第15章機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)

1、 掌握機(jī)構(gòu)選型的基本知識(shí)和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的基掌握機(jī)構(gòu)選型的基本知識(shí)和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的基本概念；本概念； 掌握簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的步驟和方法；掌握簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的步驟和方法； 了解產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程和機(jī)械總體方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容；了解產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程和機(jī)械總體方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容；了解機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的過(guò)程和內(nèi)容；了解機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的過(guò)程和內(nèi)容；了解常用原動(dòng)機(jī)的類型和特點(diǎn)及其選取原則；了解常用原動(dòng)機(jī)的類型和特點(diǎn)及其選取原則；了解擬定簡(jiǎn)單機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案的過(guò)程。了解擬定簡(jiǎn)單機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案的過(guò)程。本章基本要求本章基本要求第第15章章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)機(jī)械總體方案的設(shè)計(jì)機(jī)械總體方案的

2、設(shè)計(jì) 機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)和原動(dòng)機(jī)的選擇機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)和原動(dòng)機(jī)的選擇本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容本章難點(diǎn)本章難點(diǎn)本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)機(jī)構(gòu)選型的基本知識(shí)和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的方法。機(jī)構(gòu)選型的基本知識(shí)和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的方法。機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的擬定過(guò)程。機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的擬定過(guò)程。1. 機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般過(guò)程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般過(guò)程初期規(guī)劃設(shè)計(jì)階段初期規(guī)劃設(shè)計(jì)階段總體方案設(shè)計(jì)階段總體方案設(shè)計(jì)階段結(jié)構(gòu)技術(shù)設(shè)計(jì)階段結(jié)構(gòu)技術(shù)設(shè)計(jì)階段生產(chǎn)施工設(shè)計(jì)階段生產(chǎn)施工設(shè)計(jì)階段 機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一個(gè)通過(guò)分析、綜合與創(chuàng)新獲機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一個(gè)通過(guò)分析、綜合與創(chuàng)新獲得滿足某些特定要求和功能的

3、機(jī)械系統(tǒng)的過(guò)程。得滿足某些特定要求和功能的機(jī)械系統(tǒng)的過(guò)程。機(jī)械總體方案的設(shè)計(jì)機(jī)械總體方案的設(shè)計(jì)機(jī)械新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程一般分為四個(gè)階段：機(jī)械新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程一般分為四個(gè)階段：（1）初期規(guī)劃設(shè)計(jì)階段初期規(guī)劃設(shè)計(jì)階段選題選題調(diào)研和預(yù)測(cè)調(diào)研和預(yù)測(cè)可行性論證可行性論證確定設(shè)計(jì)任務(wù)確定設(shè)計(jì)任務(wù)階段成果：階段成果：調(diào)研報(bào)告調(diào)研報(bào)告設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)可行性論證報(bào)告產(chǎn)品開(kāi)發(fā)可行性論證報(bào)告（2）總體方案設(shè)計(jì)階段總體方案設(shè)計(jì)階段目標(biāo)分析目標(biāo)分析創(chuàng)新構(gòu)思創(chuàng)新構(gòu)思方案擬定方案擬定方案評(píng)價(jià)方案評(píng)價(jià)方案決策方案決策總體方案示意圖總體方案示意圖機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖方案設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)方案設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明

4、書(shū)階段成果：階段成果：（3）結(jié)構(gòu)技術(shù)設(shè)計(jì)階段結(jié)構(gòu)技術(shù)設(shè)計(jì)階段結(jié)構(gòu)方案擬定結(jié)構(gòu)方案擬定造型設(shè)計(jì)造型設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料選擇與尺寸設(shè)計(jì)材料選擇與尺寸設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)圖繪制設(shè)計(jì)圖繪制階段成果：階段成果：全套設(shè)計(jì)圖紙全套設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)（4）生產(chǎn)施工設(shè)計(jì)階段生產(chǎn)施工設(shè)計(jì)階段工藝設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)工裝設(shè)計(jì)工裝設(shè)計(jì)施工設(shè)計(jì)施工設(shè)計(jì) 階段成果階段成果工藝流程卡片、工裝設(shè)計(jì)圖工藝流程卡片、工裝設(shè)計(jì)圖基礎(chǔ)安裝圖、技術(shù)文件基礎(chǔ)安裝圖、技術(shù)文件使用說(shuō)明書(shū)、備件明細(xì)表使用說(shuō)明書(shū)、備件明細(xì)表2. 機(jī)械總體方案設(shè)計(jì)的目的和內(nèi)容機(jī)械總體方案設(shè)計(jì)的目的和內(nèi)容 總體方案設(shè)計(jì)階段的工作是實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品初總體方案設(shè)計(jì)階段的

5、工作是實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品初期規(guī)劃階段所提出的設(shè)計(jì)目標(biāo)的關(guān)鍵。期規(guī)劃階段所提出的設(shè)計(jì)目標(biāo)的關(guān)鍵。 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的好壞，包括產(chǎn)品的功能是否齊全、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的好壞，包括產(chǎn)品的功能是否齊全、性能是否優(yōu)良、經(jīng)濟(jì)效益是否顯著，在很大程性能是否優(yōu)良、經(jīng)濟(jì)效益是否顯著，在很大程度上取決于總體方案設(shè)計(jì)階段的工作，取決于度上取決于總體方案設(shè)計(jì)階段的工作，取決于方案的構(gòu)思和方案擬定時(shí)的設(shè)計(jì)思想。方案的構(gòu)思和方案擬定時(shí)的設(shè)計(jì)思想。（1）總體方案設(shè)計(jì)的目的總體方案設(shè)計(jì)的目的2. 總體方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容總體方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容 執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。主要包括執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。主要包括執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能

6、原理設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式設(shè)計(jì)、執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)和執(zhí)行系的型式設(shè)計(jì)、執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)和執(zhí)行系統(tǒng)的方案評(píng)價(jià)與決策。統(tǒng)的方案評(píng)價(jià)與決策。 原動(dòng)機(jī)類型的選擇和傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。原動(dòng)機(jī)類型的選擇和傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。其中傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)主要包括傳動(dòng)類型和其中傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)主要包括傳動(dòng)類型和傳動(dòng)路線的選擇，傳動(dòng)鏈中機(jī)構(gòu)順序的安排和傳動(dòng)路線的選擇，傳動(dòng)鏈中機(jī)構(gòu)順序的安排和各級(jí)傳動(dòng)比的分配。各級(jí)傳動(dòng)比的分配。 信息處理控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。信息處理控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。 其它輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。主要包括潤(rùn)滑系其它輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。主要包括潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)

