機械原理14傳動系統(tǒng)的方案設計工程課件

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1、第第1414章章 機械傳動系統(tǒng)的方案設計機械傳動系統(tǒng)的方案設計 主講：曹國忠主講：曹國忠第第14章章 機械傳動系統(tǒng)的方案設計機械傳動系統(tǒng)的方案設計 14-1 14-1 概述概述概述概述 14-2 14-2 機械工作原理的擬定機械工作原理的擬定機械工作原理的擬定機械工作原理的擬定 14-3 14-3 執(zhí)行構(gòu)件的運動設計和原動機的選擇執(zhí)行構(gòu)件的運動設計和原動機的選擇執(zhí)行構(gòu)件的運動設計和原動機的選擇執(zhí)行構(gòu)件的運動設計和原動機的選擇 14-4 14-4 機構(gòu)的選型和變異機構(gòu)的選型和變異機構(gòu)的選型和變異機構(gòu)的選型和變異 14-5 14-5 機構(gòu)的組合機構(gòu)的組合機構(gòu)的組合機構(gòu)的組合14-6 14-6 機械

2、傳動系統(tǒng)方案的擬定機械傳動系統(tǒng)方案的擬定機械傳動系統(tǒng)方案的擬定機械傳動系統(tǒng)方案的擬定 14-7 14-7 機械傳動系統(tǒng)設計舉例機械傳動系統(tǒng)設計舉例機械傳動系統(tǒng)設計舉例機械傳動系統(tǒng)設計舉例 1.1.機械傳動系統(tǒng)簡介機械傳動系統(tǒng)簡介機械傳動系統(tǒng)簡介機械傳動系統(tǒng)簡介 機械傳動系統(tǒng)機械傳動系統(tǒng)機械傳動系統(tǒng)機械傳動系統(tǒng)，是指將原動機的運動和動力傳遞到執(zhí)行構(gòu)件的中間環(huán)，是指將原動機的運動和動力傳遞到執(zhí)行構(gòu)件的中間環(huán)，是指將原動機的運動和動力傳遞到執(zhí)行構(gòu)件的中間環(huán)，是指將原動機的運動和動力傳遞到執(zhí)行構(gòu)件的中間環(huán)節(jié)，它是機械的重要組成部分。節(jié)，它是機械的重要組成部分。節(jié)，它是機械的重要組成部分。節(jié)，它是機械的

3、重要組成部分。機械傳動系統(tǒng)的作用不僅是轉(zhuǎn)換運動形式，改變運動大小和保證各執(zhí)機械傳動系統(tǒng)的作用不僅是轉(zhuǎn)換運動形式，改變運動大小和保證各執(zhí)機械傳動系統(tǒng)的作用不僅是轉(zhuǎn)換運動形式，改變運動大小和保證各執(zhí)機械傳動系統(tǒng)的作用不僅是轉(zhuǎn)換運動形式，改變運動大小和保證各執(zhí)行構(gòu)件的協(xié)調(diào)配合工作等，而且還要將原動機的功率和轉(zhuǎn)矩傳遞給執(zhí)行構(gòu)行構(gòu)件的協(xié)調(diào)配合工作等，而且還要將原動機的功率和轉(zhuǎn)矩傳遞給執(zhí)行構(gòu)行構(gòu)件的協(xié)調(diào)配合工作等，而且還要將原動機的功率和轉(zhuǎn)矩傳遞給執(zhí)行構(gòu)行構(gòu)件的協(xié)調(diào)配合工作等，而且還要將原動機的功率和轉(zhuǎn)矩傳遞給執(zhí)行構(gòu)件，以克服生產(chǎn)阻力。件，以克服生產(chǎn)阻力。件，以克服生產(chǎn)阻力。件，以克服生產(chǎn)阻力。機械傳動系

4、統(tǒng)的設計是機械設計中極其重要的一環(huán)，設計得正確和合機械傳動系統(tǒng)的設計是機械設計中極其重要的一環(huán)，設計得正確和合機械傳動系統(tǒng)的設計是機械設計中極其重要的一環(huán)，設計得正確和合機械傳動系統(tǒng)的設計是機械設計中極其重要的一環(huán)，設計得正確和合理與否，對提高機械的性能和質(zhì)量，降低制造成本與維護費用等影響很大。理與否，對提高機械的性能和質(zhì)量，降低制造成本與維護費用等影響很大。理與否，對提高機械的性能和質(zhì)量，降低制造成本與維護費用等影響很大。理與否，對提高機械的性能和質(zhì)量，降低制造成本與維護費用等影響很大。機械傳動系統(tǒng)方案的設計是一項創(chuàng)造性活動，要求設計者善于運用已機械傳動系統(tǒng)方案的設計是一項創(chuàng)造性活動，要求設

5、計者善于運用已機械傳動系統(tǒng)方案的設計是一項創(chuàng)造性活動，要求設計者善于運用已機械傳動系統(tǒng)方案的設計是一項創(chuàng)造性活動，要求設計者善于運用已有知識和實踐經(jīng)驗，認真總結(jié)過去的有關工作，廣泛收集、了解國內(nèi)外的有知識和實踐經(jīng)驗，認真總結(jié)過去的有關工作，廣泛收集、了解國內(nèi)外的有知識和實踐經(jīng)驗，認真總結(jié)過去的有關工作，廣泛收集、了解國內(nèi)外的有知識和實踐經(jīng)驗，認真總結(jié)過去的有關工作，廣泛收集、了解國內(nèi)外的有關信息，充分發(fā)揮創(chuàng)造思維和想象能力，靈活應用各種設計方法和技巧，有關信息，充分發(fā)揮創(chuàng)造思維和想象能力，靈活應用各種設計方法和技巧，有關信息，充分發(fā)揮創(chuàng)造思維和想象能力，靈活應用各種設計方法和技巧，有關信息，充

6、分發(fā)揮創(chuàng)造思維和想象能力，靈活應用各種設計方法和技巧，以便設計出新穎、靈巧、高效的傳動系統(tǒng)。以便設計出新穎、靈巧、高效的傳動系統(tǒng)。以便設計出新穎、靈巧、高效的傳動系統(tǒng)。以便設計出新穎、靈巧、高效的傳動系統(tǒng)。14-1 14-1 概述概述概述概述 機械傳動系統(tǒng)方案設計步驟機械傳動系統(tǒng)方案設計步驟機械傳動系統(tǒng)方案設計步驟機械傳動系統(tǒng)方案設計步驟功能原理設計功能原理設計根根據(jù)據(jù)需需要要制制定定機機械械的的總總功功能能，擬擬定定實實現(xiàn)現(xiàn)總總功功能能的的工工作作原原理理和和技技術術手手段段，確確定定機機械械所所要要實實現(xiàn)現(xiàn)的的工工藝藝動作動作運動規(guī)律設計運動規(guī)律設計通通過過對對工工作作原原理理所所提提出出

7、的的工工藝藝動動作作進進行行分分解解，決決定定采采用用何何種種運運動動規(guī)規(guī)律律來來實實現(xiàn)現(xiàn)工工作作原原理理執(zhí)行機構(gòu)型式設計執(zhí)行機構(gòu)型式設計決決定定選選擇擇何何種種機機構(gòu)構(gòu)實實現(xiàn)現(xiàn)給給定定的的運運動動規(guī)律規(guī)律執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設計執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設計執(zhí)行機構(gòu)型式設計執(zhí)行機構(gòu)型式設計根根據(jù)據(jù)工工藝藝過過程程對對各各動動作作的的要要求求，分分析析各各執(zhí)執(zhí)行行機機構(gòu)構(gòu)應應當當如如何何協(xié)協(xié)調(diào)調(diào)配配合合，設設計計出出機機械械運運動循環(huán)圖動循環(huán)圖確確定定各各執(zhí)執(zhí)行行機機構(gòu)構(gòu)的的運運動動尺尺寸寸，繪繪制制出出各各執(zhí)執(zhí)行行機機構(gòu)構(gòu)的的運運動動簡簡圖圖運動和動力分析運動和動力分析檢檢驗驗執(zhí)執(zhí)行行系系統(tǒng)統(tǒng)是是否否滿滿足足運運

