第十四章機械系統(tǒng)的方案設計

1、第十四章 機械傳動系統(tǒng)方案的設計機械設計的一般過程：機械設計的一般過程：計劃計劃（提設計任務、可行性研究、編設計任務書）（提設計任務、可行性研究、編設計任務書） 方案設計方案設計（提出若干可行方案、分析對比、評價決策尋求最佳）（提出若干可行方案、分析對比、評價決策尋求最佳） 技術設計技術設計（全套設計圖紙和各種技術文件）（全套設計圖紙和各種技術文件） 試制試驗試制試驗（發(fā)現(xiàn)問題，加以改進）（發(fā)現(xiàn)問題，加以改進） 投產以后投產以后（收集問題，改進設計）（收集問題，改進設計）由若干種不同機構組合由若干種不同機構組合而成，能實現(xiàn)機械工藝而成，能實現(xiàn)機械工藝過程所需運動的系統(tǒng)。過程所需運動的系統(tǒng)。單一

2、的常用基單一的常用基本機構本機構機械傳動系統(tǒng)機械傳動系統(tǒng)工程實際中：工程實際中：方方案案方方案案方方案案n優(yōu)化選取優(yōu)化選取創(chuàng)造性的工作！創(chuàng)造性的工作！要求：要求：1)1)注重多學科知識的綜合應用；注重多學科知識的綜合應用；2)2)注重總結與實踐經驗的積累；注重總結與實踐經驗的積累；3)3)充分發(fā)揮創(chuàng)造思維和想象能力，靈活應用各種設充分發(fā)揮創(chuàng)造思維和想象能力，靈活應用各種設 計方法與技巧。計方法與技巧。以便設計出新穎、靈活、高效的機械傳動系統(tǒng)擬定過程考慮因素：擬定過程考慮因素：實現(xiàn)運動學和動力學要求；成本、重量、尺實現(xiàn)運動學和動力學要求；成本、重量、尺寸、機械效率、壽命等。寸、機械效率、壽命等。

3、執(zhí)行系統(tǒng)的方案設計執(zhí)行系統(tǒng)的方案設計 功能原理設計功能原理設計 動作及運動設計動作及運動設計 執(zhí)行機構的型式設計執(zhí)行機構的型式設計 執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調設計執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調設計 執(zhí)行系統(tǒng)的方案評價與決策執(zhí)行系統(tǒng)的方案評價與決策機械傳動總體方案設計的內容機械傳動總體方案設計的內容2. 2. 原動機類型的選擇原動機類型的選擇 （4 4）控制系統(tǒng)的方案設計）控制系統(tǒng)的方案設計（3 3）傳動系統(tǒng)的方案設計）傳動系統(tǒng)的方案設計 傳動類型的選擇傳動類型的選擇 傳動路線的選擇傳動路線的選擇 傳動鏈中機構順序的安排傳動鏈中機構順序的安排 各級傳動比的分配各級傳動比的分配 潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng) 故障監(jiān)測系

4、統(tǒng)故障監(jiān)測系統(tǒng) 安全保護系統(tǒng)安全保護系統(tǒng) 照明系統(tǒng)照明系統(tǒng)（5 5）其它輔助系統(tǒng)的設計）其它輔助系統(tǒng)的設計機械執(zhí)行系統(tǒng)運動方案設計機械執(zhí)行系統(tǒng)運動方案設計 執(zhí)行系統(tǒng)是直接完成機械系統(tǒng)預期工作任務的部分。執(zhí)行系統(tǒng)是直接完成機械系統(tǒng)預期工作任務的部分。由由一個或多個執(zhí)行機構一個或多個執(zhí)行機構組成。執(zhí)行構件的數(shù)量及運動形組成。執(zhí)行構件的數(shù)量及運動形式、運動規(guī)律和傳動特性等要求，決定了整個執(zhí)行系統(tǒng)的式、運動規(guī)律和傳動特性等要求，決定了整個執(zhí)行系統(tǒng)的結構方案。結構方案。 機械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設計是機械系統(tǒng)總體方案設計的機械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設計是機械系統(tǒng)總體方案設計的核心。核心。 一、主要內容和過程一、主要內

5、容和過程 執(zhí)行系統(tǒng)運動方案設計，是在產品規(guī)劃明確擬定了其執(zhí)行系統(tǒng)運動方案設計，是在產品規(guī)劃明確擬定了其功能目標功能目標后進行的。其過程表示在圖中。后進行的。其過程表示在圖中。 功能原理設計功能原理設計 考慮選擇何種工作原理來實現(xiàn)機械預期的考慮選擇何種工作原理來實現(xiàn)機械預期的功能。采用的工作原理不同，設計出的機械功能。采用的工作原理不同，設計出的機械會有很大的差異，因此必須根據(jù)機械的具體會有很大的差異，因此必須根據(jù)機械的具體工作要求，如強度、精度、壽命、效率、產工作要求，如強度、精度、壽命、效率、產量、成本、環(huán)保等諸多因素綜合考慮確定，量、成本、環(huán)保等諸多因素綜合考慮確定，盡可能多采用幾個方案。

6、盡可能多采用幾個方案。 動作及運動設計動作及運動設計 根據(jù)工藝要求進行工藝動作的分解及執(zhí)行根據(jù)工藝要求進行工藝動作的分解及執(zhí)行運動的確定。同一個工作原理，可以有多種運動的確定。同一個工作原理，可以有多種工藝動作分解。不同的工藝動作分解，將會工藝動作分解。不同的工藝動作分解，將會得到不同的設計結果。得到不同的設計結果。 執(zhí)行機構型式設計執(zhí)行機構型式設計 實現(xiàn)同一種運動，可以選擇不同型式的機實現(xiàn)同一種運動，可以選擇不同型式的機構。選用何種機構來實現(xiàn)所需運動，這需要構。選用何種機構來實現(xiàn)所需運動，這需要考慮機構的動力特性、機械效率、制造成本考慮機構的動力特性、機械效率、制造成本等因素。等因素。 執(zhí)行

7、系統(tǒng)的協(xié)調設計執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調設計 對于由多個執(zhí)行構件及執(zhí)行機構組合而成對于由多個執(zhí)行構件及執(zhí)行機構組合而成的復雜機械，必須使這些執(zhí)行構件的運動以的復雜機械，必須使這些執(zhí)行構件的運動以一定的次序協(xié)調配合，以完成預期的工作要一定的次序協(xié)調配合，以完成預期的工作要求。求。 機構的尺度設計機構的尺度設計 對所選擇的各個執(zhí)行機構進行運動和動力對所選擇的各個執(zhí)行機構進行運動和動力設計，確定各執(zhí)行機構的運動學尺寸，如轉設計，確定各執(zhí)行機構的運動學尺寸，如轉動副間的相對位置尺寸、移動副的導路位動副間的相對位置尺寸、移動副的導路位置、高副運動副元素的幾何形狀及尺寸等置、高副運動副元素的幾何形狀及尺寸等等。等。

