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第一章第一章 绪论绪论 第二章第二章 自自动动机械机械设计设计原理原理 第三章第三章 自自动动机械机械总总体体设计设计 第四章第四章 自自动动机械的工作性能指机械的工作性能指标标 第五章第五章 自自动动机械机械传动传动系系统统的的设计设计 第六章第六章 机构运机构运动规动规律及机构律及机构选选型型第七章第七章 间间歇运歇运动动机构机构第八章第八章 自自动动机械供料机构机械供料机构设计设计第九章第九章 自自动动机械机械设计实设计实例例自动机械设计自动机械设计第一第一节节 本本课课程的任程的任务务、地位、内容、地位、内容、结结构构第二第二节节 自自动动机械的特点机械的特点第三第三节节 自自动动机械的机械的结结构构组组成及分成及分类类第四第四节节 自自动动机械的机械的设计设计要求及要求及设计过设计过程程第五第五节节 自自动动机械的机械的发发展方向展方向第一章 绪论自动机械设计第一第一节节 本本课课程的任程的任务务、地位、内容、地位、内容、结结构构第一章 绪论自动机械设计一、本课程的本课程的任务任务二、本课程的地位二、本课程的地位三、本课程的内容及结构三、本课程的内容及结构四、本课程的考核方式四、本课程的考核方式 第一第一节节 本本课课程的任程的任务务、地位、内容、地位、内容、结结构构第一章 绪论自动机械设计一、本课程的本课程的任务任务 为适应高等院校为适应高等院校机械工程及自动化专业机械工程及自动化专业的教学需的教学需要，根据专业课程教学大纲的要求，深入阐述了要，根据专业课程教学大纲的要求，深入阐述了自动自动机械设计中带有普遍性的理论问题机械设计中带有普遍性的理论问题，重点分析了自动，重点分析了自动机械中应用广泛的机械中应用广泛的机构、装置的设计原理和方法机构、装置的设计原理和方法。顺。顺应拓宽专业口径的培养目标，介绍了应拓宽专业口径的培养目标，介绍了总体设计、机电总体设计、机电一体化一体化以及自动机械设计实例，做到设计理论与工程以及自动机械设计实例，做到设计理论与工程实践相结合，力争使学生能掌握自动机械设计的一般实践相结合，力争使学生能掌握自动机械设计的一般方法，满足现代机械设计对当代大学生的知识要求。方法，满足现代机械设计对当代大学生的知识要求。第一第一节节 本本课课程的任程的任务务、地位、内容、地位、内容、结结构构第一章 绪论自动机械设计一、本课程的本课程的任务任务 1.现代机械的一大主要特征现代机械的一大主要特征 用机器代替精密、高难度的手工劳动用机器代替精密、高难度的手工劳动。如：如：服装的缝制，少数技艺高超的缝纫师单件手工生产服装的缝制，少数技艺高超的缝纫师单件手工生产 工厂的工人借助工厂的工人借助服装缝纫机批量生产。服装缝纫机批量生产。2.现代机械的另一主要特征现代机械的另一主要特征 复杂和高速化复杂和高速化。如：如：制造罐装食品用的空罐，制造罐装食品用的空罐，7070年代及以前空罐成形机年代及以前空罐成形机 的生产节拍是的生产节拍是160380160380个个/分钟分钟8080年代年代600600个个/分钟分钟 9090年代年代80010008001000个个/分钟分钟现在现在几千几千个个/分钟。分钟。第一第一节节 本本课课程的任程的任务务、地位、内容、地位、内容、结结构构第一章 绪论自动机械设计一、本课程的本课程的任务任务 3.实现以上二大特征的手段实现以上二大特征的手段 人尽可能少地参与人尽可能少地参与生产过程生产过程机器自动机器自动地进行地进行 生产生产(自动化自动化)自动机械。自动机械。4.自动机械？自动机械？在没有操作人员直接参与下，组成在没有操作人员直接参与下，组成机器的各个机机器的各个机 构（装置）能自动协调地循环动作，构（装置）能自动协调地循环动作，在规定时间内完在规定时间内完 成规定动作的机器。成规定动作的机器。5.现代自动机械设计的核心问题现代自动机械设计的核心问题 组成机器的各个机构（装置）的选型和设计。组成机器的各个机构（装置）的选型和设计。第一第一节节 本本课课程的任程的任务务、地位、内容、地位、内容、结结构构第一章 绪论自动机械设计二、本课程的本课程的地位地位 1.现代设计专业方向的现代设计专业方向的专业限选课；专业限选课；2.与与CAD/CAM基础、机械工程设计学、现代设计方法、基础、机械工程设计学、现代设计方法、机械机械CAD应用应用 等一起组成该专业的等一起组成该专业的骨干课程；骨干课程；3.侧重于自动机械设计中最常用的侧重于自动机械设计中最常用的机构的分析和综合；机构的分析和综合；4.