機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)[共19頁]

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1、 機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般考慮以下幾個(gè)方面： 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則 ● 機(jī)械的結(jié)構(gòu)組成 ● 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) ● 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) ● 動(dòng)力機(jī)類型的選擇 ● 機(jī)構(gòu)選型 ● 機(jī)構(gòu)的組合應(yīng)用 ● 機(jī)械系統(tǒng)的工作循環(huán)圖 ● 機(jī)械的結(jié)構(gòu)組成 機(jī)械的種類是五花八門十分繁多，常見的機(jī)械有動(dòng)力機(jī)械、生產(chǎn)機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、建筑機(jī)械、礦山機(jī)械、林業(yè)機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各類生產(chǎn)機(jī)械的速度和精度要求越來越高，同時(shí)要考慮環(huán)境保護(hù)、節(jié)省原材料、節(jié)約能源，而且大量的采用機(jī)、電或機(jī)、電、液的一體化以滿足自動(dòng)化生產(chǎn)

2、的新要求。一批又一批的新機(jī)械不斷涌現(xiàn)。 盡管各種機(jī)械的結(jié)構(gòu)和用途多種多樣千差萬別，大體上均由四部分組成：動(dòng)力機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和操縱控制裝置，如圖1所示。此外，為保證機(jī)械正常工作還設(shè)有一些輔助裝置，如潤(rùn)滑、冷卻、安全保護(hù)，計(jì)數(shù)及照明裝置等。 圖 1 返回 ● 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則 一臺(tái)較復(fù)雜的機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)中常包括多個(gè)工藝動(dòng)作，相互協(xié)調(diào)配合以完成預(yù)定的工藝目的。工藝目的及工藝動(dòng)作確定之后，機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括動(dòng)力機(jī)的類型、功率和額定轉(zhuǎn)速的選擇，運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)的選擇以及協(xié)調(diào)各工藝動(dòng)作的機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的擬定。這些工作在很大程度上決定了所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的性能、造價(jià)，因而是設(shè)計(jì)工作中關(guān)

3、鍵的一環(huán)。機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)又是一項(xiàng)繁難的工作，它不但要求設(shè)計(jì)者有多方面的知識(shí)，還要有廣博的見識(shí)和豐富的經(jīng)驗(yàn)。由于機(jī)構(gòu)種類的繁多、功用各異，因此機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難以找出共同的模式，這里討論的僅是設(shè)計(jì)過程中的一般性原則。 ◆ 采用簡(jiǎn)短的運(yùn)動(dòng)鏈 擬定機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，盡可能采用簡(jiǎn)單、緊湊的運(yùn)動(dòng)鏈。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)鏈越簡(jiǎn)短，組成傳動(dòng)系統(tǒng)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)所使用的機(jī)構(gòu)和構(gòu)件數(shù)目越少，這不僅降低制造費(fèi)用、減小體積和重量，而且使機(jī)械的傳動(dòng)效率相對(duì)提高。由于減少傳動(dòng)環(huán)節(jié)，使傳動(dòng)中的積累誤差也隨之減小，結(jié)果將提高機(jī)械的傳動(dòng)精度和工作準(zhǔn)確性。 ◆ 有較高的機(jī)械效率 傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率主要取決于組成機(jī)械的各

4、基本機(jī)構(gòu)的效率和它們之間的聯(lián)接方式。因此，當(dāng)機(jī)械中含有效率較低的機(jī)構(gòu)時(shí)，如蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置，這將降低機(jī)械的總效率。在機(jī)械傳動(dòng)中的大部分功率是由主傳動(dòng)所傳遞，應(yīng)力求使其具有較高的傳動(dòng)效率；而輔助傳動(dòng)鏈，如進(jìn)給傳動(dòng)鏈、分度傳動(dòng)鏈、調(diào)速換向傳動(dòng)鏈等所傳遞的功率很小，其傳動(dòng)效率的高低對(duì)整個(gè)機(jī)械的效率影響較小。對(duì)輔助傳動(dòng)鏈主要著眼于簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)、減小外部尺寸、力求操作方便、安全可靠等要求。 ◆ 合理安排傳動(dòng)順序 機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般均由若干基本機(jī)構(gòu)和組合機(jī)構(gòu)組成，它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和傳動(dòng)作用各不相同，應(yīng)按一定規(guī)律合理的安排傳動(dòng)順序。一般將減速機(jī)安排在運(yùn)動(dòng)鏈的起始端，盡量靠近動(dòng)力機(jī)，例如采用帶有

5、減速裝置的電動(dòng)機(jī)；將變換運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)械安排在運(yùn)動(dòng)鏈的末端，使其與執(zhí)行構(gòu)件靠近，如將凸輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)等靠近執(zhí)行構(gòu)件布置；將帶傳動(dòng)類型的摩擦傳動(dòng)安排在運(yùn)動(dòng)鏈中的轉(zhuǎn)速高的起始端，以減小傳遞的轉(zhuǎn)矩、降低打滑的可能性。在傳遞同樣轉(zhuǎn)矩的條件下，與其他傳動(dòng)形式比較摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)尺寸比較大，為了減小其外部尺寸應(yīng)將其布置在運(yùn)動(dòng)鏈的起始端。傳動(dòng)鏈中采用圓錐齒輪時(shí)，應(yīng)考慮到圓錐齒輪制造較困難，造價(jià)高，避免用大尺寸的圓錐齒輪，而采用較小的圓錐齒輪也應(yīng)布置在運(yùn)動(dòng)鏈中轉(zhuǎn)速較高的位置。 上述順序安排只是一般性的考慮，具體安排時(shí)需要同時(shí)考慮的因素較多，如充分利用空間、降低傳動(dòng)噪音和振動(dòng)，以及裝配維修的方便等，

