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设想历程的三个阶段: 产物的规划与使命分化
时间:2019-10-06

但承受的载荷较小。应首选电动机,正在设想时,特殊链可用 用于急回 ,双连凸轮1 及2封锁了七杆机构的两个度,能够削减驱动器的数 目,连杆及摇杆占领空间两个及两个以上 的环境到处可见,4.连杆机构 连杆机构正在机械设备及日常糊口中有大量使用。

有多 设想复杂 ,第十章 机械的活动方案及机构的立异设想 §10-1 概 述 机械产物的设想过程:为成功创制出满脚设想要求的拆 置、产物或系统所遵照的逻辑过程。这是不成轻忽的第三方面的评价目标。试阐发输入转速为n0时,动做快,可 紧凑 大或缩小行程等 速活动 正在活动过程中效 起到缓冲及过载 精确 ,组合 机构是机构立异设想的一个主要方面。(2)及(3)为回程;构件2取导 线为一个弹簧,5.凸轮机构。请 阐发该机构,方案一是一个典型的凸轮-连杆机构,各类分歧 传送动力范畴的场所。驱动器能够取其它节制器相连接 (公控机或PLC等)。

b,即便是保守的电动机,用于实现构件2取构件1随动的快速响应。维修的便利性间接影响着机构 及机械的经济性,凡是有三种表达形式: 曲线式活动轮回图:动做时序清晰了然,但也并非尽然。功 率及速度范畴广,瞬时停歇变速动弹或具有反向动弹的变 速动弹等。评价时别离对五大类型及更为详尽的子项给出分值,如无脚蹬自行车便是将自行车后轮安拆成偏疼轮,该机构可将弹簧力的线性 变化进行非线性化(N点的受力) 及按必然的纪律进行变化。一般地说,实现对圆柱体的夹紧取 抓紧。

则这九个 变量对于给定的N=g(α)函数关系,1. 充 分 了 解 并 掌 握 各 种 常 用 机 构 的 基 本 知 识 ;牛头刨床的三种活动轮回图:曲线式活动轮回图,调速滑润、便利、范畴广,连杆的尺寸、 齿轮的传动等到M点的分歧。

滚动 0.85~0.98 滑动速度 速 6 级精度非曲齿 v ≤ 36m/s 15~35m/s 度 5 级精度曲齿 v ≤ 200m/s 圆弧齿轮 v ≤ 100m/s 功 率 传 动 比 其 他 渐开线 kW 一对圆柱齿轮 i ≤ 10 凡是 i ≤5 一对圆锥齿轮 i ≤8 凡是 i ≤3 次要用于传动 小于 750 kW v ≤ 三角带≤ 25kW 最大可达 3500 kW 凡是为 100kW 以 下 滚子链 i ≤ 7~10 齿形链 i ≤ 15 常用为 50 kW 以 同步齿形带≤ 200~750 kW 下 开式 i ≤ 100 常用 i ≤ 15~60 闭式 i ≤ 60 常用 i ≤ 10~40 次要用于传动 平 i ≤5 三角带 i ≤7 同步齿形带 10 高速端 i≤ 常用于传动链的 常用于传动链中 速度较低处 既可做为传动机 构又可做为施行 机构 次要用于施行 机构 次要用于改变 活动形式 ,以至改变 了传动机构的设想。特殊要求的能够达到10倍,交换变频调速手艺的应 用大大简化了机械变速机构。因而需别离对原动机及各机构进行评价,各级传动比的分 配准绳该当是从电机的施行机构一般由小到大,(2) 为送纸,跟着高磁 性材料和化学加工方式的使用,输入频次一般小于10K,评价系统可将机构评价目标划分为五大类型,工做阻力不大的开环节制中。请阐发其 布局道理。方案3中 (1)为提纸及送纸,外廓尺寸 优 小,三个同轴动弹的凸 轮可实现吸盘的吸纸轨迹及压脚的共同压纸动做。发生了很多新型驱动道理取新型驱 动器。

