第4章华侨大学机械产品的功能原理的实现.ppt

* 二、功能原理的分解和机构的选择 分解的原则：分解出的分功能能够用一个简单机构完成，通常为直线和圆弧运动的某种组合(因为直线运动和圆弧运动是机构最容易且最精确完成的运动)。 能实现直线运动的机构：曲柄滑块机构、凸轮机构、四杆机构的连杆曲线、齿轮齿条结构、正弦机构 能实现圆弧运动的机构： 齿轮传动、摩擦轮传动、涡轮蜗杆传动、带传动等 能实现间歇运动的机构：棘轮机构和槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮单向间歇运动机构和擒纵机构等 机构选择的原则：能够完成所需功能、所选择的机构能够组合在一起，即机构的相容问题 精密运动系统 ～× 摩擦传动 高速旋转传动 ～× 双曲柄机构 根据上述原则选择的机构组合一般会有多种，还需根据《机械原理》知识进行运动学和动力学分析，选择最优方案。 * 例：要设计工厂备料车间用的锯床，功能分析如下： 从上面分析看，能够同时满足三个运动特性的机构只有凸轮机构和曲柄滑块机构两种。 1、? 凸轮机构：不仅同时满足三个运动特性，而且机构简单。 * 2、 曲柄滑块机构：要满足工作行程中间段具有近似等速运动的特性，只有曲柄滑块机构是肯定不行的，需要和其他机构配合才可以。 现假定采用曲柄滑块机构实现转动变直线运动，如图4-12a)，将工作行程中间段等分成若干段，每段经过的时间肯定相同，对应的角度肯定不同，再如图4-12b)所示的曲柄摇杆机构，在左边的曲柄匀速转动时，右面的摇杆对应转过的角度分别为 和 ，若能保证在一定范围内 = ，即满足了近似等速运动特性的要求，所以把ab两种机构串联起来，形成如图c所示的机构，即满足了输入为匀速转动，最终输出为直线运动，且具备急回特性和近似匀速运动的要求，所以c可以作为一种设计方案。 * 除了上述双曲柄机构——曲柄滑块机构的组合外，还可以采用同样方法设计，采用双曲柄机构——正弦机构、椭圆齿轮——正弦机构、椭圆齿轮——偏置曲柄滑块机构、曲柄导杆机构——摇杆滑块机构等近10种方案。有些方案因结构性能上明显不合适，就可以先直接淘汰掉，确定几种可用的方案后，要逐一对其进行运动学和动力学分析，挑出性能最好的方案：双曲柄机构——偏心曲柄滑块机构的组合，即上述我们分析的方案。 * 1．合理安排传动机构的顺序 例：三轴钻床中，传动机构的顺序是这样安排的： 主运动链：电动机——皮带传动——齿轮传动——钻头转动； 进给运动链：电动机——皮带传动——蜗扦传动——凸轮机构——工作台升降进给 * 在机构的排列顺序上一般遵循的规律是： 转变运动方式的机构(如凸轮机构)通常总是安置在运动链的末端，与执行机构最近，这样使传动环节简单。 皮带传动及其他摩擦传动在传递同样转矩的条件下，与其他传动相比，其外廓尺寸要大很多。皮带传动既可过载保护，又不影响主轴与各执行构件之间的运动协调关系，且传动中心距大。为减小尺寸和重量，这些传动机构一般安装在靠近原动机的地方。 * 2．合理分配传动比 大传动比可分多级传动，在同类的几级传动装置中，通常把传动比最大的一级装在转速最低的位置，因而可使其他各级在较高的转速下工作，使各级中间轴上的转矩较小，这样可使轴和轴上零件尺寸较小，从而获得较为紧凑的机构。 1）在传动机构中，误差可以传递，且随传动比而缩放。 可有效减少高速级误差对整个传动的影响。 2）在最末级传动前，只承载较小的转矩，有利于减小传动机构尺寸。 * 三、机械运动系统方案设计举例——家用缝纫机的送布机构设计 在了解缝纫机 送布机构设计前，我们要先了解一下缝纫机的工作原理 缝纫机工作原理 （一）、了解手工缝纫线迹和缝纫机线迹的不同：(a)手工缝纫缝迹；(b)缝纫机线迹 （二）缝纫机面线和底线双绞线的形成原理：①面线②摆梭③布料 * 三、机械运动系统方案设计举例——家用缝纫机的送布机构设计 缝纫机工作原理 (三)、缝纫机双绞线的形成过程： 机针从最高位置——向下运动至开始接触布料： 调线杆向上运动：收紧上一个线迹 从线团里拉出下一个线环所需的面线 送布牙向前推送一个针脚大的布料 摆梭开始逆时针方向旋转（面对摆梭而言） 线始终在布料上方处于拉紧状态 第一段 * 三、机械运动系统方案设计举例——家用缝纫机的送布机构设计 缝纫机工作原理 (三)、缝纫机双绞线的形成过程： 机针开始接触布料——刺穿布料，达到最低极限位置，见图a： 调线杆向下运动：松驰面线，供机针向下引线用 送布牙向针板下运动 摆梭逆时针旋转到极限位置 线在布料上下都始终处于拉紧状态 第二段 * 三、机械运动系统方案设计举例——家用缝纫机的送布机构设计 缝纫机工作原理 (三)、缝纫机双绞线的形成过程： 第三段 机针最低极限位置——机针向上运动2～2.5毫米，见图b 调线杆向下运