6、相關(guān)的各因素都要權(quán)衡利弊給予適當(dāng)?shù)目紤]。 ◆ 合理分配傳動(dòng)比 運(yùn)動(dòng)鏈的總傳動(dòng)比應(yīng)合理地分配到各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，既充分利用各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，又能利于尺寸控制得到結(jié)構(gòu)緊湊的機(jī)械。每一級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比應(yīng)控制在其常用的范圍內(nèi)。如果某一級(jí)傳動(dòng)比過大，則對(duì)其性能和尺寸都將有不利的影響。所以當(dāng)齒輪傳動(dòng)比大于8～10時(shí)，一般應(yīng)設(shè)計(jì)為兩級(jí)傳動(dòng)；當(dāng)傳動(dòng)比在30以上時(shí)，常設(shè)計(jì)兩級(jí)以上的齒輪傳動(dòng)。但是對(duì)于傳動(dòng)來說，由于外部尺寸較大實(shí)際很少采用多級(jí)帶傳動(dòng)。 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一般都超過執(zhí)行構(gòu)件所需要的轉(zhuǎn)速，而需要采用減速傳動(dòng)系統(tǒng)。這時(shí)，對(duì)于減速運(yùn)動(dòng)鏈應(yīng)按照“前小后大”的原則分配傳動(dòng)比，而且相鄰兩級(jí)傳動(dòng)比的差值

7、不要相差太大。設(shè)有K級(jí)減速傳動(dòng)，其各級(jí)傳動(dòng)比為i1、i2、…、iK，取值應(yīng)符合i1＜i2＜…＜iK的順序，相鄰兩級(jí)差不得過大。安排這種逐級(jí)減速的運(yùn)動(dòng)鏈，可使各級(jí)中間軸有較高的轉(zhuǎn)速及較小的轉(zhuǎn)矩，因此可選用尺寸較小的軸徑和軸承，油封等零件。 ◆ 保證機(jī)械安全運(yùn)轉(zhuǎn) 設(shè)計(jì)機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，必須充分重視機(jī)構(gòu)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，防止發(fā)生人身事故或損壞機(jī)械構(gòu)件的現(xiàn)象出現(xiàn)。一般在傳動(dòng)系統(tǒng)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)中設(shè)有安全裝置、防過載裝置、自動(dòng)停機(jī)等裝置。例如在起重機(jī)的起吊部分必須防止在載荷作用下發(fā)生倒轉(zhuǎn)，造成起吊物件突然下落砸傷工人或損壞貨物的后果，所以在傳動(dòng)鏈中應(yīng)設(shè)置具有足夠自鎖能力的機(jī)構(gòu)或有效的制動(dòng)器。又如為

8、防止機(jī)械因短時(shí)過載而損壞，可采用具有過載打滑的摩擦傳動(dòng)裝置或設(shè)置安全聯(lián)軸器和其他安全過載裝置。 在某些機(jī)械中各執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)是彼此獨(dú)立的，所以在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，不必考慮它們之間運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)。例如起重機(jī)的吊鉤的起落、吊桿的擺動(dòng)是各自獨(dú)立的，并不存在協(xié)調(diào)配合的問題，將其設(shè)計(jì)成各自獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)鏈，而且可以采用不同的動(dòng)力機(jī)，在另外一些機(jī)構(gòu)中各執(zhí)行構(gòu)件間必須保持嚴(yán)格的協(xié)調(diào)配合，保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比關(guān)系和動(dòng)作的協(xié)調(diào)，否則無法完成生產(chǎn)工藝要求。例如齒輪加工機(jī)床按范成法切制齒輪時(shí)，刀具和輪坯的范成運(yùn)動(dòng)必須保持某一恒定的傳動(dòng)比，這樣才能保證切制出所要求的齒數(shù)。又如在車床上車制螺紋時(shí)，必須保證主軸帶動(dòng)工件

9、的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和刀架上刀具的走刀速度按一定的速度比運(yùn)轉(zhuǎn)，否則難以車制出工藝所要求的螺紋。為保證這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)和執(zhí)行構(gòu)件之間有嚴(yán)格傳動(dòng)比，而且能協(xié)調(diào)動(dòng)作，應(yīng)將相互有關(guān)的運(yùn)動(dòng)鏈同用一個(gè)動(dòng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)。 返回 ● 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)機(jī)械的過程中，當(dāng)工藝動(dòng)作確定之后，就要選擇適宜的機(jī)構(gòu)型式來實(shí)現(xiàn)所要求的工藝動(dòng)作。雖然，在這個(gè)過程中有可能根據(jù)特定的工藝動(dòng)作要求，創(chuàng)造和研制出新的機(jī)構(gòu)，但多數(shù)情況下是可以利用已有的機(jī)構(gòu)，借助于資料和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來完成，因此習(xí)慣上把這一步工作稱為機(jī)構(gòu)的選型。 機(jī)構(gòu)的選型需要考慮多方面的因素，如運(yùn)動(dòng)變換要求、尺寸限制、制造成本、運(yùn)轉(zhuǎn)性能、效率高低、操作方便安全可靠等等。

10、其中首要的是運(yùn)動(dòng)變換要求，我們將側(cè)重于這方面來介紹機(jī)構(gòu)選型問題。 機(jī)構(gòu)是用來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)變換并傳遞運(yùn)動(dòng)和力，變換的一端是執(zhí)行構(gòu)件的工藝動(dòng)作，這是設(shè)計(jì)之初給定的運(yùn)動(dòng)，變換的另一端是動(dòng)力機(jī)的運(yùn)動(dòng)。動(dòng)力機(jī)的選擇是機(jī)械設(shè)計(jì)的重要問題之一。 返回 ● 動(dòng)力機(jī)類型的選擇 現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用的動(dòng)力機(jī)類型規(guī)格繁多，除了熱機(jī)(蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī))主要應(yīng)用于經(jīng)常變換工作場(chǎng)所的機(jī)械設(shè)備和運(yùn)輸車輛外，用于一般機(jī)械上的動(dòng)力機(jī)為電機(jī)、液動(dòng)機(jī)和氣動(dòng)機(jī)。 電動(dòng)機(jī)尤其是交流異步電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，動(dòng)力源方便，在機(jī)械中應(yīng)用廣泛，但它的轉(zhuǎn)速只有固定的幾種，而且調(diào)速不便。對(duì)調(diào)速平滑程度要求不高，調(diào)速比不大者可采用繞線

