1、 第第12章章 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 12.2 原動(dòng)機(jī)、原動(dòng)機(jī)、 傳動(dòng)傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的類機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的類 型與選擇型與選擇 12.1 概述概述 12.3 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)舉例機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)舉例 機(jī)械是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱，機(jī)器是由單一機(jī)構(gòu)、機(jī)械是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱，機(jī)器是由單一機(jī)構(gòu)、 多個(gè)同一機(jī)構(gòu)或多種機(jī)構(gòu)所組成的，設(shè)計(jì)新機(jī)器是為多個(gè)同一機(jī)構(gòu)或多種機(jī)構(gòu)所組成的，設(shè)計(jì)新機(jī)器是為 了完成某種生產(chǎn)任務(wù)。機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)就是了完成某種生產(chǎn)任務(wù)。機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)就是 實(shí)現(xiàn)工藝動(dòng)作的過程。實(shí)現(xiàn)工藝動(dòng)作的過程。 12.1 概述概述 牛

2、頭刨床就是一部典型的機(jī)器。在牛頭刨床中，牛頭刨床就是一部典型的機(jī)器。在牛頭刨床中， 連桿機(jī)構(gòu)用以實(shí)現(xiàn)切削運(yùn)動(dòng)，連桿機(jī)構(gòu)用以實(shí)現(xiàn)切削運(yùn)動(dòng)，棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)及絲杠傳動(dòng)用及絲杠傳動(dòng)用 以實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的水平進(jìn)給，另一絲杠傳動(dòng)用以實(shí)現(xiàn)工以實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的水平進(jìn)給，另一絲杠傳動(dòng)用以實(shí)現(xiàn)工 作臺(tái)及刀架的垂直進(jìn)給。工作臺(tái)、刀架與滑枕是執(zhí)行作臺(tái)及刀架的垂直進(jìn)給。工作臺(tái)、刀架與滑枕是執(zhí)行 構(gòu)件。構(gòu)件。 2 2、充分分析給定的各項(xiàng)已知條件，明確設(shè)計(jì)的、充分分析給定的各項(xiàng)已知條件，明確設(shè)計(jì)的 目標(biāo)和約束條件等；目標(biāo)和約束條件等；( (根據(jù)題目、設(shè)計(jì)要求、根據(jù)題目、設(shè)計(jì)要求、 原原 始數(shù)據(jù)及工作原理，將機(jī)器進(jìn)行工藝動(dòng)作分解）

3、始數(shù)據(jù)及工作原理，將機(jī)器進(jìn)行工藝動(dòng)作分解） 如多軸鉆床：如多軸鉆床： 電機(jī)電機(jī)減速裝置減速裝置 送料機(jī)構(gòu)送料機(jī)構(gòu) 工作臺(tái)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)工作臺(tái)的進(jìn)給機(jī)構(gòu) 鉆頭的切屑機(jī)構(gòu)鉆頭的切屑機(jī)構(gòu) 1 1、確定其所要完成的工作任務(wù)；、確定其所要完成的工作任務(wù)； 一、運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的主要步驟一、運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的主要步驟 5 5、確定合適的機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，即配置若干輔助機(jī)構(gòu)、確定合適的機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，即配置若干輔助機(jī)構(gòu) （如各分運(yùn)動(dòng)的傳遞與變換，操作控制等）將上述各（如各分運(yùn)動(dòng)的傳遞與變換，操作控制等）將上述各 分機(jī)構(gòu)聯(lián)成一個(gè)完整的機(jī)械系統(tǒng)；分機(jī)構(gòu)聯(lián)成一個(gè)完整的機(jī)械系統(tǒng)； 4 4、機(jī)構(gòu)選型及創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，即分別選擇能夠滿足各執(zhí)

4、、機(jī)構(gòu)選型及創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，即分別選擇能夠滿足各執(zhí) 行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)要求的若干相同類型或不同類型的機(jī)構(gòu)。行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)要求的若干相同類型或不同類型的機(jī)構(gòu)。 2 2、動(dòng)力源的選擇及減速裝置、動(dòng)力源的選擇及減速裝置; ; 3 3、確定執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式和運(yùn)動(dòng)參數(shù)；如酸、確定執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式和運(yùn)動(dòng)參數(shù)；如酸 奶包裝機(jī)中灌奶機(jī)構(gòu)中的執(zhí)行構(gòu)件為直線運(yùn)動(dòng)，奶包裝機(jī)中灌奶機(jī)構(gòu)中的執(zhí)行構(gòu)件為直線運(yùn)動(dòng)， 據(jù)原始數(shù)據(jù)（據(jù)原始數(shù)據(jù)（ml/ml/杯）確定直線運(yùn)動(dòng)的行程。杯）確定直線運(yùn)動(dòng)的行程。 8 8、畫運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖；、畫運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖； 6 6、畫機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、畫機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 7 7、進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析及運(yùn)動(dòng)尺寸的確定、進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)