详细叙述详细叙述机构的选型和设计。机构的选型和设计。第一第一节节 本本课课程的任程的任务务、地位、内容、地位、内容、结结构构第一章 绪论自动机械设计三、本课程的本课程的内容及结构内容及结构第一章第一章 绪论绪论 第二章第二章 自动机械设计原理自动机械设计原理 第三章第三章 自动机械总体设计自动机械总体设计 第四章第四章 自动机械的工作性能指标自动机械的工作性能指标 第五章第五章 自动机械传动系统的设计自动机械传动系统的设计 第六章第六章 机构运动规律及机构选型机构运动规律及机构选型第七章第七章 间歇运动机构间歇运动机构第八章第八章 自动机械供料机构设计自动机械供料机构设计第九章第九章 自动机械设计实例自动机械设计实例第一第一节节 本本课课程的任程的任务务、地位、内容、地位、内容、结结构构第一章 绪论自动机械设计四、本课程的本课程的考核方式考核方式 平时平时30%；大作业；大作业30%；考试；考试40%考试方式：开卷，有一定难度；考试方式：开卷，有一定难度；或或闭卷，适中；闭卷，适中；或或装置的全新设计（装置的全新设计（70%+平时平时30%）。）。第二第二节节 自自动动机械的特点机械的特点第一章 绪论自动机械设计一、机械及自动机械一、机械及自动机械 二、自动机械二、自动机械 的特点及应用的特点及应用 第二第二节节 自自动动机械的特点机械的特点第一章 绪论自动机械设计一、机械及自动机械一、机械及自动机械 机械：机械：代替人力完成各代替人力完成各种各样的生产劳动而发明创种各样的生产劳动而发明创造的，它们一般能按下列动造的，它们一般能按下列动作流程进行：作流程进行：1.1.送送、放、放在在(待待)制品制品到机到机器的加工部位；器的加工部位；2.2.定位、夹紧定位、夹紧在制品；在制品；3.3.启动启动机器；机器；4.4.将在制品将在制品引向引向机器的执行机器的执行机构机构(如刀具如刀具)，或将执行机构，或将执行机构引向在制品；引向在制品；第二第二节节 自自动动机械的特点机械的特点第一章 绪论自动机械设计一、机械及自动机械一、机械及自动机械 5.5.加工加工(如成型、切削、装如成型、切削、装配等配等)；6.6.加工完的在制品或刀具加工完的在制品或刀具退退出接触出接触；7.7.检测检测在制品直至合格；在制品直至合格；8.8.停机停机；9.9.松开松开制品；制品；10.10.卸下卸下制品并送至指定位置。制品并送至指定位置。第二第二节节 自自动动机械的特点机械的特点第一章 绪论自动机械设计一、机械及自动机械一、机械及自动机械 自动机械：自动机械：在每班或每次调整后，在每班或每次调整后，由人工将加工所需由人工将加工所需的的物料物料(毛坯、半成品或成品等毛坯、半成品或成品等)成批装成批装入贮料装置入贮料装置，启动，启动机器后，余下的工作交给机器后，余下的工作交给机器自动机器自动完成完成，如此，如此周而复周而复始连始连续地输出制品。续地输出制品。显然，显然，自动机械的自动化程度与人的参与程度成反比，自动机械的自动化程度与人的参与程度成反比，只有高低之分。只有高低之分。第二第二节节 自自动动机械的特点机械的特点第一章 绪论自动机械设计二、自动机械的特点及应用二、自动机械的特点及应用 1.自动机械自动机械最大特点最大特点：自动化程度自动化程度高高、操作者的劳动强度、操作者的劳动强度低低、生产效、生产效 率率高高完成的工艺动作完成的工艺动作多多、组成的执行机构、组成的执行机构多多、结构、结构 相对复相对复杂杂。2.自动机械的自动机械的应用应用 工农业生产各个部门都在使用不同种类的机械 如农业机械、重工业机械、轻工业机械等等。3.轻工自动机械的轻工自动机械的特点特点 加工对象加工对象多样化；多样化；工艺方法工艺方法多样化；多样化；门类门类繁多繁多，结构，结构多样；多样；产产量量大、大、自动化自动化程度高；程度高；机器的工作机器的工作速度速度高，高，更新换代更新换代较快。较快。第二第二节节 自自动动机械的特点机械的特点第一章 绪论自动机械设计 金属材料金属材料 ：钟表、缝纫机、自行车和家用电器：钟表、缝纫机、自行车和家用电器 ；非金属材料非金属材料 （农、林、牧、副及化工产品等（农、林、牧、副及化工产品等 ）：）：食品机械中的糕点；食品机械中的糕点；罐头、酿造机械；罐头、酿造机械；制浆造纸机械；制浆造纸机械；皮革机械；皮革机械；陶瓷、玻璃、塑料机械陶瓷、玻璃、塑料机械 。第二第二节节 自自动动机械的特点机械的特点第一章 绪论自动机械设计 采用采用纯物理机理纯物理机理的有：烟草机械中的润叶机；的有：烟草机械中的润叶机；真空处理机；真空处理机；烘干机。烘干机。