機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)課件第四章機(jī)械產(chǎn)品的功能原理的實(shí)現(xiàn)

1、1第四章第四章 機(jī)械功能原理的實(shí)現(xiàn)機(jī)械功能原理的實(shí)現(xiàn) 機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)2機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)哪機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)哪些動(dòng)作功能？些動(dòng)作功能？第一節(jié)第一節(jié) 機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作功能機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作功能3 1) 勻速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)(平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng))與非勻速運(yùn)動(dòng)與非勻速運(yùn)動(dòng) (平動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)平動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng))的變換的變換 2) 連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)與間歇式的轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)的變連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)與間歇式的轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)的變換換 3）實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)軌跡1運(yùn)動(dòng)形式或運(yùn)動(dòng)規(guī)律變換運(yùn)動(dòng)形式或運(yùn)動(dòng)規(guī)律變換41）用來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)離合或開停用來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)離合或開停。2）用來換向、）用來換向、超越超越和反向止動(dòng)。和反向止動(dòng)。3）

2、用來實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖、過載保護(hù)、安全制動(dòng)用來實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖、過載保護(hù)、安全制動(dòng)4) 實(shí)現(xiàn)鎖止、定位、夾壓等實(shí)現(xiàn)鎖止、定位、夾壓等。5) 實(shí)現(xiàn)測量、放大、比較、顯示、記錄、實(shí)現(xiàn)測量、放大、比較、顯示、記錄、運(yùn)算等。運(yùn)算等。2實(shí)現(xiàn)開關(guān)、聯(lián)鎖和檢測等實(shí)現(xiàn)開關(guān)、聯(lián)鎖和檢測等51)1)利用時(shí)間的利用時(shí)間的序列進(jìn)行控制序列進(jìn)行控制3.實(shí)現(xiàn)程序控制或手動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)程序控制或手動(dòng)控制6直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī) V型六缸發(fā)動(dòng)機(jī) 水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī) 利用時(shí)間的序利用時(shí)間的序列進(jìn)行控制列進(jìn)行控制7 2) 2)利用動(dòng)作的序列進(jìn)行控制利用動(dòng)作的序列進(jìn)行控制電磁閥控制電磁閥控制液壓缸的順液壓缸的順序操作過程序操作過程8 3) 3)利用運(yùn)動(dòng)的變化利用運(yùn)

3、動(dòng)的變化等進(jìn)行控制等進(jìn)行控制 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的離汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的離心調(diào)速器心調(diào)速器利用速度變化進(jìn)行控制的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速器1-主動(dòng)盤 2、3-齒輪 4-拉桿 5-供油量調(diào)節(jié)臂 6-調(diào)節(jié)彈簧 7-定軸 8-杠桿 9-平板 10-滑套 11-調(diào)速器軸9選擇機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)選擇機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)功能原理的原功能原理的原則和范圍？則和范圍？101實(shí)現(xiàn)功率性的機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式或規(guī)律實(shí)現(xiàn)功率性的機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式或規(guī)律的變換功能的變換功能各式各樣的交直流變速電動(dòng)機(jī)和直線各式各樣的交直流變速電動(dòng)機(jī)和直線電機(jī)電機(jī) vsvs. .鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)+ +變速機(jī)構(gòu)變速機(jī)構(gòu) or or 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、正弦機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、正弦機(jī)構(gòu)11 例

4、如各種自動(dòng)機(jī)上的上、下料，加工、檢測等工序需例如各種自動(dòng)機(jī)上的上、下料，加工、檢測等工序需要的運(yùn)動(dòng)軌跡，均可全部用機(jī)構(gòu)來完成。對(duì)于復(fù)雜軌要的運(yùn)動(dòng)軌跡，均可全部用機(jī)構(gòu)來完成。對(duì)于復(fù)雜軌跡，采用電子或電氣來控制，但其軌跡功作部分還必跡，采用電子或電氣來控制，但其軌跡功作部分還必須使用機(jī)構(gòu)，如機(jī)器人的手臂、手腕、手爪、計(jì)算機(jī)須使用機(jī)構(gòu)，如機(jī)器人的手臂、手腕、手爪、計(jì)算機(jī)繪圖儀的繪圖筆的動(dòng)作等。繪圖儀的繪圖筆的動(dòng)作等。2實(shí)現(xiàn)固定軌跡或簡單可調(diào)的軌跡功能實(shí)現(xiàn)固定軌跡或簡單可調(diào)的軌跡功能12如電燈開關(guān)，一般是用機(jī)械式的，但如電燈開關(guān)，一般是用機(jī)械式的，但也有觸模式、光電式的開關(guān)，都能安也有觸模式、光電式的

5、開關(guān)，都能安全可靠地完成開關(guān)任務(wù)，至于操作方全可靠地完成開關(guān)任務(wù)，至于操作方便和經(jīng)濟(jì)性只能在特定條件下作具體便和經(jīng)濟(jì)性只能在特定條件下作具體的分析。的分析。3在特定條件下能優(yōu)質(zhì)地實(shí)現(xiàn)開在特定條件下能優(yōu)質(zhì)地實(shí)現(xiàn)開關(guān)、聯(lián)鎖和檢測等功能關(guān)、聯(lián)鎖和檢測等功能134實(shí)現(xiàn)簡單的固定程序或可變程序的控制實(shí)現(xiàn)簡單的固定程序或可變程序的控制145. 5. 具體情況，具體對(duì)待具體情況，具體對(duì)待由于超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)，磁懸浮技術(shù)的成熟，直線電動(dòng)機(jī)將由于超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)，磁懸浮技術(shù)的成熟，直線電動(dòng)機(jī)將使用在磁懸浮的高速列車上。使用在磁懸浮的高速列車上。電視機(jī)最初出現(xiàn)時(shí)，采用機(jī)械式頻道變換開關(guān)，已被電視機(jī)最初出現(xiàn)時(shí)，采用機(jī)械式頻道變

6、換開關(guān)，已被遙控開關(guān)所取代。遙控開關(guān)所取代。電子技術(shù)的發(fā)展雖然能控制許多復(fù)雜的自動(dòng)化機(jī)器和電子技術(shù)的發(fā)展雖然能控制許多復(fù)雜的自動(dòng)化機(jī)器和設(shè)備，但其本身的結(jié)構(gòu)也日趨復(fù)雜，因而引起可靠性、設(shè)備，但其本身的結(jié)構(gòu)也日趨復(fù)雜，因而引起可靠性、安全性的下降。例如飛機(jī)上的自動(dòng)導(dǎo)航儀，可以自動(dòng)安全性的下降。例如飛機(jī)上的自動(dòng)導(dǎo)航儀，可以自動(dòng)按給走路線飛行，而不需駕駛員動(dòng)手，但是為了保證按給走路線飛行，而不需駕駛員動(dòng)手，但是為了保證絕對(duì)安全可靠，這種飛機(jī)上還是安裝了結(jié)構(gòu)簡單、工絕對(duì)安全可靠，這種飛機(jī)上還是安裝了結(jié)構(gòu)簡單、工作安全可靠的手動(dòng)控制裝置。作安全可靠的手動(dòng)控制裝置。15LD50輪式液壓鉆車輪式液壓鉆車16

