機構及其系統運動方案設計

第7章

機構系統運動方案設計8-1發(fā)展趨勢制造科學是多學科交叉的學科制造技藝→制造技術→制造科學；制造活動的社會性、制造系統的開放性→制造科學綜合性；制造科學不可能在孤立、封閉的狀態(tài)下發(fā)展，必然走兼采百家之長、交叉融合的道路；現代物理、數學、化學、生命、信息、材料、管理和系統等科學的發(fā)展，為制造科學不斷提供新的推動力，也不斷豐富著現代制造學科的內涵和外延。制造業(yè)是國家的戰(zhàn)略性產業(yè)高度發(fā)達的制造業(yè)，是實現工業(yè)化的必備條件高度發(fā)達的制造業(yè)，是衡量國家國際競爭力的重要標志高度發(fā)達的制造業(yè)，是決定國家在經濟全球化進程中國際分工地位的關鍵因素7-2執(zhí)行機構運動規(guī)律設計一、功能原理與工藝動作設計之間的關系1、實現同一使用要求或工藝要求，可能采用不同的功能原理。

例：舉升，可采用三種不同的功能原理。機械,電磁吸附,水浮力機械（

連桿、凸輪、螺旋）2、采用不同的功能原理，必然導致采用不同的工藝動作

a）采用改變水的動能的功能原理——葉片高速旋轉

b）采用改變容體容積——往復移動（往復泵）；

C）往復擺動（擺動泵）；旋轉運動（旋轉泵）；二、工藝動作設計與運動方案設計的關系

1、工藝動作設計得不相同，設計出的機構運動方案也就不相同；

例洗衣機二、工藝動作設計與運動方案設計的關系2、不同的機構可能實現同一工藝動作，滿足同樣的使用要求；

對于比較復雜的使用要求和工藝要求，往往需要多個功能原理組合成一個總的功能原理來滿足。（如自動機：工藝要求復雜）工藝過程設計

根據已擬定的功能原理及工藝動作進行工藝過程設計。工藝過程設計的總要求：（1）工序集中原則（2）工序分散原則（工序能集中就盡量集中，集中有困難，就分散）（3）各工序的工藝時間相等原則（4）多工件同時加工原則（5）縮短工作周期原則（時間重疊）

7-3執(zhí)行機構運動規(guī)律設計1、根據使用要求和功能原理制定合理的運動規(guī)律1）應充分考慮使用要求和功能原理。2）在滿足使用要求的前提下，應盡可能設計出簡單且易于實現的運動規(guī)律。3）必要時，應重新構思新的功能原理。4）為使工藝過程自動化，原封不動的按傳統工藝動作去設計自動化機構系統，其效果往往是不好的。2、把復雜的運動規(guī)律（工藝動作）進行分解1）機構所能實現的基本運動行式

單向轉動單向移動往復擺動往復移動間歇運動軌跡運動要使分解后的運動規(guī)律協調配合（1）簡單情況可采用機構合成法將多個分解運動輸入到具有多個自由度的機構中，合成為一個復雜的運動。（2）可采用分配軸的方法使各分解運動協調配合（3）可采用電氣控制或計算機數字控制的方法使各分解運動協調配合。7-4

執(zhí)行機構運動協調設計一、執(zhí)行構件的布置特別要考慮到控制此執(zhí)行構件運動的執(zhí)行機構的安裝是否方便

1）與執(zhí)行構件的聯接是否方便；

2）執(zhí)行機構原動件布置的位置是否恰當；盡可能接近執(zhí)行構件；使各執(zhí)行機構原動件盡可能集中布置在一根軸或少數幾根軸上；各原動件應保持等速或定速比。二、執(zhí)行機構運動協調設計應滿足的要求

保證各執(zhí)行機構動作的順序性；各執(zhí)行構件的動作在時間上同步；保證空間的同步性；保證系統各執(zhí)行構件對操作對象的操作具有單一性或協同性；執(zhí)行構件的動作之間應保持時間上的間隔，以避免動作銜接處發(fā)生干涉；例：粉料壓片機（4）協調安排圖（2）執(zhí)行構件：3、9、5。（3）執(zhí)行機構圖

凸輪連桿機構Ⅰ、凸輪機構Ⅱ、凸輪多桿機構Ⅲ、凸輪機構Ⅳ113109105（1）執(zhí)行構件完成的動作：移動料斗3至模具11的型腔上方，并準備將粉料裝入型腔；料斗振動，將粉料裝入型腔；下沖頭5下沉，以防止上沖頭9下壓時將型腔內粉料抖出；上沖頭下壓，下沖頭上壓，將粉料加壓并保壓一定時間，使藥片成型較好；上沖頭快速退出，下沖頭隨之將壓好的藥片推出型腔，完成壓片工藝過程。113109105138957462ⅠⅡⅢⅣ611分配軸1234ⅣⅠⅡⅢS1S2S3S48-5機械運動循環(huán)圖設計一、機械運動循環(huán)圖

1、機械運動循環(huán)圖表達機械各執(zhí)行機構（構件）在一個運動環(huán)中各動作的協調配合關系的簡單明確圖，稱機械運動循環(huán)圖。2、機械運動循環(huán)圖的類型

1）直線式循環(huán)圖（矩形循環(huán)圖）

2）圓形循環(huán)圖（極坐標式）3）直角坐標式循環(huán)圖1、設計要點1)完成系統的協調設計;2)確定參照機構（構件）;3)設計單一執(zhí)行機械運動循環(huán)圖;4)設計機械運動循環(huán)圖.二、機械運動循環(huán)圖的設計轉動主軸轉角0°90°180°270°360°195