8、運動和動力分析運動和動力分析 對整個系統(tǒng)進行運動分析和動力分析，檢對整個系統(tǒng)進行運動分析和動力分析，檢驗是否滿足運動要求和動力性能方面的要驗是否滿足運動要求和動力性能方面的要求。求。 方案評價與決策方案評價與決策 方案評價包括定性評價和定量評價。實現(xiàn)同一方案評價包括定性評價和定量評價。實現(xiàn)同一種功能要求，可以采用不同的工作原理；實現(xiàn)同種功能要求，可以采用不同的工作原理；實現(xiàn)同一種工作原理，可以選擇不同的運動規(guī)律；實現(xiàn)一種工作原理，可以選擇不同的運動規(guī)律；實現(xiàn)同一種運動規(guī)律，可以采用不同型式的機構。因同一種運動規(guī)律，可以采用不同型式的機構。因此，為了實現(xiàn)同一種預期的功能要求，可以有多此，為了實現(xiàn)

9、同一種預期的功能要求，可以有多種不同的方案。機械執(zhí)行系統(tǒng)方案設計所要研究種不同的方案。機械執(zhí)行系統(tǒng)方案設計所要研究的課題，就是如何合理地利用設計者的專業(yè)知識的課題，就是如何合理地利用設計者的專業(yè)知識和分析能力，創(chuàng)造性地構思出各種可能的方案，和分析能力，創(chuàng)造性地構思出各種可能的方案，并從中選出最佳方案。并從中選出最佳方案。 二、執(zhí)行系統(tǒng)運動方案設計策略二、執(zhí)行系統(tǒng)運動方案設計策略 ( (一一) ) 功能分析與功能求解功能分析與功能求解 1. 功能分析功能分析 功能分析法功能分析法是系統(tǒng)設計中擬定功能原理方案的主要是系統(tǒng)設計中擬定功能原理方案的主要方法。方法。 一臺機器所能完成的功能，稱為機器的一

10、臺機器所能完成的功能，稱為機器的總功能總功能。功能分析法就。功能分析法就是將機械產品的總功能分解成若干是將機械產品的總功能分解成若干功能元功能元，然后求解功能元，再將其，然后求解功能元，再將其組合，得到滿足總功能要求的多種解決方案，以供評價選擇。組合，得到滿足總功能要求的多種解決方案，以供評價選擇。 2. 功能求解功能求解 根據(jù)機構的根據(jù)機構的基本功能，歸納整理基本功能，歸納整理為功能元。任何一個為功能元。任何一個復雜的機構系統(tǒng)所要復雜的機構系統(tǒng)所要實現(xiàn)的運動，都可以實現(xiàn)的運動，都可以認為是由一些基本的認為是由一些基本的功能元按一定規(guī)律組功能元按一定規(guī)律組成的，根據(jù)功能元就成的，根據(jù)功能元就易

11、于找到相應的功能易于找到相應的功能載體，實現(xiàn)功能元的載體，實現(xiàn)功能元的求解。求解。 基本功能元及符號表示基本功能元及符號表示 列出功能元解的目錄。為了便于設計人員進行功能原列出功能元解的目錄。為了便于設計人員進行功能原理的構思，可以將有關的功能元解，按一定的分類排序原理的構思，可以將有關的功能元解，按一定的分類排序原則，用矩陣表的形式列出。則，用矩陣表的形式列出。 注意功能求解的技巧。注意功能求解的技巧。注意：注意：機械執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理及運動方案設計的多方案性機械執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理及運動方案設計的多方案性 為實現(xiàn)同一預定的功能目標，可以選擇不同的為實現(xiàn)同一預定的功能目標，可以選擇不同的功能原

12、理來實現(xiàn)，選用不同的技術原理來完成。功能原理來實現(xiàn)，選用不同的技術原理來完成。例例 齒輪加工方法齒輪加工方法 無屑加工無屑加工( (精密鑄造、粉末冶金成精密鑄造、粉末冶金成型、滾壓成型型、滾壓成型) )、切削加工、切削加工( (成型法、展成法成型法、展成法) )、成型法加工的、成型法加工的盤狀齒輪銑刀和指狀齒輪銑刀、展成法的滾齒和插齒盤狀齒輪銑刀和指狀齒輪銑刀、展成法的滾齒和插齒例例 糖果包裝機設計糖果包裝機設計例例 自動輸送料板的裝置自動輸送料板的裝置 紐結式紐結式折疊式折疊式接縫式接縫式機械推拉機械推拉平板摩擦平板摩擦 工藝動作分解與運動方案選擇有著密切關系。實現(xiàn)同一機器功能工藝動作分解與

13、運動方案選擇有著密切關系。實現(xiàn)同一機器功能時，應盡可能采用動作簡單、工序少數(shù)的動作過程。時，應盡可能采用動作簡單、工序少數(shù)的動作過程。 例例 加工內孔加工內孔 摩擦輪摩擦輪底部氣吸底部氣吸頂部氣吸頂部氣吸車床車床鏜床鏜床鉆床鉆床拉床拉床 例例 加工平面加工平面 牛頭刨床刀具往復運動牛頭刨床刀具往復運動龍門刨床工件往復運動龍門刨床工件往復運動三種不同的從地下取液體的運動規(guī)律方案三種不同的從地下取液體的運動規(guī)律方案a）往復移動改變容積）往復移動改變容積 b）往復擺動改變容積）往復擺動改變容積 c）旋轉運動改變容積）旋轉運動改變容積 （ 二）執(zhí)行機構的型式設計、創(chuàng)新與系統(tǒng)的協(xié)調二）執(zhí)行機構的型式設計

14、、創(chuàng)新與系統(tǒng)的協(xié)調 機械傳動系統(tǒng)的作用就是將原動機的運動和動力傳遞到執(zhí)行構機械傳動系統(tǒng)的作用就是將原動機的運動和動力傳遞到執(zhí)行構件，執(zhí)行構件的選擇件，執(zhí)行構件的選擇,就是根據(jù)擬定的工作原理和工藝動作過就是根據(jù)擬定的工作原理和工藝動作過程，程，確定執(zhí)行構件的數(shù)目、運動形式、運動參數(shù)、運動協(xié)調關系確定執(zhí)行構件的數(shù)目、運動形式、運動參數(shù)、運動協(xié)調關系。這是項創(chuàng)造性的工作，直接影響到整個機械系統(tǒng)的傳動方案。這是項創(chuàng)造性的工作，直接影響到整個機械系統(tǒng)的傳動方案。即使對于同一功能原理，也會有不同的運動方案。即使對于同一功能原理，也會有不同的運動方案。一個執(zhí)行構件一個執(zhí)行構件兩個執(zhí)行構件兩個執(zhí)行構件、執(zhí)行構

15、件的運動設計、執(zhí)行構件的運動設計1)1)執(zhí)行構件的數(shù)目執(zhí)行構件的數(shù)目根據(jù)工作原理根據(jù)工作原理工藝動作過程工藝動作過程執(zhí)行構件的數(shù)目執(zhí)行構件的數(shù)目運動形式運動形式運動參數(shù)運動參數(shù)運動協(xié)調關系運動協(xié)調關系取決于機械分功取決于機械分功能或分動作的多少，能或分動作的多少，兩者不一定相等，要兩者不一定相等，要具體分析確定。具體分析確定。如立式鉆有兩種方案如立式鉆有兩種方案: :2)2)執(zhí)行構件的運動形式和運動參數(shù)執(zhí)行構件的運動形式和運動參數(shù)直線運動直線運動曲線運動曲線運動復合運動復合運動往復擺動往復擺動執(zhí)執(zhí)行行構構件件運運動動形形式式回轉運動回轉運動每分鐘轉數(shù)每分鐘轉數(shù) rpmrpm由兩個以上單一運動合