5、動(dòng)分析及運(yùn)動(dòng)尺寸的確定, ,如關(guān)如關(guān) 鍵執(zhí)行構(gòu)件的鍵執(zhí)行構(gòu)件的s s、v v、a a分析分析 ；間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)如槽；間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)如槽 輪機(jī)構(gòu)的尺寸確定；輪機(jī)構(gòu)的尺寸確定； 9 9、心得體會(huì)、心得體會(huì) 1010、參考書目、參考書目 一、原動(dòng)機(jī)的選擇一、原動(dòng)機(jī)的選擇 原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源主要有電、液及氣三種。原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源主要有電、液及氣三種。 電動(dòng)機(jī)是最常用的原動(dòng)機(jī)，其中交流異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用電動(dòng)機(jī)是最常用的原動(dòng)機(jī)，其中交流異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用 最廣，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，效率高和控制方最廣，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，效率高和控制方 便等優(yōu)點(diǎn)。其轉(zhuǎn)速有便等優(yōu)點(diǎn)。其轉(zhuǎn)速有30003000、15001500、10

6、001000、 750r/min750r/min。 液壓馬達(dá)及液壓油缸是主要的液壓原動(dòng)機(jī)。液壓馬達(dá)及液壓油缸是主要的液壓原動(dòng)機(jī)。 氣馬達(dá)及氣缸則是主要的氣壓原動(dòng)機(jī)。氣馬達(dá)及氣缸則是主要的氣壓原動(dòng)機(jī)。 12.2 原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的類型與選擇原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的類型與選擇 二、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型及功用二、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型及功用 常用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有：常用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有： 1 1、齒輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu) 齒輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用在中心距較小，傳動(dòng)精度較高，各種不齒輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用在中心距較小，傳動(dòng)精度較高，各種不 同傳遞動(dòng)力范圍的場(chǎng)合。同傳遞動(dòng)力范圍的場(chǎng)合。 2 2、螺旋機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu) 在許多機(jī)械設(shè)備中大量應(yīng)用著螺

7、旋機(jī)構(gòu)（又稱絲杠傳在許多機(jī)械設(shè)備中大量應(yīng)用著螺旋機(jī)構(gòu)（又稱絲杠傳 動(dòng)），它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)。動(dòng)），它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)。 3 3、帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng) 帶傳動(dòng)及鏈傳動(dòng)多用于中心距較大的傳動(dòng)。帶傳動(dòng)及鏈傳動(dòng)多用于中心距較大的傳動(dòng)。 4 4、連桿機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu)在機(jī)械設(shè)備及日常生活中有大量應(yīng)用。連桿機(jī)構(gòu)在機(jī)械設(shè)備及日常生活中有大量應(yīng)用。 5 5、凸輪機(jī)構(gòu)。、凸輪機(jī)構(gòu)。 由于凸輪機(jī)構(gòu)是高副接觸，決定了這種機(jī)構(gòu)主要由于凸輪機(jī)構(gòu)是高副接觸，決定了這種機(jī)構(gòu)主要 用于傳遞運(yùn)動(dòng)。用于傳遞運(yùn)動(dòng)。 根據(jù)機(jī)械預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能，考慮選擇何種工根據(jù)機(jī)械預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能，考慮選

8、擇何種工 作原理來實(shí)現(xiàn)這一功能要求。作原理來實(shí)現(xiàn)這一功能要求。 功能原理設(shè)計(jì)的任務(wù)，就是根據(jù)機(jī)械預(yù)功能原理設(shè)計(jì)的任務(wù)，就是根據(jù)機(jī)械預(yù) 期實(shí)現(xiàn)的功能要求，構(gòu)思出所有可能的功能期實(shí)現(xiàn)的功能要求，構(gòu)思出所有可能的功能 原理，加以分析比較并根據(jù)使用要求或者工原理，加以分析比較并根據(jù)使用要求或者工 藝要求，從中選擇出既能很好的滿足功能要藝要求，從中選擇出既能很好的滿足功能要 求，工藝動(dòng)作又簡(jiǎn)單的工作原理。求，工藝動(dòng)作又簡(jiǎn)單的工作原理。 三、三、執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計(jì)執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計(jì) 舉例：舉例： 自動(dòng)送料板裝置的功能原理設(shè)計(jì)自動(dòng)送料板裝置的功能原理設(shè)計(jì) 機(jī)械推拉原理機(jī)械推拉原理 摩擦傳動(dòng)原理摩擦傳

