机械原理14(本科)―机械系统方案.ppt

《机械原理14(本科)―机械系统方案.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第14章机械系统的方案设计§14—1概述一、机械传动系统的概念及作用机械传动系统，是指将原动机的运动和动力传递到执行构件的中间环节，它是机械的重要组成部分。其作用有：转换运动形式，改变运动大小和保证各执行构件协调配合工作；将原动机的功率和转矩传递给执行构件，以克服生产阻力。二、机械传动系统设计的内容和步骤机械传动系统设计是机械设计中极其重要的一个环节。正确、合理地设计机械传动系统，对于提高机械的性能和质量，降低机械的制造成本和使用费用等都是至关重要的。1、拟定机械的工作原理：根据机器所要完成的生产任务，制定机械的总功能，拟定实

2、现总功能的工作原理和技术手段，确定出机械所要实现的工艺动作。2、执行构件和原动机的运动设计：确定各执行构件的运动参数（行程、速度、加速度）和生产阻力，并选择原动机，确定其类型、运动参数和功率。原动机的类型有电动机（交流异步、直流、交流变频、伺服、步进、直线等）、液压马达、气动马达、液压缸。机械传动系统方案设计一般经过如下几个步骤：3、机构的选型、变异和组合：根据要实现的功能选择机构的类型，必要时可对机构进行变异和组合，制定工作循环图，绘制传动系统的示意图。4、机构的尺寸综合：确定各构件的运动尺寸，绘制传动系统的机构运动简图。5

3、、方案分析：对传动系统进行运动学和动力学分析，考察其是否满足要求，必要时进行适当调整。6、方案评审：通过对多个方案的评比，从中选出最佳方案。§14—3执行构件的运动设计和原动机的选择一、执行构件的运动设计机器中最接近被作业工件一端的机构称为执行构。执行机构中接触工件或执行终端运动的构件称为执行构件。机器通过执行构件完成作业任务。1、执行构件的数目执行构件的数目取决于机械分功能或分动作的多少，但两者不一定相等。2、执行构件的运动形式和运动参数执行构件的运动分为直线运动、回转运动、曲线运动及复合运动等四种运动形式。二、原动机的类型

4、及应用原动机的动力源主要有电、液及气三种。电：电动机是最常用的原动机，交流异步电动机、直流电动机、交流伺服电动机、直流伺服电动机及步进电动机等均有广泛的应用。液：液压马达及液压油缸是主要的液压原动机。气：气马达及气缸则是主要的气压原动机。运动参数应包括运动特点（连续式、间歇式、往复式）、运动范围（极限尺寸、转角及位移）、运动速度（等速、不等速）等。运动参数是由机械的工艺要求决定的。原动机的选择控制电动机传动类型选择1）机械传动：利用机构所实现的运动优点：工作稳定可靠，对环境干扰不敏感。缺点：响应速度慢，控制欠灵活。三、机械的工

5、作循环图为了保证机械在工作时各执行构件间动作的协调配合关系，在设计机械时应编制出工作循环图。用来表明在机械的一个工作循环中各执行构件运动配合关系的图形称为工作循环图（也叫运动循环图）。工作循环图是对机械传动系统进一步设计的重要依据。编制时，应选择一个构件作为定标件，用它的位置（转角或位移）作为确定其他执行构件运动先后次序的基准。工作循环图通常有以下3种形式：1、直线式工作循环图：将运动循环中各运动区段的时间和顺序按比例绘制在直线坐标轴上。如图所示为牛头刨床的工作循环图，以曲柄导杆机构中的曲柄作为定标件，以曲柄的转角ψ为横坐标。

6、优点：简单、清楚。2、圆周式工作循环图：将运动循环各运动区段的时间和顺序按比例绘制在圆形坐标上。如图14-8所示为单缸四冲程内燃机的工作循环图，以曲轴作为定标件，曲轴每转2周为一个工作循环。优点：可直观地看出各个执行构件在坐标轴上所处的相位，便于安装、调整；缺点：当执行构件太多时，同心圆就会太多，看不清楚。图14-83、直角坐标式工作循环图：工作行程——用上升直线，空回行程——用下降直线，停歇——用平行横坐标的直线。如图所示为牛头刨床的工作循环图。优点：清楚地表明各执行构件动作的顺序及运动规律和配合关系。§14—4机构的选型和

7、变异在初步拟定出机械传动系统的方案后，为了使传动方案逐步具体化，必然要涉及到机构类型的选择问题。下面我们就来对各种常用机构的工作特点、性能和适用场合等作一简略的归纳、比较。1、传递回转运动的机构1）摩擦传动机构：带传动、摩擦轮传动等。优点：构造简单、传动平稳、易实现无级变速、有过载保护作用。缺点：传动比不准确、传递功率小、传动效率低等。一、机构的选型2）啮合传动机构：齿轮、蜗杆、链传动等。链传动常用在对精度要求不高而工作条件恶劣的地方。3）连杆传动机构：双曲柄机构、平行四边形机构等。用于有特殊需要的地方。表14-2列举了摩擦传

8、动和啮合传动机构常用的圆周速度和减速比范围，以及现已达到的最大传动功率，供选型时参考。传动机构类型平型带V带摩擦轮齿轮蜗杆链圆周速度(m/s)5~25(30)5~30≤15~25≤15~120≤15~35≤15~40减速比≤5≤8~15≤7~10≤4~8(30)≤80≤6~1