16、成由兩個以上單一運動合成 間歇回轉間歇回轉停歇往復直線停歇往復直線停歇單向直線停歇單向直線沿可變曲線運動沿可變曲線運動連續(xù)回轉連續(xù)回轉沿固定曲線運動沿固定曲線運動往復直線往復直線每分鐘轉位次數(shù)、轉角大小、運動系數(shù)每分鐘轉位次數(shù)、轉角大小、運動系數(shù)每分鐘擺動次數(shù)、轉角大小、行每分鐘擺動次數(shù)、轉角大小、行程速比系數(shù)程速比系數(shù)每分鐘行程數(shù)目、大小、行程速比系數(shù)每分鐘行程數(shù)目、大小、行程速比系數(shù)每循環(huán)停歇次數(shù)、位置、時間、每循環(huán)停歇次數(shù)、位置、時間、行程大小和工作速度。行程大小和工作速度。每次進給量的大小。每次進給量的大小。 砂輪砂輪工件工件砂輪架砂輪架、各執(zhí)行構件間運動的協(xié)調配合和機械的工作循環(huán)圖、

17、各執(zhí)行構件間運動的協(xié)調配合和機械的工作循環(huán)圖1 1）各執(zhí)行構件間運動的協(xié)調配合關系）各執(zhí)行構件間運動的協(xié)調配合關系a)a)運動彼此獨立無需協(xié)調配合：運動彼此獨立無需協(xié)調配合：外圓磨床的砂輪和工件的四個運動彼此獨立。故應外圓磨床的砂輪和工件的四個運動彼此獨立。故應為每個運動單獨設計各自的運動鏈。為每個運動單獨設計各自的運動鏈。b)b)動作協(xié)調配合：動作協(xié)調配合：圖示圖示沖床沖床的兩個執(zhí)行構件中，要求：的兩個執(zhí)行構件中，要求：送料構件將原料送入?？咨戏胶螅瑳_頭才可進入?？姿土蠘嫾⒃纤腿肽？咨戏胶?，沖頭才可進入模孔進行沖壓；進行沖壓；圖示圖示折疊包裝機構折疊包裝機構的兩個執(zhí)行構件中，要求：的兩個

18、執(zhí)行構件中，要求： 餅干餅干1342餅干餅干2右折邊構件右折邊構件43包裝紙包裝紙左折邊構件左折邊構件1餅干餅干1342餅干餅干1342餅干餅干1342左折邊構件左折邊構件右折邊構件右折邊構件餅干餅干1342包裝紙包裝紙MBA兩個構件不能同時位于區(qū)域兩個構件不能同時位于區(qū)域MABMAB中，以免干涉。中，以免干涉。當沖頭上移一段距離后，才能進行下次送料動作。當沖頭上移一段距離后，才能進行下次送料動作。c)c)各執(zhí)行構件運動速度的協(xié)調配合：各執(zhí)行構件運動速度的協(xié)調配合：范成法加工時，刀具與齒坯之間必須保持精確的傳動比。范成法加工時，刀具與齒坯之間必須保持精確的傳動比。 對于有運動協(xié)調配對于有運動協(xié)

19、調配合要求的構件，往往采合要求的構件，往往采用以一臺原動機，用以一臺原動機， 通過通過傳動系統(tǒng)分配運動，實傳動系統(tǒng)分配運動，實現(xiàn)協(xié)調動作?，F(xiàn)協(xié)調動作。2 2）機械的工作（運動）循環(huán)圖）機械的工作（運動）循環(huán)圖定義：定義：設計機械時，用以表示機械在一個工作循環(huán)過設計機械時，用以表示機械在一個工作循環(huán)過 程中，各執(zhí)行構件之間運動配合關系的圖形。程中，各執(zhí)行構件之間運動配合關系的圖形。定標件：定標件：用其運動位置（轉角或位移）作為確定其它用其運動位置（轉角或位移）作為確定其它 執(zhí)行構件運動先后次序的基準。執(zhí)行構件運動先后次序的基準。形式：形式：直線式、圓周式、直角坐標式三種。直線式、圓周式、直角坐標

20、式三種。直線式工作循環(huán)圖直線式工作循環(huán)圖 退回退回停停 止止沖沖 制制 進給進給沖頭沖頭送料器送料器曲柄轉角曲柄轉角 0 90 180 270 360此例中主軸作為定標件。此例中主軸作為定標件。 圓周式工作循環(huán)圖圓周式工作循環(huán)圖 圖示為單缸四沖程內燃機的工作循環(huán)圖。曲軸圖示為單缸四沖程內燃機的工作循環(huán)圖。曲軸為定標件，轉為定標件，轉2 2圈為一個工作循環(huán)。圈為一個工作循環(huán)。 啟啟排排氣氣門門開開啟啟進進氣氣門門開開進進氣氣排排氣氣壓壓縮縮膨膨脹脹閉閉進進氣氣門門關關火火點點曲軸曲軸0 540 360 180 排排門門閉閉關關氣氣進進退退 靜止靜止 靜止靜止 靜止靜止 進進退退 MM左執(zhí)行機構左

21、執(zhí)行機構1 左執(zhí)行機構左執(zhí)行機構2 分配軸轉角分配軸轉角 0 90 180 270 360 直角坐標式工作循環(huán)圖直角坐標式工作循環(huán)圖 餅干包裝機工作循環(huán)圖中，餅干包裝機工作循環(huán)圖中，橫軸表示定標件的轉角，縱軸表橫軸表示定標件的轉角，縱軸表示示 執(zhí)行構件的轉角。執(zhí)行構件的轉角。餅干餅干1342餅干餅干2右折邊構件右折邊構件43包裝紙包裝紙左折邊構件左折邊構件1餅干餅干1342餅干餅干1342餅干餅干1342左折邊構件左折邊構件右折邊構件右折邊構件餅干餅干1342包裝紙包裝紙MBA兩個構件不能同時位于區(qū)域兩個構件不能同時位于區(qū)域M把把MAB中，以免干涉。中，以免干涉。餅干餅干1342餅干餅干2右折

22、邊構件右折邊構件43包裝紙包裝紙左折邊構件左折邊構件1餅干餅干1342餅干餅干1342餅干餅干1342左折邊構件左折邊構件右折邊構件右折邊構件餅干餅干1342包裝紙包裝紙MBA、常用機構、常用機構1 1）傳遞連續(xù)回轉運動的機構）傳遞連續(xù)回轉運動的機構嚙合傳動機構嚙合傳動機構 連桿機構連桿機構 傳遞連續(xù)傳遞連續(xù)回轉運動回轉運動的機構的機構摩擦傳動機構摩擦傳動機構 摩擦輪傳動摩擦輪傳動 帶傳動帶傳動 蝸桿傳動蝸桿傳動 鏈傳動鏈傳動 齒輪傳動齒輪傳動 平行四邊形機構平行四邊形機構 雙曲柄機構雙曲柄機構 2 2）實現(xiàn)單向間歇回轉運動的機構）實現(xiàn)單向間歇回轉運動的機構棘輪機構棘輪機構 齒輪齒輪-連桿機構