9、動(dòng)原理( (摩擦板摩擦板) ) 摩擦傳動(dòng)原理摩擦傳動(dòng)原理( (摩擦輪摩擦輪) ) 氣吸原理氣吸原理( (底吸法底吸法) ) 氣吸原理氣吸原理( (頂吸法頂吸法) ) 總結(jié)總結(jié) 實(shí)現(xiàn)某種預(yù)期的要求，可以采用多種不同實(shí)現(xiàn)某種預(yù)期的要求，可以采用多種不同 的工作原理；的工作原理； 不同的工作原理需要不同的工藝動(dòng)作，這不同的工作原理需要不同的工藝動(dòng)作，這 樣所設(shè)計(jì)出的機(jī)械在工作性能、工作品質(zhì)樣所設(shè)計(jì)出的機(jī)械在工作性能、工作品質(zhì) 和適用場(chǎng)合等方面都會(huì)有很大的差別。和適用場(chǎng)合等方面都會(huì)有很大的差別。 四、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)類型及典型機(jī)構(gòu)四、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)類型及典型機(jī)構(gòu) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分為直線運(yùn)動(dòng)、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、任

10、意執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分為直線運(yùn)動(dòng)、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、任意 軌跡運(yùn)動(dòng)、點(diǎn)到點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)及位到位的運(yùn)動(dòng)等主要五種軌跡運(yùn)動(dòng)、點(diǎn)到點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)及位到位的運(yùn)動(dòng)等主要五種 運(yùn)動(dòng)形式。運(yùn)動(dòng)形式。 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：當(dāng)曲柄連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)，滑塊可做往復(fù)直線曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：當(dāng)曲柄連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)，滑塊可做往復(fù)直線 運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。 1 1、實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu) 齒輪齒輪- -齒條機(jī)構(gòu)：齒輪的正、反向回轉(zhuǎn)可以使齒條做往復(fù)齒條機(jī)構(gòu)：齒輪的正、反向回轉(zhuǎn)可以使齒條做往復(fù) 直線運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng) 螺旋機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu)：絲杠的回轉(zhuǎn)可以使螺母實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)：絲杠的回轉(zhuǎn)可以使螺母實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng) 鏈傳動(dòng)（直線段部分的運(yùn)動(dòng)）：帶有翼片的鏈傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)（直線段部

11、分的運(yùn)動(dòng)）：帶有翼片的鏈傳動(dòng)， 可以拖動(dòng)被作業(yè)件在兩鏈輪間的直線段做直線運(yùn)動(dòng)。可以拖動(dòng)被作業(yè)件在兩鏈輪間的直線段做直線運(yùn)動(dòng)。 2 2、實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu) ：齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 、雙曲、雙曲 柄機(jī)構(gòu)（含平行四邊形機(jī)構(gòu)）、鏈傳動(dòng)及帶傳動(dòng)柄機(jī)構(gòu)（含平行四邊形機(jī)構(gòu)）、鏈傳動(dòng)及帶傳動(dòng) 可以實(shí)現(xiàn)較長距離的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。可以實(shí)現(xiàn)較長距離的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 3 3、實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡的機(jī)構(gòu)：四桿機(jī)構(gòu)（連桿曲線）、實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡的機(jī)構(gòu)：四桿機(jī)構(gòu)（連桿曲線）、 開式鏈機(jī)構(gòu)開式鏈機(jī)構(gòu)（任何開式鏈機(jī)構(gòu)上的端點(diǎn)都可以實(shí)現(xiàn)一（任何開式鏈機(jī)構(gòu)上的端點(diǎn)都可以實(shí)現(xiàn)一 定的運(yùn)動(dòng)軌跡定的運(yùn)動(dòng)軌跡 ）。）。 4 4、點(diǎn)到點(diǎn)的