11、型異步電動(dòng)機(jī)。當(dāng)調(diào)速范圍較大，且需連續(xù)穩(wěn)定平滑調(diào)速時(shí)可采用直流電動(dòng)機(jī)。選擇電動(dòng)機(jī)首先滿足所需要的功率，在其勝任負(fù)載要求的條件下，還應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)發(fā)熱、允許過載能力和起動(dòng)能力等；其次電動(dòng)機(jī)類型的選擇，還應(yīng)考慮機(jī)械的負(fù)載特性、工作平穩(wěn)性、沖擊程度、調(diào)速范圍和起動(dòng)、制動(dòng)的頻繁程度；最后擬定電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速，必須和機(jī)械的傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比相匹配，一般額定功率相同電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速越高，則電動(dòng)機(jī)尺寸越小，重量、價(jià)格也越低。 液動(dòng)機(jī)有輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓馬達(dá)和輸出直線運(yùn)動(dòng)的液壓油缸。液動(dòng)機(jī)一般調(diào)速方便，易于現(xiàn)速度和運(yùn)動(dòng)方向的控制，應(yīng)用它往往可以使傳動(dòng)鏈簡(jiǎn)短，并能直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件，但需要配備液壓站。 在氣

12、源比較方便的地方，只要求實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)變換，如只要求從動(dòng)件作位置移動(dòng)，并不十分苛求運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)應(yīng)用氣缸是很方便的，但動(dòng)作過程中常伴有噪音。 在具體條件下，選擇哪種類型的動(dòng)力機(jī)，要做技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的綜合分析。動(dòng)力機(jī)的類型與機(jī)械的整體結(jié)構(gòu)直接有關(guān)，應(yīng)慎重對(duì)待。 返回 ● 機(jī)構(gòu)選型 在機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中都存在機(jī)構(gòu)選型的問題，我們僅以運(yùn)動(dòng)型式的變換要求介紹一些較適用的機(jī)構(gòu)作為機(jī)構(gòu)選型的入門，設(shè)計(jì)時(shí)可參閱有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)加以分析比較，選擇或設(shè)計(jì)最佳方案。 ◆ 定速比轉(zhuǎn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu) 在以交流異步電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力機(jī)的機(jī)械中，這類定速比轉(zhuǎn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)是最常見的減速或增速機(jī)構(gòu)，主要應(yīng)

13、用各種齒輪、蝸桿、帶或鏈傳動(dòng)、摩擦輪等。常用的減速、增速機(jī)構(gòu)的類型和性能指標(biāo)、應(yīng)用范圍等在各種機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上均有介紹，也可查閱有關(guān)產(chǎn)品目錄、產(chǎn)品介紹。 ◆ 連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變換為往復(fù)移動(dòng)或擺動(dòng)機(jī)構(gòu) 常應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)或某些組合機(jī)構(gòu)，選用的著眼點(diǎn)首先在于對(duì)往復(fù)行程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是否有具體要求，如工作行程的速度和加速度，空行程的急回等。凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是便于實(shí)現(xiàn)給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律，尤其是帶有間歇運(yùn)動(dòng)規(guī)律。但從承載能力和加工方便比較，連桿機(jī)構(gòu)優(yōu)于凸輪機(jī)構(gòu)。 ◆ 連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變換為周期變速轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 應(yīng)用雙曲柄機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和非圓齒輪等機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)這種變換，但非圓齒輪機(jī)構(gòu)的加工較為困難，在傳動(dòng)中

14、應(yīng)用較少。 ◆ 連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變換為步進(jìn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 常見于自動(dòng)機(jī)的送進(jìn)、轉(zhuǎn)位部分，常用的步進(jìn)機(jī)構(gòu)有棘輪、槽輪、凸輪等機(jī)構(gòu)和齒輪一連桿組合步進(jìn)機(jī)構(gòu)、凸輪一齒輪組合機(jī)構(gòu)等，通用的步進(jìn)機(jī)構(gòu)的類型和性能指標(biāo)請(qǐng)參閱有關(guān)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)。 ◆ 連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變換為軌跡運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 一般應(yīng)用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的連桿曲線實(shí)現(xiàn)所要求的軌跡運(yùn)動(dòng)，特殊形狀的軌跡曲線或?qū)γ枸E點(diǎn)的速度有要求時(shí)可采用凸輪一連桿組合機(jī)構(gòu)或齒輪一連桿組合機(jī)構(gòu)等。 ◆ 運(yùn)動(dòng)的合成與分解機(jī)構(gòu) 可以應(yīng)用各種差動(dòng)機(jī)構(gòu)，它們是具有兩個(gè)自由度的機(jī)構(gòu)，由兩個(gè)主動(dòng)件輸入運(yùn)動(dòng)，其輸出運(yùn)動(dòng)是輸入運(yùn)動(dòng)的合成，之中由齒輪組成的差動(dòng)機(jī)構(gòu)，其輸入和輸出運(yùn)動(dòng)是線性關(guān)系

15、，設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，故應(yīng)用廣泛。差動(dòng)螺旋常用于位移的精確調(diào)節(jié)，此外還有差動(dòng)連桿等機(jī)構(gòu)。 返回 ● 機(jī)構(gòu)的組合應(yīng)用 選擇若干個(gè)不同類型的基本機(jī)構(gòu)(或由基本機(jī)構(gòu)變異而成的新機(jī)構(gòu))，通過適當(dāng)?shù)穆?lián)接方式，組成一個(gè)彼此協(xié)調(diào)配合的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的或某些特殊的運(yùn)動(dòng)要求，也是運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的一種常用方法，下面舉幾例說明。 ◆ 凸輪—連桿機(jī)構(gòu)組合 圖2所示凸輪擺桿滑塊機(jī)構(gòu)是由凸輪機(jī)構(gòu)1-2-3和擺桿滑塊機(jī)構(gòu)2′-4-5-3串聯(lián)組合而成。由于凸輪輪廓曲線可按任何運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)，使執(zhí)行構(gòu)件滑塊5的運(yùn)動(dòng)規(guī)律充分滿足生產(chǎn)工藝的要求。 例如要求滑塊5在工作行程等速運(yùn)動(dòng)，而在工作行程開始的一小

