機械自動化設(shè)計.ppt

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1、第一章 緒論 第二章 自動機械設(shè)計原理 第三章 自動機械總體設(shè)計 第四章 自動機械的工作性能指標 第五章 自動機械傳動系統(tǒng)的設(shè)計 第六章 機構(gòu)運動規(guī)律及機構(gòu)選型 第七章 間歇運動機構(gòu) 第八章 自動機械供料機構(gòu)設(shè)計 第九章 自動機械設(shè)計實例,自動機械設(shè)計,自動機械設(shè)計,第一節(jié) 本課程的任務(wù)、地位、內(nèi)容、結(jié)構(gòu) 第二節(jié) 自動機械的特點 第三節(jié) 自動機械的結(jié)構(gòu)組成及分類 第四節(jié) 自動機械的設(shè)計要求及設(shè)計過程 第五節(jié) 自動機械的發(fā)展方向,第一章 緒論,自動機械設(shè)計,第一節(jié) 本課程的任務(wù)、地位、內(nèi)容、結(jié)構(gòu),第一章 緒論,自動機械設(shè)計,一、本課程的任務(wù) 二、本課程的地位 三、本課程的內(nèi)容及結(jié)構(gòu) 四、本課程的

2、考核方式,第一節(jié) 本課程的任務(wù)、地位、內(nèi)容、結(jié)構(gòu),第一章 緒論,自動機械設(shè)計,一、本課程的任務(wù) 為適應(yīng)高等院校機械工程及自動化專業(yè)的教學(xué)需要，根據(jù)專業(yè)課程教學(xué)大綱的要求，深入闡述了自動機械設(shè)計中帶有普遍性的理論問題，重點分析了自動機械中應(yīng)用廣泛的機構(gòu)、裝置的設(shè)計原理和方法。順應(yīng)拓寬專業(yè)口徑的培養(yǎng)目標，介紹了總體設(shè)計、機電一體化以及自動機械設(shè)計實例，做到設(shè)計理論與工程實踐相結(jié)合，力爭使學(xué)生能掌握自動機械設(shè)計的一般方法，滿足現(xiàn)代機械設(shè)計對當代大學(xué)生的知識要求。,第一節(jié) 本課程的任務(wù)、地位、內(nèi)容、結(jié)構(gòu),第一章 緒論,自動機械設(shè)計,一、本課程的任務(wù) 1. 現(xiàn)代機械的一大主要特征 用機器代替精

3、密、高難度的手工勞動。 如：服裝的縫制，少數(shù)技藝高超的縫紉師單件手工生產(chǎn) 工廠的工人借助服裝縫紉機批量生產(chǎn)。 2. 現(xiàn)代機械的另一主要特征 復(fù)雜和高速化。 如：制造罐裝食品用的空罐，70年代及以前空罐成形機 的生產(chǎn)節(jié)拍是160380個/分鐘80年代600個/分鐘 90年代8001000個/分鐘現(xiàn)在幾千個/分鐘。,第一節(jié) 本課程的任務(wù)、地位、內(nèi)容、結(jié)構(gòu),第一章 緒論,自動機械設(shè)計,一、本課程的任務(wù) 3. 實現(xiàn)以上二大特征的手段 人盡可能少地參與生產(chǎn)過程機器自動地進行 生產(chǎn)(自動化)自動機械。 4. 自動機械？ 在沒有操作人員直接參與下，組成機器的各個機

4、構(gòu)（裝置）能自動協(xié)調(diào)地循環(huán)動作，在規(guī)定時間內(nèi)完 成規(guī)定動作的機器。 5. 現(xiàn)代自動機械設(shè)計的核心問題 組成機器的各個機構(gòu)（裝置）的選型和設(shè)計。,第一節(jié) 本課程的任務(wù)、地位、內(nèi)容、結(jié)構(gòu),第一章 緒論,自動機械設(shè)計,二、本課程的地位 1. 現(xiàn)代設(shè)計專業(yè)方向的專業(yè)限選課； 2. 與CAD/CAM基礎(chǔ)、機械工程設(shè)計學(xué)、現(xiàn)代設(shè)計方法、機械CAD應(yīng)用 等一起組成該專業(yè)的骨干課程； 3. 側(cè)重于自動機械設(shè)計中最常用的機構(gòu)的分析和綜合； 4. 詳細敘述機構(gòu)的選型和設(shè)計。,第一節(jié) 本課程的任務(wù)、地位、內(nèi)容、結(jié)構(gòu),第一章 緒論,自動機械設(shè)計,三、本課程的內(nèi)容及結(jié)構(gòu) 第一章 緒論 第二章

5、自動機械設(shè)計原理 第三章 自動機械總體設(shè)計 第四章 自動機械的工作性能指標 第五章 自動機械傳動系統(tǒng)的設(shè)計 第六章 機構(gòu)運動規(guī)律及機構(gòu)選型 第七章 間歇運動機構(gòu) 第八章 自動機械供料機構(gòu)設(shè)計 第九章 自動機械設(shè)計實例,第一節(jié) 本課程的任務(wù)、地位、內(nèi)容、結(jié)構(gòu),第一章 緒論,自動機械設(shè)計,四、本課程的考核方式 平時30%；大作業(yè)30%；考試40% 考試方式：開卷，有一定難度； 或閉卷，適中； 或裝置的全新設(shè)計（70% +平時30% ）。,第二節(jié) 自動機械的特點,第一章 緒論,自動機械設(shè)計,一、機械及自動機械 二、自動機械 的特點及應(yīng)用,第二節(jié) 自動機械的特點,第