8、動動要要求求和和動動力力性性能能方方面的要求面的要求方案評價與決策方案評價與決策對對方方案案進進行行定定性性評評價價和和定定量量評評價價并并從從中中選選出出最最佳佳設計方案設計方案14-2 14-2 機械工作原理的擬定機械工作原理的擬定機械工作原理的擬定機械工作原理的擬定 產(chǎn)品功能是指根據(jù)人們的生產(chǎn)或生活需要提出來的產(chǎn)品的產(chǎn)品功能是指根據(jù)人們的生產(chǎn)或生活需要提出來的產(chǎn)品的產(chǎn)品功能是指根據(jù)人們的生產(chǎn)或生活需要提出來的產(chǎn)品的產(chǎn)品功能是指根據(jù)人們的生產(chǎn)或生活需要提出來的產(chǎn)品的 用途、性能及使用要求。用途、性能及使用要求。用途、性能及使用要求。用途、性能及使用要求。實現(xiàn)機械功能的工作原理，決定著機械產(chǎn)

9、品的技術水平、實現(xiàn)機械功能的工作原理，決定著機械產(chǎn)品的技術水平、實現(xiàn)機械功能的工作原理，決定著機械產(chǎn)品的技術水平、實現(xiàn)機械功能的工作原理，決定著機械產(chǎn)品的技術水平、工工工工 作質(zhì)量、傳動方案、結(jié)構(gòu)形式和成本等。作質(zhì)量、傳動方案、結(jié)構(gòu)形式和成本等。作質(zhì)量、傳動方案、結(jié)構(gòu)形式和成本等。作質(zhì)量、傳動方案、結(jié)構(gòu)形式和成本等。實現(xiàn)同一功能要求，不同的工作原理和許多不同的運實現(xiàn)同一功能要求，不同的工作原理和許多不同的運實現(xiàn)同一功能要求，不同的工作原理和許多不同的運實現(xiàn)同一功能要求，不同的工作原理和許多不同的運 動方動方動方動方案。則其中必有好壞優(yōu)劣之分。案。則其中必有好壞優(yōu)劣之分。案。則其中必有好壞優(yōu)劣之

10、分。案。則其中必有好壞優(yōu)劣之分。因此，在設計機械時，要其因此，在設計機械時，要其因此，在設計機械時，要其因此，在設計機械時，要其 工作原理和運動方案進行綜合工作原理和運動方案進行綜合工作原理和運動方案進行綜合工作原理和運動方案進行綜合評價，從中選出最佳設計方案。評價，從中選出最佳設計方案。評價，從中選出最佳設計方案。評價，從中選出最佳設計方案。確定方案時應注意兩點確定方案時應注意兩點 用最簡單的方法實現(xiàn)用最簡單的方法實現(xiàn)同一功能。同一功能。注意光、機、電、流注意光、機、電、流體等知識的綜合運用。體等知識的綜合運用。設設計計一一臺臺彩彩色色電電視視機機陰陰極極盤盤用用的的金金屬屬片片的的沖沖裁裁

11、機機器器，圓圓片片直直徑徑 10mm，厚厚度度0.8mm。100.8功能分解功能分解送料送料 沖制沖制 退回退回B用最簡單的方法實現(xiàn)功能舉例用最簡單的方法實現(xiàn)功能舉例按摩按摩輪輪 圖示按摩椅中的按摩輪利用一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)三維方個偏心空間凸輪，同時實現(xiàn)三維方向的按摩作用向的按摩作用徑向振動擠壓、向徑向振動擠壓、向下推拉和橫向推拉，構(gòu)思巧妙，結(jié)下推拉和橫向推拉，構(gòu)思巧妙，結(jié)構(gòu)非常簡單。構(gòu)非常簡單。r 光、機、電、流體等知識的綜光、機、電、流體等知識的綜合運用舉例合運用舉例指針指針瑪瑙瑪瑙支撐支撐K向向刀口刀口活動游標活動游標 圖示分析天平，要求圖示分析天平，要求

12、精度達到精度達到0.01g，但靠目力但靠目力讀指針的微小偏角已不可讀指針的微小偏角已不可能。能。活動游標活動游標光源光源透鏡透鏡讀數(shù)窗讀數(shù)窗 增加了一級光學放增加了一級光學放大鏡，將讀數(shù)放大大鏡，將讀數(shù)放大。14-3 14-3 執(zhí)行構(gòu)件的運動設計和原動機的選擇執(zhí)行構(gòu)件的運動設計和原動機的選擇執(zhí)行構(gòu)件的運動設計和原動機的選擇執(zhí)行構(gòu)件的運動設計和原動機的選擇 機械傳動系統(tǒng)的作用機械傳動系統(tǒng)的作用機械傳動系統(tǒng)的作用機械傳動系統(tǒng)的作用就是將原動機的運動和動力傳遞到執(zhí)行構(gòu)就是將原動機的運動和動力傳遞到執(zhí)行構(gòu)就是將原動機的運動和動力傳遞到執(zhí)行構(gòu)就是將原動機的運動和動力傳遞到執(zhí)行構(gòu)件，故原動機類型和執(zhí)行構(gòu)件

13、的運動形式、運動參數(shù)及運動方件，故原動機類型和執(zhí)行構(gòu)件的運動形式、運動參數(shù)及運動方件，故原動機類型和執(zhí)行構(gòu)件的運動形式、運動參數(shù)及運動方件，故原動機類型和執(zhí)行構(gòu)件的運動形式、運動參數(shù)及運動方位等都決定著傳動系統(tǒng)的方案。位等都決定著傳動系統(tǒng)的方案。位等都決定著傳動系統(tǒng)的方案。位等都決定著傳動系統(tǒng)的方案。執(zhí)行構(gòu)件和原動機的運動設計和選擇執(zhí)行構(gòu)件和原動機的運動設計和選擇執(zhí)行構(gòu)件和原動機的運動設計和選擇執(zhí)行構(gòu)件和原動機的運動設計和選擇，就是根據(jù)擬定的工作原，就是根據(jù)擬定的工作原，就是根據(jù)擬定的工作原，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、運動參理和工藝動作過程，確定執(zhí)行構(gòu)

14、件的數(shù)目、運動形式、運動參理和工藝動作過程，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)及運動協(xié)調(diào)關系，并選擇恰當?shù)脑瓌訖C的類型和運動參數(shù)與數(shù)及運動協(xié)調(diào)關系，并選擇恰當?shù)脑瓌訖C的類型和運動參數(shù)與數(shù)及運動協(xié)調(diào)關系，并選擇恰當?shù)脑瓌訖C的類型和運動參數(shù)與數(shù)及運動協(xié)調(diào)關系，并選擇恰當?shù)脑瓌訖C的類型和運動參數(shù)與之匹配，從而為機械傳動系統(tǒng)方案設計奠定基礎。之匹配，從而為機械傳動系統(tǒng)方案設計奠定基礎。之匹配，從而為機械傳動系統(tǒng)方案設計奠定基礎。之匹配，從而為機械傳動系統(tǒng)方案設計奠定基礎。1.執(zhí)行構(gòu)件的運動設計執(zhí)行構(gòu)件的運動設計 (1)執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)目執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)

15、目 執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)目取決于機械分功能或分動作的數(shù)目的多少，但執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)目取決于機械分功能或分動作的數(shù)目的多少，但執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)目取決于機械分功能或分動作的數(shù)目的多少，但執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)目取決于機械分功能或分動作的數(shù)目的多少，但兩者不一定相等，要針對機械的工藝過程及結(jié)構(gòu)復雜性等進行具體兩者不一定相等，要針對機械的工藝過程及結(jié)構(gòu)復雜性等進行具體兩者不一定相等，要針對機械的工藝過程及結(jié)構(gòu)復雜性等進行具體兩者不一定相等，要針對機械的工藝過程及結(jié)構(gòu)復雜性等進行具體分析。分析。分析。分析。(2)(2)執(zhí)行構(gòu)件的運動形式和運動參數(shù)執(zhí)行構(gòu)件的運動形式和運動參數(shù)執(zhí)行構(gòu)件的運動形式和運動參數(shù)執(zhí)行構(gòu)件的運動形式和運動參數(shù)

