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时间:2019-11-30
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1、机械系统运动方案设计 机械系统设计的一般考虑以下几个方面:机械系统设计的一般原则 ●机械的结构组成 ●机械系统设计的一般原则机械运动方案设计 ●机械运动方案设计 ●动力机类型的选择 ●机构选型 ●机构的组合应用 ●机械系统的工作循环图●机械的结构组成 机械的种类是五花八门十分繁多,常见的机械有动力机械、生产机械、起重运输机械、建筑机械、矿山机械、林业机械、农业机械等等。随着科学技术的发展,各类生产机械的速度和精度要求越来越高,同时要考虑环境保护、节省原材料、节约能源,而且大量的采用机、电或机、电、液的一体化以满足自动
2、化生产的新要求。一批又一批的新机械不断涌现。 尽管各种机械的结构和用途多种多样千差万别,大体上均由四部分组成:动力机、传动系统、执行机构和操纵控制装置,如图1所示。此外,为保证机械正常工作还设有一些辅助装置,如润滑、冷却、安全保护,计数及照明装置等。19/19图1返回●机械系统设计的一般原则 一台较复杂的机械在运转中常包括多个工艺动作,相互协调配合以完成预定的工艺目的。工艺目的及工艺动作确定之后,机械系统的设计主要包括动力机的类型、功率和额定转速的选择,运动变换机构的选择以及协调各工艺动作的机械运动循环图的拟定。这些工作在很大程度上决定了所设计机构的性能、造价,因而是设
3、计工作中关键的一环。机械系统设计又是一项繁难的工作,它不但要求设计者有多方面的知识,还要有广博的见识和丰富的经验。由于机构种类的繁多、功用各异,因此机械系统的设计难以找出共同的模式,这里讨论的仅是设计过程中的一般性原则。◆采用简短的运动链 拟定机械的传动系统或执行机构时,尽可能采用简单、紧凑的运动链。因为运动链越简短,组成传动系统或执行机构所使用的机构和构件数目越少,这不仅降低制造费用、减小体积和重量,而且使机械的传动效率相对提高。由于减少传动环节,使传动中的积累误差也随之减小,结果将提高机械的传动精度和工作准确性。19/19◆有较高的机械效率 传动系统的机械效率
4、主要取决于组成机械的各基本机构的效率和它们之间的联接方式。因此,当机械中含有效率较低的机构时,如蜗轮蜗杆传动装置,这将降低机械的总效率。在机械传动中的大部分功率是由主传动所传递,应力求使其具有较高的传动效率;而辅助传动链,如进给传动链、分度传动链、调速换向传动链等所传递的功率很小,其传动效率的高低对整个机械的效率影响较小。对辅助传动链主要着眼于简化机构、减小外部尺寸、力求操作方便、安全可靠等要求。◆合理安排传动顺序 机械的传动系统和执行机构一般均由若干基本机构和组合机构组成,它们的结构特点和传动作用各不相同,应按一定规律合理的安排传动顺序。一般将减速机安排在运动链的起始端
5、,尽量靠近动力机,例如采用带有减速装置的电动机;将变换运动形式的机械安排在运动链的末端,使其与执行构件靠近,如将凸轮机构、连杆机构、螺旋机构等靠近执行构件布置;将带传动类型的摩擦传动安排在运动链中的转速高的起始端,以减小传递的转矩、降低打滑的可能性。在传递同样转矩的条件下,与其他传动形式比较摩擦传动机构尺寸比较大,为了减小其外部尺寸应将其布置在运动链的起始端。传动链中采用圆锥齿轮时,应考虑到圆锥齿轮制造较困难,造价高,避免用大尺寸的圆锥齿轮,而采用较小的圆锥齿轮也应布置在运动链中转速较高的位置。 上述顺序安排只是一般性的考虑,具体安排时需要同时考虑的因素较多,如充分利用空间
6、、降低传动噪音和振动,以及装配维修的方便等,相关的各因素都要权衡利弊给予适当的考虑。◆合理分配传动比 运动链的总传动比应合理地分配到各级传动机构,既充分利用各种传动机构的优点,又能利于尺寸控制得到结构紧凑的机械。每一级传动机构的传动比应控制在其常用的范围内。如果某一级传动比过大,则对其性能和尺寸都将有不利的影响。所以当齿轮传动比大于8~10时,一般应设计为两级传动;当传动比在30以上时,常设计两级以上的齿轮传动。但是对于传动来说,由于外部尺寸较大实际很少采用多级带传动。 电动机的转速一般都超过执行构件所需要的转速,而需要采用减速传动系统。这时,对于减速运动链应按照“
7、前小后大”的原则分配传动比,而且相邻两级传动比的差值不要相差太大。设有K级减速传动,其各级传动比为i1、i2、…、iK,取值应符合i1<i2<…<iK的顺序,相邻两级差不得过大。安排这种逐级减速的运动链,可使各级中间轴有较高的转速及较小的转矩,因此可选用尺寸较小的轴径和轴承,油封等零件。◆保证机械安全运转19/19 设计机械的传动系统和执行机构,必须充分重视机构的安全运转,防止发生人身事故或损坏机械构件的现象出现。一般在传动系统或执行机构中设有安全装置、防过载装置、自动停
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