第十三章机构设计的创新方法.ppt
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1、一、本章主要内容,1、了解机械系统设计的整个过程(执行系统方案设计、 传动方案设计等) 2、明确设计的目的,掌握各设计项目的设计内容和要求。,二、本章重点和难点,机械总体方案设计阶段的设计内容和设计思想,第十三章 机构设计的创新方法,一、概 述 1、机器设计制造的一般过程 机器的使用功能要求-用户市场需求决定 机器的使用功能原理设计 功能原理实现与分解-机构选型与运动协调 机构设计-性能分析与尺寸优选 零件设计-强度计算与结构设计 工艺设计-加工过程与工装设计 制造与装配-加工, 装配, 调试,机器的使用功能原理设计 不同原理实现方式-得到不同原理的机器-原理创新-革命 如何实现? 实现功能的
2、要求-物理化学原理 -专业与行业特点-学科交叉 切削机床-去除金属的物理化学原理 裁剪机-切割布料的物理化学原理 相应的整台机器的机械功能(动作与外观) 动作-运动与力, 外观-造型,3 功能原理实现与分解 实现整台机器物理化学原理的机械功能 如何实现相应的机械功能 机械功能-工艺动作-复合机械动作 复合动作-运动, 力和外观 复合运动的分解-分解为简单 动作(运动与力), 简单运动: 回转运动, 移动 简单运动的实现: 机构选型 简单运动的合成-运动协调 外观-造型,4 运动方案设计 实现机械功能-工艺动作-复合机械动作 运动设计 : 机构选型设计, 性能分析与尺寸优选 机构选型设计: 实现
3、简单运动: 回转运动、 移动 性能分析: 使用、 运动、 动力、 制造 、 维护 尺寸优选: 以提高运动, 动力性能为目标 运动协调: 多个机构实现复合工艺动作的协调关系,二 设计步骤,对使用功能进行功能与工艺动作分解专业知识 运动与力 的要求-执行构件的生产阻力, 运动参数 2. 工艺动作的运动设计-机构选型与参数设计 原动机-传动路线(机构)-执行机构 (1) 原动机的运动参数 回转运动 电机、液压马达、气动马达等 往复直线运动 往复式油缸或气缸 (2) 回转运动 连续转动 转/分 间歇转动 次/分,动/停 往复摆动 次/分, 摆角大小,行程速比系数,(4) 机械传动系统方案的拟定 机构的
4、原始运动参数 1) 执行构件的运动参数,(3) 直线运动 往复直动 行程数/分,行程大小,行程速比系数 带停歇往复直动 次/分 停歇位置, 时间 行程 速度 带停歇单向直动 进给量/分,曲线运动 x , y 或 x=x(t), y=y(t),回转运动 连续转动 转/分 间歇转动 次/分,动/停 往复摆动 次/分, 摆角大小,行程速比系数,直线运动 往复直动 (行程数/分,行程大小,行程速比系数) 带停歇往复直动 (次/分 停歇位置 时间 行程 速度) 带停歇单向直动 (进给量/分),2) 原动机的运动参数 回转运动 电机,液压马达,气动马达等 往复直线运动 往复式油缸或汽缸,各执行构件间的协调
5、配合 ()总传动比原动机的转速执行构件转速 ()各执行构件间互相有关,须严格配合包括 a)运动速度的配合 b)动作的配合 动作次序,机械的工作循环图-机械的运动循环图 表明机械一个工作循环中各执行构件的运动配合关系图 该图是将各执行机构的运动循环按同一时间(或转角)比例尺画出的循环图,并且以其某一主要执行构件的工作起点为基准来表示各执行机构的运动循环相对于该主要执行机构而动作的先后次序,既可以达到互相协调的目的,又最大限度地缩短运动循环周期,提高生产效率。 常见的机械的运动循环图有: ()直线式工作循环图 ()圆周式工作循环图 ()直角坐标式工作循环图,特点:绘制方法简单,能清楚地表示出一个运
6、动循环内各执行构件间运动的先后顺序和位置关系。但由于不能显示各执行构件的运动变化情况,只有简单的文字表述,使运动循环图的直观性较差。,绘制方法:将机械在一个工作循环中各执行构件各运动区段的起止时间(或转角)和先后顺序,按比例绘制在直线轴上,形成长条矩形图,如图所示,()直线式工作循环图,绘制方法:以原点O为圆心,作若干个同心圆环,每一个圆环代表一个执行构件。由各相应圆环分别引径向直线表示个执行构件不同运动区段的起始和终止位置,如图所示。 特点:因为机械的运动循环通常是在主轴或分配轴转一周的过程中完成的,因此,能直观地看出各执行机构中原动件在主轴或分配轴上所处的相位,便于各执行机构的设计、安装和
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