7、、故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)。統(tǒng)和照明系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)是指具有特定功能、相互之間既有有機(jī)系統(tǒng)是指具有特定功能、相互之間既有有機(jī)聯(lián)系又相互制約的單元組合而成的有序整體。聯(lián)系又相互制約的單元組合而成的有序整體。3. 機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)思想機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)思想（1）現(xiàn)代設(shè)計(jì)的觀念現(xiàn)代設(shè)計(jì)的觀念7個(gè)特點(diǎn)：個(gè)特點(diǎn)：理論性、創(chuàng)造性、廣義性、優(yōu)選性、理論性、創(chuàng)造性、廣義性、優(yōu)選性、擴(kuò)展性、設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)化、設(shè)計(jì)信息化。擴(kuò)展性、設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)化、設(shè)計(jì)信息化。（2）系統(tǒng)工程的觀念系統(tǒng)工程的觀念 一般機(jī)械系統(tǒng)都是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、一般機(jī)械系統(tǒng)都是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)和

8、控制系統(tǒng)等若干個(gè)子系統(tǒng)組成，執(zhí)行系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等若干個(gè)子系統(tǒng)組成，而每一個(gè)子系統(tǒng)又由若干個(gè)更低一級(jí)的子系而每一個(gè)子系統(tǒng)又由若干個(gè)更低一級(jí)的子系統(tǒng)或組合單元組成。統(tǒng)或組合單元組成。 從系統(tǒng)工程的角度來(lái)看，各子系統(tǒng)雖具有從系統(tǒng)工程的角度來(lái)看，各子系統(tǒng)雖具有各自特定的功能，但由于是為了共同實(shí)現(xiàn)整各自特定的功能，但由于是為了共同實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的整體目標(biāo)，因而各子系統(tǒng)間是有機(jī)個(gè)系統(tǒng)的整體目標(biāo)，因而各子系統(tǒng)間是有機(jī)聯(lián)系在一起、相互之間既有依賴作用又有制聯(lián)系在一起、相互之間既有依賴作用又有制約作用的。約作用的。系統(tǒng)工程解決設(shè)計(jì)問(wèn)題的基本思想：系統(tǒng)工程解決設(shè)計(jì)問(wèn)題的基本思想： 首先從系統(tǒng)的整體目標(biāo)出發(fā)，將總體功

9、能首先從系統(tǒng)的整體目標(biāo)出發(fā)，將總體功能分解成若干功能單元；然后尋找出能完成各分解成若干功能單元；然后尋找出能完成各個(gè)功能的技術(shù)方案，再把各個(gè)技術(shù)方案組成個(gè)功能的技術(shù)方案，再把各個(gè)技術(shù)方案組成方案組，進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)和優(yōu)選，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)方案組，進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)和優(yōu)選，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)給定環(huán)境條件下的整體優(yōu)化。給定環(huán)境條件下的整體優(yōu)化。1. 執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的過(guò)程和內(nèi)容執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的過(guò)程和內(nèi)容15.2 機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)（1）功能原理設(shè)計(jì)：功能原理設(shè)計(jì)：根據(jù)機(jī)械預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能，根據(jù)機(jī)械預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能，考慮選擇何種工作原理來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能要求。考慮選擇何種工作原理來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能要求。 例

10、如：設(shè)計(jì)一個(gè)齒輪加工設(shè)備，可以選擇仿例如：設(shè)計(jì)一個(gè)齒輪加工設(shè)備，可以選擇仿形原理，也可以選擇范成原理。原理不同，其形原理，也可以選擇范成原理。原理不同，其工藝動(dòng)作也就不同。工藝動(dòng)作也就不同。執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)框圖執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)框圖執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括以下執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括以下7個(gè)方面：個(gè)方面： （2）運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì) 是指為實(shí)現(xiàn)上述工作原理而決定選擇何種運(yùn)是指為實(shí)現(xiàn)上述工作原理而決定選擇何種運(yùn)動(dòng)規(guī)律。動(dòng)規(guī)律。 例如：同是采用范成法原理加工齒輪，可以例如：同是采用范成法原理加工齒輪，可以選擇插齒機(jī)床的方法，也可以選擇滾齒機(jī)床的選擇插齒機(jī)床的方法，也可以選擇滾齒機(jī)床的方法。方

11、法。 即實(shí)現(xiàn)同一工作原理，可以選用不同的運(yùn)動(dòng)即實(shí)現(xiàn)同一工作原理，可以選用不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同，設(shè)計(jì)出來(lái)的械也就不同。規(guī)律，運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同，設(shè)計(jì)出來(lái)的械也就不同。（3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì) 是指究竟選擇何種機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)上述運(yùn)動(dòng)規(guī)律。是指究竟選擇何種機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)上述運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 例如：為了實(shí)現(xiàn)刀具的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，既可以例如：為了實(shí)現(xiàn)刀具的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，既可以采用齒輪齒條機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)，也要以采用曲柄采用齒輪齒條機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)，也要以采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)；還可以通過(guò)機(jī)構(gòu)組合或機(jī)滑塊機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)；還可以通過(guò)機(jī)構(gòu)組合或機(jī)構(gòu)變異創(chuàng)造發(fā)明新的機(jī)構(gòu)。構(gòu)變異創(chuàng)造發(fā)明新的機(jī)構(gòu)。 機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì)直

12、接影響到機(jī)構(gòu)的使用效果、繁機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì)直接影響到機(jī)構(gòu)的使用效果、繁簡(jiǎn)程度和可靠性等。簡(jiǎn)程度和可靠性等。（4）執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì) 就是根據(jù)工藝過(guò)程對(duì)各動(dòng)作的要求，分析就是根據(jù)工藝過(guò)程對(duì)各動(dòng)作的要求，分析各執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)如何協(xié)調(diào)和配合，設(shè)計(jì)出協(xié)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)如何協(xié)調(diào)和配合，設(shè)計(jì)出協(xié)調(diào)配合圖。即機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。調(diào)配合圖。即機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 如果各個(gè)機(jī)構(gòu)動(dòng)作不協(xié)調(diào)，就會(huì)破壞機(jī)械如果各個(gè)機(jī)構(gòu)動(dòng)作不協(xié)調(diào)，就會(huì)破壞機(jī)械的整個(gè)工作過(guò)程，達(dá)不到工作要求，甚至?xí)恼麄€(gè)工作過(guò)程，達(dá)不到工作要求，甚至?xí)p壞機(jī)件和產(chǎn)品，造成生產(chǎn)和人身事故。損壞機(jī)件和產(chǎn)品，造成生產(chǎn)和人身事故。（5）機(jī)構(gòu)尺度設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)尺

