第四章机械功能原理的实现概述.ppt

第四章 机械功能原理的实现——机械运动系统的方案设计 目录 第一节 机构能实现的动作功能 第二节 传动机构和执行机构 第三节 按机械动作功能原理要求作机械运动系统的方案设计 第四节 发挥机构固有潜力的方法——机构的创新设计 第五节 机械运动的协调设计和运动循环图 第一节 机构能实现的动作功能 一、机构能实现哪些动作功能 机构的输出运动是多种多样的。利用机构可以进行构件运动形式的变换 1.利用机构实现运动形式或运动规律变换的动作功能 1)匀速运动(平动、转动）与非匀速运动(平动、转动或摆动)的变换。 2）连续转动与间歇式的转动或摆动的变换。 3)实现预期的运动轨迹运动。 2.利用机构实现开关、联锁和检测等的动作功能 检测机构可以检查最后的成品也可以检测中间工序，以自动校正与规定标准间的差异。控制联锁机构的用途则是在机器工作过程中发现控制和检测机构所不能排除的缺陷时停止或限制机器的工作。 1)用来实现运动离合或开停。 2)用来换向、超越和反向止动。 3)用来实现联锁、过载保护、安全制动。 4)实现锁止、定位、夹压等。 5)实现测量、放大、比较、显示、记录、运算等。 3.利用机构实现程序控制或手动控制的功能 1)利用时间的序列进行控制 2)利用动作的序列进行控制 3)利用运动的变化等进行控制 二、选择机构来实现功能原理的原则和范围 根据目前科学技术的条件，下列几方面的动作功能，一般较宜用机构来实现。 1.实现功率性的机械运动形式或规律的变换功能 在目前技术条件下，各式各样的交直流变速电动机的一些特性还不够理想，绝大多数的机械均使用运动特性好，变换效率高的鼠笼型异步电动机，这就需要各式各样的减速、变速机构，曲柄滑块机构，正弦机构等的运动形式变换机构； 2.实现固定轨迹或简单可调的轨迹功能 例如各种自动机上的上、下料，加工，检测等工序上需要的运动轨迹，均可全部用机构来完成。 3.在特定条件下能优质地实现开关、联锁和检测等功能 这些功能一般用机械或电均能实现，但究竞用哪一种好，需要设计者仔细分析研究。 4.实现简单的固定程序或可变程序的控制功能 以上几方面均适宜用机构来实现，但这不是绝对的。随着科学技术的进步，将会有变化，因此设计者要密切注意当前的科技进步的动向 第二节 传动机构和执行机构 一切机器都包含有四个部分：动力源、传动机构、执行机构和控制部分。 一、传动机构 传动机构的作用是将原动机的运动和动力传递给工作机，以完成预期的功能。 常用的传动机构：齿轮机构、连杆机构、凸轮机构、螺旋机构、楔块机构、棘轮机构、槽轮机构、摩擦轮机构、挠性件机构、弹性件机构、液气动机构、电气机构以及利用以上一些常用机构进行组合而产生的组合机构。 传动机构在使用中最主要的目的是为了实现速度或力的变换，或实现特定运动规律的要求。 1.运动速度或力的大小变换 P=Fv 常见的用于运动速度或力的大小变换的传动机构主要有以下几种： 1)通过啮合方式进行传动(例如：齿轮、蜗轮蜗杆、链传动、同步齿形带等)。 2)通过摩擦方式进行传动(例如：摩擦轮传动、摩擦式无级变速器、带传动、滑轮传动等)。 3)利用楔块原理进行传动(例如：螺旋传动等)。 4)利用流体作用原理进行传动(例如：液压；气动传动等)。 2.运动形式或传力方式的变换 原动机的输出较为常见的运动形式是匀速转动，而工作机的输出要求是多种多样的，有转动、平动、摆动等。因此进行运动形式的变换是传动机构的一个很重要的任务。由于运动形式的变化，机构的传力方式也就随之改变。 二.执行机构 执行机构：带动工作头进行工作并使之获得工作力或力矩的机构称为执行机构。 执行机构的主要作用：给工作头产生工作力同时带动工作头实现给定的运动规律或特定的运动轨迹等。 1.满足特定运动规律 特定的运动规律是指那些输出中有速度的规律变化要求，如有等速输出，瞬时或长时间停歇，有急回特性，周期性转位和步进分度动作等。 一般机器中常常由多个执行机构组成的，以完成各种预定的机械工作要求。 2.满足特定的运动轨迹 当运动轨迹要求比较复杂时，一般通过连杆机构或通过组合机构来完成。 3.满足某种特殊的信息传递 这些信息传递包括检测、计数、定时、显示或控制等功能。这一类应用很多，例如家用水表、电表等使用的机械式计数器，家用洗衣机、电风扇等使用机械式定时器。 三、工作头 1.什么是工作头 工作头是直接接触并携带工作对象完成一定的工作(例如：夹持、搬运、转位等)，或是在其