机械原理讲稿13.ppt

第十三章 机械传动系统的方案设计 13.1 概述 机械传动系统的方案设计就是要完成从原动机、传动机构到执行机构的设计。其中传递动力和实现预期运动是机械传动系统的两个基本任务。机械传动系统设计是否合理直接影响到机械的功能实现，性能质量的好坏、成本（制造成本和使用成本）的高低等。 运动方案设计的必备知识 1、充分了解并掌握各种常用机构的基本知识； 2、必须了解和掌握各种动力源的性能和使用要求； 3、熟悉对设计方案的选择有重要影响的周围环境的信息； 4、 充分重视其他学科的技术应用； 5、应有创新意识并掌握常用的创新设计方法 运动方案设计的主要步骤： 1、目标分析：根据任务书给定的总功能作功能分解，直至分解到可以直接求解的功能元 ； 2、创新构思：求各功能元的解，同一功能元的解可以运用不同的原理，同一原理又可以有若干不同方案，将方案评价选优； 3、方案拟定：拟定总体方案，动力源的选择、传动系统及执行机构的确定，并将各执行机构作协调设计即设计绘制运动循环图； 4、机构设计：设计各执行机构，初步确定机构尺寸，画机构运动简图； 5、参数计算：对各初选方案进行运动学分析、动力学分析及有关计算； 6、方案评价与决策：对各方案作技术、经济及社会评价，必要时作反馈修改，最后从中选择最优方案，绘制系统运动简图、编写总体方案设计计算说明书。 13.2 机械传动系统的方案拟定 13.2.1 原动机的类型及应用( Type and Application of Priming Mover) 原动机的动力源主要有电、热、液及气四种。 电动机是最常用的原动机，交流异步电动机、直流电动机、交流伺服电动机、直流伺服电动机、步进电动机及直线电机等均有广泛的应用。 热机是指内燃机、汽轮机、蒸汽机、燃气轮机等 液压马达及液压油缸是主要的液压原动机。 气马达及气缸则是主要的气压原动机。 10.2.2 传动机构的类型及功用(Type and Application of Transmission Mechanism ) 常用的传动机构有： 1、齿轮机构 齿轮机构应用在中心距较小，传动精度较高，各种不同传递动力范围的场合。 2、螺旋机构 在许多机械设备中大量应用着螺旋机构（又称丝杠传动），它主要用于将回转运动转变为直线运动，具有增力效果。 3、带传动与链传动 带传动及链传动多用于中心距较大的传动。 4、连杆机构 连杆机构在机械设备及日常生活中有大量应用。 5、凸轮机构。 由于凸轮机构是高副接触，决定了这种机构主要用于传递运动。 13.2.3 执行机构的运动类型及典型机构(Motion Type of Executive Mechanism and Its Typical Mechanisms) 机器中最接近被作业工件一端的机构称为执行机构。执行机构中接触工件或执行终端运动的构件称为执行构件。机器通过执行构件完成作业任务。 执行机构的运动分为直线运动、回转运动、任意轨迹运动、点到点的运动及位到位的运动等主要五种运动形式。实现不同运动形式的典型机构主要有： 1、实现直线运动的机构(Mechanism to Gain Straight Line Path) 2) 螺旋机构(Screw Mechanism) 丝杠的回转可以使螺母实现往复直线运动 2、实现回转运动的机构(Mechanism to Realize Rotary Motion) 1) 齿轮传动机构(Gear Transmmision Mechanism 3、实现运动轨迹的机构(Mechanism to realize any motion path) 1) 四杆机构（连杆曲线）(Four-bar Linkage)四杆机构的连杆上的每一点均可以实现一定的封闭运动轨迹 2) 开式链机构(Open Chain Mechanism) 4、点到点的运动机构(Mechanism to Realize Point-to-point Motion ) 1)曲柄滑块机构(Crank-sliding Mechanism) 合理的设计曲柄滑块机构的尺寸，可以实现滑块的点到点的运动 1)热处理炉炉门开闭机构( Closing and Opening Mechanism of Door of Furnace for Heat Treatment)炉门可以占据开启和闭合两个位置 13.2.4 执行机构的运动协调与运动循环图(Motion Adjustment to Excutive Mechanism and Its Motion Circulation Chart) 多数机器不只有一个执行构件，往往是许多执行构件协调工作以完成同一任务。运动循环图即可表示出各执行机构间的时序协调关系。