6、一章 緒論,自動機械設(shè)計,一、機械及自動機械 機械：代替人力完成各種各樣的生產(chǎn)勞動而發(fā)明創(chuàng)造的，它們一般能按下列動作流程進行： 1.送、放在(待)制品到機器的加工部位； 2.定位、夾緊在制品； 3.啟動機器； 4.將在制品引向機器的執(zhí)行機構(gòu)(如刀具)，或?qū)?zhí)行機構(gòu)引向在制品；,第二節(jié) 自動機械的特點,第一章 緒論,自動機械設(shè)計,一、機械及自動機械 5.加工(如成型、切削、裝配等)； 6.加工完的在制品或刀具退出接觸； 7.檢測在制品直至合格； 8.停機； 9.松開制品； 10.卸下制品并送至指定位置。,第二節(jié) 自動機械的特點,第一章 緒論,自動機械設(shè)計,一、機械及自動

7、機械 自動機械：在每班或每次調(diào)整后，由人工將加工所需的物料(毛坯、半成品或成品等)成批裝入貯料裝置，啟動機器后，余下的工作交給機器自動完成，如此周而復(fù)始連續(xù)地輸出制品。 顯然，自動機械的自動化程度與人的參與程度成反比，只有高低之分。,第二節(jié) 自動機械的特點,第一章 緒論,自動機械設(shè)計,二、自動機械的特點及應(yīng)用 1. 自動機械最大特點： 自動化程度高、操作者的勞動強度低、生產(chǎn)效 率高完成的工藝動作多、組成的執(zhí)行機構(gòu)多、結(jié)構(gòu) 相對復(fù)雜。 2. 自動機械的應(yīng)用 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個部門都在使用不同種類的機械 如農(nóng)業(yè)機械、重工業(yè)機械、輕工業(yè)機械等等。 3.

8、輕工自動機械的特點 加工對象多樣化； 工藝方法多樣化； 門類繁多，結(jié)構(gòu)多樣； 產(chǎn)量大、自動化程度高； 機器的工作速度高，更新?lián)Q代較快。,第二節(jié) 自動機械的特點,第一章 緒論,自動機械設(shè)計,金屬材料 ：鐘表、縫紉機、自行車和家用電器 ； 非金屬材料 （農(nóng)、林、牧、副及化工產(chǎn)品等 ）： 食品機械中的糕點； 罐頭、釀造機械； 制漿造紙機械； 皮革機械； 陶瓷、玻璃、塑料機械 。,第二節(jié) 自動機械的特點,第一章 緒論,自動機械設(shè)計,采用純物理機理的有：煙草機械中的潤葉機； 真空處理機； 烘干機。 采用機械力作用的有：皮革片

9、皮機； 燈泡繞絲機； 陶瓷滾壓成型機。 采用化學(xué)作用的有：造紙蒸煮鍋； 金屬熔煉機； 各種轉(zhuǎn)化工機械。 采用電化學(xué)作用的有：電鍍； 電腐蝕設(shè)備等。 采用生物化學(xué)作用的有：食品發(fā)酵設(shè)備等。 綜合作用的：皮革燙皮機。,第二節(jié) 自動機械的特點,第一章 緒論,自動機械設(shè)計,即便是完成同一功能的機器，也有不同的工作原理和結(jié)構(gòu)。如燈泡繞絲機就有： 無芯繞絲機； 有芯連續(xù)繞絲機； 和有芯間歇繞絲機等。,第二節(jié) 自動機械的特點,第一章 緒論,自動機械設(shè)計

10、,肥皂； 洗衣粉； 各種食品的二次加工： 方便面； 面包； 膨化食品。,第三節(jié) 自動機械的結(jié)構(gòu)組成及分類,第一章 緒論,自動機械設(shè)計,一、自動機械 的結(jié)構(gòu)組成 二、自動機械按結(jié)構(gòu)和功能分類,第三節(jié) 自動機械的結(jié)構(gòu)組成及分類,第一章 緒論,自動機械設(shè)計,一、自動機械 的結(jié)構(gòu)組成 分析自動沖壓機的構(gòu)造；有 兩個工藝執(zhí)行機構(gòu) ： 沖壓機構(gòu)（10、11、12組成 ）--主要 供料機構(gòu)（15、16等組成 ）--輔助 為使上述機構(gòu)協(xié)調(diào)完成加工 任務(wù)，機器還需配置其它機構(gòu): 如驅(qū)動電機、傳動。 自動機械由五大部分組成： 1.驅(qū)動系統(tǒng)； 2.傳動系統(tǒng)； 3.執(zhí)行機

11、構(gòu)； 4.控制系統(tǒng)； 5.輔助機構(gòu)。,第三節(jié) 自動機械的結(jié)構(gòu)組成及分類,第一章 緒論,自動機械設(shè)計,一、自動機械的結(jié)構(gòu)組成,第三節(jié) 自動機械的結(jié)構(gòu)組成及分類,第一章 緒論,自動機械設(shè)計,一、自動機械的結(jié)構(gòu)組成 1. 驅(qū)動系統(tǒng)： 動力源。有電力、液壓、氣壓驅(qū)動等 2. 傳動系統(tǒng)： 把電機的動力按照要求的運動和動力 傳遞給各個執(zhí)行機構(gòu)和其它機構(gòu); 3. 執(zhí)行機構(gòu)： 工藝動作的執(zhí)行者; 4. 控制系統(tǒng): 控制其它部分按規(guī)定的程序(時間、順 序等)進行協(xié)調(diào)、配合的動作； 5. 輔助機構(gòu): 如剔除機構(gòu)，計數(shù)機構(gòu)等。,第三節(jié) 自動機械的結(jié)構(gòu)組成及分類,第一