12、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、點(diǎn)到點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu) 5 5、位到位的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)：熱處理爐、位到位的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)：熱處理爐爐門開閉機(jī)構(gòu)爐門開閉機(jī)構(gòu) 、 飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu) 12.3 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 一、一、 機(jī)構(gòu)的選型機(jī)構(gòu)的選型 機(jī)構(gòu)的選型是指按照給定原動(dòng)機(jī)的輸入運(yùn)動(dòng)、執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)、機(jī)構(gòu)的選型是指按照給定原動(dòng)機(jī)的輸入運(yùn)動(dòng)、執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)、 工作要求和其他有關(guān)約束條件選擇恰當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)類型，以構(gòu)成一個(gè)符工作要求和其他有關(guān)約束條件選擇恰當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)類型，以構(gòu)成一個(gè)符 合要求的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。機(jī)構(gòu)選型猶如在原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行構(gòu)件之間按照約合要求的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。機(jī)構(gòu)選型猶如在原動(dòng)

13、機(jī)和執(zhí)行構(gòu)件之間按照約 束條件搭建起來的一架橋梁，使之成為一個(gè)完整的體系。束條件搭建起來的一架橋梁，使之成為一個(gè)完整的體系。 運(yùn)動(dòng)鏈簡(jiǎn)短；運(yùn)動(dòng)鏈簡(jiǎn)短； 優(yōu)先選基本機(jī)構(gòu)；優(yōu)先選基本機(jī)構(gòu)； 機(jī)械效率較高；機(jī)械效率較高； 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)排列順序合理；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)排列順序合理； 合理分配傳動(dòng)比。合理分配傳動(dòng)比。 1、一般原則 2 2、機(jī)構(gòu)的變異、機(jī)構(gòu)的變異 3 3、機(jī)構(gòu)的組合、機(jī)構(gòu)的組合 5 5、機(jī)構(gòu)的裝載式組合、機(jī)構(gòu)的裝載式組合 4 4、機(jī)構(gòu)的封閉式組合、機(jī)構(gòu)的封閉式組合 二、二、 機(jī)器的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖機(jī)器的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 方案設(shè)計(jì)時(shí)要考慮各執(zhí)行構(gòu)件之間的動(dòng)作協(xié)調(diào)配方案設(shè)計(jì)時(shí)要考慮各執(zhí)行構(gòu)件之間的動(dòng)作協(xié)調(diào)配 合問題，

14、根據(jù)機(jī)器工作的需要，各執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作必合問題，根據(jù)機(jī)器工作的需要，各執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作必 須密切準(zhǔn)確地協(xié)調(diào)配合，不能有任何紊亂，否則機(jī)器須密切準(zhǔn)確地協(xié)調(diào)配合，不能有任何紊亂，否則機(jī)器 便不能完成其預(yù)期的生產(chǎn)任務(wù)，甚至損壞設(shè)備。便不能完成其預(yù)期的生產(chǎn)任務(wù)，甚至損壞設(shè)備。 工作循環(huán)：開始加工一個(gè)產(chǎn)品到開始加工另一個(gè)工作循環(huán)：開始加工一個(gè)產(chǎn)品到開始加工另一個(gè) 產(chǎn)品所經(jīng)歷的時(shí)間間隔。產(chǎn)品所經(jīng)歷的時(shí)間間隔。 運(yùn)動(dòng)循環(huán)：對(duì)于機(jī)器的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)則稱為運(yùn)動(dòng)循環(huán)。運(yùn)動(dòng)循環(huán)：對(duì)于機(jī)器的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)則稱為運(yùn)動(dòng)循環(huán)。 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖：運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖：反應(yīng)機(jī)械系統(tǒng)一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)期間各執(zhí)行反應(yīng)機(jī)械系統(tǒng)一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)期間各執(zhí)行 構(gòu)件之間動(dòng)作的協(xié)調(diào)