23、連桿機構 單向間歇單向間歇回轉運動回轉運動槽輪機構槽輪機構 不完全齒輪機構不完全齒輪機構 凸輪式間歇運動機構凸輪式間歇運動機構 適用于轉角固定的轉位運動。適用于轉角固定的轉位運動。 每次轉角小，或轉角大小可調的低每次轉角小，或轉角大小可調的低速場合。速場合。大轉角而速度不高的場合大轉角而速度不高的場合運動平穩(wěn)、分度、定位準運動平穩(wěn)、分度、定位準確，但制造困難、高精度定位、確，但制造困難、高精度定位、高速場合。高速場合。特殊要求的輸送機構。特殊要求的輸送機構。3 3）實現(xiàn)往復移動往復擺動運動的機構）實現(xiàn)往復移動往復擺動運動的機構凸輪機構凸輪機構 組合機構組合機構 往復運動往復運動連桿機構連桿機構

24、 螺旋機構螺旋機構 齒輪齒條機構齒輪齒條機構 液壓缸、氣缸液壓缸、氣缸 正弦機構正弦機構 正切機構正切機構 六連桿機構六連桿機構 曲柄滑塊機構曲柄滑塊機構 連桿機構的特點：連桿機構的特點：制造容易、承載能力大，但難以實現(xiàn)精確運制造容易、承載能力大，但難以實現(xiàn)精確運動，適用于無嚴格運動規(guī)律的場合。動，適用于無嚴格運動規(guī)律的場合。 凸輪機構的特點：凸輪機構的特點：能實現(xiàn)任意復雜的運動和各構件之間的運動能實現(xiàn)任意復雜的運動和各構件之間的運動協(xié)調，承載能力不大。協(xié)調，承載能力不大。 螺旋機構的特點：螺旋機構的特點：可獲得大的減速比和較高的運動精度，可獲得大的減速比和較高的運動精度，常用作低速進給和精密

25、微調機構。常用作低速進給和精密微調機構。 齒輪齒條機構的特點：齒輪齒條機構的特點：適用于移動速度較高的場合，精密適用于移動速度較高的場合，精密齒條制造困難，傳動精度及平穩(wěn)性不及螺旋機構。齒條制造困難，傳動精度及平穩(wěn)性不及螺旋機構。 凸輪機構的推桿行程一般較小，否則會使壓力角過大凸輪機構的推桿行程一般較小，否則會使壓力角過大或尺寸過大?；虺叽邕^大。 連桿機構可以獲得較大行程，但不能太大，否則機構連桿機構可以獲得較大行程，但不能太大，否則機構尺寸會過于龐大。尺寸會過于龐大。齒輪齒條機構或螺旋機構可滿足大行程的要求。齒輪齒條機構或螺旋機構可滿足大行程的要求。4 4）再現(xiàn)軌跡的機構）再現(xiàn)軌跡的機構齒輪

26、齒輪連桿組合機構連桿組合機構聯(lián)動凸輪機構聯(lián)動凸輪機構 再現(xiàn)軌跡再現(xiàn)軌跡連桿機構連桿機構 凸輪凸輪連桿組合機構連桿組合機構 一般而言，除了凸輪機構能實現(xiàn)精確的曲線軌跡之一般而言，除了凸輪機構能實現(xiàn)精確的曲線軌跡之外，其它機構都只能近似實現(xiàn)預定的曲線軌跡。外，其它機構都只能近似實現(xiàn)預定的曲線軌跡。 齒輪齒輪連桿組合機構連桿組合機構攪拌機構攪拌機構凸輪凸輪連桿組合機構連桿組合機構聯(lián)動凸輪機構聯(lián)動凸輪機構 CBADE、機構的變異、機構的變異當所選機構不能滿足機械提出的運動和動力要求時，或者為了改善所選機構的性能或結構時，可以通過改變機構中某些構件結構形狀、運動尺寸、更換機架或原動件、增加輔助構件等方法

27、獲得新的機構或特性。此稱為機構的變異構件結構形狀構件結構形狀運動尺寸運動尺寸更換機架更換機架或原動件或原動件增加輔助構件增加輔助構件目的：目的：獲得新的機構或特性，已滿足使用要求。獲得新的機構或特性，已滿足使用要求。機構的變異機構的變異1 1）改變構件結構形狀）改變構件結構形狀 若將擺動導桿機構中的直線導若將擺動導桿機構中的直線導槽改為圓弧導槽，運動到左側槽改為圓弧導槽，運動到左側時，可獲得較長時間的停歇。時，可獲得較長時間的停歇。2 2）改變構件運動尺寸）改變構件運動尺寸 槽輪直徑變?yōu)闊o窮大，槽數(shù)無窮多時槽輪直徑變?yōu)闊o窮大，槽數(shù)無窮多時, , 槽條機構槽條機構3 3）選不同的構件作為機架）選

28、不同的構件作為機架 機構的倒置機構的倒置 擺動凸輪機構擺動凸輪機構1 12 23 31 12 23 3連桿連桿-凸輪機構凸輪機構A A1 1B BC CO O2 23 34 4罐頭封口機構罐頭封口機構要求要求C C點沿接點沿接合縫運動。合縫運動。4 4）選不同的構件作為原動件）選不同的構件作為原動件電機電機ABDC風扇座風扇座蝸輪蝸輪蝸桿蝸桿雙搖桿機構中，選連桿作為原雙搖桿機構中，選連桿作為原動件，可把風扇轉子的旋轉轉動件，可把風扇轉子的旋轉轉化為連架桿的搖動?；癁檫B架桿的搖動。5 5）增加輔助構件作為原動件）增加輔助構件作為原動件圖示手動插秧機分秧、圖示手動插秧機分秧、插秧機構中增加了一插秧

29、機構中增加了一個輔助構件個輔助構件活舌活舌3 3，從而使從而使M M點實現(xiàn)預定點實現(xiàn)預定軌跡。軌跡。123B654M3）機構的串聯(lián)組合）機構的串聯(lián)組合、機構的組合、機構的組合 為了實現(xiàn)執(zhí)行機構的運動形式、運動參數(shù)以及運動協(xié)調關系，或者為了改善機械的動力特性，需要將選定的各種機構組合在一起。 前一個機構的輸出，作為下一個機構的輸入，前一個機構的輸出，作為下一個機構的輸入，依次串聯(lián)。依次串聯(lián)。一般串聯(lián)組合：一般串聯(lián)組合：后一級機構的主動件固連后一級機構的主動件固連在前一級機構的一個連架在前一級機構的一個連架桿上。桿上。5 51 12 23 34 41 1IIIII I1 1s s3 3s s4 4

