第15章机械系统的方案设计.pptx

◆掌握机构选型的基本知识和机构运动循环图的基本概念； ◆掌握简单机构运动方案设计的步骤和方法； ◆了解产品设计过程和机械总体方案设计的内容； ◆了解机械执行系统方案设计的过程和内容； ◆了解常用原动机的类型和特点及其选取原则； ◆了解拟定简单机械传动系统方案的过程。;◆机械总体方案的设计 ◆ 机械执行系统的方案设计 ◆机械传动系统的方案设计和原动机的选择;1. 机械产品设计的一般过程;（1）初期规划设计阶段;（3）结构技术设计阶段;2. 机械总体方案设计的目的和内容;2. 总体方案设计的内容;★ 信息处理控制系统的方案设计。; 系统是指具有特定功能、相互之间既有有机联系又相互制约的单元组合而成的有序整体。; 一般机械系统都是由原动机、传动系统、执行系统和控制系统等若干个子系统组成，而每一个子系统又由若干个更低一级的子系统或组合单元组成。 从系统工程的角度来看，各子系统虽具有各自特定的功能，但由于是为了共同实现整个系统的整体目标，因而各子系统间是有机联系在一起、相互之间既有依赖作用又有制约作用的。;系统工程解决设计问题的基本思想： 首先从系统的整体目标出发，将总体功能分解成若干功能单元；然后寻找出能完成各个功能的技术方案，再把各个技术方案组成方案组，进行分析、评价和优选，进而实现给定环境条件下的整体优化。;1. 执行系统方案设计的过程和内容;（2）运动规律设计 是指为实现上述工作原理而决定选择何种运动规律。 例如：同是采用范成法原理加工齿轮，可以选择插齿机床的方法，也可以选择滚齿机床的方法。 即实现同一工作原理，可以选用不同的运动规律，运动规律不同，设计出来的械也就不同。;（3）执行机构型式设计 是指究竟选择何种机构来实现上述运动规律。 例如：为了实现刀具的上下往复运动，既可以采用齿轮齿条机构、螺旋机构，也要以采用曲柄滑块机构、凸轮机构；还可以通过机构组合或机构变异创造发明新的机构。 机构型式设计直接影响到机构的使用效果、繁简程度和可靠性等。;（4）执行系统的协调设计 就是根据工艺过程对各动作的要求，分析各执行机构应当如何协调和配合，设计出协调配合图。即机构的运动循环图。 如果各个机构动作不协调，就会破坏机械的整个工作过程，达不到工作要求，甚至会损坏机件和产品，造成生产和人身事故。;（5）机构尺度设计 是指对所选择的各个执行机构进行运动和动力设计，确定各执行机构的运动尺寸，绘制出各执行机构的运动简图。;（7）方案评价与决策 方案评价包括定性评价和定量评价。前者是指对结构的繁简、尺寸的大小、加工的难易等进行评价，后者是指将运动和动力分析后所得的执行系统的具体性能与使用要求所规定的预期性能进行比较，从而对设计方案作出评价。;实现同一种功能要求，可以采用不同的工作原理； 实现同一种工作原理，可以选择不同的运动规律； 实现同一种运动规律，可以选择不同型式的机构。;机械预期实现的功能;工 艺 动 作 分 解 方 法 1;机构 型式;2. 执行系统的功能原理设计;例如：螺栓上的螺纹加工，可以采用车削加工原理，也可以采用套丝工作原理，还可以采用滚压工作原理。不同的螺纹加工原理适用于不同场合，满足不同的加工需要，其执行系统的运动方案也各不相同。;2. 功能原理的创造性;还原创新法：跳出自己已有的创造起点，重新返回到创造的原点，构思新的功能原理。 例如：缝纫机，模仿人手穿针引线的动作，不能成功，返回到原点，采用摆梭使底线绕过面线将布料夹紧的工作原理，获得成功。;3. 执行系统运动规律设计;车床方案： 工件作连续等速转动，刀具作纵向等速移动，并作径向进给运动。适用于加工小的圆柱形工件。 镗床方案： 工件固定不动，刀具既绕被加工孔的中心孔转动，又作纵向进给运动，还要作径向调整运动。适用于加工尺寸大且外形复杂的工件。;钻床方案： 工件固定不动，采用不同尺寸的专用工具——钻头或铰刀等，使刀具作等速转动并综合利用纵向送进运动。工艺动作简化了，但带来了刀具的复杂化，且加工大孔有困难。 拉床方案： 工件和刀具均不转动，而只让刀具作直线运动。动作最简单，生产效率高，但所需拉力大，刀具价格贵，拉削大零件和长孔时有困难。;（2）运动规律设计的创造性; 思维扩展法仍是一个重要的创新方法。 例如，要设计一个分选不同直径的钢珠的装置，为了避免设计各种钢珠的测量工具，使钢珠沿着两个斜放的不等距棒条滚动，当钢珠沿棒条移动时，小一些的钢珠由于棒条夹不住而靠自重先行落下，大一些的钢珠可多移动一段距离。钢珠落下的先后次序与其直径大小成比例，设计者只需设计一个输送钢珠的动作即可达到钢珠尺寸分级的目的。 ;4.