7、特點(diǎn)：特點(diǎn)：工作腔和壓油腔容積大頻率高，沖擊能小結(jié)構(gòu)簡單17液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)時(shí)，配油閥就把壓力油周期性的交替通入沖擊活塞 沖擊頻率決定于配流裝置的切換頻率18192021第二節(jié)第二節(jié) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)22傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)v將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以完將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以完成預(yù)期的功能。成預(yù)期的功能。v齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu) 螺旋機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu) 楔塊楔塊機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu) 摩擦輪機(jī)構(gòu)摩擦輪機(jī)構(gòu) 撓性件撓性件機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 彈性件機(jī)構(gòu)彈性件機(jī)構(gòu) 液氣動(dòng)機(jī)構(gòu)液氣動(dòng)機(jī)構(gòu) 電器機(jī)構(gòu)電器機(jī)構(gòu) 及各及各種基本構(gòu)件的組合

8、機(jī)構(gòu)種基本構(gòu)件的組合機(jī)構(gòu) 23汽車變速器運(yùn)動(dòng)速度或力的大小變換嚙合方式摩擦方式楔塊原理流體作用原理12摩擦輪傳動(dòng)摩擦輪傳動(dòng) 123平面盤式無級(jí)變速器平面盤式無級(jí)變速器 123圓錐式無級(jí)變速器圓錐式無級(jí)變速器 24運(yùn)動(dòng)形式或傳力方式的變換轉(zhuǎn)動(dòng)、平動(dòng)、擺動(dòng)25 執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 帶動(dòng)工作頭進(jìn)行工作并使之獲得工作力或力矩的機(jī)構(gòu)26執(zhí)行機(jī)構(gòu)最常見的運(yùn)動(dòng)變換是執(zhí)行機(jī)構(gòu)最常見的運(yùn)動(dòng)變換是旋轉(zhuǎn)與直線運(yùn)動(dòng)的變換。如蒸旋轉(zhuǎn)與直線運(yùn)動(dòng)的變換。如蒸汽機(jī)將活塞的直線運(yùn)動(dòng)變換成汽機(jī)將活塞的直線運(yùn)動(dòng)變換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而空氣壓縮機(jī)中曲旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而空氣壓縮機(jī)中曲軸、連桿和滑塊執(zhí)行機(jī)構(gòu)則是軸、連桿和滑塊執(zhí)行機(jī)構(gòu)則是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換

9、成活塞的往復(fù)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換成活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。直線運(yùn)動(dòng)。直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī) V型六缸發(fā)動(dòng)機(jī) 水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī) 271、實(shí)現(xiàn)特定、實(shí)現(xiàn)特定運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)規(guī)律 等速輸出等速輸出，瞬時(shí)或長時(shí)間瞬時(shí)或長時(shí)間停歇停歇，有，有急回急回特性特性、周期性周期性轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位和和步進(jìn)分步進(jìn)分度動(dòng)作度動(dòng)作等。等。28 2實(shí)現(xiàn)特定的運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)現(xiàn)特定的運(yùn)動(dòng)軌跡 29按摩按摩輪輪CBADE3031 采用聯(lián)動(dòng)凸輪機(jī)采用聯(lián)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)，通過兩凸輪的聯(lián)構(gòu)，通過兩凸輪的聯(lián)動(dòng)作用，使抓片爪按動(dòng)作用，使抓片爪按矩形軌跡運(yùn)動(dòng)，從而矩形軌跡運(yùn)動(dòng)，從而達(dá) 到 間 歇 抓 片 的 目達(dá) 到 間 歇 抓 片 的 目的。的。 采用聯(lián)動(dòng)凸輪機(jī)采用聯(lián)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)

10、，使筆芯托架沿著矩構(gòu)，使筆芯托架沿著矩形軌跡運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到形軌跡運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到使圓珠筆芯步進(jìn)式地向使圓珠筆芯步進(jìn)式地向前送進(jìn)的目的。前送進(jìn)的目的。抓片機(jī)構(gòu)抓片機(jī)構(gòu)圓珠筆裝配線圓珠筆裝配線32 3實(shí)現(xiàn)某種特殊的信息傳實(shí)現(xiàn)某種特殊的信息傳遞遞 利用機(jī)構(gòu)不僅能完成機(jī)械運(yùn)利用機(jī)構(gòu)不僅能完成機(jī)械運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞，還能完成諸動(dòng)和動(dòng)力的傳遞，還能完成諸如檢測、計(jì)數(shù)、定時(shí)、顯示或如檢測、計(jì)數(shù)、定時(shí)、顯示或控制等功能。這一類應(yīng)用很多，控制等功能。這一類應(yīng)用很多，例如杠桿千分尺、家用水表、例如杠桿千分尺、家用水表、電表等使用的機(jī)械式計(jì)數(shù)器，電表等使用的機(jī)械式計(jì)數(shù)器，家用洗衣機(jī)、電風(fēng)扇等使用機(jī)家用洗衣機(jī)、電風(fēng)扇等使

11、用機(jī)械式定時(shí)器。還可以用機(jī)構(gòu)來械式定時(shí)器。還可以用機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)速度、加速度等的測量和實(shí)現(xiàn)速度、加速度等的測量和數(shù)據(jù)記憶等功能。數(shù)據(jù)記憶等功能。差壓計(jì)測液位33三、工作頭三、工作頭1什么是工作頭什么是工作頭 各種工藝類機(jī)械都有一定的工藝功能，各種工藝類機(jī)械都有一定的工藝功能，其功能是通過與工作對(duì)象相關(guān)的工作頭來其功能是通過與工作對(duì)象相關(guān)的工作頭來表現(xiàn)出來的。例如，挖掘機(jī)的鏟斗，推土表現(xiàn)出來的。例如，挖掘機(jī)的鏟斗，推土機(jī)的刀架，起重機(jī)的吊鉤，銑床的銑刀，機(jī)的刀架，起重機(jī)的吊鉤，銑床的銑刀，軋鋼機(jī)的軋輥，縫紉機(jī)的機(jī)針，工業(yè)機(jī)器軋鋼機(jī)的軋輥，縫紉機(jī)的機(jī)針，工業(yè)機(jī)器人的手爪等等。工作頭是直接接觸并攜帶人的

12、手爪等等。工作頭是直接接觸并攜帶工作對(duì)象完成一定的工作工作對(duì)象完成一定的工作(例如：夾持、搬例如：夾持、搬運(yùn)、轉(zhuǎn)位等運(yùn)、轉(zhuǎn)位等)，或是在其上完成一定的工藝，或是在其上完成一定的工藝動(dòng)作動(dòng)作(例如噴涂、洗滌、鍛壓等例如噴涂、洗滌、鍛壓等)。342、工作頭的作用、工作頭的作用 (1)夾持：夾持： 工作頭要對(duì)工件進(jìn)行操作，要工作頭要對(duì)工件進(jìn)行操作，要對(duì)工件施加作用力，需要首先將工件夾持住。對(duì)工件施加作用力，需要首先將工件夾持住。例如。機(jī)床要加工工件；挖掘機(jī)要實(shí)現(xiàn)鏟土例如。機(jī)床要加工工件；挖掘機(jī)要實(shí)現(xiàn)鏟土的功能，必須先將鏟斗深入土中。的功能，必須先將鏟斗深入土中。 (2)搬運(yùn)、輸送及轉(zhuǎn)換工位搬運(yùn)、輸送

