùn)動循環(huán)圖（工作循環(huán)圖）時，通常機(jī)器應(yīng)實現(xiàn)的功能已知，理論生產(chǎn)率已確定，機(jī)器的傳動方式及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)均已初步擬訂好，可根據(jù)各機(jī)構(gòu)運(yùn)動時既不干涉、而機(jī)器完成一個產(chǎn)品所需要的時間又最短的原則，按以下步驟進(jìn)行：,1

35、）、 確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)時間,2）、 確定組成執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動循環(huán)的各個區(qū)段,3）、 初步繪制執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動循環(huán)圖,4）、 完成執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計后對初步繪制的運(yùn)動循環(huán)圖進(jìn)行修改,5）、 進(jìn)行各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)設(shè)計 （又稱同步化設(shè)計 ）,6）、 畫出機(jī)器的工作循環(huán)圖,下面以自動打印機(jī)和餅干自動包裝機(jī)為例說明來機(jī)器運(yùn)動循環(huán)圖的設(shè)計步驟與方法 。,例：自動打印機(jī),1）、確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)時間,該機(jī)構(gòu)有兩個執(zhí)行機(jī)構(gòu)：打印機(jī)和送料機(jī)構(gòu)。我們選擇打印機(jī)的執(zhí)行構(gòu)件打印頭作為定標(biāo)件，以它的運(yùn)動位置（轉(zhuǎn)角或位移）作為確定各個執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動先后次序的基準(zhǔn)。所以先繪制打印頭的運(yùn)動循環(huán)圖。,已知自動打印機(jī)的生

36、產(chǎn)率為件班，即,由于實際生產(chǎn)率總是低于理論生產(chǎn)率，為了滿足每班打印4500件的總功能要求，所以 即自動打印機(jī)的分配轉(zhuǎn)速為：,分配軸轉(zhuǎn)一周即完成一個產(chǎn)品打印，所需時間為：,2）、確定組成執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)的各個區(qū)段,根據(jù)打印工藝要求，打印頭的運(yùn)動循環(huán)由如下四段組成：,打印頭的前進(jìn)運(yùn)動時間,打印頭在產(chǎn)品上停留的時間,打印頭退回運(yùn)動時間,打印頭停歇時間,因此，打印頭的運(yùn)動循環(huán) 為：,相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為：,3）、確定打印頭各區(qū)段運(yùn)動的時間及轉(zhuǎn)角,為保證打印質(zhì)量，打印頭在產(chǎn)品上停留的時間為：,相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為：,為保證送料機(jī)構(gòu)有充分的時間來裝料、送料，?。?相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為：,根據(jù)打印頭的運(yùn)動規(guī)律要求

37、，分別取其前進(jìn)和退回運(yùn)動的時間為：,相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為：,）、初步繪制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動循環(huán)圖,根據(jù)以上計算結(jié)果，繪制出打印頭的直角坐標(biāo)式循環(huán)圖如左圖。同樣，可以畫出送料機(jī)構(gòu)的執(zhí)行構(gòu)件送料推頭的運(yùn)動循環(huán)圖如右圖（、 、分別為送料推頭的前進(jìn)運(yùn)動、退回運(yùn)動和停歇時間）。,）、在完成執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計后對初步繪制的運(yùn)動循環(huán)圖進(jìn)行修改,根據(jù)加工工藝要求初步擬定的執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動規(guī)律設(shè)計出的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，往往由于整體布局和結(jié)構(gòu)方面的原因，或者由于加工工藝方面的原因，在實際使用中要作必要的修改。,例如為了滿足壓力角、傳動角等條件，構(gòu)件尺寸必須進(jìn)行調(diào)整。,又比如當(dāng)零部件加工裝配有困難時，也必須對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。