采用采用机械力机械力作用的有：皮革片皮机；作用的有：皮革片皮机；灯泡绕丝机；灯泡绕丝机；陶瓷滚压成型机。陶瓷滚压成型机。采用采用化学化学作用的有：造纸蒸煮锅；作用的有：造纸蒸煮锅；金属熔炼机；金属熔炼机；各种转化工机械。各种转化工机械。采用采用电化学电化学作用的有：电镀；作用的有：电镀；电腐蚀设备等。电腐蚀设备等。采用采用生物化学生物化学作用的有：食品发酵设备等。作用的有：食品发酵设备等。综合综合作用的：皮革烫皮机。作用的：皮革烫皮机。第二第二节节 自自动动机械的特点机械的特点第一章 绪论自动机械设计 即便是完成同一功能的机器，也有不同的工作原理和结构。即便是完成同一功能的机器，也有不同的工作原理和结构。如如灯泡绕丝机灯泡绕丝机就有：就有：无芯绕丝机；无芯绕丝机；有芯连续绕丝机；有芯连续绕丝机；和有芯间歇绕丝机等。和有芯间歇绕丝机等。第二第二节节 自自动动机械的特点机械的特点第一章 绪论自动机械设计肥皂；肥皂；洗衣粉；洗衣粉；各种食品的二次加工：各种食品的二次加工：方便面；方便面；面包；面包；膨化食品。膨化食品。第三第三节节 自自动动机械的机械的结结构构组组成及分成及分类类第一章 绪论自动机械设计一、自动机械一、自动机械 的结构组成的结构组成二、自动机械按结构和功能分类二、自动机械按结构和功能分类 第三第三节节 自自动动机械的机械的结结构构组组成及分成及分类类第一章 绪论自动机械设计一、自动机械一、自动机械 的结构组成的结构组成 分析自动冲压机的分析自动冲压机的构造；构造；有有两个两个工艺执行机构工艺执行机构：冲压机构（冲压机构（1010、1111、1212组成组成 ）-主要主要 供料机构（供料机构（1515、1616等组成等组成 ）-辅助辅助 为使上述机构协调完成加工为使上述机构协调完成加工任务，机器还需配置其它机构任务，机器还需配置其它机构:如驱动电机、传动如驱动电机、传动。自动机械由自动机械由五大部分组成五大部分组成：1.1.驱动系统；驱动系统；2.2.传动系统；传动系统；3.3.执行机构；执行机构；4.4.控制系统；控制系统；5.5.辅助机构。辅助机构。第三第三节节 自自动动机械的机械的结结构构组组成及分成及分类类第一章 绪论自动机械设计一、自动机械的结构组成一、自动机械的结构组成 第三第三节节 自自动动机械的机械的结结构构组组成及分成及分类类第一章 绪论自动机械设计一、自动机械的结构组成一、自动机械的结构组成 1.驱动系统：驱动系统：动力源。有电力、液压、气压驱动等动力源。有电力、液压、气压驱动等 2.传动系统：传动系统：把电机的动力按照要求的运动和动力把电机的动力按照要求的运动和动力 传递给各个执行机构和其它机构传递给各个执行机构和其它机构;3.执行机构：执行机构：工艺动作的执行者工艺动作的执行者;4.控制系统控制系统:控制其它部分按规定的程序控制其它部分按规定的程序(时间、顺时间、顺 序等序等)进行协调、配合的动作；进行协调、配合的动作；5.辅助机构辅助机构:如剔除机构，计数机构等。如剔除机构，计数机构等。第三第三节节 自自动动机械的机械的结结构构组组成及分成及分类类第一章 绪论自动机械设计二、自动机械二、自动机械按结构和功能按结构和功能分类分类1.成型成型机械；机械；2.切削切削类类(加工处理类加工处理类)机械；机械；3.装配装配类机械；类机械；4.包装包装机械。机械。第三第三节节 自自动动机械的机械的结结构构组组成及分成及分类类第一章 绪论自动机械设计1.成型机械成型机械 通过模具或其它工具施加力使在制品成型通过模具或其它工具施加力使在制品成型。有热塑、注塑以及冲压等。有热塑、注塑以及冲压等。如：陶瓷制品的滚压成型；如：陶瓷制品的滚压成型；各种日用品的冲压成型；各种日用品的冲压成型；塑料制品的注塑成型等。塑料制品的注塑成型等。一般经：一般经：上料上料合模合模成型成型开模开模卸制品等。卸制品等。第三第三节节 自自动动机械的机械的结结构构组组成及分成及分类类第一章 绪论自动机械设计2.切削类切削类(加工处理类加工处理类)机械机械 用刀具对在制品切削加工用刀具对在制品切削加工。如：皮革片皮机；如：皮革片皮机；烟草切梗机；烟草切梗机；造纸切草机等。造纸切草机等。一般经：一般经：供料供料上下料上下料夹紧夹紧引进引进切削切削松开。松开。第三第三节节 自自动动机械的机械的结结构构组组成及分成及分类类第一章 绪论自动机械设计3.装配类机械装配类机械 以执行工艺动作为主，用各种工具或机械手，按照以执行工艺动作为主，用各种工具或机械手，按照程序将零件装配成部件或产品。程序将零件装配成部件或产品。如：缝纫机装配机；如：缝纫机装配机；计算机装配线；计算机装配线；制鞋用各种机器等。