13、及轉(zhuǎn)換工位 (3)施力：施力： 工作頭有時(shí)要對(duì)工作對(duì)象施加工作頭有時(shí)要對(duì)工作對(duì)象施加力或力矩以達(dá)到完成任務(wù)的目的。例如，材力或力矩以達(dá)到完成任務(wù)的目的。例如，材料的壓力加工與實(shí)驗(yàn)，重物起吊與搬運(yùn)等。料的壓力加工與實(shí)驗(yàn)，重物起吊與搬運(yùn)等。35四、選擇機(jī)構(gòu)類型和擬定機(jī)構(gòu)簡圖中的幾個(gè)問題四、選擇機(jī)構(gòu)類型和擬定機(jī)構(gòu)簡圖中的幾個(gè)問題兩種移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)的比較1 在滿足工藝功能動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)要求的情況下應(yīng)在滿足工藝功能動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)要求的情況下應(yīng)使機(jī)構(gòu)最簡單，傳動(dòng)鏈最短。使機(jī)構(gòu)最簡單，傳動(dòng)鏈最短。36 2使機(jī)構(gòu)有有利的傳力條件使機(jī)構(gòu)有有利的傳力條件37 3使機(jī)構(gòu)有盡可能好的動(dòng)力性能使機(jī)構(gòu)有盡可能好的動(dòng)力性能 384

14、 4使機(jī)器操縱方便，調(diào)整使機(jī)器操縱方便，調(diào)整容易，安全耐用容易，安全耐用適當(dāng)?shù)丶尤胍恍╅_、適當(dāng)?shù)丶尤胍恍╅_、停、離合、正反轉(zhuǎn)、停、離合、正反轉(zhuǎn)、剎車、手動(dòng)裝置，可剎車、手動(dòng)裝置，可使操縱方便，調(diào)整容使操縱方便，調(diào)整容易；機(jī)器中加入過載易；機(jī)器中加入過載保護(hù)裝置，可預(yù)防機(jī)保護(hù)裝置，可預(yù)防機(jī)器的損壞等。器的損壞等。39第三節(jié)第三節(jié) 按機(jī)械動(dòng)作功能原理要按機(jī)械動(dòng)作功能原理要求做機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)求做機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)40功能結(jié)構(gòu)圖傳動(dòng)類型 or 執(zhí)行類型機(jī)械功能 or 非機(jī)械功能41駕駛室行走部分 底盤工作裝置和平臺(tái)總成挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)支承“斗”功能結(jié)構(gòu)圖？機(jī)械功能/非機(jī)械功能傳

15、動(dòng)類型/執(zhí)行類型42沒有突出部件沒有突出部件沒有管路沒有管路底盤底盤鏈輪鏈輪行星驅(qū)動(dòng)行星驅(qū)動(dòng)-漲緊調(diào)整漲緊調(diào)整 鏈條導(dǎo)向鏈條導(dǎo)向43工作裝置工作裝置組成組成 動(dòng)臂銷軸動(dòng)臂銷軸 小臂缸小臂缸動(dòng)臂叉頭動(dòng)臂叉頭小臂小臂鏟斗鏟斗,液壓錘等液壓錘等連桿連桿 搖桿搖桿連桿組件連桿組件動(dòng)臂動(dòng)臂動(dòng)臂缸動(dòng)臂缸動(dòng)臂缸銷軸動(dòng)臂缸銷軸鏟斗缸鏟斗缸44v將一個(gè)基本機(jī)構(gòu)裝在另一個(gè)基本機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件上。將一個(gè)基本機(jī)構(gòu)裝在另一個(gè)基本機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件上。 1）每一個(gè)）每一個(gè)基本基本機(jī)構(gòu)都有一個(gè)動(dòng)力源。機(jī)構(gòu)都有一個(gè)動(dòng)力源。 2）后一個(gè)基本機(jī)構(gòu)的相對(duì)機(jī)架是前一個(gè)機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件。）后一個(gè)基本機(jī)構(gòu)的相對(duì)機(jī)架是前一個(gè)機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件。454

16、6471213459101314151617181978Kba6112018126 臥式臥式多工多工位冷位冷墩機(jī)墩機(jī)1210911666141351415161）完成工序）完成工序：進(jìn)料進(jìn)料截料截料整形整形壓角壓角沖孔冷墩沖孔冷墩978齒齒 輪機(jī)構(gòu)輪機(jī)構(gòu)2）選型）選型（1）進(jìn)料機(jī)構(gòu)）進(jìn)料機(jī)構(gòu)機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)系系統(tǒng)統(tǒng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)2）選型）選型（2）斷料機(jī)構(gòu)）斷料機(jī)構(gòu)機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)系系統(tǒng)統(tǒng)直動(dòng)從動(dòng)件凸直動(dòng)從動(dòng)件凸 輪機(jī)構(gòu)輪機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)482）選型）選型（3）冷墩冷墩機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)系統(tǒng) I：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（+陰模），陰模），完成整完成整 形、壓角、形、壓

17、角、沖孔沖孔1213459101314151617181978Kba6112018126 臥式臥式多工多工位冷位冷墩機(jī)墩機(jī)2）選型）選型（4）頂料機(jī)構(gòu)）頂料機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)系統(tǒng) ： 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)；完成頂料完成頂料19201312齒齒 輪機(jī)構(gòu)輪機(jī)構(gòu)2）選型）選型（5）運(yùn)料機(jī)構(gòu)）運(yùn)料機(jī)構(gòu)機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)系系統(tǒng)統(tǒng) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)18181749冷鐓機(jī)構(gòu)冷鐓機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖環(huán)圖機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 執(zhí)行件執(zhí)行件工工 藝藝 動(dòng)動(dòng) 作作沖頭沖頭斷料刀斷料刀輥輪輥輪頂桿頂桿鉗架鉗架向向 前前向向 后后前停前停后后 停停停停停停停停停停切刀向前切刀向前切刀后退切刀后退切刀前停切刀前停

18、切刀向前切刀向前切刀后停切刀后停停停送料送料擺擺 動(dòng)動(dòng)擺擺 動(dòng)動(dòng)S1 0180360 0向前向前向后向后50機(jī)機(jī)械械運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)循循環(huán)環(huán)圖圖前前擺擺動(dòng)動(dòng)停停切切料料送送停停刀刀后后切切停停刀刀切切 前前切切 停停前前刀刀動(dòng)動(dòng)后后刀刀后后退退頂頂 擺擺停停停停O向向向向后后向向前前51進(jìn)刀凸進(jìn)刀凸輪機(jī)構(gòu)輪機(jī)構(gòu)刀具刀具主軸主軸轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)塔刀架9工件工件齒條齒條714壓簧壓簧12圓柱凸輪圓柱凸輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)4曲柄曲柄5圓錐齒輪傳動(dòng)圓錐齒輪傳動(dòng)3寬齒輪寬齒輪2齒輪齒輪1活動(dòng)支架活動(dòng)支架8定位銷定位銷10六槽輪機(jī)構(gòu)六槽輪機(jī)構(gòu)11613C1325自動(dòng)車床刀架自動(dòng)車床刀架系統(tǒng)系統(tǒng)自動(dòng)換刀自動(dòng)換刀軸向進(jìn)給軸向進(jìn)給功能