12、章 緒論,自動機械設(shè)計,二、自動機械按結(jié)構(gòu)和功能分類 成型機械； 切削類(加工處理類)機械； 裝配類機械； 包裝機械。,第三節(jié) 自動機械的結(jié)構(gòu)組成及分類,第一章 緒論,自動機械設(shè)計,1. 成型機械 通過模具或其它工具施加力使在制品成型。 有熱塑、注塑以及沖壓等。 如：陶瓷制品的滾壓成型； 各種日用品的沖壓成型； 塑料制品的注塑成型等。 一般經(jīng)：上料合模成型開模卸制品等。,第三節(jié) 自動機械的結(jié)構(gòu)組成及分類,第一章 緒論,自動機械設(shè)計,2. 切削類(加工處理類)機械 用刀具對在制品切削加工。 如：皮革片皮機； 煙草切梗機；

13、 造紙切草機等。 一般經(jīng)：供料上下料夾緊引進切削松開。,第三節(jié) 自動機械的結(jié)構(gòu)組成及分類,第一章 緒論,自動機械設(shè)計,3. 裝配類機械 以執(zhí)行工藝動作為主，用各種工具或機械手，按照程序?qū)⒘慵b配成部件或產(chǎn)品。 如：縫紉機裝配機； 計算機裝配線； 制鞋用各種機器等。,第三節(jié) 自動機械的結(jié)構(gòu)組成及分類,第一章 緒論,自動機械設(shè)計,4. 包裝機械 類似于裝配機械，有其特殊性。 如：包封機； 液體料理裝機； 制袋填充饑； 捆扎機等。 一般經(jīng)：輸送與供料稱量包封貼標計數(shù)產(chǎn)品輸送等。,第四節(jié) 自動機械的設(shè)計要求及設(shè)計過

14、程,第一章 緒論,自動機械設(shè)計,一、自動機械設(shè)計應(yīng)滿足的要求 二、自動機械的設(shè)計過程,第四節(jié) 自動機械的設(shè)計要求及設(shè)計過程,第一章 緒論,自動機械設(shè)計,一、自動機械設(shè)計應(yīng)滿足的要求 使用性能方面； 技術(shù)性能方面； 經(jīng)濟性能方面； 其它。,第四節(jié) 自動機械的設(shè)計要求及設(shè)計過程,第一章 緒論,自動機械設(shè)計,一、自動機械設(shè)計應(yīng)滿足的要求 1. 使用性能方面 運動平穩(wěn)性；足夠的剛、強度和運動精度。 可靠性；設(shè)備在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時間內(nèi)完成或保持其規(guī)定的工作能力。 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性； 加工精度一致性； 對環(huán)境的適應(yīng)性； 使用維修方便，操作簡便安全。,第四節(jié) 自動機械的設(shè)計要求及設(shè)計過程,第一章 緒論

15、,自動機械設(shè)計,一、自動機械設(shè)計應(yīng)滿足的要求 2. 技術(shù)性能方面 有一定的靈活性，能適應(yīng)產(chǎn)品規(guī)格、品種變 化的要求。 有合理的自動化程度； 根據(jù)需要和可能性來綜合考慮，不能盲目追求先進性。 貫徹三化：標準化、通用化和系列化。,第四節(jié) 自動機械的設(shè)計要求及設(shè)計過程,第一章 緒論,自動機械設(shè)計,一、自動機械設(shè)計應(yīng)滿足的要求 3. 經(jīng)濟性能方面 結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，成本低； 生產(chǎn)率高、效率高，能耗少； 節(jié)約材料，貴金和稀有金屬。,第四節(jié) 自動機械的設(shè)計要求及設(shè)計過程,第一章 緒論,自動機械設(shè)計,一、自動機械設(shè)計應(yīng)滿足的要求 4. 其它 減輕勞動強度，不污染環(huán)境和產(chǎn)品，符合人機工程學(xué)； 留有

16、發(fā)展的余地。,第四節(jié) 自動機械的設(shè)計要求及設(shè)計過程,第一章 緒論,自動機械設(shè)計,二、自動機械的設(shè)計過程 四階段：初步設(shè)計階段技術(shù)設(shè)計階段工作圖設(shè)計階 段安裝調(diào)試階段。 可按以下過程進行： 熟悉設(shè)計任務(wù)書，確定工藝方案，繪制工藝原理圖； 確定加工循環(huán)時間； 選擇執(zhí)行機構(gòu)的運動規(guī)律，運動學(xué)、動力學(xué)分析； 選擇執(zhí)行機構(gòu)，繪制運動圖，運動和工作循環(huán)圖； 初步確定主要結(jié)構(gòu)和尺寸； 確定總體方案；確定總體布局； 估算技術(shù)經(jīng)濟指標，驗證方案的先進合理性； 具體結(jié)構(gòu)設(shè)計。,第五節(jié) 自動機械的發(fā)展方向,第一章 緒論,自動機械設(shè)計,向機電一體化和智能化方向發(fā)展； 自動機械的設(shè)計需采用或提高“三化”水平； 向高