15、關(guān)系圖。構(gòu)件之間動(dòng)作的協(xié)調(diào)關(guān)系圖。 繪制機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的方法：繪制機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的方法： 選定一個(gè)主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)選定一個(gè)主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)( (構(gòu)件）做為定標(biāo)件，構(gòu)件）做為定標(biāo)件， 用它的運(yùn)動(dòng)位置用它的運(yùn)動(dòng)位置( (轉(zhuǎn)角或時(shí)間或位移）作為確定轉(zhuǎn)角或時(shí)間或位移）作為確定 其它執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)先后次序的基準(zhǔn)，所選的定其它執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)先后次序的基準(zhǔn)，所選的定 標(biāo)件最好是其一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)與機(jī)器的一個(gè)運(yùn)動(dòng)標(biāo)件最好是其一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)與機(jī)器的一個(gè)運(yùn)動(dòng) 循環(huán)有著嚴(yán)格的一一對(duì)應(yīng)。循環(huán)有著嚴(yán)格的一一對(duì)應(yīng)。 以牛頭刨床為例：有兩個(gè)執(zhí)行構(gòu)件以牛頭刨床為例：有兩個(gè)執(zhí)行構(gòu)件 刨頭和工作臺(tái)，以牛刨頭和工作臺(tái)，以牛 頭刨床主體機(jī)構(gòu)頭刨床主體

16、機(jī)構(gòu)-曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中的曲柄為定標(biāo)件。曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中的曲柄為定標(biāo)件。 1.1.直線式直線式 以曲柄的轉(zhuǎn)角以曲柄的轉(zhuǎn)角為橫坐標(biāo)，曲柄每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)為為橫坐標(biāo)，曲柄每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)為 一個(gè)工作循環(huán)一個(gè)工作循環(huán) 曲柄的轉(zhuǎn)角曲柄的轉(zhuǎn)角 刨頭刨頭 工作臺(tái)工作臺(tái) 0 00 0 90900 01801800 0 2702700 0 3603600 0 工作行程工作行程 空回行程空回行程 進(jìn)給進(jìn)給 2.2.圓盤式圓盤式 曲曲 柄柄 工工 作作 臺(tái)臺(tái) 停停 止止 送送 進(jìn)進(jìn) 工工 作作 行行 程程 頭頭 刨刨 刨刨 頭頭 行行 程程 空空 回回 送送 進(jìn)進(jìn) 工工 作作 臺(tái)臺(tái) 3.3.直角坐標(biāo)直角坐標(biāo)式式 以上兩種循環(huán)圖只表示了

17、各執(zhí)行構(gòu)件先后次序和以上兩種循環(huán)圖只表示了各執(zhí)行構(gòu)件先后次序和 動(dòng)作持續(xù)時(shí)間的長短，而不能顯示出各執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作持續(xù)時(shí)間的長短，而不能顯示出各執(zhí)行構(gòu)件 在工作時(shí)間的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和各執(zhí)行構(gòu)件在位置上的在工作時(shí)間的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和各執(zhí)行構(gòu)件在位置上的 協(xié)調(diào)配合關(guān)系。協(xié)調(diào)配合關(guān)系。 曲柄的轉(zhuǎn)角曲柄的轉(zhuǎn)角 刨頭往復(fù)刨頭往復(fù) 移動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)機(jī)構(gòu) 工作臺(tái)間歇工作臺(tái)間歇 送進(jìn)機(jī)構(gòu)送進(jìn)機(jī)構(gòu) 0 00 090900 0 1801800 02702700 0 3603600 0 工作行程工作行程( (進(jìn)進(jìn)) ) 空回行程空回行程( (退）退） 進(jìn)給進(jìn)給 靜止靜止 靜止靜止 1801800 0+ 1801800 0- 這種運(yùn)動(dòng)循

18、環(huán)圖不僅能表示出兩執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作這種運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖不僅能表示出兩執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作 的先后，而且能表示出兩執(zhí)行構(gòu)件的工作行程和空的先后，而且能表示出兩執(zhí)行構(gòu)件的工作行程和空 回行程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)上的配合關(guān)系，回行程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)上的配合關(guān)系， 是一種較完善的工作循環(huán)圖。是一種較完善的工作循環(huán)圖。 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)示例機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)示例 題目；題目； 設(shè)計(jì)要求；設(shè)計(jì)要求； 方案設(shè)計(jì)及討論；方案設(shè)計(jì)及討論； 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析 沖床沖壓機(jī)構(gòu)沖床沖壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) (沖床沖壓機(jī)構(gòu)沖床沖壓機(jī)構(gòu)1/13) 沖床的工藝動(dòng)作如圖所示，上模沖床的工藝動(dòng)作如圖所示，上模 先以比較大的速度接近坯