16、直線運動直線運動曲線運動曲線運動復合運動復合運動往復擺動往復擺動執(zhí)執(zhí)行行構(gòu)構(gòu)件件運運動動形形式式回轉(zhuǎn)運動回轉(zhuǎn)運動每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) rpm由兩個以上單一運動合成由兩個以上單一運動合成間歇轉(zhuǎn)動間歇轉(zhuǎn)動停歇往復直線運動停歇往復直線運動停歇單向直線運動停歇單向直線運動沿可變曲線運動沿可變曲線運動連續(xù)轉(zhuǎn)動連續(xù)轉(zhuǎn)動沿固定曲線運動沿固定曲線運動往復直線運動往復直線運動每分鐘轉(zhuǎn)位次數(shù)、轉(zhuǎn)角大小、運動系數(shù)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、行程速度變每分鐘擺動次數(shù)、轉(zhuǎn)角大小、行程速度變化系數(shù)化系數(shù)每分鐘行程數(shù)、大小、行程每分鐘行程數(shù)、大小、行程速度變化系數(shù)速度變化系數(shù)每次進給量的大小

17、每次進給量的大小每循環(huán)停歇次數(shù)、位置、時每循環(huán)停歇次數(shù)、位置、時間、行程大小和工作速度間、行程大小和工作速度2.原動機的類型及其運動參數(shù)的選擇原動機的類型及其運動參數(shù)的選擇 原動機的運動形式主要是回轉(zhuǎn)運動、往復擺動和往復直線運動原動機的運動形式主要是回轉(zhuǎn)運動、往復擺動和往復直線運動等。等。l 當采用電動機、液壓馬達、氣動馬達和內(nèi)燃機等原動機時，當采用電動機、液壓馬達、氣動馬達和內(nèi)燃機等原動機時，原動件作連續(xù)回轉(zhuǎn)運動；原動件作連續(xù)回轉(zhuǎn)運動；l 液壓馬達和氣動馬達也可作往復擺動；液壓馬達和氣動馬達也可作往復擺動；l 當采用油缸、氣缸或直線電動機等原動機時，原動件作往復當采用油缸、氣缸或直線電動機等

18、原動機時，原動件作往復直線運動。直線運動。l 有時也用重錘、發(fā)條、電磁鐵等作原動機。有時也用重錘、發(fā)條、電磁鐵等作原動機。原動機選擇得是否恰當，對整個機械的性能及成本、對機原動機選擇得是否恰當，對整個機械的性能及成本、對機械傳動系統(tǒng)的組成及其繁簡程度將有直接影械傳動系統(tǒng)的組成及其繁簡程度將有直接影 常用原動機的類型及主要特點常用原動機的類型及主要特點 原動機類型原動機類型主要特點主要特點三相異步電動機三相異步電動機 結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、體積小、運行可靠、維護方便、結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、體積小、運行可靠、維護方便、堅固耐用；能保持恒速運行及經(jīng)受較頻繁的啟動、反堅固耐用；能保持恒速運行及經(jīng)受較頻繁的

19、啟動、反轉(zhuǎn)及制動；但啟動轉(zhuǎn)矩小，調(diào)速困難。一般機械系統(tǒng)轉(zhuǎn)及制動；但啟動轉(zhuǎn)矩小，調(diào)速困難。一般機械系統(tǒng)中應用最多。中應用最多。同步電動機同步電動機 能在功率因子能在功率因子cos 1的狀態(tài)下運行，不從電網(wǎng)吸收的狀態(tài)下運行，不從電網(wǎng)吸收無功功率，運行可靠，保持恒速運行；但結(jié)構(gòu)較異步無功功率，運行可靠，保持恒速運行；但結(jié)構(gòu)較異步電動機復雜，造價較高，轉(zhuǎn)速不能調(diào)節(jié)。適用于大功電動機復雜，造價較高，轉(zhuǎn)速不能調(diào)節(jié)。適用于大功率離心式水泵和通風機等。率離心式水泵和通風機等。直流電動機直流電動機 能在恒功率下進行調(diào)速，調(diào)速性能好，調(diào)速范圍寬，能在恒功率下進行調(diào)速，調(diào)速性能好，調(diào)速范圍寬，啟動轉(zhuǎn)矩大；但結(jié)構(gòu)較復

20、雜、維護工作量較大、價格啟動轉(zhuǎn)矩大；但結(jié)構(gòu)較復雜、維護工作量較大、價格較高；機械特性較軟、需直流電源。較高；機械特性較軟、需直流電源。常用原動機的類型及主要特點常用原動機的類型及主要特點 原動機類型原動機類型主要特點主要特點控制電動機控制電動機 能精密控制系統(tǒng)位置和角度、體積小、重量輕；具有寬廣而能精密控制系統(tǒng)位置和角度、體積小、重量輕；具有寬廣而平滑的調(diào)速范圍和快速響應能力，其理想的機械特性和調(diào)速平滑的調(diào)速范圍和快速響應能力，其理想的機械特性和調(diào)速特性均為直線。廣泛用于工業(yè)控制、軍事、航空航天等領域。特性均為直線。廣泛用于工業(yè)控制、軍事、航空航天等領域。內(nèi)燃機內(nèi)燃機 功率范圍寬、操作簡便、啟

21、動迅速；但對燃油要求高、排氣功率范圍寬、操作簡便、啟動迅速；但對燃油要求高、排氣污染環(huán)境、噪聲大、結(jié)構(gòu)復雜。多用于工程機械、農(nóng)業(yè)機械、污染環(huán)境、噪聲大、結(jié)構(gòu)復雜。多用于工程機械、農(nóng)業(yè)機械、船舶、車輛等。船舶、車輛等。液壓馬達液壓馬達 可獲得很大的動力和轉(zhuǎn)矩，運動速度和輸出動力、轉(zhuǎn)矩調(diào)整可獲得很大的動力和轉(zhuǎn)矩，運動速度和輸出動力、轉(zhuǎn)矩調(diào)整控制方便，易實現(xiàn)復雜工藝過程的動作要求；但需要有高壓控制方便，易實現(xiàn)復雜工藝過程的動作要求；但需要有高壓油的供給系統(tǒng)，油溫變化較大時，影響工作穩(wěn)定性；密封不油的供給系統(tǒng)，油溫變化較大時，影響工作穩(wěn)定性；密封不良時，污染工作環(huán)境；液壓系統(tǒng)制造裝配要求高。良時，污染

22、工作環(huán)境；液壓系統(tǒng)制造裝配要求高。氣動馬達氣動馬達 工作介質(zhì)為空氣，易遠距離輸送、無污染，能適應惡劣環(huán)境、工作介質(zhì)為空氣，易遠距離輸送、無污染，能適應惡劣環(huán)境、動作速度快；但工作穩(wěn)定性較差，噪聲大；輸出轉(zhuǎn)矩不大，動作速度快；但工作穩(wěn)定性較差，噪聲大；輸出轉(zhuǎn)矩不大，傳動時速度較難控制。適用于小型輕載的工作機械。傳動時速度較難控制。適用于小型輕載的工作機械。3.3.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 執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設計原則執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設計原則 滿足各執(zhí)行機構(gòu)動作先后的順序性要求滿足各執(zhí)行機構(gòu)動作先后的順序性要求 滿足各執(zhí)行機構(gòu)動作在時間上的同步性

23、要求滿足各執(zhí)行機構(gòu)動作在時間上的同步性要求 滿足各執(zhí)行機構(gòu)在空間布置上的協(xié)調(diào)性要求滿足各執(zhí)行機構(gòu)在空間布置上的協(xié)調(diào)性要求 滿足各執(zhí)行機構(gòu)在操作上的協(xié)同性要求滿足各執(zhí)行機構(gòu)在操作上的協(xié)同性要求 各執(zhí)行機構(gòu)的動作安排要有利于提高勞動生產(chǎn)率各執(zhí)行機構(gòu)的動作安排要有利于提高勞動生產(chǎn)率 各執(zhí)行機構(gòu)的的布置要有利于系統(tǒng)的能量協(xié)調(diào)和效率的提高各執(zhí)行機構(gòu)的的布置要有利于系統(tǒng)的能量協(xié)調(diào)和效率的提高執(zhí)行構(gòu)件動作的協(xié)調(diào)配合執(zhí)行構(gòu)件動作的協(xié)調(diào)配合 送料機構(gòu)將原料送入模孔上方后，沖頭進入?？走M行沖壓送料機構(gòu)將原料送入?？咨戏胶螅瑳_頭進入?？走M行沖壓 沖頭上移一段距離后，進行下次送料動作沖頭上移一段距離后，進行下次送料動