13、度設(shè)計(jì) 是指對(duì)所選擇的各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和是指對(duì)所選擇的各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力設(shè)計(jì)，確定各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，繪動(dòng)力設(shè)計(jì)，確定各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，繪制出各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。制出各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。（6）運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析 即對(duì)整個(gè)執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分即對(duì)整個(gè)執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析，以檢驗(yàn)其是否滿足運(yùn)動(dòng)要求和動(dòng)力性能析，以檢驗(yàn)其是否滿足運(yùn)動(dòng)要求和動(dòng)力性能方面的要求。方面的要求。（7）方案評(píng)價(jià)與決策方案評(píng)價(jià)與決策 方案評(píng)價(jià)包括定性評(píng)價(jià)和定量評(píng)價(jià)。前者方案評(píng)價(jià)包括定性評(píng)價(jià)和定量評(píng)價(jià)。前者是指對(duì)結(jié)構(gòu)的繁簡(jiǎn)、尺寸的大小、加工的難是指對(duì)結(jié)構(gòu)的繁簡(jiǎn)、尺寸的大小、加工的難

14、易等進(jìn)行評(píng)價(jià)，后者是指將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析易等進(jìn)行評(píng)價(jià)，后者是指將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析后所得的執(zhí)行系統(tǒng)的具體性能與使用要求所后所得的執(zhí)行系統(tǒng)的具體性能與使用要求所規(guī)定的預(yù)期性能進(jìn)行比較，從而對(duì)設(shè)計(jì)方案規(guī)定的預(yù)期性能進(jìn)行比較，從而對(duì)設(shè)計(jì)方案作出評(píng)價(jià)。作出評(píng)價(jià)。實(shí)現(xiàn)同一種功能要求，可以采用不同的工作原理；實(shí)現(xiàn)同一種功能要求，可以采用不同的工作原理；實(shí)現(xiàn)同一種工作原理，可以選擇不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；實(shí)現(xiàn)同一種工作原理，可以選擇不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；實(shí)現(xiàn)同一種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可以選擇不同型式的機(jī)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)同一種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可以選擇不同型式的機(jī)構(gòu)。獲得多種不同的方案獲得多種不同的方案給定某種預(yù)期功能要求給定某種預(yù)期功能要求機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)

15、方案設(shè)計(jì)機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)所要研究的問(wèn)題，就是如何所要研究的問(wèn)題，就是如何合理地利用設(shè)計(jì)者的專業(yè)知識(shí)和分析能力，創(chuàng)造性合理地利用設(shè)計(jì)者的專業(yè)知識(shí)和分析能力，創(chuàng)造性地構(gòu)思出各種可能的方案并從中選出最佳方案。地構(gòu)思出各種可能的方案并從中選出最佳方案。機(jī)械預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能機(jī)械預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能功能功能原理原理摩摩擦擦傳傳動(dòng)動(dòng)原原理理流流體體傳傳動(dòng)動(dòng)原原理理電電磁磁傳傳動(dòng)動(dòng)原原理理機(jī)機(jī)械械推推拉拉原原理理材材料料變變形形原原理理光光電電原原理理其其它它原原理理機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)流程圖機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)流程圖工工藝藝動(dòng)動(dòng)作作分分解解方方法法1工工藝藝動(dòng)動(dòng)作作分分解解方方法法2工工藝藝動(dòng)動(dòng)作作分分解解方方

16、法法3工工藝藝動(dòng)動(dòng)作作分分解解方方法法n運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律規(guī)律機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)型式型式連連桿桿機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)凸凸輪輪機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)其其它它機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)組組合合結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)變變異異2. 執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計(jì)執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計(jì)（1）功能原理的構(gòu)思與選擇功能原理的構(gòu)思與選擇 功能原理設(shè)計(jì)的任務(wù)就是根據(jù)機(jī)構(gòu)預(yù)期實(shí)現(xiàn)功能原理設(shè)計(jì)的任務(wù)就是根據(jù)機(jī)構(gòu)預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能要求，構(gòu)思出所有可能的功能原理，加的功能要求，構(gòu)思出所有可能的功能原理，加以分析比較，并根據(jù)使用要求或工藝要求，從以分析比較，并根據(jù)使用要求或工藝要求，從中選擇出既能很好地滿足功能要求、工藝動(dòng)作中選擇出既能很好地滿足功能要求、工藝動(dòng)作又簡(jiǎn)單的工作原理。又簡(jiǎn)單的工作原理

17、。例如：螺栓上的螺紋加工，可以采用車削加例如：螺栓上的螺紋加工，可以采用車削加工原理，也可以采用套絲工作原理，還可以工原理，也可以采用套絲工作原理，還可以采用滾壓工作原理。不同的螺紋加工原理適采用滾壓工作原理。不同的螺紋加工原理適用于不同場(chǎng)合，滿足不同的加工需要，其執(zhí)用于不同場(chǎng)合，滿足不同的加工需要，其執(zhí)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方案也各不相同。行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方案也各不相同。2. 功能原理的創(chuàng)造性功能原理的創(chuàng)造性 常用的方法有：分析綜合法、思維擴(kuò)展法、還常用的方法有：分析綜合法、思維擴(kuò)展法、還原創(chuàng)新法。原創(chuàng)新法。分析綜合法：分析綜合法：把機(jī)構(gòu)預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能要求分解為把機(jī)構(gòu)預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能要求分解為各種分功能，然

18、且分別加以研究，分析其本質(zhì)，各種分功能，然且分別加以研究，分析其本質(zhì)，進(jìn)行各分功能原理設(shè)計(jì)，最后把這些分功能原理進(jìn)行各分功能原理設(shè)計(jì)，最后把這些分功能原理綜合起來(lái)，組成一個(gè)新的系統(tǒng)。綜合起來(lái)，組成一個(gè)新的系統(tǒng)。思維擴(kuò)展法：思維擴(kuò)展法：從傳統(tǒng)的定式思維轉(zhuǎn)向發(fā)散思維從傳統(tǒng)的定式思維轉(zhuǎn)向發(fā)散思維例如：挖土機(jī)挖濕土，由設(shè)計(jì)清掃機(jī)構(gòu)到采用一例如：挖土機(jī)挖濕土，由設(shè)計(jì)清掃機(jī)構(gòu)到采用一種與粘土摩擦系數(shù)小的材料作挖斗的表面材料。種與粘土摩擦系數(shù)小的材料作挖斗的表面材料。還原創(chuàng)新法：還原創(chuàng)新法：跳出自己已有的創(chuàng)造起點(diǎn)，重新跳出自己已有的創(chuàng)造起點(diǎn)，重新返回到創(chuàng)造的原點(diǎn)，構(gòu)思新的功能原理。返回到創(chuàng)造的原點(diǎn)，構(gòu)思新的