17、速化方向發(fā)展。需解決： 降低振動和噪聲 提高可靠性 減少摩擦和磨損 采用新技術(shù),第一節(jié) 自動機械的生產(chǎn)率分析 第二節(jié) 提高自動機械生產(chǎn)率的途徑 第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計 第四節(jié) 與自動機械循環(huán)圖相關(guān)的兩個問題,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,第一節(jié) 自動機械的生產(chǎn)率分析,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,一、概述 生產(chǎn)率Q： 在單位時間內(nèi)生產(chǎn)或完成加工的產(chǎn)品的數(shù)量，是 衡量自功機械性能優(yōu)劣的主要指標之一。 單位有：件min，kgmin，mh，m2h等等。 生產(chǎn)率Q可分為： 理論生產(chǎn)率QT：自動機械調(diào)整到正常工作狀態(tài)時，單位時間內(nèi)生產(chǎn)或完成的產(chǎn)品數(shù)量。是自動機械

18、的基本參數(shù)。對于某種機器結(jié)構(gòu)，是完全確定的值。 A.單件： B.多件w：,其中：Ty有效工作時間； Z在有效工作時間內(nèi)的循環(huán)次數(shù)；Z單位時間內(nèi)的循環(huán)次數(shù)；Tp工作循環(huán)時間,第一節(jié) 自動機械的生產(chǎn)率分析,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,一、概述 生產(chǎn)率Q可分為： 實際生產(chǎn)率QP：（額定生產(chǎn)能力、預(yù)期生產(chǎn)能力、設(shè)計能力）單位時間內(nèi)平均生產(chǎn)或完成的合格產(chǎn)品的數(shù)量。是自動機械真正的實效生產(chǎn)能力。是考慮了故障、維修、出現(xiàn)廢品或其它原因引起的停機時間 單件加工方式： 工藝生產(chǎn)率K：在某種工藝條件下，自動機械 在單位時間內(nèi)可能生產(chǎn)或完成加工產(chǎn)品的最大數(shù)量。 它是假設(shè)加工對

19、象在自動機械上的全部時間內(nèi)連續(xù)接 受加工，沒有空行程的損失。,是實際運行時間與停頓時間之和。,第一節(jié) 自動機械的生產(chǎn)率分析,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,一、概述 自動機械分類（按生產(chǎn)過程的連續(xù)性劃分） 間歇作用型自動機械（第類自動機械） 特點：加工對象在自動機械上的加工、傳送和處理 等是間歇式周期進行的。 此時的QT：取決于生產(chǎn)節(jié)拍， 連續(xù)作用型自動機械（第 類自動機械） 特點：加工對象在自動機械上的加工、傳送和處理 等是連續(xù)進行的。 此時的QT：取決于自動機械上的移動速度，即自動機 械的工藝速度，,其中R是產(chǎn)品特征系數(shù)，見表2-1,第

20、一節(jié) 自動機械的生產(chǎn)率分析,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,二、間歇作用型自動機械的理論生產(chǎn)率分析 自動機械執(zhí)行機構(gòu)的動作，分為 工藝操作：加工、裝配或計量等動作。 輔助操作：加工對象的傳送、安裝和自動檢驗， 以及自動機械執(zhí)行機構(gòu)的空行程等動作。 這些動作的時間，有的相互重合或重合一部分，有的則不能 所以在工作循環(huán)時間Tp內(nèi)，各執(zhí)行機構(gòu)進行工藝操作的時間 為基本工藝時間Tk ；而與基本工藝時間不相重合的時間內(nèi)，各執(zhí) 行機構(gòu)中的輔助操作所花的時間Tf 。 則有：,第一節(jié) 自動機械的生產(chǎn)率分析,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,二、間歇作用型自動機械的理

21、論生產(chǎn)率分析 間歇型自動機械的理論生產(chǎn)率 單件生產(chǎn)時： 若Tf=0： 第類自動機械Tf0： 也即：,顯然，要減少工作循環(huán)時間Tp來提高自動機械的理論生產(chǎn)率QT，就必須減少基本工藝時間Tk或輔助操作時間Tf，或使兩者同時減少。,第一節(jié) 自動機械的生產(chǎn)率分析,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,二、間歇作用型自動機械的理論生產(chǎn)率分析 工藝生產(chǎn)率K與生產(chǎn)率系數(shù)和理論生產(chǎn)率QT的關(guān)系,結(jié)論： 第類 QT

22、設(shè)計,三、連續(xù)作用型自動機械的理論生產(chǎn)率QT分析 連續(xù)作用型自動機械的特點 輔助操作在基本工藝時間內(nèi)進行，輔助操作所用時 間與基本工藝時間Tk完全重合， QT 完全取決于加工對象的移動速度或工藝速度： 提高連續(xù)型自動機械的理論生產(chǎn)率QT的途徑 改革工藝或采用先進工藝等途徑提高工藝速度。 轉(zhuǎn)盤式多工位連續(xù)作用型自動機械的理論生產(chǎn)率QT,其中：np--自動機械轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速rpm; N--轉(zhuǎn)盤上的工位數(shù)。,第一節(jié) 自動機械的生產(chǎn)率分析,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,三、連續(xù)作用型自動機械的理論生產(chǎn)率QT分析 自動灌裝機,工藝循環(huán)周期 液體經(jīng)灌裝閥流入瓶內(nèi)所用的時間。