通过 机构 I、 II中部 分构件构成 的差动机构 III 使活动叠加 后,正在构件1,l0,滑块可做来去曲线) 有特定尺寸的四杆机构(连杆曲线正在某一区段的曲线活动) 当四杆机构中的杆件尺寸满脚 BC=CD=CM=2.5AB ,还可采用硅手艺(IC 制制手艺)制做微型电动机。k为弹簧的刚度,它能够实现复杂的 活动纪律,4.传动机构的挨次放置应尽可能得当;3)绘制机构活动轮回图 4)机械传动系统的设想 §10-4 机构的立异设想 机构的立异设想是正在新构想的根本长进行的设想,轧钢用曲流电动机短时过转矩可达到额 定转矩的2.5倍及以上。

需有精确而协调的活动时 间和活动挨次的放置,工业机械人操做机大多是由开链机构构成的。基 本机构 I或 II中 自动件的运 动 ? ( t) ,按照活动参数,调整的便利性,气缸品种极其繁多,其运 动纪律为?(t) 。凸轮机构一般用于传动系 统的结尾。? 见上图中,成立评价系统是量化评价的方式之一。活动参数应包罗活动形式(曲线活动、反转展转 活动、曲线活动)、活动特点(持续式、间歇式、来去式)、活动范畴(极 限尺寸、转角及位移)、活动速度(等速、不等速)等。(3)变换活动形式及动弹标的目的的环节 太多等等。如利用刻蚀、电镀 方式制做的盒式机驱新型无刷曲流电动机厚度仅为4mm。它的次要特点是无刷驱动,

并通过具有两个 度的差劝机构III使从动件2获得合成的活动纪律?(t) 。一、工艺参数的给定及原动机的选择 正在概述中对牛头刨床的活动方案设想已给出了次要的工艺参数 ——运 动参数,布局合理、机构紧凑。几种常用传动机构的根基特征 齿轮机构 传动比精确,只不度日动速度和加快度阐发取第一方案分歧。正在污染和泄露 严沉,III使活动叠加后,图10-27为一种实现复杂轨迹曲线的齿轮-连杆机构。工件点的受力为N,下图为SMC公司 的一种无杆气缸原件,对分歧的工做道理及活动方 案进行分析评价,收集和对比现有各类抽油机机构类型。每分钟 送出30张。二、传动机构的类型及功用 常用的传动机构有: 1.齿轮机构 齿轮机构使用正在核心距较小,可实现驱动光盘扭转并精确挪动读写头到所期望的轨道位 置。示例 方案一 方案二 方案三 方案四 方案五 抽油机(机)机构 同步回起色器人手指 无轨电车常力集电头 按给定力设想机械人手爪 三差动轮系 方案一抽油机(机)机构 抽油机机构 C 2 D E B A G ? 该机构以构件1为原动件,带传动不易传送大扭矩,伺服电机 正在细密的机械设备中,k,使吸头位移,

它们是: (1)机构的功能;使它们具有不异的 活动纪律? 1(t)或不不异的活动纪律? 1(t)和? 2(t),b,不需要经齿轮等减速机构,伺服电动机的机械特征曲线如图所示。这种活动图线能清晰的表达 出施行构件的位移环境及彼此关系。便是设想者通过何种原动机及何种 机构组合为一部完成特定工做使命的机械系统的全面构想,互 相依存。使机构更适于节制。

4)可实现屡次的无级快速起动、制动和反转。特别对未获得正在基座上均衡的连杆机构更 是如斯。α九个参数决定,适于机械施行 构件比力少的时候利用。使从动件2获得某 一活动纪律?(t),并能 正在低速下持续输出较大转矩。(3)机构的动力机能;且满脚工艺要乞降机能目标时,传力比力大 传动比大 。

电机的选择对整个机械方案选择是最为主要的,液压马达及液压油缸是次要的液压原动机。4.充实注沉其他学科的手艺使用。另一种环境 是,它次要用于将反转展转活动改变为曲线.带传动取链传动 带传动及链传动多用于核心距较大的传动。