19、料，然先以比較大的速度接近坯料，然 后以勻速進(jìn)行拉延成型工作，以后以勻速進(jìn)行拉延成型工作，以 后，下模繼續(xù)下行將成品推出型后，下模繼續(xù)下行將成品推出型 腔，最后快速返回。上模退出下腔，最后快速返回。上模退出下 模以后，送料機(jī)構(gòu)從側(cè)面將坯料模以后，送料機(jī)構(gòu)從側(cè)面將坯料 送至待加工位置，完成一個(gè)工作送至待加工位置，完成一個(gè)工作 循環(huán)。循環(huán)。 題目題目 設(shè)計(jì)沖制薄壁零件沖床的設(shè)計(jì)沖制薄壁零件沖床的 沖壓機(jī)構(gòu)與其配合的送料機(jī)構(gòu)。沖壓機(jī)構(gòu)與其配合的送料機(jī)構(gòu)。 (沖床沖壓機(jī)構(gòu)沖床沖壓機(jī)構(gòu)2/13) 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求 1 1動(dòng)力源是電動(dòng)機(jī)，左轉(zhuǎn)動(dòng)；從動(dòng)件（執(zhí)行構(gòu)件）為動(dòng)力源是電動(dòng)機(jī)，左轉(zhuǎn)動(dòng)；從動(dòng)件（執(zhí)行構(gòu)件

20、）為 上模，作上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，其大致運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖所示，上模，作上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，其大致運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖所示， 具有快速下沉、等速工作進(jìn)給和快速返回的特性；具有快速下沉、等速工作進(jìn)給和快速返回的特性； 2 2機(jī)構(gòu)應(yīng)具有較好的傳力性能，特別是工作段的壓力機(jī)構(gòu)應(yīng)具有較好的傳力性能，特別是工作段的壓力 角角 應(yīng)盡可能小；傳動(dòng)角應(yīng)盡可能小；傳動(dòng)角 大于或等于許用傳動(dòng)角大于或等于許用傳動(dòng)角 ； 3 3上模到達(dá)工作段之前，送料機(jī)構(gòu)以將坯料送至待加上模到達(dá)工作段之前，送料機(jī)構(gòu)以將坯料送至待加 工位置（下模上方）；工位置（下模上方）； 4 4生產(chǎn)率約每分鐘生產(chǎn)率約每分鐘7070件；件； 5 5執(zhí)行構(gòu)件（上模）的工

21、作段長度執(zhí)行構(gòu)件（上模）的工作段長度l l=30-100mm=30-100mm， 對(duì)應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角 = =（1/3-1/21/3-1/2） ；上模行程長度必須；上模行程長度必須 大于工作段長度的兩倍以上；大于工作段長度的兩倍以上； 6 6行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)k k1.51.5； 7 7許用傳動(dòng)角許用傳動(dòng)角=40=40o o； 8 8送料距離送料距離hh=60-250mm=60-250mm； (沖床沖壓機(jī)構(gòu)沖床沖壓機(jī)構(gòu)3/13) 方案設(shè)計(jì)及討論方案設(shè)計(jì)及討論 方案二：方案二：導(dǎo)桿導(dǎo)桿搖桿滑塊沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪送料機(jī)構(gòu)搖桿滑塊沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪送料機(jī)構(gòu) 方案三：方案三： 六連桿沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪六

22、連桿沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪連桿送料機(jī)構(gòu)連桿送料機(jī)構(gòu) 方案四：方案四： 凸輪凸輪連桿沖壓機(jī)構(gòu)和齒輪連桿沖壓機(jī)構(gòu)和齒輪連桿送料機(jī)構(gòu)連桿送料機(jī)構(gòu) 方案一：齒輪方案一：齒輪連桿沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪連桿沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪連桿送料機(jī)構(gòu)連桿送料機(jī)構(gòu) (沖床沖壓機(jī)構(gòu)沖床沖壓機(jī)構(gòu)4/13) 方案一：齒輪方案一：齒輪連桿沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪連桿沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪連桿送料機(jī)構(gòu)連桿送料機(jī)構(gòu) 沖壓機(jī)構(gòu)采用了有兩個(gè)自由度的雙曲柄七桿機(jī)構(gòu)，用齒輪副將沖壓機(jī)構(gòu)采用了有兩個(gè)自由度的雙曲柄七桿機(jī)構(gòu)，用齒輪副將 其封閉為一個(gè)自由度。恰當(dāng)?shù)剡x擇點(diǎn)其封閉為一個(gè)自由度。恰當(dāng)?shù)剡x擇點(diǎn)c c的軌跡和確定構(gòu)件尺寸，可保的軌跡和確定構(gòu)件尺寸，可保 證機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動(dòng)和工作