制鞋用各种机器等。第三第三节节 自自动动机械的机械的结结构构组组成及分成及分类类第一章 绪论自动机械设计4.包装机械包装机械 类似于装配机械，有其特殊性。类似于装配机械，有其特殊性。如：包封机；如：包封机；液体料理装机；液体料理装机；制袋填充饥；制袋填充饥；捆扎机等。捆扎机等。一般经：一般经：输送与供料输送与供料称量称量包封包封贴标贴标计数计数产产品输送等。品输送等。第四第四节节 自自动动机械的机械的设计设计要求及要求及设计过设计过程程第一章 绪论自动机械设计一、自动机械一、自动机械设计应满足的要求设计应满足的要求二、自动机械二、自动机械的设计过程的设计过程第四第四节节 自自动动机械的机械的设计设计要求及要求及设计过设计过程程第一章 绪论自动机械设计一、自动机械一、自动机械设计应满足的要求设计应满足的要求1.使用性能方面；使用性能方面；2.技术性能方面；技术性能方面；3.经济性能方面；经济性能方面；4.其它。其它。第四第四节节 自自动动机械的机械的设计设计要求及要求及设计过设计过程程第一章 绪论自动机械设计一、自动机械一、自动机械设计应满足的要求设计应满足的要求1.使用性能方面使用性能方面运动平稳性；运动平稳性；足够的刚、强度和运动精度。足够的刚、强度和运动精度。可靠性；可靠性；设备在规定的条件下，在规定的时设备在规定的条件下，在规定的时间内完成或保持其规定的工作能力。间内完成或保持其规定的工作能力。产品质量稳定性；产品质量稳定性；加工精度一致性；加工精度一致性；对环境的适应性；对环境的适应性；使用维修方便，操作简便安全使用维修方便，操作简便安全。第四第四节节 自自动动机械的机械的设计设计要求及要求及设计过设计过程程第一章 绪论自动机械设计一、自动机械一、自动机械设计应满足的要求设计应满足的要求2.技术性能方面技术性能方面 有一定的灵活性，能适应产品规格、品种变有一定的灵活性，能适应产品规格、品种变 化的要求。化的要求。有合理的自动化程度；有合理的自动化程度；根据需要和可能性来综合考虑，不能盲根据需要和可能性来综合考虑，不能盲目追求先进性。目追求先进性。贯彻三化：标准化、通用化和系列化。贯彻三化：标准化、通用化和系列化。第四第四节节 自自动动机械的机械的设计设计要求及要求及设计过设计过程程第一章 绪论自动机械设计一、自动机械一、自动机械设计应满足的要求设计应满足的要求3.经济性能方面经济性能方面结构简单，制造容易，成本低结构简单，制造容易，成本低；生产率高、效率高，能耗少；生产率高、效率高，能耗少；节约材料，贵金和稀有金属。节约材料，贵金和稀有金属。第四第四节节 自自动动机械的机械的设计设计要求及要求及设计过设计过程程第一章 绪论自动机械设计一、自动机械一、自动机械设计应满足的要求设计应满足的要求4.其它其它减轻劳动强度，不污染环境和产品，符合人减轻劳动强度，不污染环境和产品，符合人机工程学；机工程学；留有发展的余地。留有发展的余地。第四第四节节 自自动动机械的机械的设计设计要求及要求及设计过设计过程程第一章 绪论自动机械设计二、自动机械二、自动机械的设计过程的设计过程 四阶段四阶段：初步设计初步设计阶段阶段技术设计技术设计阶段阶段工工作图设计作图设计阶阶段段安装调试安装调试阶段。阶段。可按以下过程进行：可按以下过程进行：熟悉设计任务书，确定工艺方案，绘制工艺原理图；熟悉设计任务书，确定工艺方案，绘制工艺原理图；确定加工循环时间；确定加工循环时间；选择执行机构的运动规律，运动学、动力学分析；选择执行机构的运动规律，运动学、动力学分析；选择执行机构，绘制运动图，运动和工作循环图；选择执行机构，绘制运动图，运动和工作循环图；初步确定主要结构和尺寸；初步确定主要结构和尺寸；确定总体方案；确定总体方案；确定总体布局；确定总体布局；估算技术经济指标，验证方案的先进合理性；估算技术经济指标，验证方案的先进合理性；具体结构设计。具体结构设计。第五第五节节 自自动动机械的机械的发发展方向展方向第一章 绪论自动机械设计1.向机电一体化和智能化方向发展；向机电一体化和智能化方向发展；2.自动机械自动机械的设计需采用或提高的设计需采用或提高“三化三化”水平；水平；3.向高速化方向发展。需解决：向高速化方向发展。需解决：降低振动和噪声降低振动和噪声提高可靠性提高可靠性减少摩擦和磨损减少摩擦和磨损采用新技术采用新技术第一第一节节 自自动动机械的生机械的生产产率分析率分析第二第二节节 提高自提高自动动机械生机械生产产率的途径率的途径第三第三节节 自自动动机械的循机械的循环图设计环图设计第四第四节节 与自与自动动机械循机械循环图环图相关的两个相关的两个问题问题第二章 自动机械设计原理自动机械设计第一第一节节 自自动动机械的生机械的生产产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计一、概述一、概述1.