机械系统设计.ppt

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1、第十四章第十四章机械系统的方案设计机械系统的方案设计机械是人类完成各种设想的执行者？机械是人类完成各种设想的执行者？p278医生和心理学家想实时知道一个人在想医生和心理学家想实时知道一个人在想什么，必须用机器？什么，必须用机器？利用太阳能需要什么机器？利用太阳能需要什么机器？2021/9/231第十四章第十四章机械系统的方案设计机械系统的方案设计任任何何机机械械都都是是由由四四部部分分组组成成:动动力力系系统统、传传动动系系统统、执行系统、操纵和控制系统组成。执行系统、操纵和控制系统组成。14-1机械系统的组成机械系统的组成2021/9/232第十四章第十四章机械系统的方案设计机械系统的方案设

2、计14-2机械机械(运动运动)系统的总体方案设计系统的总体方案设计机机械械系系统统的的总总体体方方案案设设计计是是整整个个设设计计工工作作中中的的一一个个重重要要阶阶段段，是是技技术术设设计计的的基基础础，方方案案设设计计的的合合理理与与否否，对机械系统的设计质量有着很大影响。对机械系统的设计质量有着很大影响。机械产品设计是一个通过分析、综合和创新获得机械产品设计是一个通过分析、综合和创新获得满足某些特定要求和功能的机械系统的过程。满足某些特定要求和功能的机械系统的过程。1机械产品的设计过程机械产品的设计过程2021/9/233第十四章第十四章机械系统的方案设计机械系统的方案设计2总体方案设计

3、的内容总体方案设计的内容执行系统、动力系统、结构布局、传动系统、操纵和执行系统、动力系统、结构布局、传动系统、操纵和控制系统的设计。控制系统的设计。机械新产品的开发过程一般分为以下四个阶段：机械新产品的开发过程一般分为以下四个阶段：初期规划设计阶段初期规划设计阶段总体方案设计阶段总体方案设计阶段技术设计阶段技术设计阶段生产施工阶段生产施工阶段机械产品的成本主要取决于设计。机械产品的成本主要取决于设计。阶段划分说阶段划分说法不一。法不一。2021/9/234第十四章第十四章机械系统的方案设计机械系统的方案设计机器人吸尘器机器人吸尘器美国麻省理工学院研制的机器人吸尘器。完全依靠可充电电池工作，它可

4、以在房间内自动巡视清理，并可深入沙发下面等人们难以触及的卫生死角。内置的传感器能保证其自动绕开墙壁和家具，不会翻下楼梯。清理完成后，它会自动发出鸣叫提示然后切断电源。售价199美元。2021/9/235第十四章第十四章机械系统的方案设计机械系统的方案设计执行系统设计的一般过程：执行系统设计的一般过程：工作原理的拟定；工作原理的拟定；单纬成网机，单纬成网机，金属下料机（冲、剪、金属下料机（冲、剪、锯、激光切割等）锯、激光切割等）确定执行构件的运动方案和运动参数等；确定执行构件的运动方案和运动参数等；确定执行构件的确定执行构件的运动循环规律，用工作循环图运动循环规律，用工作循环图(直线直线式、圆周

5、式、直角坐标式）来反映执行构件运动协调式、圆周式、直角坐标式）来反映执行构件运动协调配合关系配合关系；方案的评价和决策方案的评价和决策3机器工作原理及执行构件机器工作原理及执行构件的运动设计的运动设计思路要宽（发散），思路要宽（发散），要有要有优化优化的思想。的思想。2021/9/236第十四章第十四章机械系统的方案设计机械系统的方案设计半自动钻床执行系统方半自动钻床执行系统方案设计实例案设计实例2021/9/237第十四章第十四章机械系统的方案设计机械系统的方案设计定标件是曲柄定标件是曲柄2021/9/238第十四章第十四章机械系统的方案设计机械系统的方案设计牛头刨运动循环图2021/9/2

6、39第十四章第十四章机械系统的方案设计机械系统的方案设计4.原动机和机械传动系统的方案设计原动机和机械传动系统的方案设计机械传动系统的作用：机械传动系统的作用：传动系统的作用传动系统的作用机械传动系统的方案设计的机械传动系统的方案设计的原则原则：原动机的选择：要和传动系统综合考虑，选取。原动机的选择：要和传动系统综合考虑，选取。机械传动系统方案设计评价。机械传动系统方案设计评价。自动车床刀架机械传动系统方案设计；自动车床刀架机械传动系统方案设计；半自动钻床传动系统方案设计实例半自动钻床传动系统方案设计实例机械传动系统方案设计实例：机械传动系统方案设计实例：2021/9/2310第十四章第十四章