24、作折疊包裝機構(gòu)的兩個執(zhí)行構(gòu)件折疊包裝機構(gòu)的兩個執(zhí)行構(gòu)件 兩個構(gòu)件不能同時位于區(qū)兩個構(gòu)件不能同時位于區(qū)域域MAB中，以免干涉。中，以免干涉。餅干餅干1342餅干餅干21左左折邊構(gòu)件折邊構(gòu)件餅干餅干32包裝紙包裝紙4右折邊構(gòu)件右折邊構(gòu)件餅干餅干1342餅干餅干1342餅干餅干1342餅干餅干1342包裝紙包裝紙右折邊構(gòu)件右折邊構(gòu)件右折邊構(gòu)件右折邊構(gòu)件MBA讓刀運動讓刀運動 執(zhí)行構(gòu)件運動速度的協(xié)調(diào)配合執(zhí)行構(gòu)件運動速度的協(xié)調(diào)配合 0范成運動范成運動切切削削運運動動i 0 齒輪插刀加工齒輪插刀加工 0讓刀運動讓刀運動 范成法加工時，刀具與齒坯之間必須保持精確的傳動比。范成法加工時，刀具與齒坯之間必須保持

25、精確的傳動比。執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設計方法執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設計方法 確定機械的工作循環(huán)周期確定機械的工作循環(huán)周期 確定機械在一個運動循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件的各個行程段及確定機械在一個運動循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件的各個行程段及其所需時間其所需時間 確定各執(zhí)行構(gòu)件動作間的配合關系確定各執(zhí)行構(gòu)件動作間的配合關系 機械運動循環(huán)圖機械運動循環(huán)圖用于描述機械在一個運動循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件運動間相互用于描述機械在一個運動循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件運動間相互協(xié)調(diào)配合的圖。協(xié)調(diào)配合的圖。通常選取機械中某一主要的執(zhí)行構(gòu)件為參考構(gòu)件，以生通常選取機械中某一主要的執(zhí)行構(gòu)件為參考構(gòu)件，以生產(chǎn)工藝的起始點作為運動循環(huán)的起始點，據(jù)此確定其它執(zhí)行產(chǎn)工藝的起始點作為

26、運動循環(huán)的起始點，據(jù)此確定其它執(zhí)行構(gòu)件的運動相對于參考構(gòu)件的先后次序和配合關系。構(gòu)件的運動相對于參考構(gòu)件的先后次序和配合關系。運動循環(huán)圖形式運動循環(huán)圖形式直線式直線式圓周式圓周式直角坐標式直角坐標式 退回退回停停 止止沖沖 制制 進給進給沖頭沖頭送料器送料器曲柄轉(zhuǎn)角曲柄轉(zhuǎn)角 0 90 180 270 360直線式工作循環(huán)圖直線式工作循環(huán)圖主軸作為參考構(gòu)件主軸作為參考構(gòu)件 圓周式工作循環(huán)圖圓周式工作循環(huán)圖 圖示單缸四沖程內(nèi)燃機的工作循環(huán)圖。曲軸為參考構(gòu)件，圖示單缸四沖程內(nèi)燃機的工作循環(huán)圖。曲軸為參考構(gòu)件，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動2 2轉(zhuǎn)為一個工作循環(huán)。轉(zhuǎn)為一個工作循環(huán)。啟啟排排氣氣門門開開啟啟進進氣氣門門開開進

27、進氣氣排排氣氣壓壓縮縮膨膨脹脹閉閉進進氣氣門門關關火火點點曲軸曲軸0 540 360 180 排排門門閉閉關關氣氣直角坐標式工作循環(huán)圖直角坐標式工作循環(huán)圖 餅餅干干包包裝裝機機工工作作循循環(huán)環(huán)圖圖中中，橫橫坐坐標標表表示示參參考考構(gòu)構(gòu)件件的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角角，縱坐標表示執(zhí)行構(gòu)件的轉(zhuǎn)角。縱坐標表示執(zhí)行構(gòu)件的轉(zhuǎn)角。進進退退 靜止靜止 靜止靜止 靜止靜止 進進退退 MM餅干餅干1342餅干餅干21左左折邊構(gòu)件折邊構(gòu)件餅干餅干32包裝紙包裝紙4右折邊構(gòu)件右折邊構(gòu)件餅干餅干1342餅干餅干1342餅干餅干1342餅干餅干1342包裝紙包裝紙右折邊構(gòu)件右折邊構(gòu)件右折邊構(gòu)件右折邊構(gòu)件MBA左執(zhí)行機構(gòu)左執(zhí)行機構(gòu)1 左

28、執(zhí)行機構(gòu)左執(zhí)行機構(gòu)2 分配軸轉(zhuǎn)角分配軸轉(zhuǎn)角 0 90 180 270 360目的目的選擇或創(chuàng)造出滿足執(zhí)行構(gòu)件運動和動力要求的機構(gòu)。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)。傳遞連續(xù)轉(zhuǎn)動的機構(gòu)傳遞連續(xù)轉(zhuǎn)動的機構(gòu)嚙合傳動機構(gòu)嚙合傳動機構(gòu) 連桿機構(gòu)連桿機構(gòu) 傳遞連續(xù)傳遞連續(xù)轉(zhuǎn)動機構(gòu)轉(zhuǎn)動機構(gòu)摩擦傳動機構(gòu)摩擦傳動機構(gòu) 摩擦輪傳動摩擦輪傳動 蝸桿傳動蝸桿傳動 鏈傳動鏈傳動 齒輪傳動齒輪傳動 平行四邊形機構(gòu)平行四邊形機構(gòu) 雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu) 帶傳動帶傳動 14-4 14-4 機構(gòu)的選型和變異機構(gòu)的選型和變異機構(gòu)的選型和變異機構(gòu)的選型和變異 12摩擦輪傳動摩擦輪傳動 摩擦傳動機構(gòu)的優(yōu)缺點摩擦傳動機構(gòu)的優(yōu)

29、缺點結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、易于實現(xiàn)無級變速、過載保護。結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、易于實現(xiàn)無級變速、過載保護。傳動比不準確、傳遞功率小、效率低。傳動比不準確、傳遞功率小、效率低。123平面盤式無級變速器平面盤式無級變速器 123圓錐式無級變速器圓錐式無級變速器 實現(xiàn)單向間歇轉(zhuǎn)動的機構(gòu)實現(xiàn)單向間歇轉(zhuǎn)動的機構(gòu)棘輪機構(gòu)棘輪機構(gòu) 齒輪齒輪-連桿機構(gòu)連桿機構(gòu) 單向間歇單向間歇轉(zhuǎn)動機構(gòu)轉(zhuǎn)動機構(gòu)槽輪機構(gòu)槽輪機構(gòu) 不完全齒輪機構(gòu)不完全齒輪機構(gòu) 凸輪式間歇運動機構(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

30、場合大轉(zhuǎn)角而速度不高的場合運動平穩(wěn)、分度、定位準確，運動平穩(wěn)、分度、定位準確，但制造困難、高精度定位、高但制造困難、高精度定位、高速場合速場合特殊要求的輸送機構(gòu)特殊要求的輸送機構(gòu) 實現(xiàn)往復移動往復擺動運動的機構(gòu)實現(xiàn)往復移動往復擺動運動的機構(gòu)凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu) 組合機構(gòu)組合機構(gòu) 往復運動往復運動機構(gòu)機構(gòu)連桿機構(gòu)連桿機構(gòu) 螺旋機構(gòu)螺旋機構(gòu) 齒輪齒條機構(gòu)齒輪齒條機構(gòu) 液壓缸、氣缸液壓缸、氣缸 正弦機構(gòu)正弦機構(gòu) 正切機構(gòu)正切機構(gòu) 多桿機構(gòu)多桿機構(gòu) 曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu) 連桿機構(gòu)特點連桿機構(gòu)特點制造容易、承載能力大，但難以實現(xiàn)精確運制造容易、承載能力大，但難以實現(xiàn)精確運動，適用于無嚴格運動規(guī)律的場合。