生产率生产率Q：在单位时间内生产或完成加工的产品的数量在单位时间内生产或完成加工的产品的数量，是，是 衡量自功机械性能优劣的主要指标之一。衡量自功机械性能优劣的主要指标之一。单位有：件单位有：件min，kgmin，mh，m2h等等。等等。生产率生产率Q可分为可分为：理论生产率理论生产率QT：自动机械调整到正常工作状态自动机械调整到正常工作状态时，单位时间内生产或完成的产品数量时，单位时间内生产或完成的产品数量。是自动机械。是自动机械的的基本参数基本参数。对于某种机器结构，是。对于某种机器结构，是完全确定完全确定的值。的值。A.单件：单件：B.多件多件w：其中：其中：Ty有效工作时间；有效工作时间；Z在有效工作时间内的循环次数；在有效工作时间内的循环次数；Z单位时间内的循环次数；单位时间内的循环次数；Tp工工作循环时间作循环时间第一第一节节 自自动动机械的生机械的生产产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计一、概述一、概述2.生产率生产率Q可分为可分为：实际生产率实际生产率QP：（：（额定生产能力、额定生产能力、预期生产能预期生产能力、力、设计能力）设计能力）单位时间内平均生产或完成的合格产单位时间内平均生产或完成的合格产品的数量。品的数量。是自动机械真正的实效生产能力。是考虑是自动机械真正的实效生产能力。是考虑了故障、维修、出现废品或其它原因引起的停机时间了故障、维修、出现废品或其它原因引起的停机时间 单件加工方式：单件加工方式：2.工艺生产率工艺生产率K：在某种工艺条件下，自动机在某种工艺条件下，自动机械械 在单位时间内可能生产或完成加工产品的最大数量在单位时间内可能生产或完成加工产品的最大数量。它是假设加工对象在自动机械上的全部时间内连续接它是假设加工对象在自动机械上的全部时间内连续接 受加工，没有空行程的损失。受加工，没有空行程的损失。是实际运行时间是实际运行时间与停顿时间之和。与停顿时间之和。第一第一节节 自自动动机械的生机械的生产产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计一、概述一、概述3.自动机械分类（按生产过程的连续性划分）自动机械分类（按生产过程的连续性划分）4.间歇作用型自动机械（第间歇作用型自动机械（第类自动机械）类自动机械）特点特点：加工对象在：加工对象在自自动机械上的加工、传送和处理动机械上的加工、传送和处理 等是间歇式周期进行的。等是间歇式周期进行的。此时的此时的QT：取决于生产节拍，取决于生产节拍，3.连续作用型自动机械连续作用型自动机械（第（第 类自动机械类自动机械）特点特点：加工对象在加工对象在自自动机械上的加工、传送和处理动机械上的加工、传送和处理3.等是连续进行的。等是连续进行的。4.此时的此时的QT：取决于：取决于自动机械上的移动速度，即自自动机械上的移动速度，即自动机动机 械的械的工艺工艺速度速度，其中其中R R是产品特征是产品特征系数，见表系数，见表2-12-1第一第一节节 自自动动机械的生机械的生产产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计二、间歇作用型自动机械的理论生产率分析二、间歇作用型自动机械的理论生产率分析1.自动机械执行机构的动作，分为自动机械执行机构的动作，分为 工艺操作：工艺操作：加工、装配或计量等动作加工、装配或计量等动作。辅助操作：辅助操作：加工对象的传送、安装和自动检验，加工对象的传送、安装和自动检验，以及自动机械执行机构的空行程等动作以及自动机械执行机构的空行程等动作。这些动作的时间，有的相互重合或重合一部分，有的则不能这些动作的时间，有的相互重合或重合一部分，有的则不能1.所以在所以在工作循环时间工作循环时间Tp内，各执行机构进行工艺操作的内，各执行机构进行工艺操作的时间时间为为基本工艺时间基本工艺时间Tk；而与基本工艺时间不相重合的时间内，各执；而与基本工艺时间不相重合的时间内，各执行机构中的行机构中的辅助操作所花的时间辅助操作所花的时间Tf。则有：则有：第一第一节节 自自动动机械的生机械的生产产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计二、间歇作用型自动机械的理论生产率分析二、间歇作用型自动机械的理论生产率分析2.