16、段和結(jié)束的一小段，設(shè)計(jì)成局部的加速段和減速段，以避免在工作行程的兩端發(fā)生較大的沖擊。同時(shí)在回程設(shè)計(jì)成具有一定的急回特性?？梢娫摻M合機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇余地較大。 ◆ 齒輪—連桿機(jī)構(gòu)組合 圖3所示齒輪一連桿機(jī)構(gòu)是由一對(duì)定軸齒輪機(jī)構(gòu)1-4-5封閉雙自由度的五桿機(jī)構(gòu)1-2-3-4-5組合而成。其中AE為機(jī)架5，曲柄AB、ED分別與齒輪1、4為一體。當(dāng)齒輪1作等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連桿2、3的鉸接點(diǎn)C將描繪出復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡。當(dāng)五桿機(jī)構(gòu)各桿長(zhǎng)度確定后，鉸接點(diǎn)C的軌跡取決于齒輪傳動(dòng)比i14和兩曲柄AB、ED的初始相位角。如圖3b)所示，齒輪傳動(dòng)比i14=-1。如果兩曲柄處在AB1、ED1時(shí)，C1點(diǎn)的軌跡

17、為實(shí)線S1；當(dāng)兩曲柄處在AB1、ED2時(shí)，C2點(diǎn)的軌跡為點(diǎn)劃線S2；當(dāng)兩曲柄處在AB1、ED3時(shí)，C3點(diǎn)的軌跡為虛直線S3。而當(dāng)齒輪的傳動(dòng)比｜i14｜=z4/z1=m/n≠1時(shí)，C點(diǎn)軌跡形狀將得復(fù)雜。如果m與n為不可通約的整數(shù)，則當(dāng)齒輪1轉(zhuǎn)過m轉(zhuǎn)、齒輪4轉(zhuǎn)過n轉(zhuǎn)時(shí)，C點(diǎn)軌跡方可形成閉合曲線。 ◆ 連桿、凸輪、齒輪機(jī)構(gòu)組合  圖4所示一全自動(dòng)機(jī)械式粉末壓機(jī)的主機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)系統(tǒng)將連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等巧妙的組合起來，實(shí)現(xiàn)了預(yù)壓、保壓、三次非同時(shí)壓制的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)過程。 如圖所示，該機(jī)構(gòu)系統(tǒng)分為上沖膜機(jī)構(gòu)和凹模機(jī)構(gòu)兩部分，上沖模機(jī)構(gòu)由曲柄1、連桿3、搖桿4、連桿5、滑塊6和沖頭12

18、組成，實(shí)現(xiàn)上沖頭的壓制運(yùn)動(dòng)。凹模機(jī)構(gòu)由曲柄2、連桿7、搖桿8、凸輪9、不完全齒輪10和固定不動(dòng)的齒條11組成，實(shí)現(xiàn)脫模運(yùn)動(dòng)。凹模機(jī)構(gòu)的主動(dòng)曲柄2等速轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)經(jīng)連桿轉(zhuǎn)換成搖桿的往復(fù)擺動(dòng)，擺桿上鉸接一弧形滑塊12與凸輪輪廓接觸，迫使凸輪運(yùn)動(dòng)，凸輪本身又是一不完全齒輪，并與齒條嚙合，因此凸輪的運(yùn)動(dòng)就是不完齒輪沿齒條的滾動(dòng)，不完全齒輪的節(jié)圓圓心點(diǎn)的軌跡是一條直線，該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律就是凹模的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。兩機(jī)構(gòu)的協(xié)同動(dòng)作實(shí)現(xiàn)了三次非同時(shí)壓制。 機(jī)構(gòu)的組合方式有多種，通常分為串聯(lián)式組合，封閉式組合和其他型式的組合。串聯(lián)式組合由兩個(gè)或兩個(gè)以上的單自由度機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成，前一機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件恰是后一機(jī)構(gòu)的輸入構(gòu)件，

19、以此改變單一基本機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性。封閉式組合通常是由一個(gè)單自由度機(jī)構(gòu)去封閉一個(gè)雙自由度的機(jī)構(gòu)組成。封閉式組合的設(shè)計(jì)思路比較靈活，它可以實(shí)現(xiàn)多種多樣的運(yùn)動(dòng)變換。常用的雙自由度機(jī)構(gòu)為連桿機(jī)構(gòu)和差動(dòng)輪系，封閉雙自由度機(jī)構(gòu)的單自由度機(jī)構(gòu)常用凸輪機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)和齒輪機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)任意給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，連桿、齒輪機(jī)構(gòu)傳力性能好，運(yùn)動(dòng)可靠。其他類型的組合方式不再詳述，請(qǐng)參看有關(guān)資料。 返回 ● 機(jī)械系統(tǒng)的工作循環(huán)圖 有相當(dāng)數(shù)量的機(jī)械要求各執(zhí)行構(gòu)件之間的傳動(dòng)和工藝動(dòng)作必須協(xié)調(diào)配合，否則將發(fā)生運(yùn)動(dòng)的干涉或工藝動(dòng)作的混亂而無法完成機(jī)械的工藝要求，甚至還會(huì)損壞機(jī)械設(shè)備造成機(jī)械事故。為保證各執(zhí)行構(gòu)件的

20、協(xié)調(diào)配合準(zhǔn)確完成各自的工藝動(dòng)作，在機(jī)械的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)中應(yīng)編制機(jī)械系統(tǒng)的工作循環(huán)圖，用其表明機(jī)械在每個(gè)工作循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)關(guān)系，即各執(zhí)行構(gòu)件相對(duì)其主動(dòng)件的轉(zhuǎn)角或運(yùn)動(dòng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。 現(xiàn)以上一節(jié)所述的全自動(dòng)機(jī)械式粉末壓機(jī)為例，介紹機(jī)械系統(tǒng)的工作循環(huán)圖，如圖5所示。 圖 5 制品的壓制過程如圖所示，由上箱、上壓頭和凹模的協(xié)同動(dòng)作完成一個(gè)壓制循環(huán)。首先，凹模模具填粉，上箱、上壓頭同步向下運(yùn)動(dòng)，上壓頭下行至A點(diǎn)與粉料接觸進(jìn)入凹模；上壓頭行至B點(diǎn)形成高度為e1的一次頂壓量。從B點(diǎn)開始，上壓頭與凹模同步下移至C點(diǎn)，形成高度為e2的下壓量，完成二次底壓。然后凹模不動(dòng)，上下頭繼續(xù)下移至D