31、動，適用于無嚴格運動規(guī)律的場合。凸輪機構(gòu)特點凸輪機構(gòu)特點能實現(xiàn)任意復雜的運動和各構(gòu)件之間的運動能實現(xiàn)任意復雜的運動和各構(gòu)件之間的運動協(xié)調(diào)，承載能力不大。協(xié)調(diào)，承載能力不大。螺旋機構(gòu)特點螺旋機構(gòu)特點可獲得大的減速比和較高的運動精度，常用可獲得大的減速比和較高的運動精度，常用作低速進給和精密微調(diào)機構(gòu)。作低速進給和精密微調(diào)機構(gòu)。齒輪齒條機構(gòu)特點齒輪齒條機構(gòu)特點適用于移動速度較高的場合，精密齒條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)。制造困難，傳動精度及平穩(wěn)性不及螺旋機構(gòu)。凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu) 連桿機構(gòu)連桿機構(gòu) 實現(xiàn)往復移動往復擺動運動的機構(gòu)實現(xiàn)往復移動往復擺動運動的機構(gòu)

32、組合機構(gòu)組合機構(gòu) 往復運動往復運動機構(gòu)機構(gòu)螺旋機構(gòu)螺旋機構(gòu) 齒輪齒條機構(gòu)齒輪齒條機構(gòu) 液壓缸、氣缸液壓缸、氣缸 正弦機構(gòu)正弦機構(gòu) 正切機構(gòu)正切機構(gòu) 多桿機構(gòu)多桿機構(gòu) 曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu) 再現(xiàn)軌跡的機構(gòu)再現(xiàn)軌跡的機構(gòu)齒輪齒輪連桿組合機構(gòu)連桿組合機構(gòu)聯(lián)動凸輪機構(gòu)聯(lián)動凸輪機構(gòu) 再現(xiàn)軌跡再現(xiàn)軌跡機構(gòu)機構(gòu)連桿機構(gòu)連桿機構(gòu) 凸輪凸輪連桿組合機構(gòu)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，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)預定的曲線軌跡。其它機構(gòu)都只能近似實現(xiàn)預定的曲線軌跡。齒輪齒輪連桿組合機構(gòu)連桿組合機構(gòu)攪拌機構(gòu)攪拌機構(gòu)CBADE聯(lián)動凸輪機構(gòu)聯(lián)動

33、凸輪機構(gòu)凸輪凸輪連桿組合機構(gòu)連桿組合機構(gòu) 此此抓抓片片機機構(gòu)構(gòu)采采用用了了聯(lián)聯(lián)動動凸凸輪輪機機構(gòu)構(gòu)，通通過過兩兩凸凸輪輪的的聯(lián)聯(lián)動動作作用用，使使抓抓片片爪爪按按矩矩形形軌軌跡跡運運動動，從從而而達到間歇抓片的目的。達到間歇抓片的目的。此此裝裝配配線線采采用用了了聯(lián)聯(lián)動動凸凸輪輪機機構(gòu)構(gòu)，使使筆筆芯芯托托架架沿沿著著矩矩形形軌軌跡跡運運動動，從從而而達達到到使使圓圓珠珠筆筆芯芯步步進進式式地向前送進的目的。地向前送進的目的。2.2.機構(gòu)的變異機構(gòu)的變異 目的目的當所選擇的機構(gòu)型式不能完全實現(xiàn)預期要求，或雖能實當所選擇的機構(gòu)型式不能完全實現(xiàn)預期要求，或雖能實現(xiàn)功能要求但存在著或結(jié)構(gòu)較復雜、或運動

34、精度不當和動力現(xiàn)功能要求但存在著或結(jié)構(gòu)較復雜、或運動精度不當和動力性能欠佳，可在常用機構(gòu)中選擇一種功能和原理與工作要求性能欠佳，可在常用機構(gòu)中選擇一種功能和原理與工作要求相近的機構(gòu)，在此基礎上重新構(gòu)筑機構(gòu)的型式。相近的機構(gòu)，在此基礎上重新構(gòu)筑機構(gòu)的型式。14-5 14-5 機構(gòu)的選型和變異機構(gòu)的選型和變異機構(gòu)的選型和變異機構(gòu)的選型和變異 串聯(lián)組合串聯(lián)組合前一級子機構(gòu)的輸出構(gòu)件，作為后一級子機構(gòu)的輸入構(gòu)前一級子機構(gòu)的輸出構(gòu)件，作為后一級子機構(gòu)的輸入構(gòu)件，依次串聯(lián)的組合方式。件，依次串聯(lián)的組合方式。輸入輸入輸出輸出子機構(gòu)子機構(gòu)II子機構(gòu)子機構(gòu)I 后一級子機構(gòu)的主動件后一級子機構(gòu)的主動件為前一級子機

35、構(gòu)的一個連架為前一級子機構(gòu)的一個連架桿。桿。后一級機構(gòu)的子主動件后一級機構(gòu)的子主動件為在前一級子機構(gòu)的連桿。為在前一級子機構(gòu)的連桿。III51234 1123A54DCBFEM 并聯(lián)組合并聯(lián)組合幾幾個個子子機機構(gòu)構(gòu)共共用用同同一一個個輸輸入入構(gòu)構(gòu)件件，而而它它們們的的輸輸出出運運動動又又同同時時輸輸入入給給一一個個多多自自由由度度的的子子機機構(gòu)構(gòu)，從從而而形形成成一一個個自自由由度度為為1的機構(gòu)系統(tǒng)的組合方式。的機構(gòu)系統(tǒng)的組合方式。子機構(gòu)子機構(gòu)n 1子機構(gòu)子機構(gòu)III子機構(gòu)子機構(gòu)I子機構(gòu)子機構(gòu)II子子機機構(gòu)構(gòu)n輸入輸入輸出輸出直線電機直線電機襟翼襟翼直線電機直線電機某型飛機的襟翼操縱機構(gòu)某型飛

36、機的襟翼操縱機構(gòu)大型船舶主傳動機構(gòu)大型船舶主傳動機構(gòu)某航空發(fā)動機附件傳動系統(tǒng)某航空發(fā)動機附件傳動系統(tǒng)主動軸主動軸IVIIIVVIIII各子機構(gòu)間無嚴格各子機構(gòu)間無嚴格的運動協(xié)調(diào)配合關系的運動協(xié)調(diào)配合關系 各子機構(gòu)在動各子機構(gòu)在動作的先后次序上有作的先后次序上有嚴格的要求嚴格的要求 自動車床上自動車床上三個并聯(lián)凸輪的三個并聯(lián)凸輪的工作順序有先后工作順序有先后要求。要求。工件工件(鉚釘鉚釘)外圓車刀外圓車刀棒料棒料切斷刀切斷刀倒角刀倒角刀凸輪軸凸輪軸擋擋板板IIIIII主軸主軸凸輪凸輪I凸輪凸輪II凸輪凸輪III凸輪凸輪轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角0 90 180 270 360 放松放松(送料送料)切斷切斷夾夾 緊

37、緊車外圓倒角車外圓倒角擋料擋料 各子機構(gòu)有運各子機構(gòu)有運動形式配合要求動形式配合要求 磨床中的主軸運動、砂輪運動和、工件運動在運動形式磨床中的主軸運動、砂輪運動和、工件運動在運動形式上有配合要求。上有配合要求。砂輪砂輪砂輪架砂輪架工件工件 反饋式組合反饋式組合在在機機構(gòu)構(gòu)組組合合系系統(tǒng)統(tǒng)中中，其其多多自自由由度度子子機機構(gòu)構(gòu)的的一一個個輸輸入入運運動動，是是通通過過單單自自由由度度子子機機構(gòu)構(gòu)從從該該多多自自由由度度子子機機構(gòu)構(gòu)的的輸輸出出構(gòu)構(gòu)件件回回授授的組合方式。的組合方式。校正原理校正原理蝸桿主動，因制造誤差使蝸輪運動精度達不到要蝸桿主動，因制造誤差使蝸輪運動精度達不到要求，由誤差設計一