19、功能原理。例如：縫紉機(jī)，模仿人手穿針引線的動(dòng)作，不例如：縫紉機(jī)，模仿人手穿針引線的動(dòng)作，不能成功，返回到原點(diǎn)，采用擺梭使底線繞過(guò)面能成功，返回到原點(diǎn)，采用擺梭使底線繞過(guò)面線將布料夾緊的工作原理，獲得成功。線將布料夾緊的工作原理，獲得成功。3. 執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)（1）工藝動(dòng)作分解和運(yùn)動(dòng)方案選擇工藝動(dòng)作分解和運(yùn)動(dòng)方案選擇 運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)通常是對(duì)工藝方法和工藝動(dòng)作進(jìn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)通常是對(duì)工藝方法和工藝動(dòng)作進(jìn)行分析，把其分解成若干個(gè)基本動(dòng)作。工藝動(dòng)作行分析，把其分解成若干個(gè)基本動(dòng)作。工藝動(dòng)作分解的方法不同，所形成的運(yùn)動(dòng)方案也不相同。分解的方法不同，所形成的運(yùn)動(dòng)方案也不相同。 例如：

20、設(shè)計(jì)一臺(tái)加工內(nèi)孔的機(jī)床，所依據(jù)的是例如：設(shè)計(jì)一臺(tái)加工內(nèi)孔的機(jī)床，所依據(jù)的是刀具與工件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原理。可以采用四種方刀具與工件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原理?？梢圆捎盟姆N方法，第一種，車床方案；第二種，鏜床方案；第法，第一種，車床方案；第二種，鏜床方案；第三種，鉆床方案；第四種，拉床方案。三種，鉆床方案；第四種，拉床方案。車床方案：車床方案： 工件作連續(xù)等速轉(zhuǎn)動(dòng)，刀具作縱向等速移動(dòng)，工件作連續(xù)等速轉(zhuǎn)動(dòng)，刀具作縱向等速移動(dòng)，并作徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。適用于加工小的圓柱形工并作徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。適用于加工小的圓柱形工件。件。鏜床方案：鏜床方案： 工件固定不動(dòng)，刀具既繞被加工孔的中心孔工件固定不動(dòng)，刀具既繞被加工孔的中心孔轉(zhuǎn)

21、動(dòng)，又作縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，還要作徑向調(diào)整運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)，又作縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，還要作徑向調(diào)整運(yùn)動(dòng)。適用于加工尺寸大且外形復(fù)雜的工件。動(dòng)。適用于加工尺寸大且外形復(fù)雜的工件。鉆床方案：鉆床方案： 工件固定不動(dòng)，采用不同尺寸的專用工具工件固定不動(dòng)，采用不同尺寸的專用工具鉆頭或鉸刀等，使刀具作等速轉(zhuǎn)動(dòng)并綜合利鉆頭或鉸刀等，使刀具作等速轉(zhuǎn)動(dòng)并綜合利用縱向送進(jìn)運(yùn)動(dòng)。工藝動(dòng)作簡(jiǎn)化了，但帶來(lái)了用縱向送進(jìn)運(yùn)動(dòng)。工藝動(dòng)作簡(jiǎn)化了，但帶來(lái)了刀具的復(fù)雜化，且加工大孔有困難。刀具的復(fù)雜化，且加工大孔有困難。拉床方案：拉床方案： 工件和刀具均不轉(zhuǎn)動(dòng)，而只讓刀具作直線運(yùn)工件和刀具均不轉(zhuǎn)動(dòng)，而只讓刀具作直線運(yùn)動(dòng)。動(dòng)作最簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，但所需

22、拉力大，動(dòng)。動(dòng)作最簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，但所需拉力大，刀具價(jià)格貴，拉削大零件和長(zhǎng)孔時(shí)有困難。刀具價(jià)格貴，拉削大零件和長(zhǎng)孔時(shí)有困難。（2）運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)的創(chuàng)造性運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)的創(chuàng)造性 最常用的是仿生法，即模仿人或動(dòng)物的動(dòng)最常用的是仿生法，即模仿人或動(dòng)物的動(dòng)作將工藝動(dòng)作進(jìn)行分解，構(gòu)思出一實(shí)現(xiàn)某一作將工藝動(dòng)作進(jìn)行分解，構(gòu)思出一實(shí)現(xiàn)某一預(yù)定工作原理的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。預(yù)定工作原理的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 例如挖土機(jī)設(shè)計(jì)例如挖土機(jī)設(shè)計(jì)就是仿生法。就是仿生法。 思維擴(kuò)展法仍是一個(gè)重要的創(chuàng)新方法。思維擴(kuò)展法仍是一個(gè)重要的創(chuàng)新方法。 例如，要設(shè)計(jì)一個(gè)分選不同直徑的鋼珠的裝例如，要設(shè)計(jì)一個(gè)分選不同直徑的鋼珠的裝置，為了避免設(shè)計(jì)各種鋼珠的測(cè)

23、量工具，使鋼置，為了避免設(shè)計(jì)各種鋼珠的測(cè)量工具，使鋼珠沿著兩個(gè)斜放的不等距棒條滾動(dòng)，當(dāng)鋼珠沿珠沿著兩個(gè)斜放的不等距棒條滾動(dòng)，當(dāng)鋼珠沿棒條移動(dòng)時(shí)，小一些的鋼珠由于棒條夾不住而棒條移動(dòng)時(shí)，小一些的鋼珠由于棒條夾不住而靠自重先行落下，大一些的鋼珠可多移動(dòng)一段靠自重先行落下，大一些的鋼珠可多移動(dòng)一段距離。鋼珠落下的先后次序與其直徑大小成比距離。鋼珠落下的先后次序與其直徑大小成比例，設(shè)計(jì)者只需設(shè)計(jì)一個(gè)輸送鋼珠的動(dòng)作即可例，設(shè)計(jì)者只需設(shè)計(jì)一個(gè)輸送鋼珠的動(dòng)作即可達(dá)到鋼珠尺寸分級(jí)的目的。達(dá)到鋼珠尺寸分級(jí)的目的。 4. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式設(shè)計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式設(shè)計(jì)（1）執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì)的原則執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì)的原則1)