19、分解功能分解 讓刀讓刀轉(zhuǎn)位前刀架先右退，以免刀具與工件干涉轉(zhuǎn)位前刀架先右退，以免刀具與工件干涉 轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)塔刀架每次轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)塔刀架每次轉(zhuǎn)過60 定位定位轉(zhuǎn)位之前拔出保證加工精度的定位銷轉(zhuǎn)位之前拔出保證加工精度的定位銷 進(jìn)、退刀進(jìn)、退刀不轉(zhuǎn)時(shí)，精確實(shí)現(xiàn)預(yù)定的進(jìn)退刀運(yùn)動(dòng)。不轉(zhuǎn)時(shí)，精確實(shí)現(xiàn)預(yù)定的進(jìn)退刀運(yùn)動(dòng)。52某航空發(fā)動(dòng)機(jī)附件傳某航空發(fā)動(dòng)機(jī)附件傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)系統(tǒng)主動(dòng)軸主動(dòng)軸IVIIIVVIIII各子機(jī)構(gòu)間無嚴(yán)格各子機(jī)構(gòu)間無嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)配合關(guān)的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)配合關(guān)系系53各子機(jī)構(gòu)在動(dòng)作的各子機(jī)構(gòu)在動(dòng)作的先后次序上有嚴(yán)格先后次序上有嚴(yán)格的要求的要求 自動(dòng)車床上自動(dòng)車床上三個(gè)并聯(lián)凸輪的三個(gè)并聯(lián)凸輪的工作順序有先后工

20、作順序有先后要求。要求。工件工件( (鉚釘鉚釘) )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主軸主軸凸輪凸輪I凸輪凸輪II凸輪凸輪III凸輪凸輪轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角0 90 180 270 360 放松放松( (送料送料) )切斷切斷夾夾 緊緊車外圓倒角車外圓倒角擋料擋料54 1) 選用現(xiàn)成的機(jī)構(gòu)； 2）機(jī)構(gòu)組合與創(chuàng)新； 3) 機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。5556功能原理的分解和機(jī)構(gòu)的選擇分解的原則是所分解出的分功能能夠用一個(gè)簡單機(jī)構(gòu)去完成，故經(jīng)常將這復(fù)雜的動(dòng)作功能分解成一組由直線和圓弧組成的運(yùn)動(dòng)。如直線運(yùn)動(dòng)就有曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)等。機(jī)構(gòu)間的相容問題如

21、在要求精密運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)中，不能插入摩擦傳動(dòng)；在高速旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)中不能插入雙曲柄機(jī)構(gòu)等等。571合理安排傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的順序主運(yùn)動(dòng)鏈：電動(dòng)機(jī)皮帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏈：電動(dòng)機(jī)皮帶傳動(dòng)蝸扦傳動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)工作臺(tái)升降進(jìn)給三軸鉆床中，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的順序58在機(jī)構(gòu)的排列順序上一般遵循的規(guī)律是：在機(jī)構(gòu)的排列順序上一般遵循的規(guī)律是：轉(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)方式的機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)方式的機(jī)構(gòu)( (如凸輪機(jī)構(gòu)如凸輪機(jī)構(gòu)) )通?？偸前仓迷谶\(yùn)動(dòng)鏈的末通常總是安置在運(yùn)動(dòng)鏈的末端，與執(zhí)行機(jī)構(gòu)最近，這樣使傳動(dòng)環(huán)節(jié)簡單。端，與執(zhí)行機(jī)構(gòu)最近，這樣使傳動(dòng)環(huán)節(jié)簡單。皮帶傳動(dòng)及其他摩擦傳動(dòng)在傳遞同樣轉(zhuǎn)矩的條件下，與其他傳皮帶傳動(dòng)及其他摩擦傳動(dòng)在傳遞同樣轉(zhuǎn)矩的條

22、件下，與其他傳動(dòng)相比，其外廓尺寸要大很多。皮帶傳動(dòng)既可過載保護(hù)，又不動(dòng)相比，其外廓尺寸要大很多。皮帶傳動(dòng)既可過載保護(hù)，又不影響主軸與各執(zhí)行構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)關(guān)系，且傳動(dòng)中心距大。影響主軸與各執(zhí)行構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)關(guān)系，且傳動(dòng)中心距大。為減小尺寸和重量，這些傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一般安裝在靠近原動(dòng)機(jī)的地為減小尺寸和重量，這些傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一般安裝在靠近原動(dòng)機(jī)的地方。方。2 2合理分配傳動(dòng)比合理分配傳動(dòng)比 大傳動(dòng)比可分多級(jí)傳動(dòng)，在同類的幾級(jí)傳動(dòng)裝置中，通常把大傳動(dòng)比可分多級(jí)傳動(dòng)，在同類的幾級(jí)傳動(dòng)裝置中，通常把傳動(dòng)比最大的一級(jí)裝在轉(zhuǎn)速最低的位置，因而可使其他各級(jí)在傳動(dòng)比最大的一級(jí)裝在轉(zhuǎn)速最低的位置，因而可使其他各級(jí)在較

23、高的轉(zhuǎn)速下工作，使各級(jí)中間軸上的轉(zhuǎn)矩較小，這樣可使軸較高的轉(zhuǎn)速下工作，使各級(jí)中間軸上的轉(zhuǎn)矩較小，這樣可使軸和軸上零件尺寸較小，從而獲得較為緊湊的機(jī)構(gòu)。和軸上零件尺寸較小，從而獲得較為緊湊的機(jī)構(gòu)。59 3 3、機(jī)構(gòu)組合舉例：工廠備料車間用的鋸床、機(jī)構(gòu)組合舉例：工廠備料車間用的鋸床60將整根元鋼鋸成小段送到各制造車間加工。這種鋸床的鋸弓所要求的鋸斷分功能至少應(yīng)包含以下三個(gè)運(yùn)動(dòng)特性要求：A)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換成直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；B)工作行程的時(shí)間大于回程時(shí)間的急回特性；C)防止鋸齒在工作時(shí)受到?jīng)_擊載荷，要求在工作行程的中間段具有近似的等速運(yùn)動(dòng)。61 1)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)(或擺動(dòng)或擺動(dòng))變成移動(dòng)的機(jī)構(gòu)有：曲柄變成移動(dòng)的

24、機(jī)構(gòu)有：曲柄(或擺桿或擺桿)滑滑塊機(jī)構(gòu)、正弦機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)等。塊機(jī)構(gòu)、正弦機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)等。 2)具有急回特性的機(jī)構(gòu)具有急回特性的機(jī)構(gòu)有：偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有：偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、凸輪、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等。機(jī)構(gòu)、曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等。623）工作行程具有近似等速段的機(jī)構(gòu)：這個(gè)功能）工作行程具有近似等速段的機(jī)構(gòu)：這個(gè)功能特性要求除凸輪機(jī)構(gòu)能單獨(dú)完成外，其余機(jī)構(gòu)均特性要求除凸輪機(jī)構(gòu)能單獨(dú)完成外，其余機(jī)構(gòu)均需要相互配合才能完成。需要相互配合才能完成。633）工作行程）工作行程具有近似等速具有近似等速段的機(jī)構(gòu)段的機(jī)構(gòu)組合機(jī)構(gòu)組合機(jī)構(gòu)那些機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)？