7、机械系统的方案设计机械系统的方案设计自动车床刀架机械传动系统方案设计自动车床刀架机械传动系统方案设计切削切削退刀退刀换刀换刀进刀进刀（定位、拔出）（定位、拔出）2021/9/2311第十四章第十四章机械系统的方案设计机械系统的方案设计2021/9/2312第十四章第十四章机械系统的方案设计机械系统的方案设计减减速速或或增增速速把把动动力力机机的的输输出出速速度度降降低低或或增增高高后后传传递给执行系统；递给执行系统；变变速速，即即实实现现有有级级或或无无级级的的变变速速，将将多多种种速速度度提提供给执行系统；供给执行系统；传传递递动动力力，即即传传递递速速度度的的同同时时将将动动力力机机的的动

8、动力力传传递给执行系统，可以增扭；递给执行系统，可以增扭；按按工工作作要要求求，改改变变运运动动规规律律，将将原原动动机机的的运运动动（如如：连连续续的的匀匀速速旋旋转转运运动动）改改变变为为按按预预定定规规律律变变化化的旋转、非旋转的其他运动；的旋转、非旋转的其他运动；实实现现由由一一个个或或多多个个动动力力机机驱驱动动若若干干个个相相同同或或不不相相同速度的驱动。同速度的驱动。2021/9/2313第十四章第十四章机械系统的方案设计机械系统的方案设计采用尽可能短的运动链应使机械有较高的机械效率合理安排传动机构的顺序 变换运动形式的尽量在后,带传动一般在高速级合理分配传动比 对减速传动,一般

9、先小后大,且尽量在推荐范围内保证机械安全运转 起重机不倾覆,汽车举升机自锁2021/9/2314第十四章第十四章机械系统的方案设计机械系统的方案设计优秀设计实例：优秀设计实例：无气轮胎无气轮胎车轮如果没有鼓胀的轮胎，看上去就会很像老式的木轮马车的轮子。但米其林公司(Michelin)研制的Tweel车轮的特点的确具带有返古色彩。它的减震橡胶车轮轮面将压力分散到数十根具有弹性的聚亚安酯车辐上。这些辐条依次由一个铝心轴支撑。因为这种车轮中没有气体，所以它比充气轮胎更坚固，不会出现爆胎的情况。2021/9/2315第十四章第十四章机械系统的方案设计机械系统的方案设计原动机的类型：原动机的类型：电动机

10、（直流电动机、交流电动机、伺服电动机电动机（直流电动机、交流电动机、伺服电动机和步进电动机）；和步进电动机）；气气动动马马达达和和液液压压马马达达（以以压压缩缩空空气气或或高高压压流流体体为为动力）动力）气缸和液压缸（需要输出直线运动）气缸和液压缸（需要输出直线运动）2021/9/2316第十四章第十四章机械系统的方案设计机械系统的方案设计新型龙头让你尽享啤酒美味新型龙头让你尽享啤酒美味如今为客人倒啤酒的酒吧招待可以依赖一种“TurboTap”啤酒龙头，让倒啤酒的过程变得干净利索。这是一种不锈钢喷嘴，可以安装在现有的水龙头上，改变啤酒的流速，让啤酒直接流到杯底，既不需要倾斜杯口，也不需要放慢倒

11、啤酒的速度。啤酒从喷嘴的两边流出，只需8至10秒就能倒满一大杯。2021/9/2317第十四章第十四章机械系统的方案设计机械系统的方案设计自动门自动门门能象手套那样合体吗？答案是肯定的。Fukuda公司在日本设计的自动门会根据过门的人和物体的形状决定打开什么形状的门缝，这样，就可以大大节省反复开门关门所消耗的能源。2021/9/2318第十四章第十四章机械系统的方案设计机械系统的方案设计会变身的自行车会变身的自行车对很多人来说，学骑自行车可能是件令人烦恼的事，但在不久的将来，人们将没有这种顾虑。美国帕杜大学的工业设计师已经发明出一种变身三轮车，当骑车者加速时，它的两个后轮会靠得越来越近，而减速或停车时，两个后轮又张开，骑车者根本不用担心车子侧翻。2021/9/2319