30、IIIII I特殊串聯(lián)組合：特殊串聯(lián)組合：后一級機構的主動件串接在后一級機構的主動件串接在前一級機構的一個連桿上。前一級機構的一個連桿上。1 12 23 3A A5 54 4D DC CB BF FE EM M1 12 23 3A A5 54 4D DC CB BM M1 12 23 3A A4 4D DC CB BE E 織布機開口機構。織布機開口機構。M M點通點通過直線段時，從動導桿作較過直線段時，從動導桿作較長時間的停歇。長時間的停歇。IIIII I 齒輪機構與連桿機構的齒輪機構與連桿機構的串聯(lián)組合。行星輪上各不同串聯(lián)組合。行星輪上各不同點的軌跡是各種內擺線，故點的軌跡是各種內擺線，故

31、選擇不同點選擇不同點C C可使從動桿可使從動桿4 4獲獲得不同的運動規(guī)律。得不同的運動規(guī)律。特殊串聯(lián)組合的表示符號：特殊串聯(lián)組合的表示符號：）機構的并聯(lián)組合）機構的并聯(lián)組合 一個機構產生若干個分支后續(xù)機構，或若干個一個機構產生若干個分支后續(xù)機構，或若干個分支機構匯合后于一個后續(xù)機構的組合方式。分支機構匯合后于一個后續(xù)機構的組合方式。一般并聯(lián)組合：各分支機構間無任何嚴格的運動協(xié)一般并聯(lián)組合：各分支機構間無任何嚴格的運動協(xié)調配合關系。各分支部分可獨立設計。調配合關系。各分支部分可獨立設計。表示框圖表示框圖某航空發(fā)動機某航空發(fā)動機附件傳動系統(tǒng)附件傳動系統(tǒng)主動軸主動軸V VI I特殊并聯(lián)組合：各分支機

32、構間有嚴格的運動協(xié)調配特殊并聯(lián)組合：各分支機構間有嚴格的運動協(xié)調配 合關系。合關系。(a)(a)有速比要求有速比要求 各分支部分常共用一臺原動機（或集中數(shù)控），各分支部分常共用一臺原動機（或集中數(shù)控），各部分嚴格按速比設計。各部分嚴格按速比設計。(b)(b)有軌跡配合要求有軌跡配合要求圖示聯(lián)動凸輪機構中，圖示聯(lián)動凸輪機構中，兩個分支凸輪共同驅兩個分支凸輪共同驅動一個從動件，實現(xiàn)動一個從動件，實現(xiàn)矩形軌跡完成送料。矩形軌跡完成送料。圓珠筆芯自動送料機構圓珠筆芯自動送料機構1 15 54 43 32 26 61 11 1(c)(c)有時序要求有時序要求 各分支機構在各分支機構在動作的先后次序上動作

33、的先后次序上有嚴格的要求。有嚴格的要求。如自動車床上三個如自動車床上三個并聯(lián)凸輪的工作順并聯(lián)凸輪的工作順序有先后要求。序有先后要求。凸輪凸輪I凸輪凸輪II凸輪凸輪III凸輪凸輪轉角轉角0 90 180 270 360 放松放松(送料送料)車外圓道角車外圓道角擋料擋料切斷切斷夾夾 緊緊工件（鉚釘）工件（鉚釘）外圓車刀外圓車刀棒料棒料切斷刀切斷刀倒角刀倒角刀凸輪軸凸輪軸擋擋板板IIIIII主軸主軸(d)(d)有運動形式配合要求有運動形式配合要求 左圖所示攪拌機除了左圖所示攪拌機除了E E點按曲線運動外，還要點按曲線運動外，還要求攪拌釜作自旋運動，但兩者無速比要求。求攪拌釜作自旋運動，但兩者無速比要

34、求。砂輪砂輪工件工件砂輪架砂輪架攪拌機構攪拌機構 如右圖磨床中的主軸回轉、砂輪回轉、工件進如右圖磨床中的主軸回轉、砂輪回轉、工件進給也屬于運動形式上的配合。給也屬于運動形式上的配合。CBADE三、機械傳動方案的評價三、機械傳動方案的評價1 1）評價指標）評價指標機械功能的實現(xiàn)質量機械功能的實現(xiàn)質量 精確性、穩(wěn)定性、適應性、擴展性；精確性、穩(wěn)定性、適應性、擴展性； 機械工作性能機械工作性能 運轉的平穩(wěn)性、傳力性能、承載能力等；運轉的平穩(wěn)性、傳力性能、承載能力等； 機械的動力性能機械的動力性能 沖擊、振動、噪聲、耐磨性能等；沖擊、振動、噪聲、耐磨性能等； 機械的經濟性機械的經濟性 設計工作量大小、

35、制造成本、維修難易、能耗等設計工作量大小、制造成本、維修難易、能耗等 機械結構的合理性機械結構的合理性 復雜程度、尺寸及重量大小等。復雜程度、尺寸及重量大小等。 建立評價質量指標體系建立評價質量指標體系 根據(jù)評價對象的特點，確定用哪些指標來根據(jù)評價對象的特點，確定用哪些指標來衡量各方案的優(yōu)劣。如沖床的增力性能、急回性能、衡量各方案的優(yōu)劣。如沖床的增力性能、急回性能、傳力性能、承載能力、傳力性能、承載能力、等等；等等； 2 2）評價方法）評價方法-記分法記分法為每個指標確定分值為每個指標確定分值 總分定為總分定為100100分，其余各指標按重要程度分配；分，其余各指標按重要程度分配； 聘請專家評

36、分聘請專家評分 采用五級制：采用五級制：0 0.25 0.5 0.75 10 0.25 0.5 0.75 1 分別對應于：很差、差、一般、較好、很好分別對應于：很差、差、一般、較好、很好 統(tǒng)計得分統(tǒng)計得分 計算分項平均值和總分平均值；計算分項平均值和總分平均值； 按總得分進行排序，確定最佳方案。按總得分進行排序，確定最佳方案。 步驟：步驟：1. 1. 執(zhí)行系統(tǒng)的方案設計執(zhí)行系統(tǒng)的方案設計 主要有功能原理設計、動作及運動設計、主要有功能原理設計、動作及運動設計、執(zhí)行機構的型式設計、執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調設計和執(zhí)執(zhí)行機構的型式設計、執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調設計和執(zhí)行系統(tǒng)的方案評價與決策。行系統(tǒng)的方案評價與決策。機械

37、傳動方案設計的內容機械傳動方案設計的內容2. 2. 原動機類型的選擇原動機類型的選擇往復擺動往復擺動電電 動動 機機氣缸氣缸原原動動件件運運動動形形式式連續(xù)回轉連續(xù)回轉往復直線往復直線原動件的類型及其運動參數(shù)的選擇原動件的類型及其運動參數(shù)的選擇液壓馬達液壓馬達氣動馬達氣動馬達內內 燃燃 機機液壓馬達液壓馬達氣動馬達氣動馬達直線電機直線電機油缸油缸柴油機柴油機燃氣輪機燃氣輪機汽油機汽油機直流電動機直流電動機交流變頻變速電動機交流變頻變速電動機伺服電動機伺服電動機步進電動機步進電動機力矩電動機力矩電動機交流異步電動機交流異步電動機交流異步電動機的運動參數(shù)交流異步電動機的運動參數(shù)同步轉數(shù)：同步轉數(shù)：