21、點(diǎn)，形成高度為e3的三次頂壓。之后上箱回升，上壓頭氣缸沖氣，使上壓頭在壓件上固定不動(dòng)以保壓，至E點(diǎn)時(shí)快退，凹模下降至G點(diǎn)形成脫模動(dòng)作。最后，上壓頭與上箱同步上升，凹模上升至填粉位置，一個(gè)工作循環(huán)完成。 實(shí)現(xiàn)上述運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)及工作循環(huán)圖如圖所示。上箱運(yùn)動(dòng)曲線K1由六桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，上沖頭相對(duì)于上箱的運(yùn)動(dòng)曲線K2由氣動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)，凹模運(yùn)動(dòng)曲線K3由連桿機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)和不完全齒輪機(jī)構(gòu)的組合來實(shí)現(xiàn)。 實(shí)現(xiàn)上箱運(yùn)動(dòng)的六桿機(jī)構(gòu)的尺寸應(yīng)滿足工作循環(huán)圖的要求，上壓頭氣缸的沖氣和排氣時(shí)間要根據(jù)工作循環(huán)圖確定，凸輪的輪廓曲線設(shè)計(jì)及安裝相位也應(yīng)按工作循環(huán)圖的要求進(jìn)行。因此，在機(jī)械的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)階段以及以后的各階段

22、，機(jī)械系統(tǒng)的工作循環(huán)圖都有著十分重要的作用。 機(jī)構(gòu)課程設(shè)計(jì)題目 機(jī)構(gòu)課程設(shè)計(jì)就是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)新機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案構(gòu)思和簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)的能力、對(duì)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)中各機(jī)構(gòu)分析和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。由此，可以逐步樹立正確的工程思維方式，培養(yǎng)創(chuàng)新和實(shí)際綜合應(yīng)用能力。因此，本附錄所匯編的設(shè)計(jì)題目均來自于生產(chǎn)和日常應(yīng)用的實(shí)際，它們的工藝動(dòng)作，一般均包括2~3個(gè)動(dòng)作。這種選題原則將會(huì)有利于教學(xué)基本要求的貫徹。 新的機(jī)械設(shè)備的創(chuàng)新是層出不窮的，為了實(shí)現(xiàn)某種功能就可創(chuàng)造出一種新的機(jī)械，因此設(shè)計(jì)題目還可以根據(jù)需要自己來設(shè)定。下面為了使廣大教師和學(xué)生開闊思路，而匯編了若干個(gè)題目，供大家參考選用。 （一） 洗瓶機(jī)

23、設(shè)計(jì)方案與分析 1、 工作原理及工藝動(dòng)作過程 為了清洗圓形瓶子外面，需將瓶子推人同向轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥帶動(dòng)瓶子旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)瓶子沿導(dǎo)輥前進(jìn)，轉(zhuǎn)動(dòng)的刷子就將瓶子洗凈。 它的主要?jiǎng)幼鳎簩⒌轿坏钠孔友刂鴮?dǎo)輥推動(dòng)，瓶子推動(dòng)過程利用導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動(dòng)將瓶子旋轉(zhuǎn)以及將刷子轉(zhuǎn)動(dòng)。 2、 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 2）推進(jìn)距離l=600mm，推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)使推頭 1）瓶子尺寸。大端直徑d=80 mm，長(zhǎng)2OOmm。以接近均勻的速度推瓶，平穩(wěn)地接觸和脫離瓶子，然后推頭快速返回原位，準(zhǔn)備進(jìn)入第二個(gè)工作循環(huán)。 3）按生產(chǎn)率的要求，推程平均速度為u=45mm，返回時(shí)的平均速度

24、為工作行程平均速度的3倍。 4）機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便。 3、設(shè)計(jì)方案提示 1）推瓶機(jī)構(gòu)一般要求推頭工作時(shí)作近似直線軌跡，回程時(shí)軌跡形狀不限，但不能反向撥動(dòng)瓶子。由于上述運(yùn)動(dòng)要求，一般采用組合機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。 2）洗瓶機(jī)構(gòu)由一對(duì)同向轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)輥和三只刷子轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子所組成。可以通過機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)來完成。 4、設(shè)計(jì)任務(wù) 1）根據(jù)上述動(dòng)作要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 2）進(jìn)行推瓶機(jī)構(gòu)和洗瓶機(jī)構(gòu)的選型，實(shí)現(xiàn)洗瓶動(dòng)作要求。 3）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇。 4）根據(jù)選定的電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案。 5）畫出機(jī)械運(yùn)

25、動(dòng)方案簡(jiǎn)圖(機(jī)械運(yùn)動(dòng)示意圖)。 6）對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算。 （二） 糕點(diǎn)切片機(jī)設(shè)計(jì)方案與分析 1、工作原理及工藝動(dòng)作過程 糕點(diǎn)先成型(如長(zhǎng)方體、圓柱體等)經(jīng)切片后再烘干。糕點(diǎn)切片機(jī)要求實(shí)現(xiàn)兩個(gè)執(zhí)行動(dòng)作：糕點(diǎn)的直線間歇移動(dòng)和切刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。通過兩者的動(dòng)作配合進(jìn)行切片。改變直線間歇移動(dòng)速度或每次間隔的輸送距離，以滿足糕點(diǎn)不同切片厚度的需要。 2、 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 1）糕點(diǎn)厚度。10~20mm。 2）糕點(diǎn)切片長(zhǎng)度(亦即切片的高)范圍。5~80 mm。 3）切刀切片時(shí)最大作用距離(亦即切片的寬度方向)300

26、mm。 4）切刀工作節(jié)拍。40 次/min。 5）生產(chǎn)阻力很小。要求選用的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便、運(yùn)動(dòng)靈活可靠。 6）電動(dòng)機(jī)可選用0.55kW(或0.75kW)、1390 r/min。 3、設(shè)計(jì)方案提示 1）切削速度較大時(shí)，切片刀口會(huì)整齊平滑，因此切刀運(yùn)動(dòng)方案的選擇很關(guān)鍵，切口機(jī)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單適用、運(yùn)動(dòng)靈活和運(yùn)動(dòng)空間尺寸緊湊等。 2）直線間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)如何滿足切片長(zhǎng)度尺寸的變化要求，是需要認(rèn)真考慮的。調(diào)整機(jī)構(gòu)必須簡(jiǎn)單可靠，操作方便。是采用調(diào)速方案，還是采用調(diào)距離方案，或者采用其它調(diào)整方案，均應(yīng)對(duì)方案進(jìn)行定性的分析比較。 3）間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)必須與切刀運(yùn)