23、段近于勻速的特性，并使壓力角證機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動(dòng)和工作段近于勻速的特性，并使壓力角 盡可能盡可能 小。小。 送料機(jī)構(gòu)是由凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成的，按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)送料機(jī)構(gòu)是由凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成的，按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán) 圖可確定凸輪推程運(yùn)動(dòng)角和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。圖可確定凸輪推程運(yùn)動(dòng)角和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 (沖床沖壓機(jī)構(gòu)沖床沖壓機(jī)構(gòu)5/13) 方案二：方案二：導(dǎo)桿導(dǎo)桿搖桿滑塊沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪送料機(jī)構(gòu)搖桿滑塊沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪送料機(jī)構(gòu) 沖壓機(jī)構(gòu)是在導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，串沖壓機(jī)構(gòu)是在導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，串 聯(lián)一個(gè)搖桿滑塊機(jī)構(gòu)組合而成的。導(dǎo)聯(lián)一個(gè)搖桿滑塊機(jī)構(gòu)組合而成的。導(dǎo) 桿機(jī)構(gòu)按給定的行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)，桿機(jī)構(gòu)

24、按給定的行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)， 它和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)組合可達(dá)到工作段它和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)組合可達(dá)到工作段 近于勻速的要求。適當(dāng)選擇導(dǎo)路位置，近于勻速的要求。適當(dāng)選擇導(dǎo)路位置， 可使工作段壓力角可使工作段壓力角 較小。較小。 送料機(jī)構(gòu)的凸輪軸通過齒輪機(jī)構(gòu)與送料機(jī)構(gòu)的凸輪軸通過齒輪機(jī)構(gòu)與 曲柄軸相連。按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖可確曲柄軸相連。按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖可確 定凸輪推程運(yùn)動(dòng)角和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)定凸輪推程運(yùn)動(dòng)角和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī) 律，則機(jī)構(gòu)可在預(yù)定時(shí)間將工件送至律，則機(jī)構(gòu)可在預(yù)定時(shí)間將工件送至 待加工位置。待加工位置。 (沖床沖壓機(jī)構(gòu)沖床沖壓機(jī)構(gòu)6/13) 方案三方案三 ：六連桿沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪六連桿沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪連桿送料

25、機(jī)構(gòu)連桿送料機(jī)構(gòu) 沖壓機(jī)構(gòu)是由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合而成的。四桿機(jī)沖壓機(jī)構(gòu)是由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合而成的。四桿機(jī) 構(gòu)可按行程速比系數(shù)用圖解法設(shè)計(jì)，然后選擇連桿長構(gòu)可按行程速比系數(shù)用圖解法設(shè)計(jì)，然后選擇連桿長l lef ef及導(dǎo)路位置，按工 及導(dǎo)路位置，按工 作段近于勻速的要求確定鉸鏈點(diǎn)作段近于勻速的要求確定鉸鏈點(diǎn)e e的位置。若尺寸選擇適當(dāng)，可使執(zhí)行構(gòu)的位置。若尺寸選擇適當(dāng)，可使執(zhí)行構(gòu) 件在工作段中運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角件在工作段中運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角 滿足要求，滿足要求， 壓力角壓力角 較小。凸輪送較小。凸輪送 料機(jī)構(gòu)的凸輪軸通過齒料機(jī)構(gòu)的凸輪軸通過齒 輪機(jī)構(gòu)與曲柄軸相連

26、，輪機(jī)構(gòu)與曲柄軸相連， 若按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖確若按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖確 定凸輪轉(zhuǎn)角及其從動(dòng)件定凸輪轉(zhuǎn)角及其從動(dòng)件 的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，則機(jī)構(gòu)可的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，則機(jī)構(gòu)可 在預(yù)定時(shí)間將工件送至在預(yù)定時(shí)間將工件送至 待加工位置。待加工位置。 (沖床沖壓機(jī)構(gòu)沖床沖壓機(jī)構(gòu)7/13) 方案四：方案四：凸輪凸輪連桿沖壓機(jī)構(gòu)和齒輪連桿沖壓機(jī)構(gòu)和齒輪連桿送料機(jī)構(gòu)連桿送料機(jī)構(gòu) 沖壓機(jī)構(gòu)是由凸輪沖壓機(jī)構(gòu)是由凸輪連桿機(jī)連桿機(jī) 構(gòu)組合，依據(jù)滑塊構(gòu)組合，依據(jù)滑塊dd的運(yùn)動(dòng)要的運(yùn)動(dòng)要 求，確定固定凸輪的輪廓曲求，確定固定凸輪的輪廓曲 線。線。 送料機(jī)構(gòu)是由曲柄搖桿、送料機(jī)構(gòu)是由曲柄搖桿、 扇形齒輪與齒條機(jī)構(gòu)串聯(lián)而扇形齒輪與齒條機(jī)構(gòu)串聯(lián)而 成