38、 30003000，15001500，10001000，750750，600 rpm600 rpm動力電動機動力電動機伺服電動機伺服電動機氣動馬達氣動馬達液壓馬達液壓馬達機械傳動系統(tǒng)的方案設計一、傳動系統(tǒng)的作用及其設計過程一、傳動系統(tǒng)的作用及其設計過程傳動系統(tǒng)的作用傳動系統(tǒng)的作用傳遞運動傳遞運動傳遞動力傳遞動力傳動系統(tǒng)的設計過程傳動系統(tǒng)的設計過程:確定傳動系統(tǒng)的總傳動比確定傳動系統(tǒng)的總傳動比選擇傳動類型選擇傳動類型擬定傳動鏈的布置方案擬定傳動鏈的布置方案分配傳動比分配傳動比確定各級傳動機構的基本參數(shù)及其校核確定各級傳動機構的基本參數(shù)及其校核繪制傳動系統(tǒng)運動簡圖繪制傳動系統(tǒng)運動簡圖二、傳動類型的

39、選擇二、傳動類型的選擇 1. 1. 傳動的類型和特點傳動的類型和特點 1 1）機械傳動）機械傳動 2 2）液壓傳動）液壓傳動 3 3）氣壓傳動）氣壓傳動 4 4）電氣傳動）電氣傳動 2. 2. 選擇傳動類型的原則選擇傳動類型的原則1 1）執(zhí)行系統(tǒng)的工況和工作要求與原動機的機械特性相匹配）執(zhí)行系統(tǒng)的工況和工作要求與原動機的機械特性相匹配2 2）考慮工作要求傳遞的功率和運轉速度）考慮工作要求傳遞的功率和運轉速度3 3）有利于提高傳動效率）有利于提高傳動效率4 4）盡可能選擇結構簡單的單級傳動裝置）盡可能選擇結構簡單的單級傳動裝置5 5）考慮結構布置）考慮結構布置6 6）考慮經濟性）考慮經濟性7 7

40、）考慮機械安全運轉和環(huán)境條件）考慮機械安全運轉和環(huán)境條件三、傳動鏈的方案設計三、傳動鏈的方案設計 主要內容：主要內容：傳動路線的選擇傳動路線的選擇傳動鏈中機構的順序傳動鏈中機構的順序各級傳動比的分配各級傳動比的分配本節(jié)重點介紹本節(jié)重點介紹傳動路線的選擇傳動路線的選擇 傳動路線的選擇傳動路線的選擇（1 1）串聯(lián)式單路傳動）串聯(lián)式單路傳動 傳動路線的選擇傳動路線的選擇（1 1）串聯(lián)式單路傳動）串聯(lián)式單路傳動（2 2）并聯(lián)式分路傳動）并聯(lián)式分路傳動 傳動路線的選擇傳動路線的選擇（1 1）串聯(lián)式單路傳動）串聯(lián)式單路傳動（2 2）并聯(lián)式分路傳動）并聯(lián)式分路傳動（3 3）并聯(lián)式多路聯(lián)合傳動）并聯(lián)式多路聯(lián)合

41、傳動 傳動路線的選擇傳動路線的選擇（1 1）串聯(lián)式單路傳動）串聯(lián)式單路傳動（2 2）并聯(lián)式分路傳動）并聯(lián)式分路傳動（3 3）并聯(lián)式多路傳動）并聯(lián)式多路傳動（4 4）混合式傳動）混合式傳動功能分解組合法實例：功能分解組合法實例：基本思路：基本思路：將總功能分解成若干分功能，再細分解成功能元；將總功能分解成若干分功能，再細分解成功能元；為每一個功能元選擇一個完成此功能的機構；為每一個功能元選擇一個完成此功能的機構；將各種機構加以適當組合或變異得到一個運動方案；將各種機構加以適當組合或變異得到一個運動方案； 由于實現(xiàn)元功能的機構是多樣的，根據(jù)排列組合原理由于實現(xiàn)元功能的機構是多樣的，根據(jù)排列組合原理

42、可得到若干種運動方案?？傻玫饺舾煞N運動方案?？偣δ埽杭訅簣?zhí)行機構上下運動時，能鍛出精度較高的毛坯?？偣δ埽杭訅簣?zhí)行機構上下運動時，能鍛出精度較高的毛坯。 要求：驅動軸水平放置，加壓執(zhí)行構件豎直方向運動。要求：驅動軸水平放置，加壓執(zhí)行構件豎直方向運動。 例例1 1 精鍛機主機構精鍛機主機構執(zhí)行機構應具有的分功能：執(zhí)行機構應具有的分功能： 運動形式變換功能運動形式變換功能 運動軸線變向功能運動軸線變向功能 運動位移或速度縮小功能運動位移或速度縮小功能根據(jù)以上分析，可以得出加壓執(zhí)行機構總體功能根據(jù)以上分析，可以得出加壓執(zhí)行機構總體功能的功能轉換形態(tài)學矩陣。的功能轉換形態(tài)學矩陣。加壓執(zhí)行機構功能形態(tài)學

43、矩陣加壓執(zhí)行機構功能形態(tài)學矩陣滿足精鍛機功能要求的六種基本功能結構滿足精鍛機功能要求的六種基本功能結構精鍛機的四種方案精鍛機的四種方案100.8沖床功能分解：送料沖床功能分解：送料 沖制沖制 退回退回沖頭功能細分：往復運動、增力、急回、減速；沖頭功能細分：往復運動、增力、急回、減速；送料功能細分：間歇送料；送料功能細分：間歇送料；1 1）往復運動、增力、急回功能元可）往復運動、增力、急回功能元可 用以下兩種機構來實現(xiàn)：用以下兩種機構來實現(xiàn)：凸輪機構凸輪機構六桿肘桿機構六桿肘桿機構 例例2 2 沖壓機沖壓機2 2）為了實現(xiàn)沖頭的減速功能，可以采用如下方案；）為了實現(xiàn)沖頭的減速功能，可以采用如下方

44、案；兩級帶傳動；兩級帶傳動；兩級齒輪傳動；兩級齒輪傳動；一級帶傳動一級帶傳動 一級齒輪傳動；一級齒輪傳動；3 3）為了實現(xiàn)間歇送功能料，可以采用如下方案；）為了實現(xiàn)間歇送功能料，可以采用如下方案；間歇滾輪傳動間歇滾輪傳動棘輪機構棘輪機構推勾式送料機構推勾式送料機構將上述各種機構進行組合，就能得到多種方案。將上述各種機構進行組合，就能得到多種方案。機械傳動系統(tǒng)設計舉例機械傳動系統(tǒng)設計舉例一、一、C1325C1325自動車床刀架機械傳動系統(tǒng)的分析自動車床刀架機械傳動系統(tǒng)的分析1 1）功能分析）功能分析功能要求：功能要求：自動換刀，并能沿工件軸向完成進給運動。自動換刀，并能沿工件軸向完成進給運動。進