27、動(dòng)機(jī)構(gòu)工作協(xié)調(diào)，即全部送進(jìn)運(yùn)動(dòng)應(yīng)在切刀返回過程中完成。需要注意的是，切口有一定的長(zhǎng)度(即高度)，輸送運(yùn)動(dòng)必須在切刀完全脫離切口后方能開始進(jìn)行，但輸送機(jī)構(gòu)的返回運(yùn)動(dòng)則可與切刀的工作行程運(yùn)動(dòng)在時(shí)間上有一段重疊，以利提高生產(chǎn)率，在設(shè)計(jì)機(jī)器工作循環(huán)圖時(shí)，就應(yīng)按上述要求來選取間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)。 4、設(shè)計(jì)任務(wù) 1）根據(jù)工藝動(dòng)作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖； 2）進(jìn)行間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和切口機(jī)構(gòu)的選型，實(shí)現(xiàn)上述動(dòng)作要求； 3）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇； 4）根據(jù)選定的原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案； 5）畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖(機(jī)械運(yùn)動(dòng)示意圖)； 6）對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)

28、構(gòu)進(jìn)行尺度設(shè)計(jì)。 （三） 醫(yī)用棉簽卷棉機(jī)設(shè)計(jì)方案與分析 1、工作原理及工藝動(dòng)作過程 醫(yī)院用棉簽日耗量很大，為了提高工效采用卷棉機(jī)代替手工卷制棉簽。 棉簽卷制過程可以仿照手工方式進(jìn)行動(dòng)作分解，亦可另行構(gòu)想動(dòng)作過程。按手工方式進(jìn)行動(dòng)作分解后得 到： 1）送棉。將條狀棉通過機(jī)構(gòu)作定時(shí)適量送入。 2）揪棉。將條狀棉壓(卷)緊并揪棉，使之揪下定長(zhǎng)的條棉。 3）送簽。將簽桿送至導(dǎo)棉槽上方與定長(zhǎng)條棉接觸。 4）卷棉。鑒桿自轉(zhuǎn)并沿導(dǎo)棉槽移動(dòng)完成卷棉動(dòng)作。 2、 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 1）棉花。條狀脫脂棉，寬25～30 mm，自然

29、厚4～5 mm。 2）簽桿。醫(yī)院通用簽桿，直徑約3 mm，桿長(zhǎng)約70 mm，卷棉部分約20～25 mm。 3）生產(chǎn)率。每分鐘卷60支，每支卷取棉塊長(zhǎng)約20～25 mm 4）卷棉簽機(jī)體積要小，重量輕，工作可靠，外形美觀，成本低，卷出的棉簽松緊適度。 3、設(shè)計(jì)方案提示 1）送棉可采用兩滾輪壓緊棉條、對(duì)滾送進(jìn)，送進(jìn)方式可采用間歇運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)定量送棉。 2）揪棉時(shí)應(yīng)采用壓棉和揪棉兩個(gè)動(dòng)作，壓棉可采用凸輪機(jī)構(gòu)推動(dòng)推桿壓緊棉條，為使自動(dòng)調(diào)整壓緊力中間可加一彈簧。揪棉可采用對(duì)滾爪輪在轉(zhuǎn)動(dòng)中揪斷棉條。 3）送簽可采用漏斗口均勻送出簽桿，

30、為避免簽桿卡在漏斗口，可將漏斗作一定振動(dòng)。 4）卷棉可將簽桿送至導(dǎo)棉槽，并使簽桿產(chǎn)生自轉(zhuǎn)并移動(dòng)而產(chǎn)生卷棉，如采用帶槽的塑料帶通過撓性傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。 4、 設(shè)計(jì)任務(wù) 1）根據(jù)工藝動(dòng)作要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 2）進(jìn)行送棉、揪棉、送簽、卷棉四個(gè)機(jī)構(gòu)的選型，實(shí)現(xiàn)上述4個(gè)動(dòng)作的配合。 3）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇。 4）根據(jù)選定的電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案。 5）畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖(機(jī)械運(yùn)動(dòng)示意圖)。 6）對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算。 （四） 剝豆機(jī)設(shè)計(jì)方案與分析 1、工作原理及工藝動(dòng)作過

31、程 將干蠶豆浸胖后放在料斗內(nèi)，通過振動(dòng)下料后將蠶豆平放排列成頭尾相接，送豆到切皮位置，將豆壓住并切開頭部的皮，然后用擠壓方法將豆擠出。 剝豆機(jī)的主要工藝動(dòng)作是送料、壓豆切皮、擠壓脫皮。 2、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 1）蠶豆長(zhǎng)度。20～25 mm。 2）蠶豆寬度。15～20 mm。 3）蠶豆厚度。6～8 mm。 4）生產(chǎn)率。每分鐘剝80粒。 5）剝豆機(jī)要求體積小、重量輕、壓緊力可調(diào)、工作可靠、外形美觀。 3、 設(shè)計(jì)方案提示 1）為了使蠶豆成橫臥頭尾排列，可以采用振動(dòng)料斗上料。 2）送料機(jī)構(gòu)一般采用間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

32、 3）壓緊、切皮機(jī)構(gòu)最好用聯(lián)動(dòng)組合機(jī)構(gòu)，為保證壓力不過大可在壓頭處加一個(gè)剛度合適的彈簧。 4）利用兩軋輥加壓進(jìn)行擠壓脫皮，兩軋輥之間間隙一般比蠶豆最小厚度略小。 4、 設(shè)計(jì)任務(wù) 1）根據(jù)工藝動(dòng)作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 2）進(jìn)行送料機(jī)構(gòu)、壓緊 - 切皮機(jī)構(gòu)、擠壓脫皮機(jī)構(gòu)的選型以實(shí)現(xiàn)上述動(dòng)作要求。 3）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇。 4）根據(jù)選定的電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案。 5）畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖(機(jī)械運(yùn)動(dòng)示意圖)。 6）對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算 （五） 半自動(dòng)平壓模