24、滿足執(zhí)行構(gòu)件的工藝動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)要求。滿足執(zhí)行構(gòu)件的工藝動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)要求。 2) 盡量簡(jiǎn)化和縮短運(yùn)動(dòng)鏈，選擇較簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)。盡量簡(jiǎn)化和縮短運(yùn)動(dòng)鏈，選擇較簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)。3) 盡量減小機(jī)構(gòu)的尺寸。盡量減小機(jī)構(gòu)的尺寸。 4) 選擇合適的運(yùn)動(dòng)副形式。選擇合適的運(yùn)動(dòng)副形式。 5) 考慮動(dòng)力源的形式?？紤]動(dòng)力源的形式。 6) 使執(zhí)行系統(tǒng)具有良好的傳力條件和動(dòng)力特性。使執(zhí)行系統(tǒng)具有良好的傳力條件和動(dòng)力特性。 7) 使機(jī)械具有調(diào)節(jié)某些運(yùn)動(dòng)參數(shù)的能力。使機(jī)械具有調(diào)節(jié)某些運(yùn)動(dòng)參數(shù)的能力。8) 保證機(jī)械的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。保證機(jī)械的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。 （2）機(jī)構(gòu)的選型機(jī)構(gòu)的選型1)按照?qǐng)?zhí)行構(gòu)件所需的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型。按照?qǐng)?zhí)行構(gòu)件所需的運(yùn)

25、動(dòng)特性進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型。2)按照動(dòng)作功能分解與組合原理進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型。按照動(dòng)作功能分解與組合原理進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型。（3）機(jī)構(gòu)的構(gòu)型機(jī)構(gòu)的構(gòu)型擴(kuò)展法：擴(kuò)展法：以基本機(jī)構(gòu)為生長(zhǎng)點(diǎn)，在其上聯(lián)接若干基以基本機(jī)構(gòu)為生長(zhǎng)點(diǎn)，在其上聯(lián)接若干基本桿組，構(gòu)筑出新的機(jī)構(gòu)型式。本桿組，構(gòu)筑出新的機(jī)構(gòu)型式。組合法：組合法：將幾種基本機(jī)構(gòu)以適當(dāng)?shù)姆绞浇M合起來(lái)，將幾種基本機(jī)構(gòu)以適當(dāng)?shù)姆绞浇M合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)基本機(jī)構(gòu)不易實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力特性。實(shí)現(xiàn)基本機(jī)構(gòu)不易實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力特性。 變異法：變異法：通過(guò)改變機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形狀、運(yùn)通過(guò)改變機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形狀、運(yùn)動(dòng)尺寸、更換機(jī)架或原動(dòng)件、增加輔助構(gòu)件等方法動(dòng)尺寸、更換機(jī)架或原動(dòng)件、增

26、加輔助構(gòu)件等方法以獲得新的機(jī)構(gòu)或特性。以獲得新的機(jī)構(gòu)或特性。 （1）執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)的原則執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)的原則1) 滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作先后的順序性要求。滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作先后的順序性要求。 2) 滿足各執(zhí)行機(jī)械動(dòng)作在時(shí)間上的同步性要求。滿足各執(zhí)行機(jī)械動(dòng)作在時(shí)間上的同步性要求。 3) 滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)在空間布置上的協(xié)調(diào)性要求。滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)在空間布置上的協(xié)調(diào)性要求。 4) 滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作上的協(xié)同性要求。滿足各執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作上的協(xié)同性要求。 5) 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作安排要有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作安排要有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。率。 6) 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的布置要用利于系統(tǒng)的能量協(xié)調(diào)和各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的布

27、置要用利于系統(tǒng)的能量協(xié)調(diào)和效率的提高。效率的提高。 5. 執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)（2）執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)的方法執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)的方法1) 確定機(jī)械的工作循環(huán)周期。確定機(jī)械的工作循環(huán)周期。 2) 確定機(jī)械在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件的各個(gè)確定機(jī)械在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件的各個(gè)行程段及其所需時(shí)間。行程段及其所需時(shí)間。 3) 確定各執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作間的協(xié)調(diào)配合關(guān)系。確定各執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作間的協(xié)調(diào)配合關(guān)系。 （3）機(jī)械循環(huán)圖機(jī)械循環(huán)圖 用來(lái)描述各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)間相互協(xié)調(diào)配合的用來(lái)描述各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)間相互協(xié)調(diào)配合的圖稱為機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。圖稱為機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的形式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的形式 ： 直

28、線式、圓周式、直角坐標(biāo)式。直線式、圓周式、直角坐標(biāo)式。運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的功能運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的功能 ： 保證各執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作相互協(xié)調(diào)、緊密配合，保證各執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作相互協(xié)調(diào)、緊密配合，使機(jī)械順利實(shí)現(xiàn)預(yù)期的工藝動(dòng)作。使機(jī)械順利實(shí)現(xiàn)預(yù)期的工藝動(dòng)作。直線式：直線式：將機(jī)構(gòu)在將機(jī)構(gòu)在1個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件各行程個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件各行程區(qū)段的起止時(shí)間和先后順序，按比例繪制在直線坐區(qū)段的起止時(shí)間和先后順序，按比例繪制在直線坐標(biāo)軸上。標(biāo)軸上。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：繪制方法簡(jiǎn)單，能清楚地表示出繪制方法簡(jiǎn)單，能清楚地表示出1個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的相互順序和時(shí)間關(guān)系，直觀性內(nèi)各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的相互順序和時(shí)間關(guān)系，

29、直觀性較差，不能顯示各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律。較差，不能顯示各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 圓周式：圓周式：以極坐標(biāo)系原點(diǎn)以極坐標(biāo)系原點(diǎn)O為圓心作若干個(gè)同心圓環(huán)，為圓心作若干個(gè)同心圓環(huán)，每個(gè)圓環(huán)代表一個(gè)執(zhí)行構(gòu)件，由各相應(yīng)圓環(huán)分別引徑向每個(gè)圓環(huán)代表一個(gè)執(zhí)行構(gòu)件，由各相應(yīng)圓環(huán)分別引徑向直線表示各執(zhí)行構(gòu)件不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的起始和終止位置。直線表示各執(zhí)行構(gòu)件不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的起始和終止位置。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：能比較直觀地能比較直觀地看出各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)看出各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試。當(dāng)計(jì)、安裝和調(diào)試。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)目較多時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)目較多時(shí)，由于同心圓環(huán)太多不由于同心圓環(huán)太多不能一目了然，也無(wú)法能一目了然，也無(wú)法顯示各執(zhí)行構(gòu)件的