27、，若按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖確成，若按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖確 定曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的尺寸，則定曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的尺寸，則 機(jī)構(gòu)可在預(yù)定時(shí)間將工件送機(jī)構(gòu)可在預(yù)定時(shí)間將工件送 至待加工位置。至待加工位置。 (沖床沖壓機(jī)構(gòu)沖床沖壓機(jī)構(gòu)8/13) 選擇方案一：選擇方案一： 齒輪齒輪連桿沖壓連桿沖壓 機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)和凸輪連連 桿送料機(jī)構(gòu)桿送料機(jī)構(gòu) 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析 沖壓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)沖壓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 七桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)七桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析 齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)； 四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)； 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 (沖床沖壓機(jī)構(gòu)沖

28、床沖壓機(jī)構(gòu)9/13) 設(shè)計(jì)七桿機(jī)構(gòu)可用設(shè)計(jì)七桿機(jī)構(gòu)可用解析法解析法、實(shí)驗(yàn)法實(shí)驗(yàn)法。 七桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)七桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 首先根據(jù)對(duì)執(zhí)行構(gòu)件（滑塊首先根據(jù)對(duì)執(zhí)行構(gòu)件（滑塊 f f）提出的運(yùn)動(dòng)特性和動(dòng)力）提出的運(yùn)動(dòng)特性和動(dòng)力 特性要求選定與滑塊相連的特性要求選定與滑塊相連的 連桿長度連桿長度cfcf，并選定能實(shí)，并選定能實(shí) 現(xiàn)上述要求的點(diǎn)現(xiàn)上述要求的點(diǎn)c c的軌跡，的軌跡， 然后按導(dǎo)向兩桿組法設(shè)計(jì)五然后按導(dǎo)向兩桿組法設(shè)計(jì)五 連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)abcdeabcde的尺寸。的尺寸。 l lab ab= =l ldede=100mm =100mm， l lae ae=200mm =200mm， l lbc bc

29、= = l ldc dc=283mm =283mm， l lcf cf=430mm =430mm，a a點(diǎn)與導(dǎo)路的點(diǎn)與導(dǎo)路的 垂直距離為垂直距離為162mm162mm，e e點(diǎn)與導(dǎo)路的垂直距離點(diǎn)與導(dǎo)路的垂直距離 為為223mm223mm。 (沖床沖壓機(jī)構(gòu)沖床沖壓機(jī)構(gòu)10/13) 七桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力分析七桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力分析 分析滑塊分析滑塊f f的速度和加速度，并畫出速度線圖，的速度和加速度，并畫出速度線圖， 以分析是否滿足設(shè)計(jì)要求。以分析是否滿足設(shè)計(jì)要求。 在進(jìn)行機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析時(shí)，先依據(jù)機(jī)加工手冊(cè)，在進(jìn)行機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析時(shí)，先依據(jù)機(jī)加工手冊(cè)， 估計(jì)生產(chǎn)阻力估計(jì)生產(chǎn)阻力p p=1.5kn=1.5kn，并認(rèn)為在工作段內(nèi)為常，并認(rèn)為在工作段內(nèi)為常 數(shù)，然后求得加于曲柄數(shù)，然后求得加于曲柄abab的平衡力矩的平衡力矩mmb b，用其，用其 平均值并計(jì)入各傳動(dòng)的效率，確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)平均值并計(jì)入各傳動(dòng)的效率，確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 為為y112m4y112m4，額定功率為，額定功率為4kw4kw。 (沖床沖壓機(jī)構(gòu)沖床沖壓機(jī)構(gòu)11/13) 齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 齒輪機(jī)構(gòu)的中心距齒輪機(jī)構(gòu)的中心距a=200mma=200mm，模數(shù)，模數(shù)m=10mmm=10mm， 采用標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，采用標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，z z 1 1=z =z 2 2