山东理工大学农业工程与食品科学学院自动机械设计课件第六章 机构运动规律及机构选型.pptVIP

第6章 机构运动规律及机构选型 6.1 运动规律的基本概念 6.2 常用运动规律及其选用 6.3 自动机械常用机构及其选用 6.1 机构运动规律的基本概念 6.1.1基本概念 运动曲线的类型 2 单停留曲线 3 无停留曲线 6.1.3运动曲线的特性值 曲线的最大值Vm，Am，Jm，Qm在机构运动学与动力学中都有重要的意义 1 最大速度Vm， 2 最大加速度Am 3 加速度均方根值Arms 4 动载转矩特性值(AV)m 5 动载转矩变化率特性值 机构的串联组合 构件固接式组合： 将若干个单自由度的基本机构，以前一个基本机构的输出构件和后一个基本机构的输入构件固接。 组合方式框图： * 机构的运动规律用矢量来描述。 （x,y）是笛卡座标，(r, )为极坐标。 运动是位置的时间函数。 位移对时间t 的微分，便得到速度 其中 位置矢量, 加速度笛卡儿坐标公式为 加速度对时间再微分一次，得速度的跃度(jerk) 这个量的大小对于机构的运动平稳性有重要影响。 在有些场合，还须研究运动的跳度（quirk ) 在高速机构中必须保持在一定水平以下。 一维运动 1 ．双停留曲线 凸轮机构 间歇转动机构 四连杆机构 曲柄滑块机构 6 最大跃度Jm 6.3选择机构类型的基本原则 自动机械的工艺动作 直动、转动、连续、间歇、步进等 运动形式 运动规律 速度和加速度的变化 液压、气压传动和电控相配合组成各种各样的动作系统 实现各种复杂运动的机构 凸轮机构、连杆机构等 电子器件和步进马达等部件组成的电子控制系统 液压、气压传动 机构选择设计的基本原则 (l)凸轮机构 优点 在自动机械中使各机构间运动易于协调等等。 可以设计相应的凸轮轮廓曲线，来达到从动件的运动规律； 可以变换凸轮来改变从动件的运动规律； 可以设计出尺寸较小的机构； 凸轮机构的凸轮在制造和调整方面精度要求较高，其轮廓线磨损之后会影响运动规律的准确性。 缺点 对于无停留运动规律等限制参数数目较少的情况下，应尽量采用。 连杆机构 优点 承载能力较高，制造容易，运转精度高、平稳可靠， 缺点 连杆机构要实现预期的运动规律，在设计上较为困难。 (2)执行机构的运动工作行程 从动件空回行程与工作行程的平均速度之比称为行程速比系数 曲柄滑块机构 铰链四连杆机构 0 . 8 ~1 . 2 曲柄导杆机构 0 . 6 ~1 . 7 无停顿双向的运动规律 小于0 . 6 或大于1 . 7 时 凸轮机构 具有一次停顿，双向运动的工作机构可采用凸轮机构，也可采用连杆机构 较难保证从动件的已知运动规律并限制其最大速度、加速度等附加条件。 带有两次或两次以上停顿的双向运动规律，其运动与静止时期任意重复时，以及在不同时期中，从动件具有不同的位移值时，一般采用凸轮机构。 (3)几种基本机构的组合 单一的凸轮机构一般不能实现从动件具有一定运动规律的整周转动; 连杆机构无法实现从动件精确的长时间停顿和产生任意形状的轨迹； 齿轮机构（圆形齿轮和非圆齿轮）只能实现一定规律的连续转动或移动； 步进运动机构只能实现单向步进运动。 5 6 A B C D E 转动导杆机构的输出构件BC和曲柄滑块机构Ⅱ的输入构件CD固接 凸轮机构Ⅰ ω1 ω3 曲柄滑块机构Ⅱ υ5 组合方式框图： Ⅰ Ⅱ 机构Ⅰ的输出构件BC与机构Ⅱ的输入构件CD固接---构件固接式串联组合 凸轮机构 Ⅱ 凸轮机构 Ⅰ ? 1 ? 5 S2 S4 两自由度四杆机构Ⅲ （基础机构） SM Ⅰ 两个附加机构Ⅰ、Ⅱ的输出构件2和4接入基础机构Ⅲ --并联组合 *