23、 灌裝角 灌裝開始(裝瓶)到灌裝結(jié)束(卸瓶)，灌裝機轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的角度。,第一節(jié) 自動機械的生產(chǎn)率分析,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,三、連續(xù)作用型自動機械的理論生產(chǎn)率QT分析 自動灌裝機,影響灌裝角 的因素 與某些物理及結(jié)構(gòu)因素有關(guān)，如液體黏度、 流量口的形狀與尺寸等； 在灌裝角 選定的情況下，轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速np 應(yīng)滿足： 工作循環(huán)時間,其中：N1--從裝瓶到卸瓶，轉(zhuǎn)盤 轉(zhuǎn)過的工位數(shù)； N2--轉(zhuǎn)盤其余的工位數(shù)。 N=N1+N2,第一節(jié) 自動機械的生產(chǎn)率分析,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,三、連續(xù)作用型自動機械的理論生產(chǎn)率QT分析 自動灌

24、裝機,多工位連續(xù)作用型自動機械的發(fā)展方向 朝增加工位數(shù)的方向發(fā)展。 分析： 灌裝所采用的工藝方案一旦確定 就一定，在N2 和np 不變的情況下， NTkQT,第一節(jié) 自動機械的生產(chǎn)率分析,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,三、連續(xù)作用型自動機械的理論生產(chǎn)率QT分析 舉例,某50工位液體灌裝機，根據(jù)工藝要求，灌裝時間 =15s，若灌裝角 ，問該機最高生產(chǎn)率為多少瓶min? 解：灌裝機轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速應(yīng)為 取np3rmin，又N=50，得灌裝機的最高生產(chǎn)率 為：QT=N*np=50*3150(瓶min),第一節(jié) 自動機械的生產(chǎn)率分析,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計

25、,四、自動機械的實際生產(chǎn)率Qp及其影響因素 時間損失概念 除了基本工藝時間之外的所有各種非加工性的時間消耗。 循環(huán)外的時間損失 自動機械常因某些自然或意外的原因而中斷 所消耗的時間。 循環(huán)內(nèi)的時間損失 前面介紹過的輔助操作時間。 二者之和為時間損失。,第一節(jié) 自動機械的生產(chǎn)率分析,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械的實際生產(chǎn)率Qp及其影響因素 實際生產(chǎn)率與理論生產(chǎn)率的關(guān)系 自動機械連續(xù)工作了一段時間之后的循環(huán)外的時間 損失，在計算實際生產(chǎn)率時，必須分攤到在此期間加工 出的每一件加工對象上。 這樣，實際生產(chǎn)

26、率Qp 必然低于前面計算出的理論 生產(chǎn)率QT，二者的關(guān)系為：,其中： --自動機械的時間利用系數(shù)；,第一節(jié) 自動機械的生產(chǎn)率分析,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械的實際生產(chǎn)率Qp及其影響因素 循環(huán)內(nèi)與循環(huán)外的時間損失可分為六類： 循環(huán)內(nèi)的空程時間損失Tf：空回程、裝卸及自檢等。 與刀具或其它成型工具使用有關(guān)的時間損失Tt ： 換刀、調(diào)整刀，刃磨及微調(diào)。 與自動機械及輔助設(shè)備使用有關(guān)的時間損失Te： 修理設(shè)備和恢復(fù)。 與生產(chǎn)管理有關(guān)的時間損失：與生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備的工作條件無關(guān) 與產(chǎn)生廢品有關(guān)的時間損失：不允許存在。 轉(zhuǎn)換生產(chǎn)另一批產(chǎn)品時所花的準備--終結(jié)時間損失：

27、,取決于批量,第一節(jié) 自動機械的生產(chǎn)率分析,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械的實際生產(chǎn)率Qp及其影響因素 自動機械的實際生產(chǎn)率Qp 其中：Tn--分攤到每一件產(chǎn)品上的循環(huán)外時間損失，Tn=Tt+Te Tf ：主要與設(shè)備設(shè)計有關(guān)； Tn ：則與設(shè)備的設(shè)計、選擇、使用等方面有關(guān)：,第一節(jié) 自動機械的生產(chǎn)率分析,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械的實際生產(chǎn)率Qp及其影響因素 舉例：已知電池自動壓帽機的電動機轉(zhuǎn)速為n0=1440 rmin，經(jīng)皮帶 及蝸桿蝸輪兩級減速后到分配軸，總傳動比為i=48，分配軸每轉(zhuǎn)一周生產(chǎn) 一個產(chǎn)品，該機在一個工作班(8

28、h)內(nèi)停機16次，平均每次3min，試計算該 機的理論生產(chǎn)率QT 和實際生產(chǎn)率Qp 并求該機的時間利用系數(shù)。 解：分配軸轉(zhuǎn)速： 所以該機工作循環(huán)時： 該機的理論生產(chǎn)率為： 由于該機在本班的停歇時間為316=48min，因此有效工作時間為：,第一節(jié) 自動機械的生產(chǎn)率分析,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械的實際生產(chǎn)率Qp及其影響因素 舉例(續(xù)前)： 解：本機在一班生產(chǎn)的產(chǎn)品件數(shù)為： 所以分攤到每一件產(chǎn)品上的循環(huán)外時間損失為： 本機的實際生產(chǎn)率為： 本機的時間利用系數(shù)： 解法由于 n 為本機在一班的總循環(huán)次數(shù)Z，實際生產(chǎn)率也可為：,第一節(jié) 自動機械的生產(chǎn)率分析,第二章

