機(jī)構(gòu)選型和組合應(yīng)用

機(jī)構(gòu)選型和組合應(yīng)用第1頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期五機(jī)構(gòu)的選型和組合應(yīng)用研究目的和內(nèi)容機(jī)構(gòu)的組合方式機(jī)構(gòu)的選型機(jī)器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖

主要內(nèi)容：第2頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第一節(jié)研究機(jī)構(gòu)選型和組合應(yīng)用的目的和內(nèi)容機(jī)構(gòu)的選型和組合應(yīng)用目的：

1、工藝動(dòng)作的復(fù)雜性；

2、執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)形式的多樣性。機(jī)構(gòu)選型和組合應(yīng)用的內(nèi)容：

1、生產(chǎn)任務(wù)——工作原理——工藝動(dòng)作分析——運(yùn)動(dòng)方案——執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)目和運(yùn)動(dòng)。

2、合理選擇機(jī)構(gòu)；

3、機(jī)器的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖；

4、繪制機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。第3頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期五機(jī)構(gòu)的組合方式串聯(lián)式組合機(jī)構(gòu)并聯(lián)式組合機(jī)構(gòu)復(fù)合式組合機(jī)構(gòu)反饋式組合機(jī)構(gòu)迭聯(lián)式組合機(jī)構(gòu)混合式組合機(jī)構(gòu)第4頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

（一）機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合將兩個(gè)或兩個(gè)以上的單一機(jī)構(gòu)按順序連接，每一個(gè)前置機(jī)構(gòu)的輸出運(yùn)動(dòng)是其后續(xù)機(jī)構(gòu)的輸出運(yùn)動(dòng)，這樣的組合方式稱之為機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合。輸入輸出Φ0Φ1

Φ2Φ3

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

1、構(gòu)件固接式串聯(lián)若將前一個(gè)機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件和后一個(gè)機(jī)構(gòu)的輸入構(gòu)件固接，串聯(lián)組成一個(gè)新的復(fù)合機(jī)構(gòu)，這稱之為構(gòu)件固結(jié)式串聯(lián)。（1）將勻速運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)作為前置機(jī)構(gòu)與另一機(jī)構(gòu)串聯(lián)，可以改變輸出運(yùn)動(dòng)的速度和周期。機(jī)構(gòu)的組合方式第5頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（２）將一個(gè)非勻速運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)作為前置機(jī)構(gòu)與工作機(jī)構(gòu)串聯(lián)，則可改變機(jī)構(gòu)的速度特性。（３）由若干個(gè)子機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合可得到傳力性能較好的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。S87453216SS=g[f()]S=g()雙曲柄機(jī)構(gòu)與六桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)7654321槽輪機(jī)構(gòu)與導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)12345BADM２、軌跡點(diǎn)串聯(lián)假若前一個(gè)基本機(jī)構(gòu)的輸出為平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件上某一點(diǎn)Ｍ的軌跡，通過(guò)軌跡點(diǎn)Ｍ與后一個(gè)機(jī)構(gòu)相連，這種連接方式稱為“軌跡點(diǎn)串聯(lián)“。第6頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期五機(jī)構(gòu)的組合方式（二）機(jī)構(gòu)的并聯(lián)組合

以一個(gè)多自由度機(jī)構(gòu)作為基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)，將一個(gè)或幾個(gè)自由度為１的機(jī)構(gòu)（可稱為附加機(jī)構(gòu)）的輸出構(gòu)件接入基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)，這種組合方式稱為并聯(lián)組合。并聯(lián)組合的幾種常見方式：第7頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期五鐵板傳送機(jī)構(gòu)1324ADBCE12DAⅠ342HⅢABDCHⅡ故當(dāng)時(shí)機(jī)構(gòu)的組合方式第8頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期五誤差校正機(jī)構(gòu)1232ⅡⅢ123S121機(jī)構(gòu)的組合方式第9頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（三）機(jī)構(gòu)的混接式組合