30、運(yùn)顯示各執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律動(dòng)規(guī)律 。直角坐標(biāo)式：直角坐標(biāo)式：用橫坐標(biāo)軸表示機(jī)械主軸或分配軸用橫坐標(biāo)軸表示機(jī)械主軸或分配軸轉(zhuǎn)角，以縱坐標(biāo)軸表示各執(zhí)行構(gòu)件的角位移或線轉(zhuǎn)角，以縱坐標(biāo)軸表示各執(zhí)行構(gòu)件的角位移或線位移，為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，各區(qū)段之間均用直線連接。位移，為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，各區(qū)段之間均用直線連接。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：不僅能清楚地不僅能清楚地表示出各執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)表示出各執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作的先后順序，而且作的先后順序，而且能表示出各執(zhí)行構(gòu)件能表示出各執(zhí)行構(gòu)件在各區(qū)段的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在各區(qū)段的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。對(duì)指導(dǎo)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的對(duì)指導(dǎo)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的幾何尺寸設(shè)計(jì)非常便幾何尺寸設(shè)計(jì)非常便利。利。（1）方案評(píng)價(jià)的意義方案評(píng)價(jià)的意義6. 方案評(píng)

31、價(jià)與決策方案評(píng)價(jià)與決策 機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的過(guò)程，就是一個(gè)先通過(guò)機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的過(guò)程，就是一個(gè)先通過(guò)分析、綜合，使待選方案數(shù)目由少變多，再通分析、綜合，使待選方案數(shù)目由少變多，再通過(guò)評(píng)價(jià)、決策，使待選方案數(shù)目由多變少，最過(guò)評(píng)價(jià)、決策，使待選方案數(shù)目由多變少，最后獲得滿意方案的過(guò)程。建立合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)，后獲得滿意方案的過(guò)程。建立合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)，才能使評(píng)價(jià)結(jié)果客觀、合理。才能使評(píng)價(jià)結(jié)果客觀、合理。 評(píng)價(jià)指標(biāo)包括兩方面：其一是定性的評(píng)價(jià)指評(píng)價(jià)指標(biāo)包括兩方面：其一是定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，常指設(shè)計(jì)的目標(biāo)；其二是定量的評(píng)價(jià)指標(biāo)，標(biāo)，常指設(shè)計(jì)的目標(biāo)；其二是定量的評(píng)價(jià)指標(biāo)，常指設(shè)計(jì)的定量指標(biāo)。常指設(shè)計(jì)的定量指標(biāo)。2

32、. 評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)體系評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)體系 評(píng)價(jià)體系是指通過(guò)一定范圍內(nèi)的專家咨詢，評(píng)價(jià)體系是指通過(guò)一定范圍內(nèi)的專家咨詢，確定評(píng)價(jià)指標(biāo)及其評(píng)定方法。確定評(píng)價(jià)指標(biāo)及其評(píng)定方法。 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣，通常應(yīng)從技術(shù)、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣，通常應(yīng)從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全可靠三方面予以評(píng)價(jià)。主要考慮技經(jīng)濟(jì)、安全可靠三方面予以評(píng)價(jià)。主要考慮技術(shù)方面的指標(biāo)。術(shù)方面的指標(biāo)。 3. 評(píng)價(jià)方法簡(jiǎn)介評(píng)價(jià)方法簡(jiǎn)介（1）經(jīng)驗(yàn)性的概略評(píng)價(jià)法：）經(jīng)驗(yàn)性的概略評(píng)價(jià)法： 請(qǐng)多名有經(jīng)驗(yàn)的專家根據(jù)經(jīng)驗(yàn)采用排隊(duì)法或請(qǐng)多名有經(jīng)驗(yàn)的專家根據(jù)經(jīng)驗(yàn)采用排隊(duì)法或排除法直接評(píng)價(jià)。當(dāng)設(shè)計(jì)問(wèn)題不是很復(fù)雜或評(píng)排除法直接評(píng)價(jià)。當(dāng)設(shè)計(jì)問(wèn)題不是很復(fù)雜或評(píng)價(jià)指標(biāo)

33、十分具體時(shí)，可使用這種方法。價(jià)指標(biāo)十分具體時(shí)，可使用這種方法。 （2）計(jì)算性的數(shù)學(xué)分析評(píng)價(jià)法：）計(jì)算性的數(shù)學(xué)分析評(píng)價(jià)法： 運(yùn)用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行分析、推導(dǎo)和計(jì)算，得到運(yùn)用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行分析、推導(dǎo)和計(jì)算，得到定量的評(píng)價(jià)參數(shù)。常用的方法有評(píng)分法、技術(shù)定量的評(píng)價(jià)參數(shù)。常用的方法有評(píng)分法、技術(shù)-經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)法和模糊評(píng)價(jià)法等。經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)法和模糊評(píng)價(jià)法等。 評(píng)分法：評(píng)分法：它是針對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)中的各個(gè)項(xiàng)目，它是針對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)中的各個(gè)項(xiàng)目，選擇一定的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和總分計(jì)分法對(duì)方案的選擇一定的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和總分計(jì)分法對(duì)方案的優(yōu)劣進(jìn)行定量評(píng)價(jià)優(yōu)劣進(jìn)行定量評(píng)價(jià) 。 技術(shù)技術(shù)-經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)法：經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)法：它是一種綜合考慮技術(shù)它是一種綜合考慮技術(shù)類

34、指標(biāo)評(píng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)類指標(biāo)評(píng)價(jià)值的評(píng)價(jià)法類指標(biāo)評(píng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)類指標(biāo)評(píng)價(jià)值的評(píng)價(jià)法 。 模糊評(píng)價(jià)法：模糊評(píng)價(jià)法：它的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)是將定性評(píng)價(jià)它的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)是將定性評(píng)價(jià)中使用的模糊概念，用中使用的模糊概念，用0，1區(qū)間內(nèi)的連續(xù)數(shù)區(qū)間內(nèi)的連續(xù)數(shù)值來(lái)表達(dá)評(píng)價(jià)值。值來(lái)表達(dá)評(píng)價(jià)值。 4. 評(píng)價(jià)結(jié)果的處理評(píng)價(jià)結(jié)果的處理 評(píng)價(jià)值最高的方案為整體最優(yōu)方案，但是否選擇評(píng)價(jià)值最高的方案為整體最優(yōu)方案，但是否選擇這一方案，還需設(shè)計(jì)者根據(jù)具體情況作出決策。對(duì)這一方案，還需設(shè)計(jì)者根據(jù)具體情況作出決策。對(duì)于質(zhì)量不高的待評(píng)方案的處理將是再設(shè)計(jì)。于質(zhì)量不高的待評(píng)方案的處理將是再設(shè)計(jì)。 (3) 實(shí)踐性的試驗(yàn)評(píng)價(jià)法：實(shí)踐性的試驗(yàn)評(píng)價(jià)法： 對(duì)于