38、凸輪機構(gòu)，經(jīng)齒輪齒條、差動機構(gòu)求，由誤差設計一凸輪機構(gòu)，經(jīng)齒輪齒條、差動機構(gòu)K使蝸使蝸桿得到一附加運動，以校正誤差。桿得到一附加運動，以校正誤差。輸入輸入輸出輸出 4凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)2自由度蝸自由度蝸桿蝸輪機構(gòu)桿蝸輪機構(gòu)機床校正機構(gòu)機床校正機構(gòu)輸入輸入4 1 42 13K2 復合式組合復合式組合由由一一個個或或幾幾個個串串聯(lián)聯(lián)的的基基本本機機構(gòu)構(gòu)去去封封閉閉一一個個具具有有兩兩個個或或多多個自由度的基本機構(gòu)的組合方式個自由度的基本機構(gòu)的組合方式5桿桿機構(gòu)機構(gòu)輸入輸入輸出輸出凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)1.設計過程設計過程 確定傳動系統(tǒng)總傳動比確定傳動系統(tǒng)總傳動比 選擇傳動類型選擇傳動類型 擬定傳動鏈布置方

39、案擬定傳動鏈布置方案 分配傳動比分配傳動比 確定各級傳動機構(gòu)的基本參數(shù)和主要幾何尺寸，計算確定各級傳動機構(gòu)的基本參數(shù)和主要幾何尺寸，計算傳動系統(tǒng)的各項運動學和動力學參數(shù)傳動系統(tǒng)的各項運動學和動力學參數(shù) 繪制傳動系統(tǒng)運動簡圖繪制傳動系統(tǒng)運動簡圖14-6 14-6 機械傳動系統(tǒng)方案的擬定機械傳動系統(tǒng)方案的擬定機械傳動系統(tǒng)方案的擬定機械傳動系統(tǒng)方案的擬定 2.擬定機械傳動系統(tǒng)方案的一般原則擬定機械傳動系統(tǒng)方案的一般原則 (1)(1)采用盡可能簡短的運動鏈采用盡可能簡短的運動鏈 (2)(2)優(yōu)先選用基本機構(gòu)優(yōu)先選用基本機構(gòu) 。(3)(3)應使機械有較高的機械效率應使機械有較高的機械效率 (4)(4)合

40、理安排不同類型傳動機構(gòu)的順序合理安排不同類型傳動機構(gòu)的順序 (5)(5)合理分配傳動比合理分配傳動比 運動鏈的總傳動比應合理地分配給運動鏈的總傳動比應合理地分配給各級傳動機構(gòu)，具體分配時應注意以下幾點：各級傳動機構(gòu)，具體分配時應注意以下幾點：1)1)每一級傳動的傳動比應在常用的范圍內(nèi)選取。每一級傳動的傳動比應在常用的范圍內(nèi)選取。2)2)一般情況下，按照一般情況下，按照“前小后大前小后大”的原則分配傳動比。的原則分配傳動比。(6)(6)保證機械的安全運轉(zhuǎn)保證機械的安全運轉(zhuǎn) 14-6 14-6 機械傳動系統(tǒng)方案的擬定機械傳動系統(tǒng)方案的擬定機械傳動系統(tǒng)方案的擬定機械傳動系統(tǒng)方案的擬定 3.傳動類型選

41、擇傳動類型選擇類型與特點類型與特點撓性撓性(件件)傳動傳動 摩擦輪傳動摩擦輪傳動 繩傳動繩傳動 圓形齒輪傳動圓形齒輪傳動 撓性嚙合傳動撓性嚙合傳動 帶傳動帶傳動 嚙合傳動嚙合傳動 機械機械傳動傳動摩擦傳動摩擦傳動單級齒輪傳動單級齒輪傳動 齒輪系傳動齒輪系傳動 同步齒形帶傳動同步齒形帶傳動 螺旋齒輪傳動螺旋齒輪傳動 蝸桿蝸輪傳動蝸桿蝸輪傳動 圓錐齒輪傳動圓錐齒輪傳動 圓柱齒輪傳動圓柱齒輪傳動 定軸輪系傳動定軸輪系傳動 周轉(zhuǎn)輪系傳動周轉(zhuǎn)輪系傳動 鏈傳動鏈傳動 非圓齒輪傳動非圓齒輪傳動 行星輪系傳動行星輪系傳動 差動輪系傳動差動輪系傳動 液壓、液力傳動液壓、液力傳動 利用液壓泵、閥、執(zhí)行器等元件實現(xiàn)

42、的傳動。利用液壓泵、閥、執(zhí)行器等元件實現(xiàn)的傳動。氣壓傳動氣壓傳動 以壓縮空氣為工作介質(zhì)的傳動以壓縮空氣為工作介質(zhì)的傳動 電氣傳動電氣傳動 利用電動機和電氣裝置實現(xiàn)的傳動利用電動機和電氣裝置實現(xiàn)的傳動按按速度變化情況劃分的傳動類型速度變化情況劃分的傳動類型傳動類型傳動類型原動機原動機輸出速度輸出速度傳動類型舉例傳動類型舉例定定傳動比傳動傳動比傳動恒定恒定齒輪傳動，帶、鏈傳動，螺旋傳動，不調(diào)齒輪傳動，帶、鏈傳動，螺旋傳動，不調(diào)速的電力，液壓及氣壓傳動速的電力，液壓及氣壓傳動變變傳傳動動比比傳傳動動有級變有級變速速恒定恒定帶帶塔輪的皮帶傳動，滑移齒輪變速箱塔輪的皮帶傳動，滑移齒輪變速箱可調(diào)可調(diào)電力、

43、液壓傳動中的有級調(diào)速傳動電力、液壓傳動中的有級調(diào)速傳動無級變無級變速速恒定恒定機械無級變速器，液力耦合器及變矩器，機械無級變速器，液力耦合器及變矩器，電磁滑塊離合器，磁粉離合器，流體粘性電磁滑塊離合器，磁粉離合器，流體粘性傳動傳動可調(diào)可調(diào)內(nèi)燃機調(diào)速傳動，電力、液壓及氣壓無級內(nèi)燃機調(diào)速傳動，電力、液壓及氣壓無級調(diào)速傳動調(diào)速傳動周期性周期性變速變速恒定恒定非圓齒輪傳動，凸輪機構(gòu)，連桿機構(gòu)及組非圓齒輪傳動，凸輪機構(gòu)，連桿機構(gòu)及組合機構(gòu)合機構(gòu)可調(diào)可調(diào)數(shù)控的電力傳動數(shù)控的電力傳動 傳動比的合理分配傳動比的合理分配傳動機構(gòu)傳動機構(gòu)種類種類平帶平帶V帶帶摩擦輪摩擦輪 齒輪齒輪蝸桿蝸桿鏈鏈圓周速度圓周速度 m

44、 s5 255 3015 2515 12015 3515 40減速比減速比 5 8 157 10 4 8 80 6 10最大功率最大功率 kW200750 1200150 25050000550375014-7 14-7 14-7 14-7 機械傳動系統(tǒng)設計舉例機械傳動系統(tǒng)設計舉例機械傳動系統(tǒng)設計舉例機械傳動系統(tǒng)設計舉例 1.C1325自動車床刀架自動車床刀架系統(tǒng)的分析系統(tǒng)的分析功能要求功能要求自動換刀自動換刀軸向進給軸向進給進刀凸進刀凸輪機構(gòu)輪機構(gòu)刀具刀具主軸主軸轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)塔刀架9工件工件齒條齒條714壓簧壓簧12圓柱凸輪圓柱凸輪機構(gòu)機構(gòu)4曲柄曲柄5圓錐齒輪傳動圓錐齒輪傳動3寬齒輪寬齒輪2齒

45、輪齒輪1活動支架活動支架8定位銷定位銷10六槽輪機構(gòu)六槽輪機構(gòu)11613功能分解功能分解 讓刀讓刀轉(zhuǎn)位前刀架先右退，以免刀具與工件干涉轉(zhuǎn)位前刀架先右退，以免刀具與工件干涉 轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)塔刀架每次轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)塔刀架每次轉(zhuǎn)過60 定位定位轉(zhuǎn)位之前拔出保證加工精度的定位銷轉(zhuǎn)位之前拔出保證加工精度的定位銷 進、退刀進、退刀不轉(zhuǎn)時，精確實現(xiàn)預定的進退刀運動。不轉(zhuǎn)時，精確實現(xiàn)預定的進退刀運動。進刀凸進刀凸輪機構(gòu)輪機構(gòu)刀具刀具主軸主軸轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)塔刀架9工件工件齒條齒條714壓簧壓簧12圓柱凸輪圓柱凸輪機構(gòu)機構(gòu)4曲柄曲柄5圓錐齒輪傳動圓錐齒輪傳動3寬齒輪寬齒輪2齒輪齒輪1活動支架活動支架8定位銷定位銷10六槽輪機構(gòu)六