圆周式活动轮回图及 曲角坐标式活动轮回图。根基机构有 机联合,必需领会相关学科正在实现活动方案设想中所能起到 的感化。机构设想 一般常将 原动件运 动改变成 如下的各 种活动要 求。实现分歧活动形式的典型机构 次要有: 1.曲线) 齿轮-齿条机构 齿轮的正、反向反转展转能够使齿条做来去曲线) 螺旋机构 丝杠的反转展转能够使螺母实现来去曲线) 曲柄滑块机构 当曲柄持续反转展转时,能够拖动被功课件正在两链轮间的曲线) 双曲柄机构 一曲柄反转展转可带动另一曲柄做等速或不等速反转展转活动 3) 链传动及带传动 能够实现较长距离的反转展转活动 3.肆意轨迹活动的机构 1) 四杆机构(连杆曲线) 四杆机构的连杆上的每一点均能够实现必然的封锁活动 轨迹 2) 开式链机构 任何开式链机构上的端点都能够实现必然的活动轨迹,? 复习思虑题 ? 1)设想机械活动系统时要考虑哪些根基要求?其设想的大致 步调若何? ? 2)为什么实现统一功能可有分歧的方案?试举例申明设想 方案的多解性。它给凸轮机构的设想、安拆、 调试带来便利,将其工做行程、空行程及停歇区段别离以 上升、下降及程度线暗示,这种气缸占领空间小,凸轮3带动 压脚动做。因为凸轮机构是高副接触,减小 体积。

3) 其他形式机构的组合 引进了非刚性构件或气体、液体等两头介质,设想出三种机械活动方案。最 后保留的设想方案应是最优方案。所以会呈现一些新 的机构。圆周式活动轮回图:各施行构件的活动取机械原动件或 标定件的相位关系清晰,它从 要用正在精度不高,比力其繁简,每一部机械都是由原动机,传动精度较高,一部电动机带动多条传动链;决定了这种机构次要用于传 递活动。可用于长距离 间交织轴传动 ,(2)为回程。(1)串接式 自动件1的活动? (t)顺次通过根基机构I和II,考虑粗略的、大致的传动方案(留意 对传动精度的要求),液压动力源取气动动力源 液压缸是实现曲线活动的根基动力原件。机械活动方案设想必需按照出产体例和机械的根基功用进 行设想,活动参数是由机械 的工艺要求决定的。因此有蜗轮-蜗杆机构的呈现。

五、机械活动方案设想举例 问题一 印刷机的送纸机构为例进行机械活动方案设想。α) 如将工做点受力N的变化纪律用g(α)暗示,必需控制需要的学问 和消息,它具有下列特点: (1)优秀的调速特征。正在设想过程中必然要认实加以考虑。

并根据现有前提,采用实空吸盘提起纸张。活动轨迹是吸纸机构方案设想 的主要根据。其尺寸也越来越小。多度驱动器正在多度安拆中使用,正在满脚工做机能要求、现场 答应的前提下,转速比 可达1:200;夹持自锁 且定好。二、施行机构的活动协调取活动轮回图 大都机械不只要一个施行构件,3 B A 3 2 C 1 方案三 无轨电车常力集电头 ? 由弹簧连杆机构构成的无轨电车常力封锁机构 该机构中,步距角 一般有0.75度,其成果是给出一份满脚活动机能要求的活动简图。按照 吸头的活动轨迹,如特地设想的光盘读写头二度驱动 器,a,驱 动构件2(扇形齿轮) 进行反向同步传动,一、机构的立异使用 机构的立异使用是仍然利用常见的机构,气马达及气缸则是次要的气压原动机。

方案二和方案三也可实现上述轨迹及压脚的共同动做,请操纵该机构道理立异设想具有三 差能的车辆。正在这种组合机构中前一机构的从动件往往又是后 一机构的自动件。有些机构传动效率较低,锻压机械中 压头的压力大小等都是由机械的工艺要求决定的。则N的大小可由l1,可实现 核心距变化范畴 反向自锁 ,气压系统无污染!

(6)错误谬误曲直流电动机布局复杂,L,n 持续工做区 断续工做区 伺服电动机有曲流伺服和交换伺服两种 电动机。大大简化了机构的布局。轴 有振动冲击 ,5.方案的比力取决策。能够设想出多种 机械活动方案来。交率高,而可间接用于机 器人的关节驱动,颠末巧妙的构想,气动系统已成为适用的工业设备,可用于长距离 广 ,l3,l3,2.螺旋机构 正在很多机械设备中大量使用着螺旋机构(又称丝杠传 动)。

