机械原理 作者 师忠秀 CH12.ppt

第 12 章 机械执行系统方案及其创新设计 §12-1 机械执行系统的功能原理设计 §12-2 机械执行系统的运动规律设计 12.2.1 工艺动作分解和运动方案选择 12.2.2 运动规律设计的创造性 §12-3 执行机构的型式设计 12.3.1 按执行构件运动形式进行机构选型 12.3.2 按执行机构动作分解进行机构选型 12.3.3 机构的创新 §12-4 机械执行系统运动协调设计 12.4.1 机械执行系统的运动协调设计 12.4.2 机械运动循环图及其设计 图示为用于打包机中的能双向加压的机构。当扳动杠杆式操作手柄4逆时针摆动时，通过滑块5推动齿条6，使齿轮1逆时针回转，与之啮合的齿条2、3沿相反方向移动，即可完成加压动作。反之，工件被松开。 3.巧妙利用两构件相对运动关系构思新机构 图示为齿轮式自锁性抓取机构，由曲柄摇块机构1-2-3-4与齿轮机构5、6组合而成。活塞杆2为主动件，由汽缸提供动力。齿轮5与摇杆3固结，手爪7、8分别与齿轮5、6固结，齿轮机构的传动比等于1。当气缸内的液压推动活塞2时，驱动摇杆3带动齿轮5绕B轴摆动，并驱使齿轮6同步反向运动。利用齿轮5、6转向相反，即可实现夹持和松开压铁的动作。当手爪闭合夹持工件(如图示位置)时，工件对手爪的作用力的方向线在手爪回转中心的外侧，故可实现自锁性夹紧。 如图所示为不完全圆柱齿轮齿条往复运动机构。当主动不完全圆柱齿轮1交替与从动齿轮2和从动齿条3啮合时，齿条3即可实现往复运动。 根据机构组成原理，在一个机构上联接若干个基本杆组，可以构成新的机构来实现某种工艺动作或改善机构的功能。 4．基于机构组成原理的机构创新 要求设计一个急回特性比较显著、运动行程比较大的加工平面的急回机构。根据已有知识可考虑使用导杆机构，在其上叠加杆组，将机构扩展，以增加机构急回特性并扩大执行构件工作行程。 随着生产过程的机械化和自动化程度的不断提高，机器动作也愈来愈复杂，单一的基本机构如四杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构等，往往由于本身固有的运动和动力性能局限性而无法实现复杂多样的功能和运动要求。为此，人们常常将几种基本机构用适当方式组合起来，使各基本机构既能发挥其良好特长，又能避免其本身的局限性，从而形成性能优良、实用性强的机构系统，来实现基本机构不易实现的复杂多样的运动或动力特性。 5．基于机构组合原理的机构创新 常用组合方式 串联式组合 并联式组合 复合式组合 叠联式组合 （1）串联式组合 基本机构 基本机构 插床的插削机构：插刀7（滑块5）具有较大急回特性；改变连杆DE长度，可改变插刀7运动规律；改变摇杆CD长度，可改变插刀7的行程。 I型串联式组合：联接点设在前置机构中作简单运动的连架杆上。主要是为了使输出构件减速或增速、增程或增力，或改善输出构件的运动和动力特性。 Ⅱ型串联式组合：联接点设在前置机构中作平面复杂运动的浮动构件上。主要是利用前置机构与后置机构联接点处的特殊运动轨迹——直线、圆弧曲线、“8”字自交形曲线等，使机构输出构件获得某些特殊的运动规律，如停歇、行程两次重复等。 （2）并联式组合 A B I型并联式组合 A B II型并联式组合 A B Ⅲ型并联式组合 I型并联式组合： 图示星形发动机由六个曲柄滑块并联组合而成，六个气缸呈星形对称布置，其输出是六个曲柄滑块机构输出转动的代数和，与单缸发动机相比，无死点、输出扭矩波动小、平衡和减振效果好。 II型并联式组合： 其特点是并列布置的n（常见n=2）个单自由度的基本机构共用一个输入运动，而它们的输出又合成为一个输出运动，或同时输入给一个多自由度的基本机构，再合成为一个输出运动，完成较复杂的运动规律或轨迹要求。设计的主要问题也是并联机构之间的运动协调或结构对称。 螺旋升降机构 1—螺杆 2—滑块 并联组合凸轮连杆机构 1、2-凸轮 3、4-推杆 5-十字滑块 Ⅲ型并联式组合： 其特点是将同一个输入运动，通过两个基本机构的并列布置，分解成两个输出运动，且这两个输出运动一般符合严格的时序、协调关系，从而完成较复杂的工艺动作，如复杂的传递、包装、编织等。设计的主要问题是两个并联机构动作的协调和时序的控制。 丝织机的开口机构 1-曲柄 2、4、6-连杆 3-摇杆 5、7-滑块 8-机架 糖果包装机剪刀机构 1-凸轮 2-摆杆3、4-剪刀 5、6-连杆 （3）复合式组合 复合式组合由一个两自由度的基本机构（基础机构）和一个单自由度基