35、一些重要的方案設(shè)計(jì)問(wèn)題，可通過(guò)模型試驗(yàn)對(duì)于一些重要的方案設(shè)計(jì)問(wèn)題，可通過(guò)模型試驗(yàn)或計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)對(duì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。這種評(píng)價(jià)方法或計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)對(duì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。這種評(píng)價(jià)方法是依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果而不是憑專家的經(jīng)驗(yàn)，故可獲得更是依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果而不是憑專家的經(jīng)驗(yàn)，故可獲得更為準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)結(jié)果。但其花費(fèi)的代價(jià)較高。為準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)結(jié)果。但其花費(fèi)的代價(jià)較高。1. 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的作用及其設(shè)計(jì)過(guò)程機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的作用及其設(shè)計(jì)過(guò)程15.3 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)和原動(dòng)件選擇機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)和原動(dòng)件選擇 傳動(dòng)系統(tǒng)位于原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行系統(tǒng)之間，將原傳動(dòng)系統(tǒng)位于原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行系統(tǒng)之間，將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給執(zhí)行系統(tǒng)。除進(jìn)行功動(dòng)機(jī)的

36、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給執(zhí)行系統(tǒng)。除進(jìn)行功率傳遞，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)能克服阻力作功外，它還率傳遞，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)能克服阻力作功外，它還起著如下重要作用：實(shí)現(xiàn)增速、減速或變速傳起著如下重要作用：實(shí)現(xiàn)增速、減速或變速傳動(dòng)；變換運(yùn)動(dòng)形式；進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成和分解；動(dòng)；變換運(yùn)動(dòng)形式；進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成和分解；實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng)和較遠(yuǎn)距離傳動(dòng)；實(shí)現(xiàn)某些操縱實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng)和較遠(yuǎn)距離傳動(dòng)；實(shí)現(xiàn)某些操縱控制功能控制功能(如啟動(dòng)、離合、制動(dòng)、換向如啟動(dòng)、離合、制動(dòng)、換向)等。等。（1）傳動(dòng)系統(tǒng)的作用傳動(dòng)系統(tǒng)的作用傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)是機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的重是機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的重要組成部分。當(dāng)完成了執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)要組成部分。當(dāng)完成了執(zhí)

37、行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)和原動(dòng)機(jī)的預(yù)選型后，即可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所和原動(dòng)機(jī)的預(yù)選型后，即可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需要的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力條件及原動(dòng)機(jī)的類型和性需要的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力條件及原動(dòng)機(jī)的類型和性能參數(shù)，進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)了。能參數(shù)，進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)了。1) 確定傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比。確定傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比。2) 選擇傳動(dòng)類型。選擇傳動(dòng)類型。3) 擬定傳動(dòng)鏈的布置方案。擬定傳動(dòng)鏈的布置方案。（2）傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的過(guò)程和基本要求傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的過(guò)程和基本要求一般過(guò)程：一般過(guò)程：4) 分配傳動(dòng)比分配傳動(dòng)比。5) 確定各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)和主要幾何尺寸，確定各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)和主要幾何尺寸，計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)的各項(xiàng)

38、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。6) 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。繪制傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)滿足機(jī)器的功能要求，而且性能傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)滿足機(jī)器的功能要求，而且性能優(yōu)良；傳動(dòng)效率高；優(yōu)良；傳動(dòng)效率高； 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，占用空結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，占用空間小；便于操作，安全可靠；可制造性好，間??；便于操作，安全可靠；可制造性好，加工成本低；維修性好；不污染環(huán)境。加工成本低；維修性好；不污染環(huán)境?；疽螅夯疽螅?. 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)（1）傳動(dòng)類型的選擇傳動(dòng)類型的選擇按工作原理可分為按工作原理可分為4類：類：機(jī)械傳動(dòng)、流體傳動(dòng)、電力傳動(dòng)和磁力傳動(dòng)。機(jī)械傳動(dòng)

39、、流體傳動(dòng)、電力傳動(dòng)和磁力傳動(dòng)。本章主要介紹機(jī)械傳動(dòng)。本章主要介紹機(jī)械傳動(dòng)。 1）傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)傳動(dòng)的類型和特點(diǎn) 按傳動(dòng)的工作原理可分為兩大類：按傳動(dòng)的工作原理可分為兩大類：嚙合傳動(dòng)：嚙合傳動(dòng)： 工作可靠，壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，傳遞功率工作可靠，壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，傳遞功率大，效率高，速度范圍廣；缺點(diǎn)是對(duì)加工制造大，效率高，速度范圍廣；缺點(diǎn)是對(duì)加工制造安裝的精度要求較高。安裝的精度要求較高。摩擦傳動(dòng)：摩擦傳動(dòng)： 工作平穩(wěn)，噪聲低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，具有工作平穩(wěn)，噪聲低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，具有過(guò)載保護(hù)能力；缺點(diǎn)是外廓尺寸較大，傳動(dòng)比不過(guò)載保護(hù)能力；缺點(diǎn)是外廓尺寸較大，傳動(dòng)比不準(zhǔn)確，傳動(dòng)效率較低，

40、傳動(dòng)元件壽命較短。準(zhǔn)確，傳動(dòng)效率較低，傳動(dòng)元件壽命較短。 定傳動(dòng)比傳動(dòng)：定傳動(dòng)比傳動(dòng)： 輸入與輸出轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)，適用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工輸入與輸出轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)，適用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工況固定、或其工況與原動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)變化的場(chǎng)合。況固定、或其工況與原動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)變化的場(chǎng)合。 變傳動(dòng)比有級(jí)變速傳動(dòng)：變傳動(dòng)比有級(jí)變速傳動(dòng)： 一個(gè)輸入轉(zhuǎn)速可對(duì)應(yīng)于若干個(gè)輸出轉(zhuǎn)速，適一個(gè)輸入轉(zhuǎn)速可對(duì)應(yīng)于若干個(gè)輸出轉(zhuǎn)速，適用于原動(dòng)機(jī)工況固定，而執(zhí)行機(jī)構(gòu)有若干種工用于原動(dòng)機(jī)工況固定，而執(zhí)行機(jī)構(gòu)有若干種工況的場(chǎng)合，或用于擴(kuò)大原動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍。況的場(chǎng)合，或用于擴(kuò)大原動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍。 按傳動(dòng)比和輸出速度的變化情況可分為按傳動(dòng)比和輸出速度的變化情況可分為4種傳