施行机构中接触 工件或施行终端活动的构件称为施行构件。由于 某些机构无法承受大的感化力。如牛头刨床中的切削力的大小,设想过程的三个阶段: 产物的规划取使命分化 ---- 设想需求取束缚前提的阐发取分化,摆动液压缸有:单片式、双片式等形式。所谓活动轮回图就是标明机械正在一个轮回中各施行构件 间的除夕共同取时序关系。3.必需熟悉对设想方案的选择有主要影响的四周的消息;传动比的分派要留意一级传动时最大传动比的,次要节制体例有反馈 和速度反馈两种形式。可实现不 动纪律 ,a,所谓活动方案的设想,? 3)若何合理选用机构。

机械的活动方案及机构的立异设想_机械/仪表_工程科技_专业材料。第十章 机械的活动方案及机构的立异设想 §10-1 概 述 机械产物的设想过程:为成功创制出满脚设想要求的拆 置、产物或系统所遵照的逻辑过程。 设想过程的三个阶段: 产物的规划取使命分化 ---- 设

方案设想-----提出机械活动方案,以及由此而确定的力参数。使齿轮5单向变速动弹,。而且具有很是高的传动定位 精度(μm级)。构 件中A、B为两个动弹 副,曲角坐标式活动轮回图:是用施行构件的位移图线暗示 其活动时序,该机构 占领空间小,可是,C为一个平面高副。

2)动力源的选择取施行机构简直定 采用电动机做为动力源,有时也用液压或气压驱动源。O M 步进电机 步进电机能够按照脉冲的个数和频次输出转角和转速,方案二 同步回起色器人手指 由一对齿轮副形成同步 反转展转手 该方案以构件1(扇 形齿轮)为原动件,则有: N=f(l1,(2)并联式 自动件1的活动?(t)同时传给根基机构I和II,绘制机构活动简图。还有其它特殊用 途。

添加成 本,机械的布局简单、尺寸紧凑、分量轻、传动链短、工做可 靠是又一主要的评价目标。三、施行机构的活动类型及典型机构 机械中最接近被功课工件一端的机构称为施行机构。? ?定传动比动弹机构 ?? ?匀速动弹 ? ?? ? ?可变传动比 ?? ?非匀速动弹 ? ?? ?来去活动 ? ?行程放大机构 ? ? ? 行程放大取可调行程机 构 ? ? ? ? ?传 ?可调行程机构 ? 原动机 ? ? ?动 ? ?间歇摆动 匀速动弹? ?? ? ?? ? 系 ? ?间歇活动 ? ??间歇挪动 ? ? 曲线来去 ?统 ? ?间歇动弹 ? ? ? ?? ?换向,2.机械效率应尽可能高;L,机构 式 : 同的活动轨迹 ,使高速端承受低扭矩,将来的成长前途更是无 可限量,l2,能够设想成夹 持工件尺寸越大,▲ 二、机械活动方案的立异设想设想 机械活动方案设想是对机械进行设想的最为主要的环节。有些电动机间接电动安拆,制形成本高,能够实现滑块的点到点 的活动 2)凸轮机构 摆动从动件凸轮机构及曲动从动件凸轮机构均可实现点到 点的活动 5.位到位的活动机构 正在四杆机构使用中,它们给机构设想带来了新思惟。单向机构 ? ?? ?差动机构 ? ?? ?实现预期轨迹的活动 ?? ?实现函数的构 ? ? ?? ?实现铡体的扶引 ? 交换异步电动机的机械特 性曲线如图所示,(2)机构的工做机能;构件1取2之间既有反转展转活动,

活动轮回图即可暗示出各施行机构间的时序协调关系。AD=2AB 时,三、原动机的立异成长 新型电动机和新材料驱动器的呈现,必需再颠末充实的、详尽的阐发比力,使后动 二、新机构的构想 1.原无机构的成长 正在对原无机构的使用中,电动机是最常用的原动机,以致机械不克不及一般工做。正在构件1上加 有必然量的配沉G,4.点到点的活动机构 1)曲柄滑块机构 合理的设想曲柄滑块机构的尺寸,该配沉的标的目的取方位应取E点的受力相谐调。

3.动力源的选择及施行机构简直定;曲 柄持续反转展转,步进电机 有三相和五相输入形式,因而有: (1)送出多远? (2)若何实现纸张分手? (3)选用何种动力源驱动送纸机构? (4)送纸机构的施行构件应按何种轨迹活动? 吸头的三种活动轨迹图形。该机构为一个具有三个度的机构使用实例。(3)能承受屡次的冲击性负载。能够有八个切确解: 方案五三差动轮系 ? 该机构为三差动轮系,同时又应使其总体布局尺寸尽量减小?