29、 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,五、自動機械的調(diào)整時間 原因 自動機械中的各種設(shè)備、機構(gòu)和元件，即使在良好的工 作條件下，經(jīng)過一定時間使用后，總可能會發(fā)生故障或失去 工作能力。如刀具磨鈍、軸承磨損、電觸頭因燒蝕而接觸不 良等等。就須花一定的時間進行檢修和調(diào)整。 調(diào)整時間T 用以重新恢復(fù)自動機械的工作能力所需的技術(shù)時間。 不能等同于“停歇時間”。 一般以調(diào)整時間系數(shù)B來表示。,其中：Ty--自動機械 實際工作時間。,第一節(jié) 自動機械的生產(chǎn)率分析,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,五、自動機械的調(diào)整時間 3. 自動機械中十大類設(shè)備、機構(gòu)和元件的調(diào)整時間系數(shù)

30、Bi,第一節(jié) 自動機械的生產(chǎn)率分析,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,五、自動機械的調(diào)整時間 3. 自動機械整機的調(diào)整時間系數(shù)B,第一節(jié) 自動機械的生產(chǎn)率分析,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,第二節(jié) 提高自動機械生產(chǎn)率的途徑,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,須全面分析各種工藝因素和設(shè)備因素： 設(shè)計先進合理的工藝方案、結(jié)構(gòu)方案和運動方案； 選擇先進可靠的設(shè)備、機構(gòu)和元件等。 一、減少循環(huán)內(nèi)的空程及輔助操作時間 設(shè)計工藝方案時，盡可能使空程及輔助操作時間與基本工藝 時間重合，或使空程及輔助操作時間彼此重合。 設(shè)計和選擇合理的機構(gòu)工作速度。如慢進、快退。 采用

31、連續(xù)作用型自動機械。根本上消除循環(huán)內(nèi)的時間損失。 二、減少循環(huán)外的時間損失 自動機械工位愈多，循環(huán)外的時間損失對生產(chǎn)率的影響就愈大,第二節(jié) 提高自動機械生產(chǎn)率的途徑,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,二、減少循環(huán)外的時間損失 1減少第類時間損失 提高刀具及成型工具的耐用度 減少更換和調(diào)整工具的時間 2減少第類時間損失 減少機械設(shè)備的調(diào)整時間。 設(shè)計能自動操縱和連鎖保護的控制系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)。 方便液壓、氣動系統(tǒng)的維修。 加強計劃檢修和日常維護保養(yǎng)工作。 生產(chǎn)組織和管理工作適應(yīng)自動化生產(chǎn)的要求。,第二節(jié) 提高自動機械生產(chǎn)率的途徑,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動

32、機械設(shè)計,三、減少基本工藝時間 1提高工藝速度：新工藝、先進工藝。 2采用“工藝分散原則”： 工藝時間較長的工序分散到幾個工位上。 3. 采用平行加工。,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,一、自動機械的工作循環(huán)與執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán) 1自動機械的工作循環(huán)：Tp 自動機械順序給出兩相鄰產(chǎn)品的時間間隔； 決定著自動機械的理論生產(chǎn)率QT 2執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)： 執(zhí)行機構(gòu)周期性地回到其初始位置之間的時間間隔。 3. 自動機械的工作循環(huán)實際上與自動機械中任一執(zhí)行機構(gòu)的 運動循環(huán)都是相等的。 因此，可用執(zhí)行

33、機構(gòu)的運動循環(huán)來表示自動機械的工 作循環(huán)。,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,一、自動機械的工作循環(huán)與執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán) 4. 第類自動機械 自動機械的工作循環(huán)Tp： 任一執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)：輔助時間Tf可分成空行程時 間Td和等待停歇時間To 則： 自動機械的理論生產(chǎn)率： QT，需Tk:與工藝過程的工藝參數(shù)有關(guān)采用先進工藝； Td:與執(zhí)行機構(gòu)的運動規(guī)律有關(guān)選高速平穩(wěn)的運動規(guī)律 To:可用合理的循環(huán)圖設(shè)計，使機構(gòu)的無用停歇減少。,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)

34、計,一、自動機械的工作循環(huán)與執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán) 4. 第類自動機械 多工位轉(zhuǎn)盤式第類自動機械，應(yīng)減少限制性工位上執(zhí) 行機構(gòu)的運動循環(huán)，如“工序分散原則”等。 5. 第類自動機械 其執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)主要由工藝速度決定。 二、自動機械的工作循環(huán)圖 1 . 自動機械的工作循環(huán)圖 表示自動機械各執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)在自動機械工作循 環(huán)內(nèi)相互關(guān)系的示意圖。 由循環(huán)圖可看出各執(zhí)行機構(gòu)以怎樣的順序?qū)Ξa(chǎn)品進行加工。,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,二、自動機械的工作循環(huán)圖 2 . 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計的作用 可使各執(zhí)

35、行機構(gòu)按照工藝要求的正確順序和準確時間 進行各種工藝操作和輔助操作； 避免各機構(gòu)之間可能出現(xiàn)的空間干涉； 減少甚至消除機構(gòu)的無用停歇時間； 提高生產(chǎn)率，降低能耗。,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,二、自動機械的工作循環(huán)圖 3 . 執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)圖 三種圖形表示：,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,二、自動機械的工作循環(huán)圖 4 . 自動機械的工作循環(huán)圖 將各執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)圖按同一時間或分配軸轉(zhuǎn)角的 刻度，繪在一起的總圖。 以某一主要執(zhí)行機構(gòu)的工作起點為基準，表示各執(zhí)