间歇型自动机械的理论生产率间歇型自动机械的理论生产率 单件生产时单件生产时：若若Tf=0：第第类自动机械类自动机械Tf0：也即：也即：显然，要减少工作循环时间显然，要减少工作循环时间T Tp p来来提高自动机械的理论生产率提高自动机械的理论生产率Q QT T，就必，就必须减少基本工艺时间须减少基本工艺时间T Tk k或辅助操作时或辅助操作时间间T Tf f，或使两者同时减少。，或使两者同时减少。第一第一节节 自自动动机械的生机械的生产产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计二、间歇作用型自动机械的理论生产率分析二、间歇作用型自动机械的理论生产率分析3.工艺生产率工艺生产率K与生产率系数与生产率系数和和理论生产率理论生产率QT的的关系关系 结论：结论：第第类类 Q QT TK;K;K K相同，相同，T Tf fQT T;K K较低时，较低时，T Tf f对对Q QT T的影响显著的影响显著;T Tf f=0=0连续作用型连续作用型(第第类类)自动机械。自动机械。此时，此时，Q QT T=K,=K,=1=1。第一第一节节 自自动动机械的生机械的生产产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计三、连续作用型自动机械的理论生产率三、连续作用型自动机械的理论生产率QT分析分析1.连续作用型自动机械的特点连续作用型自动机械的特点 辅助操作在基本工艺时间内进行辅助操作在基本工艺时间内进行，辅助操作所用时，辅助操作所用时 间与基本工艺时间间与基本工艺时间Tk完全重合完全重合，QT 完全取决于加工对完全取决于加工对象的移动速度或工艺速度：象的移动速度或工艺速度：提高连续型自动机械的理论生产率提高连续型自动机械的理论生产率QT的途径的途径 改革工艺或采用先进工艺改革工艺或采用先进工艺等途径等途径提高工艺速度。提高工艺速度。转盘式多工位转盘式多工位连续作用型自动机械的理论生产率连续作用型自动机械的理论生产率QT其中：其中：np-自动机械转盘的转速自动机械转盘的转速rpm;N-转盘上的工位数。转盘上的工位数。第一第一节节 自自动动机械的生机械的生产产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计三、连续作用型自动机械的理论生产率三、连续作用型自动机械的理论生产率QT分析分析4.自动灌装机自动灌装机 工艺循环周期工艺循环周期 液体经灌装阀流液体经灌装阀流入瓶内所用的时间。入瓶内所用的时间。灌装角灌装角 灌装开始灌装开始(装瓶装瓶)到灌装结束到灌装结束(卸瓶卸瓶)，灌，灌装机转盘转过的角度。装机转盘转过的角度。第一第一节节 自自动动机械的生机械的生产产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计三、连续作用型自动机械的理论生产率三、连续作用型自动机械的理论生产率QT分析分析4.自动灌装机自动灌装机 影响灌装角影响灌装角 的因素的因素 与某些物理及结构因素有关，如液体黏度、与某些物理及结构因素有关，如液体黏度、流量口的形状与尺寸等；流量口的形状与尺寸等；在灌装角在灌装角 选定的情况下，转盘的转速选定的情况下，转盘的转速np 应满足：应满足：工作循环时间工作循环时间其中其中：N1-从装瓶到卸瓶，转盘从装瓶到卸瓶，转盘 转过的工位数；转过的工位数；N2-转盘其余的工位数。转盘其余的工位数。N=N1+N2第一第一节节 自自动动机械的生机械的生产产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计三、连续作用型自动机械的理论生产率三、连续作用型自动机械的理论生产率QT分析分析4.自动灌装机自动灌装机 多工位连续作用型自动机械的发展方向多工位连续作用型自动机械的发展方向 朝增加工位数的方向发展。朝增加工位数的方向发展。分析：分析：灌灌装所采用的工艺方案一旦确定装所采用的工艺方案一旦确定 就一定，在就一定，在N N2 2 和和n np p 不变的情况下，不变的情况下，N NTk kQT T第一第一节节 自自动动机械的生机械的生产产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计三、连续作用型自动机械的理论生产率三、连续作用型自动机械的理论生产率QT分析分析5.举例举例 某某50工位液体灌装机，根据工艺要求，灌装时间工位液体灌装机，根据工艺要求，灌装时间 =15s，若灌装角，若灌装角 ，问该机最高生产率为多少，问该机最高生产率为多少瓶瓶min?