33、切機(jī)設(shè)計(jì)方案與分析 1、 工作原理及工藝動(dòng)作過程 半自動(dòng)平壓模切機(jī)是印刷、包裝行業(yè)壓制紙盒、紙箱等紙制品的專用設(shè)備。它可對(duì)各種規(guī)格的紙板、厚度在4 mm以下的瓦楞紙板，以及各種高級(jí)精細(xì)的印刷品進(jìn)行壓痕、切線、壓凹凸。經(jīng)過壓痕、切線的紙板，用手工或機(jī)械沿切線處去掉邊料后，沿壓出的壓痕可折疊成各種紙盒、紙箱，或制成凹凸的商標(biāo)。 它的工藝動(dòng)作主要有兩個(gè)：一是將紙板走紙到位，二是進(jìn)行沖壓模切。 2、原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求 1）每小時(shí)壓制紙板3000張。 2）上模固定，下模向

34、上移動(dòng)的行程長(zhǎng)度H=500.5 mm，回程的平均速度為工作行程的平均速度的1.3倍。 3）工作行程的最后2 mm范圍內(nèi)受到生產(chǎn)阻力Pc=2x1O6 N，回程時(shí)不受力。下模和滑塊的質(zhì)量共約120kg。 4）工作臺(tái)面離地面的距離約120 mm。 5）所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)性能要良好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，節(jié)省動(dòng)力，壽命長(zhǎng)，便于制造。 3、 設(shè)計(jì)方案提示 1）走紙機(jī)構(gòu)可采用雙列鏈傳動(dòng)，走紙橫塊其兩端分別固定在前后兩根鏈條上，橫塊上裝有若干夾緊片以夾緊紙板。主動(dòng)鏈輪由間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)以實(shí)現(xiàn)定時(shí)走紙。 2）模切機(jī)構(gòu)一般可采用六桿沖壓機(jī)構(gòu)，在紙板停頓時(shí)進(jìn)行沖壓模切。沖壓機(jī)

35、構(gòu)要求急回并節(jié)省動(dòng)力。 3）由于沖壓模切機(jī)構(gòu)僅在短時(shí)內(nèi)承受很大生產(chǎn)阻力，為了減小周期性速度波動(dòng)可選用較小容量的電機(jī)，一般需安裝飛輪。 4、設(shè)計(jì)任務(wù) 1）根據(jù)工藝動(dòng)作要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 2）進(jìn)行送料、模切機(jī)構(gòu)的選型。 3）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇。 4）根據(jù)給定的生產(chǎn)阻力及工作裕量選定合適的電動(dòng)機(jī)。 5）進(jìn)行飛輪設(shè)計(jì)。 6）按選定的電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案。 7）畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。 8）對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算。 （六） 冷霜自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)方案與分析 1、工作

36、原理及工藝動(dòng)作過程 冷霜自動(dòng)灌裝機(jī)是通過出料活塞桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)冷霜灌裝入盒內(nèi)。其主要工藝動(dòng)作有： 1）將空盒送進(jìn)六工位轉(zhuǎn)盤，利用轉(zhuǎn)盤間歇運(yùn)動(dòng)變換不同工位； 2）在灌裝工位上空盒上升灌入冷霜； 3）在貼錫紙工位上粘貼錫紙(利用錫紙下降)； 4）在蓋盒蓋工位上將盒蓋壓下； 5）送出成品。 2、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 1）冷霜自動(dòng)灌裝機(jī)的生產(chǎn)能力：60盒/min。 2）冷霜盒尺寸：直徑D=30～50 mm，高度h=10～15 mm。 3）工作臺(tái)面離地面的距離約1 100～1 200 mm。

37、 4）要求機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，運(yùn)動(dòng)靈活可靠，易于制造。 3、設(shè)計(jì)方案提示 1）六工位轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)可采用槽輪、不完全齒輪、凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 2）空盒上升可采用凸輪機(jī)構(gòu)。 3）錫紙紙庫下降可采用凸輪機(jī)構(gòu)。 4）壓蓋機(jī)構(gòu)也可采用凸輪機(jī)構(gòu)。 為了使上述各機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)同步、協(xié)調(diào)工藝動(dòng)作，三個(gè)凸輪可裝在一根軸上。 4、設(shè)計(jì)任務(wù) 1）按工藝動(dòng)作要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 2）進(jìn)行轉(zhuǎn)盤間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、空盒上升機(jī)構(gòu)、錫紙庫下降機(jī)構(gòu)、壓蓋機(jī)構(gòu)的選型。 3）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇。 4）按選定的電動(dòng)機(jī)和

38、執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案。 5）畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。 6）對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算。 （七） 自動(dòng)打印機(jī)設(shè)計(jì)方案與分析 1、工作原理及工藝動(dòng)作過程 對(duì)于包裝好的紙盒上，為了商品某種需要而打印一種記號(hào)。它的動(dòng)作主要有三個(gè):送料到達(dá)打印工位;然后打印記號(hào);最后將產(chǎn)品輸出。 2、 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 1）紙盒尺寸，長(zhǎng)100～15O mm、寬70～100 mm、高30～5O mm。 2）產(chǎn)品重量，約5～10N。 3）自動(dòng)打印機(jī)的生產(chǎn)率，80次/min。 4）要求機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)

39、簡(jiǎn)單緊湊、運(yùn)動(dòng)靈活可靠、易于加工制造。 3、 設(shè)計(jì)方案提示 1）從結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化考慮將送料 - 夾緊機(jī)構(gòu)合為一體，可以采用凸輪機(jī)構(gòu)或有一定停歇運(yùn)動(dòng)的連桿機(jī)構(gòu)。 2）打印機(jī)構(gòu)可以采用平面連桿機(jī)構(gòu)或凸輪機(jī)構(gòu)。 3）輸出機(jī)構(gòu)可以采用連桿機(jī)構(gòu)或凸輪機(jī)構(gòu)。 4）由于定位夾緊時(shí)在送料方向有一擋塊，從結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化考慮，輸出運(yùn)動(dòng)可與送料運(yùn)動(dòng)的方向互相垂直。如何使三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件在一根主軸上是需要認(rèn)真考慮的。 4、設(shè)計(jì)任務(wù) 1）按工藝動(dòng)作要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 2）進(jìn)行送料夾緊機(jī)構(gòu)、打印機(jī)構(gòu)和輸出機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)選型。 3）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)