36、行機構(gòu)相 對于該主要執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)的先后次序。,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,二、自動機械的工作循環(huán)圖 5. 舉例1,四個工位工作臺 第工位是滾壓成型工位，須： 滾壓頭升降； 滾壓頭偏擺； 工作臺升降； 真空泵開閉。,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,二、自動機械的工作循環(huán)圖 5. 舉例1（續(xù)）,四個動作機構(gòu)的運動循環(huán)圖繪在一起 滾壓頭升降機構(gòu)； 滾壓頭偏擺機構(gòu)； 工作臺升降機構(gòu)； 真空泵開閉機構(gòu)。 直線式循環(huán)圖繪制比較簡單；圓形循環(huán)圖可直接看出各執(zhí)行機構(gòu)的主動件在分配軸上所處的相互位置；而直角坐標式循環(huán)圖可表示的運動

37、信息更多而廣泛使用。,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,二、自動機械的工作循環(huán)圖 6. 舉例2,對于具有行程控制的自動機械，最好繪制出執(zhí)行機構(gòu)與控制元件(如行程開關(guān))相結(jié)合的循環(huán)圖。 這樣，可表示出： 執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)； 控制元件發(fā)出信號的時間及其工作狀態(tài)與順序。,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,二、自動機械的工作循環(huán)圖 6. 舉例2（續(xù)）,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,三、執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)圖的設(shè)計與計算,打印機構(gòu)的工藝原理如圖。打印頭2在凸輪1的作用下，完成對工件3

38、的打印。根據(jù)工藝要求，打印頭應(yīng)在工件上停留的時間為Ts=2s。若給定打印機構(gòu)的生產(chǎn)率為4500件班，試設(shè)計打印機構(gòu)的運動循環(huán)圖。 解：確定執(zhí)行機構(gòu)（打印頭）的運動循環(huán)； 確定運動循環(huán)的組成區(qū)段； 確定運動循環(huán)內(nèi)各區(qū)段的時間或分配軸轉(zhuǎn)角 繪制執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)圖。,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,三、執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)圖的設(shè)計與計算,解：確定執(zhí)行機構(gòu)（打印頭）的運動循環(huán)； 取 若凸輪軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)完成一個產(chǎn)品的打印，則凸輪軸的轉(zhuǎn)速n為： 凸輪軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的時間，即是打印機構(gòu)的工作循環(huán)時間Tp：,,確定運動循環(huán)的組成區(qū)段； 根據(jù)打印工藝，打印頭的

39、打動循環(huán)由以下四段組成： Tk--打印頭接近工件的行程時間； Ts--打印頭打印時在工件上的停留時間； Td--打印頭返回的行程時間 To--打印頭在初始位置上的停留時間。 相應(yīng)的凸輪分配軸轉(zhuǎn)角,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,三、執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)圖的設(shè)計與計算,解：確定運動循環(huán)內(nèi)各區(qū)段的時間 或分配軸轉(zhuǎn)角； 因: 則: 初步定: 則相應(yīng)的凸輪軸的轉(zhuǎn)角為：,,繪制執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)圖；,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 1. 概述 合理設(shè)計自動機

40、械的工作循環(huán)圖，是提高自動機械理論 生產(chǎn)率QT的一個重要途徑。 設(shè)計的主要任務(wù)：建立各執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)之間的正確聯(lián)系， 使各執(zhí)行機構(gòu)的同步化(或協(xié)調(diào)化)，最大限度地縮短工作循環(huán)。 2. 設(shè)計步驟 繪制自動機械的工藝原理圖，標明工藝操作順序； 確定 ； 繪制各執(zhí)行機構(gòu)的運動簡圖、運動循環(huán)圖； 同步化（協(xié)調(diào)化）各執(zhí)行機構(gòu)；擬定和繪制自動機械的循環(huán)圖,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 3. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同步化設(shè)計 時間同步化 執(zhí)行機構(gòu)間的運動只有 時間

41、上的順序關(guān)系，無空間 上的干涉關(guān)系，建立這些機 構(gòu)運動循間的正確關(guān)系。 兩執(zhí)行機構(gòu)的時間同步化設(shè)計 除打印機除打印機構(gòu)之外， 還應(yīng)增設(shè)工件的推送機構(gòu)。 完整的工藝過程為：略,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 3. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同步化設(shè)計 兩執(zhí)行機構(gòu)的時間同步化設(shè)計 推送機構(gòu)1和打印機構(gòu)2的運動規(guī)律按工藝要求確定為：,假設(shè)：,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,推送機構(gòu)1的運動完成之后，打印機構(gòu)2才運動，而打印機構(gòu)2的運動完成后，推送機構(gòu)1才能再

42、進行下一次運動。 打印機的循環(huán)圖是簡單迭加，是不合理的 打印機總的工作循環(huán),四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 3. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同步化設(shè)計 按照簡單的方法安排,位置，是這兩個機構(gòu)在時間上聯(lián)系的極限情況。 即令A(yù)1和A2在時間上重合，就得到 “同步圖”，A1和A2為一對“同步點”。 是要求推送機構(gòu)在開始運動前，有一段額外的停歇時間?？梢詮腡o1中取得。,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 3. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同步化設(shè)計 時間上同步化（不可靠）,由于推送機構(gòu)和打印機構(gòu)