解：灌装机转盘的转速应为解：灌装机转盘的转速应为 取取n np p3r 3rminmin，又，又N N=50=50，得灌装机的最高生产率，得灌装机的最高生产率为：为：Q QT T=N*nN*np p=50*3=50*3150(150(瓶瓶min)min)第一第一节节 自自动动机械的生机械的生产产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械的实际生产率四、自动机械的实际生产率Qp及其影响因素及其影响因素1.时间损失时间损失概念概念 除了基本工艺时间之外的所有各种非加工性的时间除了基本工艺时间之外的所有各种非加工性的时间消耗消耗。循环外的时间损失循环外的时间损失 自动机械常因某些自然或意外的原因自动机械常因某些自然或意外的原因而而中断中断 所所消耗的时间消耗的时间。1.循环内的时间损失循环内的时间损失 前面介绍过的辅助操作时间前面介绍过的辅助操作时间。二者之和为二者之和为时间损失时间损失。第一第一节节 自自动动机械的生机械的生产产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械的实际生产率四、自动机械的实际生产率Qp及其影响因素及其影响因素2.实际生产率与理论生产率的关系实际生产率与理论生产率的关系 自动机械连续工作了一段时间之后的循环外的时间自动机械连续工作了一段时间之后的循环外的时间 损失，在计算实际生产率时，必须分摊到在此期间加工损失，在计算实际生产率时，必须分摊到在此期间加工 出的每一件加工对象上。出的每一件加工对象上。这样，这样，实际生产率实际生产率Q Qp p 必然低于必然低于前面计算出的理论前面计算出的理论 生产率生产率Q QT T，二者的关系为：二者的关系为：其中：-自动机械的时间利用系数；自动机械的时间利用系数；第一第一节节 自自动动机械的生机械的生产产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械的实际生产率四、自动机械的实际生产率Qp及其影响因素及其影响因素3.循环内与循环外的时间损失可分为六类：循环内与循环外的时间损失可分为六类：循环内的空程时间损失循环内的空程时间损失Tf：空回程、装卸及自检等。空回程、装卸及自检等。与刀具或其它成型工具使用有关的时间损失与刀具或其它成型工具使用有关的时间损失Tt：换刀、调整刀，刃磨及微调。换刀、调整刀，刃磨及微调。与自动机械及辅助设备使用有关的时间损失与自动机械及辅助设备使用有关的时间损失Te：修理设备和恢复。修理设备和恢复。与生产管理有关的时间损失：与生产管理有关的时间损失：与生产技术及设备的工作条件无关与生产技术及设备的工作条件无关 与产生废品有关的时间损失：与产生废品有关的时间损失：不允许存在。不允许存在。转换生产另一批产品时所花的准备转换生产另一批产品时所花的准备-终结时间损失：终结时间损失：取决于批量取决于批量第一第一节节 自自动动机械的生机械的生产产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械的实际生产率四、自动机械的实际生产率Qp及其影响因素及其影响因素4.自动机械的实际生产率自动机械的实际生产率Qp 其中：其中：T Tn n-分摊到每一件产品上的分摊到每一件产品上的循环外循环外时间损失，时间损失，T Tn n=T Tt t+T+Te e Tf：主要与设备设计有关；主要与设备设计有关；Tn：则与设备的设计、选择、使用等方面有关：则与设备的设计、选择、使用等方面有关：第一第一节节 自自动动机械的生机械的生产产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械的实际生产率四、自动机械的实际生产率Qp及其影响因素及其影响因素5.举例：举例：已知电池自动压帽机的电动机转速为已知电池自动压帽机的电动机转速为n n0 0=1440 r=1440 rminmin，经皮带，经皮带6.6.及蜗杆蜗轮两级减速后到分配轴，总传动比为及蜗杆蜗轮两级减速后到分配轴，总传动比为i=48i=48，分配轴每转一周，分配轴每转一周生产生产7.7.一个产品，该机在一个工作班一个产品，该机在一个工作班(8h)(8h)内停机内停机1616次，平均每次次，平均每次3min3min，试计，试计算该算该8.8.机的理论生产率机的理论生产率Q QT T 和实际生产率和实际生产率Q Qp p 并求该机的时间利用系数。并求该机的时间利用系数。9.解：解：分配分配轴轴转速转速：10.10.