45、刀凸進刀凸輪機構輪機構刀具刀具主軸主軸轉塔刀架轉塔刀架9工件工件齒條齒條714壓簧壓簧12圓柱凸輪機圓柱凸輪機構構4曲柄曲柄5圓錐齒輪傳動圓錐齒輪傳動3寬齒輪寬齒輪2齒輪齒輪1活動支架活動支架8定位銷定位銷10六槽輪機構六槽輪機構11613功能要求：功能要求：自動換刀，自動換刀，軸向進給軸向進給功能分解：功能分解： 轉位轉位轉塔刀架每次轉過轉塔刀架每次轉過6060 ；讓刀讓刀轉位前刀架先右退，以免刀具與工件干涉；轉位前刀架先右退，以免刀具與工件干涉；定位定位將保證加工精度的定位銷，轉位之前拔出；將保證加工精度的定位銷，轉位之前拔出；進、退刀進、退刀不轉時，精確實現(xiàn)預定的進退刀運動。不轉時，精確

46、實現(xiàn)預定的進退刀運動。進刀凸進刀凸輪機構輪機構刀具刀具主軸主軸轉塔刀架轉塔刀架9工件工件齒條齒條714壓簧壓簧12圓柱凸輪機圓柱凸輪機構構4曲柄曲柄5圓錐齒輪傳動圓錐齒輪傳動3寬齒輪寬齒輪2齒輪齒輪1活動支架活動支架8定位銷定位銷10六槽輪機構六槽輪機構11613退刀：壓簧退刀：壓簧12 12 推桿推桿1313回程回程齒輪齒輪6 6 齒條齒條7 7 活動活動 支架支架8 8向右完成退刀。向右完成退刀。2 2）刀架機械傳動系統(tǒng)的工作過程）刀架機械傳動系統(tǒng)的工作過程在一組刀具加工完畢后讓刀：退刀的同時，齒輪讓刀：退刀的同時，齒輪1 1 的離合器結合并開始轉動的離合器結合并開始轉動 過寬齒輪過寬齒輪

47、2 2 圓錐齒輪圓錐齒輪3 3 圓柱凸輪機構圓柱凸輪機構4 4 拔出銷拔出銷10 10 ； 同時，曲柄同時，曲柄5 5旋轉旋轉支架支架8 8快速向右讓刀?？焖傧蛴易尩?。進刀凸進刀凸輪機構輪機構刀具刀具主軸主軸轉塔刀架轉塔刀架9工件工件齒條齒條714壓簧壓簧12圓柱凸輪機圓柱凸輪機構構4曲柄曲柄5圓錐齒輪傳動圓錐齒輪傳動3寬齒輪寬齒輪2齒輪齒輪1活動支架活動支架8定位銷定位銷10六槽輪機構六槽輪機構11613轉位：讓刀快結束時，槽輪開始轉位轉位：讓刀快結束時，槽輪開始轉位曲柄曲柄5 5的后半圈的后半圈 支架支架8 8向左移動完成復位。向左移動完成復位。2 2）刀架機械傳動系統(tǒng)的工作過程）刀架機械

48、傳動系統(tǒng)的工作過程定位：轉位結束時，凸輪機構定位：轉位結束時，凸輪機構4 4的推桿擺動的推桿擺動插入定插入定 位銷位銷10 10 ，齒輪，齒輪1 1離合器脫開并停止運轉。離合器脫開并停止運轉。進刀凸進刀凸輪機構輪機構刀具刀具主軸主軸轉塔刀架轉塔刀架9工件工件齒條齒條714壓簧壓簧12圓柱凸輪機圓柱凸輪機構構4曲柄曲柄5圓錐齒輪傳動圓錐齒輪傳動3寬齒輪寬齒輪2齒輪齒輪1活動支架活動支架8定位銷定位銷10六槽輪機構六槽輪機構11613轉位轉位2 2）刀架機械傳動系統(tǒng)的工作過程）刀架機械傳動系統(tǒng)的工作過程定位定位進給：推桿進給：推桿1313推程推程齒輪齒輪6 6 齒條齒條7 7 活動支架活動支架8

49、8向左向左 完成進給。完成進給。 之后進入下一個循環(huán)進刀凸進刀凸輪機構輪機構刀具刀具主軸主軸轉塔刀架轉塔刀架9工件工件齒條齒條714壓簧壓簧12圓柱凸輪機圓柱凸輪機構構4曲柄曲柄5圓錐齒輪傳動圓錐齒輪傳動3寬齒輪寬齒輪2齒輪齒輪1活動支架活動支架8定位銷定位銷10六槽輪機構六槽輪機構11613刀架機械傳動系統(tǒng)的工作循環(huán)圖：刀架機械傳動系統(tǒng)的工作循環(huán)圖：定位銷定位銷轉塔轉塔活動活動支架支架定位定位拔出拔出靜止靜止轉位轉位后退后退復位復位圓柱凸輪轉角圓柱凸輪轉角0 90 180 270 360 組合方式分析：組合方式主要以串聯(lián)方式為主，但在組合方式分析：組合方式主要以串聯(lián)方式為主，但在I I、II

50、II處采用了特殊的并聯(lián)方式。處采用了特殊的并聯(lián)方式。進刀凸進刀凸輪機構輪機構齒輪齒齒輪齒條機構條機構曲柄滑曲柄滑塊機構塊機構圓柱凸圓柱凸輪機構輪機構槽輪機構槽輪機構連桿機構連桿機構圓柱圓柱齒輪齒輪機構機構圓錐圓錐齒輪齒輪機構機構活動支架進退活動支架進退轉塔刀架轉位轉塔刀架轉位定位銷進退定位銷進退I IIIII3 3）刀架機械傳動系統(tǒng)各機構的組合方式及特點）刀架機械傳動系統(tǒng)各機構的組合方式及特點 機構功用分析：機構功用分析：進刀凸輪機構控制整個工件的加工過程，不同的工進刀凸輪機構控制整個工件的加工過程，不同的工件需要更換不同的凸輪。件需要更換不同的凸輪。后續(xù)串聯(lián)的齒輪齒條是為了轉換運動形式并放大

51、。后續(xù)串聯(lián)的齒輪齒條是為了轉換運動形式并放大。后續(xù)再串接一個曲柄滑快機構，以增大讓刀距離。進刀凸進刀凸輪機構輪機構齒輪齒齒輪齒條機構條機構曲柄滑曲柄滑塊機構塊機構圓柱凸圓柱凸輪機構輪機構槽輪機構槽輪機構連桿機構連桿機構圓柱圓柱齒輪齒輪機構機構圓錐圓錐齒輪齒輪機構機構活動支架進退活動支架進退轉塔刀架轉位轉塔刀架轉位定位銷進退定位銷進退I IIIII后續(xù)再串接一個曲柄滑快機構，以增大讓刀距離。后續(xù)再串接一個曲柄滑快機構，以增大讓刀距離。圓柱齒輪后串接圓錐齒輪機構使為了改變運動方向。圓柱齒輪后串接圓錐齒輪機構使為了改變運動方向。另外一條傳動路線中后并接槽輪機構使為了實現(xiàn)轉位。后并接槽輪機構使為了實現(xiàn)

