《机械运动方案》ppt课件

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1、第九~十一章机械运动方案创新设计主讲：张青副教授上海交通大学机械与动力工程学院Nov.2006Tel:62933054(o);64192664(h)E-mail:qzh315@sjtu.edu.cn第九－十一章机械运动方案创新设计内容提要基本要求基本概念本章教案概述机械的总功能功能分解机构选型机械运动循环图设计用形态学矩阵选择运动方案机构尺度综合及机械运动简图机械传动系统方案设计目录内容提要基本了解机械运动方案设计的概念、过程基本了解机构创新的方法结合课程设计，进行机械运动方案的拟定和机械运动简图设计基本要求内容提要功能分析功能求解机构创新方法工作原理设计和工艺动作设计执行机构

2、的协调设计和运动循环图机构选型机械运动方案的构思与拟定机械运动方案的评价机械运动简图基本概念本章教案现代机器的组成机器设计过程机器运动方案的设计过程概述现代机器的组成五块论-德国Drmstadt大学的RolfIsermann提出机电一体化系统是由控制功能、动力功能、传感检测功能、操作功能、结构功能等五大功能模块组成。将机电一体化系统通俗地类比于人的大脑、内脏、五官、四肢及躯体。三环论-丹麦理工大学的JacobBaur等人提出机械、电子、软件三个相关圆环，以此表示机电一体化系统的组成和相互关联。三环论两子系统论-挪威科技大学的BassamAHussein提出将机电一体化系统划分为

3、物理系统与控制系统两大子系统。物理系统包括各种驱动装置、执行机构、传感器等；控制系统包括软、硬件。现代机器的组成几种观点针对机电运动产品，我们的观点：Back模块化自相似结构机器设计过程Back据统计，机器方案设计阶段仅占整个产品开发过程总成本的25%，但却决定了50%的产品特征（包括产品的性能、可制造性和生产成本）和75%的产品总成本。机器运动方案的设计过程机械运动方案(机械运动简图)设计就是按机械的工作过程和动作要求设计出若干机构组成的机构运动系统的运动简图。机械运动方案(机械运动简图)的设计过程，是一个复杂的创造性思维过程。设计者不仅需要掌握深入的机械设计理论和方法，而且

4、要具备丰富的实践经验，尤其需要创造技法，充分发挥创造力，使机械运动方案设计达到创新的高度。机构机构组合组合机械运动功能结构图产品功能结构图市场需求总功能(设计任务)功能元(运动)逻辑关系运动行为(工艺动作)运动行为逻辑关系(工艺动作配合时序)结构元(广义机构)机械运动循环图(运动循环关系)机电运动方案(机械运动示意图)机电产品运动简图提取分解与综合：工艺动作构思抽象进化映射丰富完善进化空间组合尺度综合完善时序组合产品层次机构学层次专用模块通用模块由运动实现的功能(运动子系统设计任务)分解与运动实现无关的功能(非运动子系统设计任务)控制系统Back机械运动方案的设计流程包括：功能

5、分析求解各机构的型数综合机械运动示意图的选定各机构尺度综合根据功能要求对机械运动示意图进行分析评价机械运动简图的绘制总功能的确立机械功能分析需求表本章教案机械的总功能总功能的确立功能分析是设计的前提和基础—选择机械的工作原理—构思出工艺动作过程—确定机构型式—拟定机械的运动方案设计者接受任务-明确功用-写出任务书搜集有关技术资料、设计需求和用户要求；列出机械功能分析需求表；对列出的功能要求，作综合分析研究。Back机械功能分析需求表Back在这些功能中，要分清主功能(核心功能)、次功能，运动相关的功能、运动无关的功能功能分解过程同一种功能可选用不同的工作原理工作原理的构思功能扩

6、展—产品创新的有效途径功能分解过程的运动功能表示功能分解本章教案功能分解过程机器功能多种多样，我们研究其中需要采用机械运动的方式实现的功能。功能分解过程：把总功能分解成一系列相对独立的工艺动作，以此作为功能元，然后用树状功能图来描述。例如，设计一四工位专用机床，其总功能可以分解成如下几个工艺动作：1)安置工件的工作台要求进行间歇转动n2r/min；2)装置刀具的主轴箱能实行静止、快进、进给、快退的工艺动作；3)刀具以n1r/min转动来切削工件。Back同一种功能可选用不同的工作原理机械推拉原理摩擦传动原理气吸原理齿轮加工方法铣齿插齿拉齿滚齿单件生产大批量精加工批量生产批量生产

7、绘图仪小型绘图场合大型绘图场合如转动转换成移动等，可采用推拉原理、摩擦传动原理或流体传动原理分纸功能可采用三种工作原理1)削纸原理：把纹版从库中逐张削出，可采用具有直线移动的凸轮机构或凸轮-连杆滑块机构。2)吸纸原理：把纹版从库中逐张吸出，送至递纸位置。可采用气泵、气路、吸头和连杆机构。3)摩擦分纸原理：利用摩擦力把纹版从库中逐张分离出来。可采用具有压紧摩擦力并使纹版向前推移的机构。Back工作原理的构思实现同一机器功能有不同的工作原理。如何寻找合适的工作原理往往决定了产品的创新性、性能和市