所以所以该机该机工作工作循环时循环时：11.11.该机的该机的理论生产率为理论生产率为：12.12.由于该机在本班的停歇时间为由于该机在本班的停歇时间为316=48min48min，因此，因此有效工作时间有效工作时间为为：第一第一节节 自自动动机械的生机械的生产产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械的实际生产率四、自动机械的实际生产率Qp及其影响因素及其影响因素5.举例举例(续前续前)：解：解：本本机在机在一一班生产的班生产的产品件数产品件数为为：所以分摊到每一件产品上的所以分摊到每一件产品上的循环外时间损失循环外时间损失为为：5.5.本机的本机的实际生产率实际生产率为：为：本机的本机的时间利用系数时间利用系数：解法解法由于由于 n n 为本机在一班的为本机在一班的总循环次数总循环次数Z，实际生产率也可为：，实际生产率也可为：第一第一节节 自自动动机械的生机械的生产产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计五、自动机械的调整时间五、自动机械的调整时间1.原因原因 自动机械中的各种设备、机构和元件，即使在良好的工自动机械中的各种设备、机构和元件，即使在良好的工 作条件下，经过一定时间使用后，总可能会发生故障或失去作条件下，经过一定时间使用后，总可能会发生故障或失去 工作能力。工作能力。如刀具磨钝、轴承磨损、电触头因烧蚀而接触不如刀具磨钝、轴承磨损、电触头因烧蚀而接触不 良等等。良等等。就须花一定的时间进行检修和调整。就须花一定的时间进行检修和调整。2.调整时间调整时间T 用以重新恢复自动机械的工作能力所需的技术时间。用以重新恢复自动机械的工作能力所需的技术时间。不能等同于不能等同于“停歇时间停歇时间”。一般以一般以调整时间系数调整时间系数B来表示。来表示。其中：其中：Ty-自动机械自动机械 实际工作时间。实际工作时间。第一第一节节 自自动动机械的生机械的生产产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计五、自动机械的调整时间五、自动机械的调整时间 3.自动机械中十大类设备、机构和元件的调整时间系数自动机械中十大类设备、机构和元件的调整时间系数Bi第一第一节节 自自动动机械的生机械的生产产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计五、自动机械的调整时间五、自动机械的调整时间 3.自动机械整机的调整时间系数自动机械整机的调整时间系数B第一第一节节 自自动动机械的生机械的生产产率分析率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计第二第二节节 提高自提高自动动机械生机械生产产率的途径率的途径第二章 自动机械设计原理自动机械设计 须全面分析各种工艺因素和设备因素：须全面分析各种工艺因素和设备因素：设计先进合理的工艺方案、结构方案和运动方案；设计先进合理的工艺方案、结构方案和运动方案；选择先进可靠的设备、机构和元件等。选择先进可靠的设备、机构和元件等。一、减少循环内的空程及辅助操作时间一、减少循环内的空程及辅助操作时间 设计工艺方案时，尽可能使空程及辅助操作时间与基本工艺设计工艺方案时，尽可能使空程及辅助操作时间与基本工艺 时间重合，或使空程及辅助操作时间重合，或使空程及辅助操作时间彼此重合时间彼此重合。设计和选择合理的机构设计和选择合理的机构工作速度工作速度。如慢进、快退。如慢进、快退。采用采用连续作用型连续作用型自动机械。根本上消除循环内的时间损失。自动机械。根本上消除循环内的时间损失。二、减少循环外的时间损失二、减少循环外的时间损失 自动机械工位愈多，循环外的时间损失对生产率的影响就愈大自动机械工位愈多，循环外的时间损失对生产率的影响就愈大第二第二节节 提高自提高自动动机械生机械生产产率的途径率的途径第二章 自动机械设计原理自动机械设计二、减少循环外的时间损失二、减少循环外的时间损失 1减少第减少第类时间损失类时间损失 提高刀具及成型工具的耐用度提高刀具及成型工具的耐用度 减少更换和调整工具的时间减少更换和调整工具的时间 2减少第减少第类时间损失类时间损失 减少机械设备的调整时间。减少机械设备的调整时间。设计能自动操纵和连锁保护的控制系统和检测系统。设计能自动操纵和连锁保护的控制系统和检测系统。方便液压、气动系统的维修。方便液压、气动系统的维修。加强计划检修和日常维护保养工作。加强计划检修和日常维护保养工作。生