46、槽輪機構(gòu)11613刀架系統(tǒng)的工作過程刀架系統(tǒng)的工作過程退刀退刀 壓簧壓簧12推桿推桿13回程回程齒輪齒輪6齒條齒條7活動支架活動支架8向向右完成退刀右完成退刀讓刀讓刀 退刀的同時，齒輪退刀的同時，齒輪1 的離合器結(jié)合并開始轉(zhuǎn)動的離合器結(jié)合并開始轉(zhuǎn)動寬齒寬齒輪輪2 圓錐齒輪圓錐齒輪3圓柱凸輪機構(gòu)圓柱凸輪機構(gòu)4拔出銷拔出銷10；同時，；同時，曲柄曲柄5轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動支架支架8快速向右讓刀快速向右讓刀進刀凸進刀凸輪機構(gòu)輪機構(gòu)刀具刀具主軸主軸轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)塔刀架9工件工件齒條齒條714壓簧壓簧12圓柱凸輪圓柱凸輪機構(gòu)機構(gòu)4曲柄曲柄5圓錐齒輪傳動圓錐齒輪傳動3寬齒輪寬齒輪2齒輪齒輪1活動支架活動支架8定位銷定位銷

47、10六槽輪機構(gòu)六槽輪機構(gòu)11613轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位 讓刀快結(jié)束時，槽輪開始轉(zhuǎn)位讓刀快結(jié)束時，槽輪開始轉(zhuǎn)位曲柄曲柄5的后半圈的后半圈支架支架8向左移動完成復位向左移動完成復位定位定位 轉(zhuǎn)位結(jié)束時，凸輪機構(gòu)轉(zhuǎn)位結(jié)束時，凸輪機構(gòu)4的從動件推桿擺動的從動件推桿擺動插入定插入定位銷位銷10，齒輪齒輪1離合器脫開并停止運轉(zhuǎn)離合器脫開并停止運轉(zhuǎn)刀架系統(tǒng)的工作過程刀架系統(tǒng)的工作過程進刀凸進刀凸輪機構(gòu)輪機構(gòu)刀具刀具主軸主軸轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)塔刀架9工件工件齒條齒條714壓簧壓簧12圓柱凸輪圓柱凸輪機構(gòu)機構(gòu)4曲柄曲柄5圓錐齒輪傳動圓錐齒輪傳動3寬齒輪寬齒輪2齒輪齒輪1活動支架活動支架8定位銷定位銷10六槽輪機構(gòu)六槽輪機構(gòu)1161

48、3進給進給 從動件從動件13推程推程齒輪齒輪6 齒條齒條7 活動支架活動支架8向左運向左運動完成進給動完成進給進刀凸進刀凸輪機構(gòu)輪機構(gòu)刀具刀具主軸主軸轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)塔刀架9工件工件齒條齒條714壓簧壓簧12圓柱凸輪圓柱凸輪機構(gòu)機構(gòu)4曲柄曲柄5圓錐齒輪傳動圓錐齒輪傳動3寬齒輪寬齒輪2齒輪齒輪1活動支架活動支架8定位銷定位銷10六槽輪機構(gòu)六槽輪機構(gòu)11613刀架系統(tǒng)的工作過程刀架系統(tǒng)的工作過程刀架系統(tǒng)的工作循環(huán)圖刀架系統(tǒng)的工作循環(huán)圖定位銷定位銷轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)塔活動支架活動支架定位定位拔出拔出靜止靜止轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位后退后退復位復位圓柱凸輪轉(zhuǎn)角圓柱凸輪轉(zhuǎn)角0 90 180 270 360刀架系統(tǒng)各機構(gòu)的組合方式及特點刀

49、架系統(tǒng)各機構(gòu)的組合方式及特點 組合方式分析組合方式分析 組合方式主要以串聯(lián)方式為主，但在組合方式主要以串聯(lián)方式為主，但在I、II處采用了特殊的并聯(lián)方式。處采用了特殊的并聯(lián)方式。進刀進刀凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)齒輪齒齒輪齒條機構(gòu)條機構(gòu)曲柄滑曲柄滑塊機構(gòu)塊機構(gòu)圓柱凸輪圓柱凸輪機構(gòu)機構(gòu)槽輪機構(gòu)槽輪機構(gòu)連桿機構(gòu)連桿機構(gòu)圓柱圓柱齒輪齒輪機構(gòu)機構(gòu)圓錐圓錐齒輪齒輪機構(gòu)機構(gòu)活動支架進退活動支架進退轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)位定位銷進退定位銷進退III 機構(gòu)功能分析機構(gòu)功能分析 進刀凸輪機構(gòu)控制整個工件的加工過程，不同的工件需要進刀凸輪機構(gòu)控制整個工件的加工過程，不同的工件需要更換不同的凸輪更換不同的凸輪 后續(xù)串聯(lián)的齒輪齒

50、條機構(gòu)用于轉(zhuǎn)換運動形式并將運動放大后續(xù)串聯(lián)的齒輪齒條機構(gòu)用于轉(zhuǎn)換運動形式并將運動放大 后續(xù)再串聯(lián)一曲柄滑塊機構(gòu)，以增大讓刀距離后續(xù)再串聯(lián)一曲柄滑塊機構(gòu)，以增大讓刀距離 并聯(lián)槽輪機構(gòu)用于實現(xiàn)轉(zhuǎn)位并聯(lián)槽輪機構(gòu)用于實現(xiàn)轉(zhuǎn)位 并聯(lián)并聯(lián)曲柄滑塊機構(gòu)用于實現(xiàn)讓位曲柄滑塊機構(gòu)用于實現(xiàn)讓位 并聯(lián)圓柱凸輪機構(gòu)再串聯(lián)連桿機構(gòu)用于實現(xiàn)定位，且容易并聯(lián)圓柱凸輪機構(gòu)再串聯(lián)連桿機構(gòu)用于實現(xiàn)定位，且容易滿足時序要求滿足時序要求 圓柱齒輪后串接圓錐齒輪機構(gòu)用于改變運動方向圓柱齒輪后串接圓錐齒輪機構(gòu)用于改變運動方向刀架系統(tǒng)各機構(gòu)的組合方式及特點刀架系統(tǒng)各機構(gòu)的組合方式及特點進刀進刀凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)齒輪齒齒輪齒條機構(gòu)條機構(gòu)曲柄滑

51、曲柄滑塊機構(gòu)塊機構(gòu)圓柱凸輪圓柱凸輪機構(gòu)機構(gòu)槽輪機構(gòu)槽輪機構(gòu)連桿機構(gòu)連桿機構(gòu)圓柱圓柱齒輪齒輪機構(gòu)機構(gòu)圓錐圓錐齒輪齒輪機構(gòu)機構(gòu)活動支架進退活動支架進退轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)位定位銷進退定位銷進退III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。2.多頭專用鉆多頭專用鉆床床機械傳動系統(tǒng)設計機械傳動系統(tǒng)設計 設計任務設計任務設計一臺自動鉆床，用來同時加工圖示零件上的三個孔，設計一臺自動鉆床，用來同時加工圖示零件上的三個孔，并能自動送料。并能自動送料。30203 82020502010 運動方案選擇運動方案選擇 工藝動作工藝動作鉆頭一