25、凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)具有近似等速運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)構(gòu)思a)搖桿滑塊機(jī)構(gòu) b)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 和a)串聯(lián)用64 除凸輪機(jī)構(gòu)外，其它方案均由兩個(gè)以上機(jī)除凸輪機(jī)構(gòu)外，其它方案均由兩個(gè)以上機(jī)構(gòu)組合而成，如：構(gòu)組合而成，如：雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)、正弦機(jī)構(gòu)、橢圓齒輪橢圓齒輪正弦機(jī)構(gòu)、正弦機(jī)構(gòu)、橢圓齒輪橢圓齒輪偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)搖桿滑塊機(jī)構(gòu)等近十種方搖桿滑塊機(jī)構(gòu)等近十種方案。案。 65方案優(yōu)選方案優(yōu)選“雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)”在工作在工作行程的行程的70%范圍內(nèi)有良好的等速運(yùn)動(dòng)性能。且范

26、圍內(nèi)有良好的等速運(yùn)動(dòng)性能。且有較好的急回特性，結(jié)構(gòu)尺寸也合理。有較好的急回特性，結(jié)構(gòu)尺寸也合理。其次是曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)其次是曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)滑塊機(jī)構(gòu)。其運(yùn)擺動(dòng)滑塊機(jī)構(gòu)。其運(yùn)動(dòng)性能與上述機(jī)構(gòu)不相上下，但結(jié)構(gòu)尺寸比較動(dòng)性能與上述機(jī)構(gòu)不相上下，但結(jié)構(gòu)尺寸比較大，制造比較復(fù)雜，用在鋸床中有點(diǎn)大材小用。大，制造比較復(fù)雜，用在鋸床中有點(diǎn)大材小用。但卻廣泛用于各種類型的牛頭刨床中。但卻廣泛用于各種類型的牛頭刨床中。661家用縫紉機(jī)送布機(jī)構(gòu)的功能原理要求家用縫紉機(jī)送布機(jī)構(gòu)的功能原理要求1）衣料必須在壓腳板與入口平板之間作步進(jìn)式移動(dòng)。）衣料必須在壓腳板與入口平板之間作步進(jìn)式移動(dòng)。2)送布牙的軌跡為近似矩形，特別是在

27、送進(jìn)階段應(yīng)是近送布牙的軌跡為近似矩形，特別是在送進(jìn)階段應(yīng)是近似直線。似直線。3)送布牙用棘齒狀零件構(gòu)成，其送布量在一定范圍內(nèi)可送布牙用棘齒狀零件構(gòu)成，其送布量在一定范圍內(nèi)可作無級(jí)調(diào)節(jié)作無級(jí)調(diào)節(jié)三、機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)舉例三、機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)舉例 家用縫紉機(jī)的家用縫紉機(jī)的送布機(jī)構(gòu)送布機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)67軌跡生成機(jī)構(gòu)軌跡控制機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)送布牙的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)輸出分配軸（輸入）手動(dòng)調(diào)節(jié)（輸入）2 送布機(jī)構(gòu)的功能分解送布機(jī)構(gòu)的功能分解1）發(fā)生矩形軌跡的子功能。）發(fā)生矩形軌跡的子功能。2）能控制矩形軌跡各段生成時(shí)，與引線機(jī)構(gòu)相配合的控）能控制矩形軌跡各段生成時(shí)，與引線機(jī)構(gòu)相配合的控制子功能制子功能3)改變送布

28、牙送進(jìn)量的調(diào)節(jié)子功能。改變送布牙送進(jìn)量的調(diào)節(jié)子功能。4)送布機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)軸之間的運(yùn)動(dòng)傳遞子功能。送布機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)軸之間的運(yùn)動(dòng)傳遞子功能。683 3實(shí)現(xiàn)子功能的機(jī)構(gòu)選擇實(shí)現(xiàn)子功能的機(jī)構(gòu)選擇()()矩形軌跡生成機(jī)構(gòu)矩形軌跡生成機(jī)構(gòu) 送布牙送料時(shí)的工作情況1-壓腳 2-縫料 3-送布牙 4-送布牙槽 4-針板送布牙運(yùn)動(dòng)軌跡a)理想軌跡 b)實(shí)際軌跡四桿全移動(dòng)副二自由度機(jī)構(gòu)1、2-主動(dòng)件 3-從動(dòng)件四桿低幅機(jī)構(gòu)69全鉸鏈四桿及五桿機(jī)構(gòu)送布機(jī)構(gòu)的演化低副高代 位置調(diào)整全鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)全鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)帶有高副的四桿機(jī)構(gòu)其它？70 (2) (2)矩形軌跡生成的控制機(jī)構(gòu)矩形軌跡生成的控制機(jī)構(gòu) 1.1.凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)

29、2.2.四連桿鉸鏈機(jī)構(gòu)四連桿鉸鏈機(jī)構(gòu)（無長時(shí)間停歇，只能得到近似的（無長時(shí)間停歇，只能得到近似的橢圓軌跡）橢圓軌跡）3.3.多桿鉸鏈機(jī)構(gòu)多桿鉸鏈機(jī)構(gòu)（能得到精確的軌跡，但構(gòu)件多，（能得到精確的軌跡，但構(gòu)件多，削弱了四桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)）削弱了四桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)）71(3)(3)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從分配軸到軌跡生成機(jī)構(gòu)之間的傳動(dòng)不用或用鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)和它的變異機(jī)構(gòu)72(4)送布量的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)送布量的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的任務(wù)是調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的任務(wù)是將擺桿將擺桿BB的送布輸?shù)乃筒驾敵鲂畔⒊鲂畔?，改變成大小，改變成大小可調(diào)的送布多少的參可調(diào)的送布多少的參數(shù)數(shù) 。四桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制送布量的凸輪機(jī)構(gòu)a)等寬凸輪 b)家用縫紉機(jī)的

30、送布調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)734、機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)、機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)運(yùn) 動(dòng) 傳 遞運(yùn) 動(dòng) 傳 遞機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)3控 制 前 、控 制 前 、后 運(yùn) 動(dòng) 的后 運(yùn) 動(dòng) 的凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)5控 制 上 、控 制 上 、下 運(yùn) 動(dòng) 的下 運(yùn) 動(dòng) 的凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)2送 布 量 的送 布 量 的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4輸出輸出主軸（分配軸）主軸（分配軸）軌跡發(fā)生機(jī)構(gòu)軌跡發(fā)生機(jī)構(gòu)1輸入輸入A-A機(jī)械運(yùn)動(dòng)的方案框圖74機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖高速縫紉機(jī)送布機(jī)構(gòu)示意圖軌跡控制機(jī)構(gòu)CDEF，手動(dòng)調(diào)節(jié)E點(diǎn)的位置（調(diào)完后成為固定鉸鏈），E點(diǎn)位于BC桿上時(shí)，B點(diǎn)不動(dòng)，送布量為零。E點(diǎn)偏離BC桿越多，B點(diǎn)上下移動(dòng)量越大。軌跡發(fā)生機(jī)構(gòu)未變

