机械原理第第12章.pdf

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1、第十二章机械总体方案的设计本章教学目标◆了解产品设计过程和机械总体方案设计的内容；◆了解机械执行系统方案设计的过程和内容◆了解常用原动机的类型和特点及其选取原则；◆了解拟定简单机械传动系统方案的过程。第十二章机械总体方案的设计本章教学内容12-1机械总体方案设计概述12-2机械执行系统的方案设计12-3原动机的选择12-4机械传动系统的方案设计§§1212--1机械总体方案设计概述1一、机械产品的设计过程机械产品设计是一个通过分析、综合与创新获得满足某些特定要求和功能的机械系统的过程。机械新产品的开发设计过程一般可以分为四个阶段：◆初期

2、规划设计阶段◆总体方案设计阶段◆结构技术设计阶段◆生产施工设计阶段一、机械产品的设计过程（续）1.初期规划设计阶段阶段成果：◆选题◆调研和预测调研报告◆可行性论证产品开发可行性论证报告◆确定设计任务设计任务书2.总体方案设计阶段◆目标分析阶段成果：◆创新构思总体方案示意图◆方案拟定机械系统运动简图◆方案评价方案设计计算说明书◆方案决策一、机械产品的设计过程（续）3.结构技术设计阶段◆结构方案拟定阶段成果◆造型设计◆结构设计全套设计图纸◆材料选择与尺寸设计设计计算说明书◆设计图绘制4.生产施工设计阶段阶段成果◆工艺设计工艺流程卡片、工装设

3、计图◆工装设计基础安装图、技术文件◆施工设计使用说明书、备件明细表二、机械总体方案设计的目的总体方案设计阶段的工作是实现机械产品初期规划阶段所提出的设计目标的关键。产品设计的好坏，包括产品的功能是否齐全、性能是否优良、经济效益是否显著，在很大程度上取决于总体方案设计阶段的工作，取决于方案的构思和方案拟定时的设计思想。三、机械系统的组成机械系统主要是由原动机、传动系统、执行系统和控制系统所组成。四、机械总体方案设计的内容★执行系统的方案设计。主要包括执行系统的功能原理设计、运动规律设计、执行机构的型式设计、执行系统的协调设计和执行系统的方

4、案评价与决策。★原动机类型的选择和传动系统的方案设计。其中传动系统的方案设计主要包括传动类型和传动路线的选择，传动链中机构顺序的安排和各级传动比的分配。★控制系统的方案设计.★其它辅助系统的设计。主要包括润滑系统、冷却系统、故障监测系统、安全保护系统和照明系统等的设计。§§12-2机械执行系统的方案设计一、执行系统方案设计的过程框图表示二、执行系统方案设计的内容★功能原理设计：就是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。★运动规律设计：是指为实现上述工作原理而决定选择何种运动规律。★执行机构型式设计：是指究竟选择

5、何种机构来实现上述运动规律。★执行机构的协调设计：就是根据工艺过程对各动作的要求，分析各执行机构应当如何协调和配合，设计出协调配合图。二、执行系统方案设计的内容（续）★机构尺度设计：是指对所选择的各个执行机构进行运动和动力设计，确定各执行机构的运动尺寸，绘制出各执行机构的运动简图。★运动和动力分析：即对整个执行系统进行运动分析和动力分析，以检验其是否满足运动要求和动力性能方面的要求。★方案评价与决策：方案评价包括定性评价和定量评价。前者是指对结构的繁简、尺寸的大小、加工的难易等进行评价，后者是指将运动和动力分析后所得的执行系统的具体性能

6、与使用要求所规定的预期性能进行比较，从而对设计方案作出评价。二、执行系统方案设计的内容（续）给定某种预期功能要求实现同一种功能要求，可以采用不同的工作原理；实现同一种工作原理，可以选择不同的运动规律；实现同一种运动规律，可以选择不同型式的机构。获得多种不同的方案机械执行系统方案设计所要研究的问题，就是如何合理地利用设计者地专业知识和分析能力，创造性地构思出各种可能地方案并从中选出最佳方案。二、执行系统方案设计的内容（续）机械执行系统方案设计流程图机械预期实现的功能功能原理摩流电机材擦体磁械料光其传传传推变电它动动动拉形原原原原原原原理理

7、理理理理理运动规律工工工工艺艺艺艺动动动动作作作作…分分分分解解解…解方方方方法法法法123n机构型式连凸其机结杆轮它构构机机机组变构构构合异§§12-3原动机的选择一、原动机的类型和特点1.动力电动机电动机的类型很多，不同类型的电动机具有不同的结构型式和特性，可满足不同的工作环境和机械不同的负载特性要求。主要优点为：驱动效率高、有良好的调速性能、可远距离控制，启动、制动、反向调速都易控制，与传动系统或工作机械联接方便，作为一般传动，电动机的功率范围很广。主要缺点为必须有电源，不适于野外使用。根据使用电源的不同，又分为交流电动机和直流电

8、动机两大类。一、原动机的类型和特点（续）2.控制电动机（伺服电动机）伺服电动机是指能精密控制系统位置和角度的一类电动机。特点：它体积小、重量轻；具有宽广而平滑的调速范围和快速响应能力，其理想的机械特性和调节