1、第14章机械传动系统的方案设计,主讲：曹国忠,第14章 机械传动系统的方案设计,14-1 概述,14-2 机械工作原理的拟定,14-3 执行构件的运动设计和原动机的选择,14-4 机构的选型和变异,14-5 机构的组合,14-6 机械传动系统方案的拟定,14-7 机械传动系统设计举例,1.机械传动系统简介 机械传动系统，是指将原动机的运动和动力传递到执行构件的中间环节，它是机械的重要组成部分。机械传动系统的作用不仅是转换运动形式，改变运动大小和保证各执行构件的协调配合工作等，而且还要将原动机的功率和转矩传递给执行构件，以克服生产阻力。机械传动系统的设计是机械设计中极其重要的一环，设计得正确和合
2、理与否，对提高机械的性能和质量，降低制造成本与维护费用等影响很大。机械传动系统方案的设计是一项创造性活动，要求设计者善于运用已有知识和实践经验，认真总结过去的有关工作，广泛收集、了解国内外的有关信息，充分发挥创造思维和想象能力，灵活应用各种设计方法和技巧，以便设计出新颖、灵巧、高效的传动系统。,14-1 概述,机械传动系统方案设计步骤,功能原理设计,根据需要制定机械的总功能，拟定实现总功能的工作原理和技术手段，确定机械所要实现的工艺动作,运动规律设计,通过对工作原理所提出的工艺动作进行分解，决定采用何种运动规律来实现工作原理,执行机构型式设计,决定选择何种机构实现给定的运动规律,执行系统协调设
3、计,执行机构型式设计,根据工艺过程对各动作的要求，分析各执行机构应当如何协调配合，设计出机械运动循环图,确定各执行机构的运动尺寸，绘制出各执行机构的运动简图,运动和动力分析,检验执行系统是否满足运动要求和动力性能方面的要求,方案评价与决策,对方案进行定性评价和定量评价并从中选出最佳设计方案,14-2 机械工作原理的拟定,产品功能是指根据人们的生产或生活需要提出来的产品的 用途、性能及使用要求。实现机械功能的工作原理，决定着机械产品的技术水平、工 作质量、传动方案、结构形式和成本等。实现同一功能要求，不同的工作原理和许多不同的运 动方案。则其中必有好坏优劣之分。因此，在设计机械时，要其 工作原理
4、和运动方案进行综合评价，从中选出最佳设计方案。,确定方案时应注意两点 用最简单的方法实现同一功能。注意光、机、电、流体等知识的综合运用。,设计一台彩色电视机阴极盘用的金属片的冲裁机器，圆片直径10mm，厚度0.8mm。,用最简单的方法实现功能举例,图示按摩椅中的按摩轮利用一个偏心空间凸轮，同时实现三维方向的按摩作用径向振动挤压、向下推拉和横向推拉，构思巧妙，结构非常简单。,光、机、电、流体等知识的综合运用举例,指针,图示分析天平，要求精度达到0.01g，但靠目力读指针的微小偏角已不可能。,增加了一级光学放大镜，将读数放大。,14-3 执行构件的运动设计和原动机的选择,机械传动系统的作用就是将原
5、动机的运动和动力传递到执行构件，故原动机类型和执行构件的运动形式、运动参数及运动方位等都决定着传动系统的方案。执行构件和原动机的运动设计和选择，就是根据拟定的工作原理和工艺动作过程，确定执行构件的数目、运动形式、运动参数及运动协调关系，并选择恰当的原动机的类型和运动参数与之匹配，从而为机械传动系统方案设计奠定基础。,1.执行构件的运动设计,(1)执行构件的数目,执行构件的数目取决于机械分功能或分动作的数目的多少，但两者不一定相等，要针对机械的工艺过程及结构复杂性等进行具体分析。,(2)执行构件的运动形式和运动参数,直线运动,曲线运动,复合运动,往复摆动,每分钟转数 rpm,由两个以上单一运动合
6、成,间歇转动,停歇往复直线运动,停歇单向直线运动,沿可变曲线运动,每分钟转位次数、转角大小、运动系数,每分钟摆动次数、转角大小、行程速度变化系数,每分钟行程数、大小、行程速度变化系数,每次进给量的大小,每循环停歇次数、位置、时间、行程大小和工作速度,2.原动机的类型及其运动参数的选择,原动机的运动形式主要是回转运动、往复摆动和往复直线运动等。当采用电动机、液压马达、气动马达和内燃机等原动机时，原动件作连续回转运动；液压马达和气动马达也可作往复摆动；当采用油缸、气缸或直线电动机等原动机时，原动件作往复直线运动。有时也用重锤、发条、电磁铁等作原动机。原动机选择得是否恰当，对整个机械的性能及成本、对
7、机械传动系统的组成及其繁简程度将有直接影,3.各执行构件间运动的协调配合和机械的工作循环图 执行系统协调设计原则 满足各执行机构动作先后的顺序性要求 满足各执行机构动作在时间上的同步性要求 满足各执行机构在空间布置上的协调性要求 满足各执行机构在操作上的协同性要求 各执行机构的动作安排要有利于提高劳动生产率 各执行机构的的布置要有利于系统的能量协调和效率的提高,执行构件动作的协调配合,送料机构将原料送入模孔上方后，冲头进入模孔进行冲压,冲头上移一段距离后，进行下次送料动作,折叠包装机构的两个执行构件,两个构件不能同时位于区域MAB中，以免干涉。,执行构件运动速度的协调配合,i0,齿轮插刀加工,范成法加工时，刀具与齿坯之间必须保持精确的传动比。,执行系统协调设计方法 确定机械的工作循环周期 确定机械在一个运动循环中各执行构件的各个行程段及其所需时间 确定各执行构件动作间的配合关系,机械运动循环图用于描述机械在一个运动循环中各执行构件运动间相互协调配合的图。通常选取机械中某一主要的执行构件为参考构件，以生产工艺的起始点作为运动循环的起始点，据此确定其它执行构件的运动相对于参考构件的先后次序和配合关系。,