綜合運(yùn)用串聯(lián)—并聯(lián)組合方式可組成更為復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，此種組合方式稱之為機(jī)構(gòu)的混接式組合。平臺(tái)印刷機(jī)版臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)Ⅲ：兩自由度的齒輪條機(jī)構(gòu)。附加機(jī)構(gòu)：雙曲柄機(jī)構(gòu)Ⅰ、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)I’與凸輪機(jī)構(gòu)Ⅱ。輸入運(yùn)動(dòng)：曲柄ＡＢ的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。輸出運(yùn)動(dòng)：上齒條固結(jié)的版臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。機(jī)構(gòu)的組合方式第10頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期五ⅠⅠⅡ’ⅢⅡⅠ’ⅢⅠADCBDEFⅢABDCEFⅠ’Ⅰ版臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)平臺(tái)印刷機(jī)機(jī)構(gòu)的組合方式第11頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（四）基于組合原理的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)舉例步驟：（1）根據(jù)機(jī)械的工作原理確定執(zhí)行構(gòu)件所要完成的運(yùn)動(dòng)；（2）將執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)分解成機(jī)構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)的基本運(yùn)動(dòng)或動(dòng)作，分別擬訂能完成這些基本運(yùn)動(dòng)或構(gòu)型的方案；（3）將上述各機(jī)構(gòu)構(gòu)型方案按某種組合方式組成一個(gè)新的復(fù)合機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)的組合方式第12頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期五包裝機(jī)的推包機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)L’STHC1C2LOB1B2r0o270o180o（１）執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)要求：執(zhí)行構(gòu)件：平進(jìn)－平退－下降－低位平退－上升的運(yùn)動(dòng)軌跡。平進(jìn)Ｌ；平退Ｓ；上升、下降Ｈ。（２）方案設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)分解：水平方向的左右移動(dòng)＋上升、下降運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)選型：水平方向移動(dòng)：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)OB1C1C來(lái)完成；上、下運(yùn)動(dòng)：擺動(dòng)從動(dòng)件移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)完成。運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)：為使水平移動(dòng)和上、下運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行演變，使其既作水平方向移動(dòng)，又作擺動(dòng)。機(jī)構(gòu)組合：以演變后的凸輪機(jī)構(gòu)（具有兩個(gè)自由度）作為基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)，采用并聯(lián)組合方式，將兩套曲柄滑快機(jī)構(gòu)（其原動(dòng)件相位不同）和暴動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)組成推包機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)的組合方式第13頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期五機(jī)構(gòu)選型一、執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式

1、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，間歇旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，往復(fù)擺動(dòng)。

2、直線運(yùn)動(dòng)：往復(fù)移動(dòng)，間歇往復(fù)移動(dòng)，單向間歇直線移動(dòng)。

3、曲線運(yùn)動(dòng)：執(zhí)行構(gòu)件上某一點(diǎn)作特定的曲線（軌跡）運(yùn)動(dòng)。

4、剛體導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)：一般指非連架桿的執(zhí)行構(gòu)件的剛體導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)。

5、特殊功能運(yùn)動(dòng)：如微動(dòng)、補(bǔ)償、換向等。機(jī)構(gòu)的選型第14頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、機(jī)構(gòu)選型的基本要求1、滿足工藝動(dòng)作及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的要求。高副機(jī)構(gòu)、低副機(jī)構(gòu)、注意約束在機(jī)構(gòu)中的作用、適當(dāng)設(shè)置調(diào)整環(huán)節(jié)。2、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)鏈要短。3、機(jī)構(gòu)的傳力性能要好。傳動(dòng)角（壓力角）、防止自鎖、慣性力平衡。4、動(dòng)力源的選擇應(yīng)有利于簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)和改善運(yùn)動(dòng)質(zhì)量。

電機(jī)（交流電機(jī)、直流電機(jī)、伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、交流變頻電機(jī)）、內(nèi)燃機(jī)、液壓馬達(dá)、氣動(dòng)馬達(dá)。機(jī)構(gòu)的選型第15頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期五執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)一、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的布局

1、執(zhí)行構(gòu)件的布置特別要考慮到控制此執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安裝是否方便

2、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的布置

1）與執(zhí)行構(gòu)件的聯(lián)接是否方便；

2）執(zhí)行機(jī)構(gòu)原動(dòng)件布置的位置是否恰當(dāng)；盡可能接近執(zhí)行構(gòu)件；使各執(zhí)行機(jī)構(gòu)原動(dòng)件盡可能集中布置在一根軸或少數(shù)幾根軸上；各原動(dòng)件應(yīng)保持等速或定速比。執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)第16頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求保證各執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的順序性；各執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作在時(shí)間上同步；保證空間的同步性；保證系統(tǒng)各執(zhí)行構(gòu)件對(duì)操作對(duì)象的操作具有單一性或協(xié)同性；二執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作之間應(yīng)保持時(shí)間上的間隔，以避免動(dòng)作銜接處發(fā)生干涉；執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)第17頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期五例：粉料壓片機(jī)（4）協(xié)調(diào)安排圖（2）執(zhí)行構(gòu)件：3、9、5。（3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖

凸輪連桿機(jī)構(gòu)Ⅰ、凸輪機(jī)構(gòu)Ⅱ、凸輪多桿機(jī)構(gòu)Ⅲ、凸輪機(jī)構(gòu)Ⅳ113109105（1）執(zhí)行構(gòu)件完成的動(dòng)作：移動(dòng)料斗3至模具11的型腔上方，并準(zhǔn)備將粉料裝入型腔；料斗振動(dòng)，將粉料裝入型腔；下沖頭5下沉，以防止上沖頭9下壓時(shí)將型腔內(nèi)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(shí)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(guò)程。113109105138957462ⅠⅡⅢⅣ611分配軸1234ⅣⅠⅡⅢS1S2S3S4第18頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期五三、執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)的分析計(jì)算1、各執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)時(shí)間同步化計(jì)算

1）確定最大工作循環(huán)周期Tmax；

2）確定機(jī)械最小工作循環(huán)周期Tmin；

3）確定合理的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的工作循環(huán)周期T；

4)確定各機(jī)構(gòu)分配軸的轉(zhuǎn)速和工作行程的起始角。

2、各執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)空間同步化計(jì)算合理確定各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)錯(cuò)位角，避免空間上的干涉。執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)第19頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期五機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖設(shè)計(jì)一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖

1、機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖表達(dá)機(jī)械各執(zhí)行機(jī)構(gòu)（構(gòu)件）在一個(gè)運(yùn)動(dòng)環(huán)中各動(dòng)作的協(xié)調(diào)配合關(guān)系的簡(jiǎn)單明確圖，稱機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。2、機(jī)械運(yùn)動(dòng)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(biāo)式）3）直角坐標(biāo)式循環(huán)圖1、設(shè)計(jì)要點(diǎn)1)完成系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì);2)確定參照機(jī)構(gòu)（構(gòu)件）;3)設(shè)計(jì)單一執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖;4)設(shè)計(jì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖.二、機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)主軸轉(zhuǎn)角

0°90°180°270°360°195°印頭往復(fù)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)印頭工作行程（印刷）印頭空回行程油輥往復(fù)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)油輥空回行程（勻油）

60°

油輥工作行程（給鉛字上油）油盤間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)油盤轉(zhuǎn)動(dòng)油盤靜止油輥工作室（給鉛字上油）印頭空回行程盤轉(zhuǎn)動(dòng)油油盤靜止（刷工作行程印頭?。┯洼伩栈匦谐蹋ㄓ蛣颍┲鬏S轉(zhuǎn)角印頭往復(fù)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)油輥往復(fù)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)油盤間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)90°180°270°360°195°195°60°60°110°0°70°第20頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期五ⅠⅢⅤⅡ1213459101314151617181978ⅣKba6112018126

臥式多工位冷墩機(jī)121091166614135141516Ⅱ1）完成工序：進(jìn)料截料整形壓角沖孔冷墩978Ⅲ齒輪機(jī)構(gòu)2）選型（1）進(jìn)料機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)Ⅲ曲柄搖桿機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)2）選型（2）斷料機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)Ⅱ直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)第21頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2）選型（3）冷墩機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)I：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（+陰模），完成整形、壓角、沖孔ⅠⅢⅤⅡ1213459101314151617181978ⅣKba6112018126

臥式多工位冷墩機(jī)2）選型（4）頂料機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)Ⅳ：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)；完成頂料19Ⅳ201312連桿機(jī)構(gòu)2）選型（5）運(yùn)料機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)Ⅴ圓錐齒輪機(jī)構(gòu)等寬凸輪機(jī)構(gòu)181817第22頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期五冷鐓機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖機(jī)構(gòu)執(zhí)行件工藝動(dòng)作ⅠⅢⅤⅡⅣ沖頭斷料刀輥輪頂桿鉗架向前向后前停后停停停停停切刀向前切刀后退切刀前停切刀向前切刀后停停送料擺動(dòng)擺動(dòng)S10