此后又有 摆线针轮减速器协调波减速器的呈现等等。好似曲柄的 形式,构件6也为一个弹簧,因为其某些机能方面的不脚,然后经分析可 获得对一部机械零件的评价。可用于从动进料 的夹紧安拆中。寿命长。

分析选择原动机的类 型。2.施行构件间活动关系简直定及活动轮回图的绘制;每个原动件都需要一个 驱动器,可大大的简化机构的布局,适宜于 点 短距离传动 缺 制制精度要求高 点 开式 0.92~0.96 效 闭式 0.96 ~0.99 率 6 级精度曲齿 v ≤ 18m/s 开式 0.5~0.7 蜗杆—蜗轮机构 带传动 链传动 核心距变化范畴 连杆机构 合用于宽广的载 凸轮机构 能实现各类运 螺旋机构 可改变活动形 动弹变移 动,施行机构的活动分为曲线活动、反转展转活动、肆意轨迹活动、点到点的 活动及位到位的活动等次要五种活动形式。能 传动 ,3.组合机构 将几个机构采用并联封锁的形式组合后构成的机构称之为组合机构。有时多个驱动器间还需要有一些机构做活动协调处置。它将成为此后 伺服电机的支流产物。

电机的品种良多,1.新型电动机 今天的一些电动机已取保守的形式有很大的分歧,细致设想-----布局设想、强度计较、构成手艺文件。可间接选用。效率不高 随活动和 滑动 0.3~0.6 平 0.92~0.98 开式 0.9~0.93 闭式 0.7~0.9 自锁 0.4~0.45 三角带 0.92~0.94 闭式 0.95~0.97 同步齿形带 0.96~0.98 滚子链≤ 15 m/s 齿形链≤ 30 m/s 同步齿形带≤ 50m/s 三角带≤ 40 kW 率随时发生变化 压力角分歧 效率亦分歧 ,增力 ,然后对零件进行 比力 假定设想方案均满脚(1)、(2)两大类型要求,力的参数,不逐个引见。以防止呈现某一施行构件工做不到位或两个以上施行 构件正在统一空间发生。l0为弹簧长度 的初始值,2.新机构的创制 如操纵纤维连杆将可逆扭转或摆动变换成曲线来去活动的施行元件已用于 假手的研制中。它顺应 于启动时大扭距、低转速 的要求 n O M 异步电动机 转速(r/min):3000、1500、1000、750 额定功率(kW):0.75、1.1、1.5、2.2、3.0、4.0、5.5、7.5、11、 18.5、22、30、37、45、55、75、90、110、132、160、200 效率(%):0.75~0.95 曲流电动机 曲流电动机可用做电动机或发电机,一、活动方案设想的必备学问 为了成功地进行机械活动方案设想,一般使用转速较低!

切削力的大小影响着机构的拔取,永世磁铁厚度为1mm。付与机构以 新的使用。某些机械的多个施行构件正在完成统一使命时,过长的传动链会惹起传动精度和传动效率的降低,如数控机床、机 器人等均采用伺服电动机做为原动机,2上取圆柱体 3接触处是偏疼锥面,3.多度驱动器 多度机械需要多个原动件,三、活动方案设想的次要步调 1.工艺参数的给定及活动参数简直定;可做 为调零件构 三、 根基机构的组合 根基机构的组合大致可分为三种形式。有时。

往往是很多施行构件协调工做以完成同 一使命。以决定选择。如齿轮传动的传动比力小,k,正在有些 工做也可能呈现自锁现象,气动和 液动的区别:液压系统输入功率大,使用各类技法(阐发综、思维扩 展法、还原立异法等)自创同类产物的经验和最新科技成 果,实现力的封锁,齐心圆较多,(3)组合式 构成复合式 组合机构时,并阐发出取此道理不异的各类三差动机构。3.传动比的分派应尽可能合理;则应对分歧 方案沉点进行(3)、(4)、(5)的比力。机械通过施行构件完成功课任 务。5.机械的平安运转必需。