31、75第四節(jié)第四節(jié) 發(fā)揮機(jī)構(gòu)固有潛力的方法發(fā)揮機(jī)構(gòu)固有潛力的方法 機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)從機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中可知，功能原理的分從機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中可知，功能原理的分解和按分解后的分功能選擇設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)是一個(gè)很重解和按分解后的分功能選擇設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)是一個(gè)很重要的工作，分解得不合理，選擇機(jī)構(gòu)不當(dāng)，都會(huì)要的工作，分解得不合理，選擇機(jī)構(gòu)不當(dāng)，都會(huì)影響分功能的完成。按功能原理來選擇或設(shè)計(jì)機(jī)影響分功能的完成。按功能原理來選擇或設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)是一個(gè)創(chuàng)造性的工作，能否設(shè)計(jì)出構(gòu)是一個(gè)創(chuàng)造性的工作，能否設(shè)計(jì)出個(gè)優(yōu)秀的個(gè)優(yōu)秀的新機(jī)構(gòu)是方案設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。新機(jī)構(gòu)是方案設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。76一、簡單機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)

32、的利用一、簡單機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的利用 1平行四邊形移動(dòng)式抓取機(jī)構(gòu)平行四邊形移動(dòng)式抓取機(jī)構(gòu)當(dāng)活塞當(dāng)活塞1帶動(dòng)推桿帶動(dòng)推桿2上移時(shí)，通過扇形齒輪上移時(shí)，通過扇形齒輪3帶動(dòng)平行四邊形帶動(dòng)平行四邊形機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)OABO1，使手爪，使手爪5、6作平行移動(dòng)，而夾緊工件。圖作平行移動(dòng)，而夾緊工件。圖(b)為通過蝸桿、蝸輪帶動(dòng)平行四邊形機(jī)構(gòu)的移動(dòng)式抓取機(jī)構(gòu)。為通過蝸桿、蝸輪帶動(dòng)平行四邊形機(jī)構(gòu)的移動(dòng)式抓取機(jī)構(gòu)。77自加熱爐圖1-17 雙搖桿鑄錠供應(yīng)機(jī)構(gòu)AC圖1-16 搖桿滑塊抓取機(jī)構(gòu)78圖1-18 鉸鏈四桿分送工件機(jī)構(gòu)圖1-19 轉(zhuǎn)輪系抓斗機(jī)構(gòu)79二、鏈傳動(dòng)的變異與創(chuàng)新二、鏈傳動(dòng)的變異與創(chuàng)新將導(dǎo)軌鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)成各種輸出機(jī)

33、，導(dǎo)軌鏈傳動(dòng)中沒將導(dǎo)軌鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)成各種輸出機(jī)，導(dǎo)軌鏈傳動(dòng)中沒有從動(dòng)輪。有從動(dòng)輪。鏈傳動(dòng)導(dǎo)軌鏈傳動(dòng)80三、三、無死點(diǎn)機(jī)構(gòu)無死點(diǎn)機(jī)構(gòu) 無死點(diǎn)機(jī)構(gòu)812、圖、圖429所示為一種巧妙的無死點(diǎn)機(jī)構(gòu)，其巧妙之處是：滑所示為一種巧妙的無死點(diǎn)機(jī)構(gòu)，其巧妙之處是：滑板與活塞桿相連接，利用滑板上的曲線形長孔及與之配合的曲板與活塞桿相連接，利用滑板上的曲線形長孔及與之配合的曲柄銷驅(qū)動(dòng)曲柄輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在曲柄銷的左右死點(diǎn)位置上，由于滑板柄銷驅(qū)動(dòng)曲柄輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在曲柄銷的左右死點(diǎn)位置上，由于滑板的曲線形長孔的斜面與曲柄銷接觸，所以就能消除一般曲柄機(jī)的曲線形長孔的斜面與曲柄銷接觸，所以就能消除一般曲柄機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)問題。曲線形長孔的傾

34、斜方向確定了曲柄軸的旋轉(zhuǎn)方構(gòu)的死點(diǎn)問題。曲線形長孔的傾斜方向確定了曲柄軸的旋轉(zhuǎn)方向，并使其保持固定的旋轉(zhuǎn)方向。向，并使其保持固定的旋轉(zhuǎn)方向。82 四、連桿機(jī)構(gòu)四、連桿機(jī)構(gòu)1、曲柄滑塊與齒輪齒條機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊與齒輪齒條機(jī)構(gòu)上齒條往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程是齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心點(diǎn)上齒條往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程是齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心點(diǎn)C往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程的往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程的兩倍。兩倍。曲柄滑塊與齒輪齒條機(jī)構(gòu)83 2凸輪凸輪連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)用于訂扣機(jī)工作臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)的凸輪用于訂扣機(jī)工作臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)的凸輪連桿機(jī)構(gòu)，原動(dòng)件為凸連桿機(jī)構(gòu)，原動(dòng)件為凸輪輪1，從動(dòng)件為工作臺(tái)，從動(dòng)件為工作臺(tái)5，被訂的鈕扣夾緊在該工作臺(tái)上，隨，被訂的鈕扣夾緊在該工作臺(tái)上，隨工作臺(tái)作

35、往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)縫針工作臺(tái)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)縫針(圖中未畫出圖中未畫出)作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成訂扣動(dòng)作。凸輪輪廓線形狀控制其每轉(zhuǎn)一周工作臺(tái)往復(fù)完成訂扣動(dòng)作。凸輪輪廓線形狀控制其每轉(zhuǎn)一周工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)次數(shù)運(yùn)動(dòng)次數(shù)(即訂扣針數(shù)即訂扣針數(shù))，構(gòu)件，構(gòu)件CB的長度可調(diào)節(jié)，以增大工作的長度可調(diào)節(jié)，以增大工作臺(tái)的往復(fù)行程。臺(tái)的往復(fù)行程。凸輪-連桿機(jī)構(gòu)84 3齒輪齒輪連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)包裝機(jī)推包機(jī)構(gòu)中，機(jī)構(gòu)在凸輪包裝機(jī)推包機(jī)構(gòu)中，機(jī)構(gòu)在凸輪1的驅(qū)動(dòng)下，使推板的驅(qū)動(dòng)下，使推板5按一按一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律往復(fù)移動(dòng)，將工件推到包裝位置。其中，齒定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律往復(fù)移動(dòng)，將工件推到包裝位置。其中，齒輪連桿機(jī)構(gòu)主要是用

36、于放大推板的行程，所需的放大比例輪連桿機(jī)構(gòu)主要是用于放大推板的行程，所需的放大比例可根據(jù)實(shí)際需要確定。其中，構(gòu)件可根據(jù)實(shí)際需要確定。其中，構(gòu)件2為扇形齒輪、為扇形齒輪、3為齒輪、為齒輪、4為擺桿。為擺桿。齒輪-連桿機(jī)構(gòu)854凸輪移動(dòng)式行程放大機(jī)構(gòu)凸輪移動(dòng)式行程放大機(jī)構(gòu) 利用凸輪機(jī)構(gòu)來獲取大運(yùn)動(dòng)距離時(shí)，常常感到需要較大利用凸輪機(jī)構(gòu)來獲取大運(yùn)動(dòng)距離時(shí)，常常感到需要較大的結(jié)構(gòu)空間，不然就要求有很大的凸輪機(jī)構(gòu)。的結(jié)構(gòu)空間，不然就要求有很大的凸輪機(jī)構(gòu)。圖示的機(jī)構(gòu)，與盤狀凸輪相關(guān)的軸銷帶動(dòng)滑桿左右移動(dòng)，圖示的機(jī)構(gòu)，與盤狀凸輪相關(guān)的軸銷帶動(dòng)滑桿左右移動(dòng)，移動(dòng)距離為凸輪升程移動(dòng)距離為凸輪升程S，滑桿上裝有可擺