38、,這樣執(zhí)行機(jī)構(gòu)所實現(xiàn)的運(yùn)動規(guī)律與原先設(shè)想的就不完全相同，因此必須根據(jù)執(zhí)行構(gòu)件的實際運(yùn)動規(guī)律對運(yùn)動循環(huán)圖進(jìn)行修改。,）、進(jìn)行各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)設(shè)計,各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)設(shè)計又稱同步化設(shè)計，最后畫出實際機(jī)器的工作循環(huán)圖。,我們以打印機(jī)構(gòu)的起點(diǎn)為基準(zhǔn)，把打印頭和送料推頭的運(yùn)動循環(huán)圖按同一時間（或分配軸的轉(zhuǎn)角）比例組合起來畫成總圖，這就是自動打印機(jī)的機(jī)器工作循環(huán)圖。但是當(dāng)把這兩個執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動循環(huán)圖組合起來時可能出現(xiàn)兩種情況：,一種是打印頭從開始打印，到打到工件并在它上面停留一段時間再退回到原處等待送料，完成一個運(yùn)動循環(huán)后，送料機(jī)構(gòu)才開始送料、退回、停歇。這樣組成的機(jī)器運(yùn)動循環(huán)，即為機(jī)器的最大運(yùn)動循環(huán)，如下

39、圖。,顯然，這樣兩個執(zhí)行機(jī)構(gòu)一個工作完后另一個才開始工作，不會產(chǎn)生任何干涉，但這種運(yùn)動循環(huán)圖是極不經(jīng)濟(jì)的，機(jī)器的運(yùn)動循環(huán)時間很長，而且其中許多時間是空等在那里，生產(chǎn)效率極低。,如果當(dāng)送料機(jī)構(gòu)剛把產(chǎn)品送到打印工位時，打印頭正好壓在產(chǎn)品上，即如下圖所示的，點(diǎn)和點(diǎn)在時間上重合，這樣，兩執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)完全重合，即可使機(jī)器獲得最小的運(yùn)動循環(huán),這種循環(huán)圖在時間和順序上能基本滿足設(shè)計要求，但這僅是一種臨界狀態(tài)，實際上點(diǎn)和點(diǎn)不可能精確重合。,因為實際的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由于尺寸有誤差、運(yùn)動副之間存在間隙等原因，存在著運(yùn)動規(guī)律誤差，其結(jié)果勢必影響產(chǎn)品的加工質(zhì)量和機(jī)器的正常工作。例如，當(dāng)打印頭打倒工件時，工件還未到位，

40、正在移動，于是印到工件上的圖象就會模糊不清，影響打印質(zhì)量。,為了確保打印機(jī)能正常工作，應(yīng)使點(diǎn)超前時間，即將相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角也根據(jù)實際情況超前 ，通常取 ，經(jīng)修改后就可得到比較合理的機(jī)器工作循環(huán) （圖b），這樣的工作循環(huán)圖既滿足機(jī)器生產(chǎn)率的要求，又符合產(chǎn)品加工過程的實際，并且能保證機(jī)器的正?？煽康剡\(yùn)轉(zhuǎn)。,因為自動打印機(jī)的工作原理是：送料機(jī)構(gòu)首先將產(chǎn)品送至打印工位，然后打印機(jī)構(gòu)對產(chǎn)品進(jìn)行打印工藝，故它們之間只有時間上的順序關(guān)系，而沒有空間上的相互干涉，所以前面闡述的只是機(jī)器運(yùn)動循環(huán)圖的時間同步化設(shè)計。下圖就是經(jīng)過時間同步化設(shè)計后的機(jī)器工作循環(huán)圖。,除了進(jìn)行運(yùn)動循環(huán)圖的時間同步化設(shè)計外，有的機(jī)器因為其各執(zhí)行構(gòu)件會產(chǎn)生空間干涉，所以還必須進(jìn)行運(yùn)動循環(huán)圖的空間同步化設(shè)計，下面以餅干自動包裝機(jī)為例來說明。,例：餅干自動包裝機(jī)的運(yùn)動循環(huán)圖設(shè)計,如圖所示，該機(jī)器的兩個折邊機(jī)構(gòu)會在空間產(chǎn)生干涉。這兩個折邊構(gòu)件頂端的軌跡在點(diǎn)相交，也就是在點(diǎn)會產(chǎn)生干涉，所以必須進(jìn)行空間同步化設(shè)計。,為了避免產(chǎn)生空間干涉，我們可以使左折邊構(gòu)件返回至原位置后，右折邊