第1章 机械系统运动方案设计

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1、第六章机械系统运动方案设计内容：主要介绍机械系统运动方案设计的基本要求机械系统运动方案设计的方法和过程现代设计方法§6-1机械系统运动方案设计的基本要求基本要求1.注重系统功能要求的分解及执行机构的协调性：2.简化传动环节：简化传动环节机构零件数目少，成本低降低能耗，提高了效率累计误差小，精度提高3.提高机械传动效率：4.合理安排传动机构的顺序：例：三轴钻床的机构运动简图。5.合理分配传动比：多级传动时，通常将传动比最大的一级装在转速最低的位置，使结构紧凑。6.安全性能好：如过载保护等。主要内容：1.根据产品的要求，在功能分析和

2、工作原理确定的基础上进行工艺动作构思和工艺动作分解，确定执行构件所要完成的运动。2.采用机构选型、组合的方法，初步拟定各执行构件动作相互协调配合的运动循环图，进行机构系统的型综合和数综合。功能原理方案设计：为了实现给定功能目标，而进行的工作原理和动作过程的构思。§6-2基于功能原理的方案设计产品设计的一般过程：产品规划结构方案设计原理方案设计总体设计施工设计试制、批量生产、销售决定产品水平和竞争力的关键环节，因此原理方案设计有举足轻重的意义。系统的功能原理设计根据机械预期实现的功能，考虑选择何种工作原理来实现这一功能要求。功能原

3、理的构思与选择功能原理设计的任务，就是根据机械预期实现的功能要求，构思出所有可能的功能原理，加以分析比较并根据使用要求或者工艺要求，从中选择出既能很好的满足功能要求，工艺动作又简单的工作原理。举例：自动送料板装置的功能原理设计机械推拉原理摩擦传动原理(摩擦轮)气吸原理(顶吸法)气吸原理(底吸法)1.机械推压原理2.利用摩擦原理分离料板注意：运动规律不同所需要的机构不同，但同一种运动规律，可用不同的机构实现。如上图。3.利用气吸原理分离并输送料板设计时要在原理上突破或在基础技术上有新的构想。实现某种预期的要求，可以采用多种不同的工

4、作原理；不同的工作原理需要不同的工艺动作，这样所设计出的机械在工作性能、工作品质和适用场合等方面都会有很大的差别。总结功能原理的创造性分析综合法将机械预期实现的功能分解为各种分功能，分析其本质，进行各分功能原理设计，最后把分功能原理组合起来，组成一个新的系统。美国阿波罗登月思维扩展法在进行机械功能原理设计时，设计者一定要拓宽自己的思路，广泛采用气、液、光、声。电、新材料等新技术，构思出新的功能原理。挖土机还原创新法跳出已有的创造起点，重新返回到创造的原点，紧紧围绕机械预期实现的功能要求另劈新径，构思新的功能原理。洗衣机揉搓原理刷

5、擦原理捶打原理设计模仿人手的机械手，难度大很难把衣物各处都刷洗到易损坏衣物波轮洗衣机滚筒洗衣机功能分解：一般技术系统都比较复杂，难以直接求得满足总功能的原理解。可利用系统工程分解性原理将功能系统按总功能、分功能、功能元进行分解，化繁为简，以便通过功能元解的有机组合求得技术系统解。功能分解可图示为树状的功能结构，称功能树。功能树起于总功能，按分功能、二级分功能……分解，其末端为功能元。例如：激光分层实体制造设备的功能分析。功能分解如下：型层叠合形成纸型纸型叠合排烟测控送纸收纸X向扫描Y向扫描驱动传动送纸驱动传动送纸驱动传动X向位移

6、驱动传动Y向位移压纸粘合Z向升降驱动传动辊Y向移动测高工作状态操纵总功能一级分功能功能元§6-3机械系统运动方案设计的方法和过程机械产品设计1.机械系统运动方案设计2.确定各个执行机构一.方案设计方法1.创造性设计法提出新方案、探求新解法、提高设计质量、开发创新产品。创造性设计的任务从已获得成功产品的创造性活动中，总结出一般的规律、规则和方法，然后将它应用到方案设计中。2.系统化设计法创造出最佳的机构系统3.机构系统创新法从系统出发，分析各个组成部分之间的有机联系及系统与外界环境的联系，是较全面的综合研究方法。有功能分析法、结构

7、方案变型法等。二.机械系统运动方案设计步骤例如：螺纹加工机总体原理方案的分析：1.构想执行构件的运动过程和运动规律运动方案设计的任务：根据给定的运动要求和各种约束条件，确定机构所需的构件和运动副类型、数量及配置关系，确定机构系统的运动简图。注意：多种方案择优内孔加工车床钻床镗床拉床总结同一个工艺动作，可以分解成各种简单运动，工艺动作分解的方法不同，所得到的运动规律和运动方案也不相同，它们很大程度上决定了机械的特点、性能和复杂程度。在进行运动规律设计和运动方案选择时，应综合考虑各方面的因素，根据实际情况对各种运动规律和运动方案加以

8、认真分析和比较，从中选出最佳方案。2.进行机构选型考虑的因素：1）机械结构：力求简单、制造方便、可靠耐用、精度高、效率高等。2）动力源形式：要便于简化机构和改善运动质量。3）机构的虚约束：尽量避免。增加加工精度和装配难度。4）动力特性：平衡惯性力、使动载荷小。现