37、動(dòng)的扇形齒輪，滑桿上裝有可擺動(dòng)的扇形齒輪，扇形齒輪與齒條相嚙合。由于扇形齒輪與齒條相嚙合。由于滑桿的移動(dòng)使扇形齒輪擺動(dòng)，滑桿的移動(dòng)使扇形齒輪擺動(dòng)，而扇形齒輪另一側(cè)的臂桿擺動(dòng)，而扇形齒輪另一側(cè)的臂桿擺動(dòng)，將帶動(dòng)上邊的滑桿將帶動(dòng)上邊的滑桿(滑塊滑塊)滑移，滑移，其滑移距離將依桿長與齒輪扇形其滑移距離將依桿長與齒輪扇形半徑之比而放大。半徑之比而放大。凸輪移動(dòng)行程放大機(jī)構(gòu)86五、改變機(jī)構(gòu)的某些尺寸參數(shù)，使機(jī)構(gòu)出現(xiàn)一種新的功能五、改變機(jī)構(gòu)的某些尺寸參數(shù)，使機(jī)構(gòu)出現(xiàn)一種新的功能1）a)圖圖AB小功率的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑塊能產(chǎn)生巨大的沖壓力。小功率的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑塊能產(chǎn)生巨大的沖壓力。2）AB的尺寸增加：的尺寸

38、增加：“瞬時(shí)停歇瞬時(shí)停歇”現(xiàn)象。有利于被沖壓工件的現(xiàn)象。有利于被沖壓工件的永永久變形，提高沖壓零久變形，提高沖壓零件的尺寸精度。件的尺寸精度。3）若把）若把AB的尺寸繼的尺寸繼續(xù)增加，曲柄相應(yīng)的續(xù)增加，曲柄相應(yīng)的轉(zhuǎn)角也增大，這時(shí)可轉(zhuǎn)角也增大，這時(shí)可看到滑塊有明顯的上、看到滑塊有明顯的上、下二次運(yùn)動(dòng)。利用此下二次運(yùn)動(dòng)。利用此運(yùn)動(dòng)特性制成的壓力運(yùn)動(dòng)特性制成的壓力機(jī)稱為機(jī)稱為“二次壓印機(jī)二次壓印機(jī)”87六、運(yùn)用機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合，改變機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性六、運(yùn)用機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合，改變機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性整個(gè)壓邊周期約占拉延周期的1/3882）設(shè)計(jì)思路：）設(shè)計(jì)思路：就是利用機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合拓寬機(jī)構(gòu)原有的瞬就是利用機(jī)構(gòu)的串

39、聯(lián)組合拓寬機(jī)構(gòu)原有的瞬時(shí)停歇特性，圖時(shí)停歇特性，圖422a中的六桿增力機(jī)構(gòu)中的六桿增力機(jī)構(gòu)ABCDE，當(dāng)主動(dòng)構(gòu)件轉(zhuǎn)過，當(dāng)主動(dòng)構(gòu)件轉(zhuǎn)過20時(shí)，滑塊時(shí)，滑塊作瞬時(shí)停歇運(yùn)動(dòng)作瞬時(shí)停歇運(yùn)動(dòng)(圖圖422中為了作圖清楚將中為了作圖清楚將 放大到放大到40 )。如將滑塊。如將滑塊E用作壓邊機(jī)構(gòu)，用作壓邊機(jī)構(gòu)，只要滑塊二次擺動(dòng)的升距不超過只要滑塊二次擺動(dòng)的升距不超過0.05mm，就可，就可以看作滑塊以看作滑塊E是作連續(xù)壓緊動(dòng)作，但問題是這是作連續(xù)壓緊動(dòng)作，但問題是這個(gè)停歇時(shí)間太短，與個(gè)停歇時(shí)間太短，與100 相比還差得太多。相比還差得太多。若把主動(dòng)連架桿改成擺動(dòng)、滑塊在最下面的位若把主動(dòng)連架桿改成擺動(dòng)、滑塊在

40、最下面的位置時(shí)，作為主動(dòng)擺桿的一個(gè)極限位置，如粗實(shí)置時(shí)，作為主動(dòng)擺桿的一個(gè)極限位置，如粗實(shí)線線ABCDE； ABCDE（細(xì)實(shí)線）為主動(dòng)擺桿（細(xì)實(shí)線）為主動(dòng)擺桿的另一個(gè)極限位置。壓邊角度：的另一個(gè)極限位置。壓邊角度：A1轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)到AB，經(jīng)過四次微小擺動(dòng)（位移經(jīng)過四次微小擺動(dòng)（位移0.05mm）拓寬停歇時(shí)間：增加曲柄搖桿機(jī)構(gòu)拓寬停歇時(shí)間：增加曲柄搖桿機(jī)構(gòu)FGHA。8990機(jī)構(gòu)的組合機(jī)構(gòu)的組合工作臺(tái)工作臺(tái)15643210987121113151491機(jī)構(gòu)組合示意框圖機(jī)構(gòu)組合示意框圖電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)帶帶傳傳動(dòng)動(dòng)( (2) )凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)( (10) )帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)( (8) )帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)( (3) )

41、錐齒輪傳錐齒輪傳動(dòng)動(dòng)( (4) )圓柱圓柱齒輪齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)( (5) )工作臺(tái)工作臺(tái)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)( (12) )連桿連桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)送料桿送料桿蝸桿蝸桿傳動(dòng)傳動(dòng)( (9) )萬向聯(lián)軸節(jié)萬向聯(lián)軸節(jié)鉆頭鉆頭萬向聯(lián)軸節(jié)萬向聯(lián)軸節(jié)鉆頭鉆頭萬向聯(lián)軸節(jié)萬向聯(lián)軸節(jié)鉆頭鉆頭92七、運(yùn)用機(jī)構(gòu)的并聯(lián)組合，得到某種特殊的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或七、運(yùn)用機(jī)構(gòu)的并聯(lián)組合，得到某種特殊的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或軌跡軌跡 9394八、利用機(jī)構(gòu)組成原理發(fā)現(xiàn)新的機(jī)構(gòu)八、利用機(jī)構(gòu)組成原理發(fā)現(xiàn)新的機(jī)構(gòu) 機(jī)構(gòu)組成原理：機(jī)構(gòu)是由若干個(gè)構(gòu)件組成，其機(jī)構(gòu)組成原理：機(jī)構(gòu)是由若干個(gè)構(gòu)件組成，其最基本的形式是構(gòu)件間全部用轉(zhuǎn)動(dòng)副組成。用相同最基本的形式是構(gòu)件間全部用轉(zhuǎn)動(dòng)副組

42、成。用相同數(shù)目的構(gòu)件組合起來完成給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的機(jī)構(gòu)將數(shù)目的構(gòu)件組合起來完成給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的機(jī)構(gòu)將不止一種，研究機(jī)構(gòu)組成的結(jié)構(gòu)形式，探討其組成不止一種，研究機(jī)構(gòu)組成的結(jié)構(gòu)形式，探討其組成原理，用不同的組合方法，將可演變出具有各種不原理，用不同的組合方法，將可演變出具有各種不同運(yùn)動(dòng)特性的各種機(jī)構(gòu)。同運(yùn)動(dòng)特性的各種機(jī)構(gòu)。N=8時(shí)的運(yùn)動(dòng)副配置方案95N=8時(shí)的變形結(jié)構(gòu)96“0”表示：不分配表示：不分配n2構(gòu)件而直接連接；構(gòu)件而直接連接；用用“1”、“2”分別表示連接兩頂點(diǎn)間分別表示連接兩頂點(diǎn)間n2構(gòu)件數(shù)。構(gòu)件數(shù)。圖中圖中a、b所示的所示的9個(gè)變型結(jié)構(gòu)：個(gè)變型結(jié)構(gòu)：其中方形排列為三種，如圖其中方形排列