52、轉位。并接曲柄滑塊機構使為了實現(xiàn)讓位。并接曲柄滑塊機構使為了實現(xiàn)讓位。并接圓柱凸輪機構再串接連桿機構是為了實現(xiàn)定位，并接圓柱凸輪機構再串接連桿機構是為了實現(xiàn)定位，且容易滿足時序要求。且容易滿足時序要求。設計任務：設計一臺自動鉆床，用來同時加工圖示零件上的三設計任務：設計一臺自動鉆床，用來同時加工圖示零件上的三個孔，并能自動送料。個孔，并能自動送料。1 1）確定工作原理）確定工作原理二、多頭專用鉆床機械傳動系統(tǒng)設計二、多頭專用鉆床機械傳動系統(tǒng)設計30203-82020502010一般的鉆床多采用第一種方案，但本例是三軸專用鉆床，因工件小，工作臺輕，移動工作臺比移動三軸容易。故采用第二種方案。鉆削

53、工藝：鉆頭一邊旋轉，同鉆削工藝：鉆頭一邊旋轉，同時相對于工件作移動。時相對于工件作移動。三種運動方案：三種運動方案：鉆頭旋轉，同時軸向進給，鉆頭旋轉，同時軸向進給，工作臺靜止；工作臺靜止；鉆頭旋轉，工作臺帶動工件進給；鉆頭旋轉，工作臺帶動工件進給；工作臺旋轉，鉆頭作軸向進給；工作臺旋轉，鉆頭作軸向進給；如車床上鉆孔送料機構可以采用從料倉推送工件的方式。送料機構可以采用從料倉推送工件的方式。工作臺工作臺送料桿送料桿料倉料倉三個執(zhí)行構件：三個執(zhí)行構件：鉆頭、工作臺、送料桿鉆頭、工作臺、送料桿2 2）執(zhí)行構件的運動設計）執(zhí)行構件的運動設計工藝過程：工藝過程：送料桿往右推出零件，送料桿往右推出零件，

54、并頂出加工好的零件并頂出加工好的零件夾具將工件定位，并夾緊；夾具將工件定位，并夾緊；送料桿返回，工作臺帶動工件快速上移接近鉆頭；送料桿返回，工作臺帶動工件快速上移接近鉆頭；工作臺慢速工進；工作臺慢速工進；鉆孔結束后，工作臺快速退回，完成一個循環(huán)。鉆孔結束后，工作臺快速退回，完成一個循環(huán)。鉆頭的轉速：鉆頭的轉速： n nc c=1000v/(d)=1000v/(d)其中：其中：d d鉆頭直徑，鉆頭直徑，d=8 mm d=8 mm v- v-切削速度，查手冊切削速度，查手冊4545鋼，可選鋼，可選v=12.5m/minv=12.5m/min； 代入得：代入得： n nc c 500 rpm 500

55、 rpm工作臺為往復運動。鉆孔工藝要求：工作臺為往復運動。鉆孔工藝要求：工作臺帶動工件快速上移接近鉆頭；工作臺帶動工件快速上移接近鉆頭；工作臺改用工作進給速度先鉆凸臺上的孔，待鉆到工作臺改用工作進給速度先鉆凸臺上的孔，待鉆到 一定深度時，三個鉆頭才同時鉆進，因工作阻力增一定深度時，三個鉆頭才同時鉆進，因工作阻力增 加，故進給速度應減??；加，故進給速度應減??；鉆孔結束后，工作臺快速退回，完成一個循環(huán)。鉆孔結束后，工作臺快速退回，完成一個循環(huán)。設工作臺完成一個工作循環(huán)所需的時間為設工作臺完成一個工作循環(huán)所需的時間為T T1 1，則有：，則有：T T1 1 = t = t1 1 + t + t2 2

56、 + t + t3 3 + t + t4 4 + t + t5 5 其中：其中： t t1 1單孔鉆削時間。設單孔鉆削每轉進給量為單孔鉆削時間。設單孔鉆削每轉進給量為 s s1 1 =0.2 =0.2 mm/r ,mm/r ,單孔鉆削深度為單孔鉆削深度為10mm10mm，并考慮，并考慮3mm3mm的提前工作量。求得：的提前工作量。求得： t t2 2三孔同時鉆削時間，設進給量為三孔同時鉆削時間，設進給量為 s s1 1 =0.16 mm/r , =0.16 mm/r ,單孔單孔鉆削深度為鉆削深度為10mm10mm，并考慮，并考慮3mm3mm的越程量。求得的越程量。求得 t t2 2 =(10+

57、3)/(s =(10+3)/(s2 2 n nc c)=0.163 min =9.8 s)=0.163 min =9.8 st t3 3 快速接近時間，取快速接近時間，取 t t3 3 =1.5 s =1.5 st t4 4 快速退回時間，取快速退回時間，取 t t4 4 =2.5 s =2.5 st t5 5 工作臺停歇等待更換工件時間，取工作臺停歇等待更換工件時間，取 t t5 5 =3 s =3 s；工作臺一個工作循環(huán)總時間：工作臺一個工作循環(huán)總時間： T T1 1 = t = t1 1 + t + t2 2 + t + t3 3 + t + t4 4 + t + t5 5 =24.6

58、=24.6 s s工作臺每分鐘工作循環(huán)數(shù)：工作臺每分鐘工作循環(huán)數(shù)： n n1 1 = 60 /T = 60 /T1 1 =2.44=2.44t t1 1 =(10+3)/(s =(10+3)/(s1 1 n nc c)=0.13 min = 7.8 s)=0.13 min = 7.8 s送料桿的運動為往復直動。循環(huán)時間與工作臺相同：送料桿的運動為往復直動。循環(huán)時間與工作臺相同： T Ts s = 24.6 s = 24.6 s工作臺的行程：工作臺的行程： H Hf f = h = h0 0 + h + h1 1 + h + h2 2h h0 0 工作臺快速趨近鉆頭的運動距離，取工作臺快速趨近鉆

59、頭的運動距離，取h h0 0 =15 mm =15 mm；=41 mmh h1 1 單孔鉆削深度，取單孔鉆削深度，取h h1 1 =13 mm =13 mm； ；h h2 2 三孔同時鉆削深度，取三孔同時鉆削深度，取h h0 0 =13 mm =13 mm。 送料桿的行程取工件的兩倍：送料桿的行程取工件的兩倍： H Hs s = 100 mm = 100 mm送料桿的運動與工作臺的運動必須協(xié)調，而鉆頭的旋轉與送料桿和工作臺之間的運動是獨立的凸輪轉角凸輪轉角 0 90 180 270 360 送料桿送料桿 送料送料 靜靜 止止 送料送料工作臺工作臺 停止停止 單孔鉆單孔鉆 三孔鉆三孔鉆 快退快退

60、快快進進工作循環(huán)圖：工作循環(huán)圖：類型類型交流異步感應電動機交流異步感應電動機 由機床的工作要求確定為了減少原動機的數(shù)量，三個鉆頭共用一個原動機。為了減少原動機的數(shù)量，三個鉆頭共用一個原動機。3 3）原動機的選擇）原動機的選擇4 4）計算運動鏈的總傳動比）計算運動鏈的總傳動比切削運動鏈的總傳動比：切削運動鏈的總傳動比： i ic c = = n nn n / / n nc c =1440/500=2.88 =1440/500=2.88 進給運動鏈的總傳動比：進給運動鏈的總傳動比： i if f = = i is s = = n nn n / / n nf f =1440/2.44=563 =14