52、邊旋轉(zhuǎn)，同鉆頭一邊旋轉(zhuǎn)，同時相對于工件作移動時相對于工件作移動三種運動方案三種運動方案 鉆頭旋轉(zhuǎn)，同時軸向進給，鉆頭旋轉(zhuǎn)，同時軸向進給，工作臺靜止工作臺靜止 鉆頭旋轉(zhuǎn)，工作臺帶動工件進給鉆頭旋轉(zhuǎn)，工作臺帶動工件進給 工作臺旋轉(zhuǎn)，鉆頭作軸向進給工作臺旋轉(zhuǎn)，鉆頭作軸向進給送料機構(gòu)采取從料倉推送工件的方式送料機構(gòu)采取從料倉推送工件的方式 執(zhí)行系統(tǒng)運動規(guī)律設計執(zhí)行系統(tǒng)運動規(guī)律設計工作臺工作臺送料桿送料桿料倉料倉三個執(zhí)行構(gòu)件三個執(zhí)行構(gòu)件鉆頭、工作臺、送料桿鉆頭、工作臺、送料桿 工藝過程工藝過程 送送料料桿桿往往右右推推出出零零件件，并并頂頂出出加加工工好好的的零零件件 夾具將工件定位并夾緊夾具將工件定位

53、并夾緊 送料桿返回，工作臺帶動工件快速上送料桿返回，工作臺帶動工件快速上移接近鉆頭移接近鉆頭 工作臺慢速工進；工作臺慢速工進；鉆孔結(jié)束后，工作臺快速退回，完成一個工作循環(huán)鉆孔結(jié)束后，工作臺快速退回，完成一個工作循環(huán)鉆頭的轉(zhuǎn)速鉆頭的轉(zhuǎn)速 nc 1000v(d)d鉆鉆頭直徑，頭直徑，d 8 mm v 切削速度，查手冊切削速度，查手冊45鋼，可選鋼，可選v 12.5m minnc 500 rpm工作臺為往復運動工作臺為往復運動鉆孔工藝要求鉆孔工藝要求 工作臺帶動工件快速上移接近鉆頭工作臺帶動工件快速上移接近鉆頭 工作臺改用工作進給速度先鉆凸臺上的孔，待鉆到工作臺改用工作進給速度先鉆凸臺上的孔，待鉆到

54、 一定一定深度時，三個鉆頭才同時鉆進，因工作阻力增加，故進給深度時，三個鉆頭才同時鉆進，因工作阻力增加，故進給速度應減小速度應減小 鉆孔結(jié)束后，工作臺快速退回，完成一個工作循環(huán)鉆孔結(jié)束后，工作臺快速退回，完成一個工作循環(huán)工作臺一個工作循環(huán)總時間工作臺一個工作循環(huán)總時間 T1 t1 t2 t3 t4 t5 24.6 s工作臺每分鐘工作循環(huán)數(shù)工作臺每分鐘工作循環(huán)數(shù) n1 60 T1 2.44送料桿的運動為往復直動，運動循環(huán)時間與工作臺相同送料桿的運動為往復直動，運動循環(huán)時間與工作臺相同 Ts 24.6 s工作臺的行程工作臺的行程 Hf h0 h1 h2h1 單單孔鉆削深度，取孔鉆削深度，取h1 1

55、3 mmh2 三三孔同時鉆削深度，取孔同時鉆削深度，取h2 13 mm送料桿的行程取工件的兩倍送料桿的行程取工件的兩倍Hs 100 mmh0 工作臺快速趨近鉆頭的運動距離，取工作臺快速趨近鉆頭的運動距離，取h0 15 mm工作循環(huán)圖工作循環(huán)圖凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角 0 90 180 270 360 送料桿送料桿 送料送料 靜靜 止止 送料送料工作臺工作臺 停止停止 單孔鉆單孔鉆 三孔鉆三孔鉆 快退快退快快進進 原動機的選擇原動機的選擇類型類型交流異步感應電動機交流異步感應電動機 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。為了減少原動機的數(shù)量，三個鉆頭共用一個原動機。計算運動鏈

56、的總傳動比計算運動鏈的總傳動比切削運動鏈的總傳動比切削運動鏈的總傳動比ic nn nc 1440 500 2.88 進給運動鏈的總傳動比進給運動鏈的總傳動比if is nn nf 1440 2.44 563 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速 nn 1440 rpm 機構(gòu)選型機構(gòu)選型 鉆削運動鏈的設計鉆削運動鏈的設計 鉆頭作連續(xù)回轉(zhuǎn)運動，運動鏈的總傳動比為鉆頭作連續(xù)回轉(zhuǎn)運動，運動鏈的總傳動比為2.88，無，無需運動轉(zhuǎn)換，但需要減速需運動轉(zhuǎn)換，但需要減速 三個鉆頭應同向旋轉(zhuǎn)，且各鉆頭之間的距離很小，即三個鉆頭應同向旋轉(zhuǎn)，且各鉆頭之間的距離很小，即要求具有運動分解功能，其尺寸受到限制要求具有運動分解功能，其

57、尺寸受到限制 電動機軸一般為水平放置，與鉆頭的方向不一致，即電動機軸一般為水平放置，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要求具有改變運動軸線方向的功能 電動機與鉆頭之間有較大的傳動距離，即要求運動鏈電動機與鉆頭之間有較大的傳動距離，即要求運動鏈作遠距離傳動作遠距離傳動 機構(gòu)選型機構(gòu)選型 具有減速功能的傳動有：齒輪傳動、帶具有減速功能的傳動有：齒輪傳動、帶傳動、鏈傳傳動、鏈傳 動?？紤]到速度較高，距動。考慮到速度較高，距離較遠等因素，選用離較遠等因素，選用 V帶傳動帶傳動 能變換運動軸線方向的傳動有：圓錐能變換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。齒輪傳動、

58、交錯軸斜傳動、蝸桿傳動?？紤]到兩軸線垂直相交且傳動比較小，考慮到兩軸線垂直相交且傳動比較小，選擇選擇圓錐齒輪傳動圓錐齒輪傳動 三個鉆頭應同向旋轉(zhuǎn)，選擇一個中心齒輪帶動周圍三三個鉆頭應同向旋轉(zhuǎn)，選擇一個中心齒輪帶動周圍三個從動齒輪的定軸輪系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選用萬向聯(lián)軸節(jié)或鋼絲軟軸將運動傳遞給鉆頭將以上所選機構(gòu)經(jīng)適當組合，就得到鉆削運動鏈。將以上所選機構(gòu)經(jīng)適當組合，就得到鉆削運動鏈。進給運動鏈的設計進給運動鏈的設計 工作臺作往復直線運動，且運動規(guī)律較復雜，但行程不大，工作臺作往復直線運動，且運動規(guī)律較復雜，但行程不大，選用選用凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu) 進給運動

59、鏈應實現(xiàn)很大的傳動比進給運動鏈應實現(xiàn)很大的傳動比563，但進給力不需要太，但進給力不需要太大，選用帶傳動與蝸桿傳動實現(xiàn)二級減速大，選用帶傳動與蝸桿傳動實現(xiàn)二級減速 進給運動的方向和位置與電動機不一致，選用蝸桿傳動實進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)軸線方向的變化現(xiàn)回轉(zhuǎn)軸線方向的變化送料運動鏈的設計送料運動鏈的設計 送料運動鏈減速比與進給運動鏈相同送料運動鏈減速比與進給運動鏈相同，故直接由蝸桿軸，故直接由蝸桿軸帶動帶動 送料運動規(guī)律較復雜，故選用送料運動規(guī)律較復雜，故選用凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu) 送料桿行程較大，采用連桿機構(gòu)將行程放大送料桿行程較大，采用連桿機構(gòu)將行程放大 機構(gòu)的組合機構(gòu)的組合 將以上所選機構(gòu)組合，將以上所選機構(gòu)組合，得到圖示自動鉆床的機得到圖示自動鉆床的機械傳動系統(tǒng)。械傳動系統(tǒng)。工作臺工作臺156432109871211131514機構(gòu)組合示意框圖機構(gòu)組合示意框圖電電動動機機帶帶傳傳動動(2)凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)(10)帶傳動帶傳動(8)帶傳動帶傳動(3)錐齒輪傳錐齒輪傳動動(4)圓柱圓柱齒輪齒輪傳動傳動(5)工作臺工作臺凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)(12)連桿連桿機構(gòu)機構(gòu)送料桿送料桿蝸桿蝸桿傳動傳動(9)萬向聯(lián)軸節(jié)萬向聯(lián)軸節(jié)鉆頭鉆頭萬向聯(lián)軸節(jié)萬向聯(lián)軸節(jié)鉆頭鉆頭萬向聯(lián)軸節(jié)萬向聯(lián)軸節(jié)鉆頭鉆頭