43、為三種，如圖a所示，分別用所示，分別用111100、112000、220000表示之；表示之；圖圖b為為Y形排列的形排列的6種變型結(jié)構(gòu)。種變型結(jié)構(gòu)。在方案在方案II中，因縮圖中只有中，因縮圖中只有5個(gè)可能的個(gè)可能的n2構(gòu)件連接兩個(gè)構(gòu)件連接兩個(gè)n3頂點(diǎn)和頂點(diǎn)和一個(gè)一個(gè)n4頂點(diǎn)、故用頂點(diǎn)、故用5個(gè)數(shù)字表示其不同的變型結(jié)構(gòu)，如圖個(gè)數(shù)字表示其不同的變型結(jié)構(gòu)，如圖c所示。所示。方案方案III只有兩種獨(dú)立的結(jié)構(gòu)形式，如圖只有兩種獨(dú)立的結(jié)構(gòu)形式，如圖d所示。所示。 以上組成以上組成8桿單自由度機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)鏈，共得桿單自由度機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)鏈，共得16種變型結(jié)構(gòu)。種變型結(jié)構(gòu)。在這些結(jié)構(gòu)中選用不同的構(gòu)件作機(jī)架，就可得到

44、各種不同的機(jī)在這些結(jié)構(gòu)中選用不同的構(gòu)件作機(jī)架，就可得到各種不同的機(jī)構(gòu)，在這些機(jī)構(gòu)中可找出最優(yōu)的機(jī)構(gòu)供選用。構(gòu)，在這些機(jī)構(gòu)中可找出最優(yōu)的機(jī)構(gòu)供選用。97 圖圖4-24a其特征號(hào)為其特征號(hào)為“111100” 如把其中如把其中6、7、8三構(gòu)件代換成三構(gòu)件代換成高副，以構(gòu)件高副，以構(gòu)件1為機(jī)架，構(gòu)件為機(jī)架，構(gòu)件5為凸輪作主動(dòng)構(gòu)件，就得到圖為凸輪作主動(dòng)構(gòu)件，就得到圖424b所示的新機(jī)構(gòu)所示的新機(jī)構(gòu)(圖為該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)示意圖圖為該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)示意圖)。80年代德國年代德國專利專利其工作原理是：其工作原理是：98九、引進(jìn)當(dāng)前的最新技術(shù)，使舊的機(jī)械功能得到新九、引進(jìn)當(dāng)前的最新技術(shù)，使舊的機(jī)械功能得到新的生命的生命

45、例如機(jī)床切削加工是一項(xiàng)古老的機(jī)械功能，用以加例如機(jī)床切削加工是一項(xiàng)古老的機(jī)械功能，用以加工各種機(jī)械零件。幾十年來，機(jī)床的種類、加工精工各種機(jī)械零件。幾十年來，機(jī)床的種類、加工精度等方面雖均有不斷的提高，但都沒有突破性的進(jìn)度等方面雖均有不斷的提高，但都沒有突破性的進(jìn)展。自從引進(jìn)了數(shù)控技術(shù)，根據(jù)數(shù)控技術(shù)的要求，展。自從引進(jìn)了數(shù)控技術(shù)，根據(jù)數(shù)控技術(shù)的要求，改進(jìn)了機(jī)床的滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)，使機(jī)床行業(yè)迅速改進(jìn)了機(jī)床的滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)，使機(jī)床行業(yè)迅速向高精度，自動(dòng)控制方向發(fā)展。到向高精度，自動(dòng)控制方向發(fā)展。到8080年代、又引進(jìn)年代、又引進(jìn)了電子計(jì)算機(jī)的控制技術(shù)，把機(jī)床發(fā)展成自動(dòng)加工了電子計(jì)算機(jī)的控制技術(shù)，

46、把機(jī)床發(fā)展成自動(dòng)加工中心，因而使機(jī)械加工功能不斷地提高，也設(shè)計(jì)出中心，因而使機(jī)械加工功能不斷地提高，也設(shè)計(jì)出一大批配合新技術(shù)的機(jī)構(gòu)。一大批配合新技術(shù)的機(jī)構(gòu)。99第五節(jié)第五節(jié) 機(jī)械運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖機(jī)械運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì) 當(dāng)功能結(jié)構(gòu)圖中各分功能均設(shè)計(jì)完畢后，怎樣將當(dāng)功能結(jié)構(gòu)圖中各分功能均設(shè)計(jì)完畢后，怎樣將這些分功能協(xié)調(diào)動(dòng)作，共同完成總功能這些分功能協(xié)調(diào)動(dòng)作，共同完成總功能? ?這就需進(jìn)這就需進(jìn)行總體范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)行總體范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)協(xié)機(jī)械運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。調(diào)設(shè)計(jì)。 完成各分功能的機(jī)構(gòu)完成各分功能的機(jī)構(gòu)( (執(zhí)行機(jī)構(gòu)

47、執(zhí)行機(jī)構(gòu)) )均是相對(duì)獨(dú)立均是相對(duì)獨(dú)立的，其運(yùn)動(dòng)動(dòng)作的先后是根據(jù)總功能的要求，在一的，其運(yùn)動(dòng)動(dòng)作的先后是根據(jù)總功能的要求，在一個(gè)周期中按時(shí)間序列安排的。但怎樣使各執(zhí)行機(jī)構(gòu)個(gè)周期中按時(shí)間序列安排的。但怎樣使各執(zhí)行機(jī)構(gòu)嚴(yán)格按規(guī)定的時(shí)間運(yùn)動(dòng)這就是機(jī)械運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)嚴(yán)格按規(guī)定的時(shí)間運(yùn)動(dòng)這就是機(jī)械運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵的關(guān)鍵控制方法設(shè)計(jì)。在控制的方法上，一般控制方法設(shè)計(jì)。在控制的方法上，一般有如下兩種：有如下兩種：1001 1集中驅(qū)動(dòng)、分散控制：集中驅(qū)動(dòng)、分散控制： 在比較小型的機(jī)器上，一般均采用本方法，它由一個(gè)總驅(qū)動(dòng)在比較小型的機(jī)器上，一般均采用本方法，它由一個(gè)總驅(qū)動(dòng)源源( (一般是電動(dòng)機(jī)一般是電動(dòng)機(jī)) )，經(jīng)過變速后達(dá)到合適的工作轉(zhuǎn)速，作為機(jī)器，經(jīng)過變速后達(dá)到合適的工作轉(zhuǎn)速，作為機(jī)器的總傳動(dòng)軸，即稱為分配軸。執(zhí)行機(jī)構(gòu)均分散在其應(yīng)完成分功能的總傳動(dòng)軸，即稱為分配軸。執(zhí)行機(jī)構(gòu)均分散在其應(yīng)完成分功能的位置上其主