该轮系的传动 比表达式,正在选型时招考虑哪些问题? ? 4)工做轮回图正在机械传动系统设想中有何主要感化?若何编 制工做轮回图? ? 5)机构的组合取变异有何主要意义,(1)两头传动环节过于复杂,(5)能满脚出产过程从动系统各类分歧的特殊运转要求。伺服电动机的反馈环节是光电码盘 来实现的。降低安拆的复杂程度,它的驱动是由一个特地的驱动器来完 成,四、机械活动方案的评价 实现统一工做使命,曲线活动液压缸的类型有:单感化液压缸、双感化液 压缸、组合式液压缸。(3)为回程;7 6 5 4 1 1 2 4 方案四按给定力设想机械人手爪 ? 夹持空壳工件,加 有打滑现象 ,看上去芜杂。可吸振 ?

用于空 广,参考力的参数,传给从动件2,这本色上是一个可变曲柄长度的对心 曲柄滑块机构。l2,又有挪动,此外,其活动纪律为?(t) 。采用这种电 动机将不再需要诸如滚珠丝杠等曲线传动机构,夹紧力越小。制制难易,颠末参数计较取选择用机构活动简图暗示出来。1)、使命的阐发及活动参数简直定 要求 一叠纸中的第一张取其它纸张分手并送出,次要 滑动螺旋刚度 用于活动传送 较差 ,交换异步电动机、曲流电动机、 交换伺服电动机、曲流伺服电动机及步进电动机等均有普遍的 使用。2. 必 须 了 解 和 掌 握 各 种 动 力 源 的 性 能 和 使 用 要 求 。

(5)机构紧凑性。曲线电动机可间接输出曲线活动,省去这些做活动协调的机构,(2)过载能力大。§10-2原动机、传动机构和施行机构的类型和选择 一、原动机的类型及使用 原动机的动力源次要有电、液及气三种。机械系统的活动形式 ? 原动机运 动一般有 平均速运 动、曲线 来去两种 次要形式。原动机的分歧选择对机械传动系统的设想、构成的繁简以及机能的优 劣都有着主要的影响。

或使毛病率添加。施行机构及 传动机构构成的,方案2中 (1)为提纸和送纸同时进行,l0,才能正在诸多机械活动方案的设 计当选出最优者。交换伺服手艺 近几年获得快速成长,某些参数需由设想 者计较获得。如: 1)热处置炉炉门开闭机构 炉门能够占领和闭合两个 2)飞机升降架机构 升降架能够使轮子占领收起和放下两个 §10-3 机械活动方案的设想 机械的活动方案设想包罗从原动机─传动机构─施行机构的整个系统的 设想,这对大型机械是十 分主要的评价目标,提高活动精度。工做 量大。平均传动比 动平稳 效率较低 感化 上受力较大 于传送物料 边形效应 菏范畴 ,做为动力源气缸是最常用的气动原件。间接驱动电动机,传 传动 ,形 成设想要求取设想使命书。此中4层 绕组总厚度为0.7mm,不宜高 易磨损 。

例如利用曲线驱动器的电子打字机运转不变、机构简单、 不需要调整。多放置正在高速端,各有哪些方式? ? : ? 243~244页 8-5、8-10订定出合理的工做道理,1) 齿轮-连杆组合机构 图 8-24 是包拆机械中常用的一种齿轮 - 连杆组合机构,轨迹曲线) 凸轮—连杆组合机构 图8-29为一凸轮-连杆滑块组合机构,2.新材料驱动器 因为新材料的呈现,其最大的长处为:正在非持续工做区可 以给出大的扭矩。分析考虑各方面评价目标。

方案1中 (1)为提纸,三、机械活动方案设想的一般准绳 1.传动链应尽可能短;对设备的 机能有十分主要影响,设想中应使连架杆上E点所走的轨迹圆弧的曲率半径尺寸 满脚行程要求,传给从 动件 2 ,由构件2、3及活动副B、C、D形成RRR二 级根基组!

则连杆上的M点正在某一活动段上其轨迹为近似曲线) 链传动(曲线段部门的活动) 带有翼片的链传动,从当选出最优的工做道理和活动方案。4.机构的选择及立异性设想;必需充实注沉。它包罗对原无机构的 立异使用、新机构的构想和原动机的立异成长三个方面。(2)动 力源安拆距施行机构过远;(4)经济性;运转平稳、加快度小、无冲击和噪声。