41、動(dòng)種傳動(dòng) : 變傳動(dòng)比無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)：變傳動(dòng)比無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)： 一個(gè)輸入轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)于某一范圍內(nèi)無(wú)限多個(gè)輸一個(gè)輸入轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)于某一范圍內(nèi)無(wú)限多個(gè)輸出轉(zhuǎn)速，適用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)工況很多或最佳工況出轉(zhuǎn)速，適用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)工況很多或最佳工況不明確的情況。不明確的情況。 變傳動(dòng)比周期性變速傳動(dòng)：變傳動(dòng)比周期性變速傳動(dòng)： 輸出角速度是輸入角速度的周期性函數(shù)，以輸出角速度是輸入角速度的周期性函數(shù)，以實(shí)現(xiàn)函數(shù)傳動(dòng)或改善動(dòng)力特性。實(shí)現(xiàn)函數(shù)傳動(dòng)或改善動(dòng)力特性。 2) 選擇傳動(dòng)類型的原則選擇傳動(dòng)類型的原則考慮與原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行系統(tǒng)相互匹配?？紤]與原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行系統(tǒng)相互匹配。 考慮工作要求傳遞的功率和運(yùn)轉(zhuǎn)速度?？紤]工作要求傳遞的功率和運(yùn)轉(zhuǎn)

42、速度。考慮提高傳動(dòng)效率?？紤]提高傳動(dòng)效率?？紤]傳動(dòng)比的準(zhǔn)確性及合理范圍?？紤]傳動(dòng)比的準(zhǔn)確性及合理范圍。 考慮結(jié)構(gòu)布置和外廓尺寸的要求。考慮結(jié)構(gòu)布置和外廓尺寸的要求。 考慮經(jīng)濟(jì)性?？紤]經(jīng)濟(jì)性?？紤]機(jī)械安全運(yùn)轉(zhuǎn)和環(huán)境條件?？紤]機(jī)械安全運(yùn)轉(zhuǎn)和環(huán)境條件。（2）傳動(dòng)路線的擬定傳動(dòng)路線的擬定 串聯(lián)式單路傳動(dòng)串聯(lián)式單路傳動(dòng) 并聯(lián)式分路傳動(dòng)并聯(lián)式分路傳動(dòng) 并聯(lián)式多路聯(lián)合傳動(dòng)并聯(lián)式多路聯(lián)合傳動(dòng) 混合式傳動(dòng)混合式傳動(dòng) 。 根據(jù)功率傳遞，即能量流動(dòng)的路線，傳動(dòng)路根據(jù)功率傳遞，即能量流動(dòng)的路線，傳動(dòng)路線可分為線可分為4類：類：（3）傳動(dòng)鏈中機(jī)構(gòu)順序的安排傳動(dòng)鏈中機(jī)構(gòu)順序的安排有利于提高傳動(dòng)系統(tǒng)的效率有利于提高傳動(dòng)系統(tǒng)

43、的效率 。有利于機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)和減少振動(dòng)及噪音。有利于機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)和減少振動(dòng)及噪音。有利于傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸勻稱。有利于傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸勻稱。 有利于加工制造。有利于加工制造。 （4）各級(jí)傳動(dòng)比的分配各級(jí)傳動(dòng)比的分配每一級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)在各類傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的合理范圍每一級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)在各類傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的合理范圍內(nèi)選取。內(nèi)選取。當(dāng)齒輪傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)比較大時(shí)，常采用多級(jí)當(dāng)齒輪傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)比較大時(shí)，常采用多級(jí)齒輪傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)。 當(dāng)各中間軸有較高轉(zhuǎn)速和較小扭矩時(shí)，軸及當(dāng)各中間軸有較高轉(zhuǎn)速和較小扭矩時(shí)，軸及軸上的零件可取較小的尺寸，從而使整個(gè)結(jié)構(gòu)軸上的零件可取較小的尺寸，從而使整個(gè)結(jié)構(gòu)較為緊湊。較為緊湊。 在考慮傳

44、動(dòng)比分配時(shí)，還應(yīng)注意使各傳動(dòng)件在考慮傳動(dòng)比分配時(shí)，還應(yīng)注意使各傳動(dòng)件之間、傳動(dòng)件與機(jī)架之間不要干涉。之間、傳動(dòng)件與機(jī)架之間不要干涉。 在閉式齒輪傳動(dòng)中，為了潤(rùn)滑簡(jiǎn)便，應(yīng)按照在閉式齒輪傳動(dòng)中，為了潤(rùn)滑簡(jiǎn)便，應(yīng)按照高速級(jí)和低速級(jí)的大齒輪浸入油中的深度大致高速級(jí)和低速級(jí)的大齒輪浸入油中的深度大致相近的原則分配傳動(dòng)比，以改善浸油潤(rùn)滑條件。相近的原則分配傳動(dòng)比，以改善浸油潤(rùn)滑條件。 3. 原動(dòng)機(jī)的選擇原動(dòng)機(jī)的選擇 主要優(yōu)點(diǎn)：主要優(yōu)點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)效率高、有良好的調(diào)速性能、驅(qū)動(dòng)效率高、有良好的調(diào)速性能、可遠(yuǎn)距離控制，啟動(dòng)、制動(dòng)、反向調(diào)速都易控制，可遠(yuǎn)距離控制，啟動(dòng)、制動(dòng)、反向調(diào)速都易控制，與傳動(dòng)系統(tǒng)或工作機(jī)械聯(lián)接

45、方便，作為一般傳動(dòng)，與傳動(dòng)系統(tǒng)或工作機(jī)械聯(lián)接方便，作為一般傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的功率范圍很廣。電動(dòng)機(jī)的功率范圍很廣。 主要缺點(diǎn)：主要缺點(diǎn)：必須有電源，不適于野外使用。必須有電源，不適于野外使用。 （1）原動(dòng)機(jī)的類型和特點(diǎn)原動(dòng)機(jī)的類型和特點(diǎn)常用的原動(dòng)機(jī)有以下常用的原動(dòng)機(jī)有以下5 種類型。種類型。1) 動(dòng)力電動(dòng)機(jī)動(dòng)力電動(dòng)機(jī) 伺服電動(dòng)機(jī)是指能精密控制系統(tǒng)位置和角度伺服電動(dòng)機(jī)是指能精密控制系統(tǒng)位置和角度的電動(dòng)機(jī)。的電動(dòng)機(jī)。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：體積小、重量輕；具有寬廣而平滑的體積小、重量輕；具有寬廣而平滑的調(diào)速范圍和快速響應(yīng)能力。調(diào)速范圍和快速響應(yīng)能力。 應(yīng)用：應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、軍事、航空航廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、軍事、航空航天等領(lǐng)域，如數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人。天等