40、定和選擇。 4）按選定的電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案。 5）畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。 6）對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算。 （八） 自動(dòng)制釘機(jī)設(shè)計(jì)方案與分析 1、工作原理及工藝動(dòng)作過程 制造木工用大大小小的鐵釘是將一卷直徑與鐵釘直徑相等的低碳鋼絲通過下列工藝動(dòng)作來完成的。 1）校直鋼絲。并按節(jié)拍要求間歇地輸送到裝夾工位。 2）冷墩釘帽，在此前需夾緊鋼絲。 3）冷擠釘尖。 4）剪斷鋼絲。 2、 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 1）鐵釘直徑Φ1.6～Φ3.4 mm。 2）

41、鐵釘長(zhǎng)度25～80 mm。 3）生產(chǎn)率360枚/min。 4）最大冷墩力3000N，最大剪斷力2500N。 5）冷墩滑塊質(zhì)量8kg，其它構(gòu)件質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不計(jì)。 6）要求結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)性能優(yōu)良、噪聲盡量減小。 3、設(shè)計(jì)方案提示 1）送絲校直機(jī)構(gòu)，要求使送絲與校直動(dòng)作合一來考慮機(jī)構(gòu)型式。同時(shí)應(yīng)附加夾緊機(jī)構(gòu)，在送絲時(shí)放松，其余時(shí)間夾緊。送絲校直機(jī)構(gòu)可采用間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)擺動(dòng)爪，擺動(dòng)爪壓緊鋼絲并送絲校直。夾緊機(jī)構(gòu)利用聯(lián)動(dòng)關(guān)系開合。 2）冷墩釘帽機(jī)構(gòu)，可以采用移動(dòng)或擺動(dòng)式?jīng)_壓機(jī)構(gòu)，一般可用平面六桿機(jī)構(gòu)或四桿機(jī)構(gòu)，其移動(dòng)、擺動(dòng)的行程可在

42、25mm左右為宜。為了減小電動(dòng)機(jī)容量和機(jī)械速度波動(dòng)可加飛輪。 3）冷擠和剪斷機(jī)構(gòu)在性能要求上與冷墩機(jī)構(gòu)相同，因而采用機(jī)構(gòu)也十分類似。 4）由于機(jī)構(gòu)較多，相互動(dòng)作協(xié)調(diào)十分重要，盡量考慮將各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件固連在一個(gè)主軸上。 4、 設(shè)計(jì)任務(wù) 1）按工藝動(dòng)作要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 2）進(jìn)行送絲校直機(jī)構(gòu)、冷墩釘帽機(jī)構(gòu)、冷擠釘尖機(jī)構(gòu)、剪斷鋼絲機(jī)構(gòu)的選型。 3）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)價(jià)和選擇。 4）按選定的電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案。 5）設(shè)計(jì)飛輪和確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)。 6）畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。 7）對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和

43、執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算。 （九） 平壓印刷機(jī)設(shè)計(jì)方案與分析 1、工作原理及工藝動(dòng)作過程 平壓印刷機(jī)是一種簡(jiǎn)易印刷機(jī)，適合于印刷各種八開以下的印刷品。它的工作原理：將油墨刷在固定的平面鉛字版上，然后將裝夾了白紙的平板印頭緊密接觸而完成一次印刷。其工作過程猶如蓋圖章，平壓印刷機(jī)中的“圖章”是不動(dòng)的，紙張貼近時(shí)完成印刷。 平壓印刷機(jī)需實(shí)現(xiàn)三個(gè)動(dòng)作：裝有白紙的印頭往復(fù)擺動(dòng)，油輥在固定鉛字版上上下滾動(dòng)，油盤轉(zhuǎn)動(dòng)使油輥上油墨均勻。 2、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 1）實(shí)現(xiàn)印頭、油輥、油盤運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)由一個(gè)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，通過傳動(dòng)系統(tǒng)使其具有1600～1800次/h

44、印刷能力。 2）電動(dòng)機(jī)功率N=075kW、轉(zhuǎn)速n電=9lOr/min，電動(dòng)機(jī)可放在機(jī)架的左側(cè)或底部。 3）印頭擺角為70。，印頭返回行程和工作行程的平均速度之比K=1.2。 4）油輥擺桿自垂直位置運(yùn)動(dòng)至鉛字版下端的擺角為110。。 5）油盤直徑為400 mm，油輥的起始位置就在油盤邊緣。 6）要求機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，易于制造。 3、 設(shè)計(jì)方案提示 1）印頭機(jī)構(gòu)可采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)等等，要求具有急回特性，并在印刷的極位有短暫停歇。 2） 油輥機(jī)構(gòu)可采用固定凸輪 - 變長(zhǎng)擺動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)(以鉛字

45、版及油盤面作為凸輪形狀)。 3）油盤運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可采用間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 4）這三個(gè)機(jī)構(gòu)要考慮如何進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。 4、設(shè)計(jì)任務(wù) 1）根據(jù)工藝動(dòng)作要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 2）進(jìn)行印頭、油輥、油盤機(jī)構(gòu)及其相互連接傳動(dòng)的選型。 （十） 專用精壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案與分析 1、工作原理及工藝動(dòng)作過程 專用精壓機(jī)是用于薄壁鋁合金制件的精壓深沖工藝。它是將薄壁鋁板一次沖壓成為深筒形。 它的工藝動(dòng)作主要有: 1）將新坯料送至待加工位置； 2)下模固定、上模沖壓拉延成形將成品推出模腔。 2

46、、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 1)沖壓執(zhí)行構(gòu)件具有快速接近工件、等速下行拉延和快速返回的運(yùn)動(dòng)特性。 2)精壓成形制品生產(chǎn)率約每分鐘70件； 3)上模移動(dòng)總行程為28Omm,其拉延行程置于總行程的中部，約1OOmm. 4)行程速比系數(shù)K≥13。 5)坯料輸送最大距離200mm。 3、設(shè)計(jì)方案提示 1)送料機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)間歇送料可采用凸輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等。 2)沖壓機(jī)構(gòu)為保證等速拉延、回程快速可采用導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)加搖桿滑塊的六桿機(jī)構(gòu)，或采用鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)加搖桿滑塊的六桿機(jī)構(gòu)。 3)工件送料傳輸平面標(biāo)高在100mm左右。 4、設(shè)計(jì)任務(wù) 1）按工藝動(dòng)作要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 2)進(jìn)行送料機(jī)構(gòu)、沖壓機(jī)構(gòu)的選型。 3)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)價(jià)和選擇。 4)按選定的電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案。 5)畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。 6)對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算。