43、在空間上沒有發(fā)生干涉，可同時進行。,聯(lián)系點由A1和A2兩點決定，推送和打印同時到達加工,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 3. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同步化設(shè)計 考慮實際情況的同步化,由于,會使推送機構(gòu)1還沒有到A1點，打印機構(gòu)2 就已到達A2點，顯然這是不可靠的。 A1須超前A2，超前量：,、機構(gòu)運動規(guī)律有誤差； 、機構(gòu)運動副有間隙； 、機構(gòu)元件有變形； 、機構(gòu)的調(diào)整安裝有誤差 、其它因素的運動誤差。,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖

44、的設(shè)計與計算 3. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同步化設(shè)計 多個執(zhí)行機構(gòu)的時間同步化設(shè)計 粒狀巧克力自動包裝機 有送料、剪紙、項糖和折紙四個執(zhí)行機構(gòu) 繪制工藝原理圖，分析工藝操作順序： 送料--拔糖盤送料輥將待包裝的巧克力2和包裝紙1送至機械手4下面的包裝工位和巧克力與機械手間 剪紙--剪刀8； 頂糖--接糖桿3下行，將包裝紙頂向巧克力的上表面；同時頂糖桿5上行，一起夾持著巧克力向上 折紙--活動折紙板6將包裝紙一側(cè)折向中央，機械手轉(zhuǎn)位時，固定托板7將另一側(cè)包裝紙折向中央。,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計

45、與計算 3. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同步化設(shè)計 多個執(zhí)行機構(gòu)的時間同步化設(shè)計,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 3. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的 時間同步化設(shè)計 多個執(zhí)行機構(gòu)的時間同步 化設(shè)計,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 3. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同步化設(shè)計 多個執(zhí)行機構(gòu)的時間同步化設(shè)計 繪制各執(zhí)行機構(gòu)的運動簡圖和運動循環(huán)圖 撥糖盤、送料輥輪和機械手轉(zhuǎn)位作一個機構(gòu)； 剪刀8、頂糖桿5和活動折紙板6 三個機構(gòu) 。

46、 、確定各機構(gòu)的運動循環(huán)Tp 粒狀巧克力自動包裝機的理論生產(chǎn)率為43200件班 分配軸每轉(zhuǎn)完成一塊巧克力的包裝，則分配軸的轉(zhuǎn)速為 :,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 3. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同步化設(shè)計 多個執(zhí)行機構(gòu)的時間同步化設(shè)計 分配軸每轉(zhuǎn)的時間即是該包裝機的工作循環(huán)，也是各執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán): 、確定各機構(gòu)的運動循環(huán)的組成區(qū)段 、撥糖盤、送料輥和機械手轉(zhuǎn)位機構(gòu) 由轉(zhuǎn)位和停歇兩區(qū)段組成：,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,

47、四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 3. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同步化設(shè)計 多個執(zhí)行機構(gòu)的時間同步化設(shè)計 、剪刀機構(gòu)8 由剪切、返回、初始位置停歇三區(qū)段組成： 、頂糖桿機構(gòu)5 由頂糖 、工作停留、返回、初始位置停歇四區(qū)段組成： 、活動折紙板機構(gòu)6 由折紙 、工作停留、返回、初始位置停歇四區(qū)段組成：,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 3. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同步化設(shè)計 多個執(zhí)行機構(gòu)的時間同步化設(shè)計 、確定各執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)內(nèi)各區(qū)段時間和分配軸轉(zhuǎn)角 粒狀巧克

48、力自動包裝機的工作循環(huán)是從送料開始的，故以送料 輥機構(gòu)的工作起點為基準進行同步化沒計。 、撥糖盤、送料輥和機械手轉(zhuǎn)位機構(gòu) 根據(jù)工藝要求，取送料時間 ，則停歇時間 相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 3. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同步化設(shè)計 多個執(zhí)行機構(gòu)的時間同步化設(shè)計 、確定各執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)內(nèi)各區(qū)段時間和分配軸轉(zhuǎn)角 、剪刀機構(gòu)8： 根據(jù)工藝要求，取剪切工作行程時間 ，返程 則停歇時間 相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為 、頂糖桿機構(gòu)5：

49、 根據(jù)工藝要求，工作位置停留 ，定 則停歇時間,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 3. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同步化設(shè)計 多個執(zhí)行機構(gòu)的時間同步化設(shè)計 、確定各執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)內(nèi)各區(qū)段時間和分配軸轉(zhuǎn)角 、頂糖桿機構(gòu)5： 相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為 、活動折紙板機構(gòu)6 根據(jù)工藝要求，折紙工作行程時間 ， 定 則停歇時間 相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為,第三節(jié),第二章,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖 的設(shè)計與計算 3. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)

50、的 時間同步化設(shè)計 多個執(zhí)行機構(gòu)的時間 同步化設(shè)計 、確定各執(zhí)行機構(gòu)運動 循環(huán)內(nèi)各區(qū)段時間 和分配軸轉(zhuǎn)角,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 3. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同步化設(shè)計 多個執(zhí)行機構(gòu)的時間同步化設(shè)計 、各執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同步化設(shè)計 、確定最短的工作循環(huán) 根據(jù)工藝要求，送糖、送紙完成 時B1，剪刀8即可開始向下剪切A8； 剪切完成時B8，頂糖桿5就可開將巧 克力向上頂A5；而巧克力被頂?shù)轿粫r B5，活動折紙板6就可開始折紙A6。 三對同步點：,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)

51、計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 3. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同步化設(shè)計 多個執(zhí)行機構(gòu)的時間同步化設(shè)計 、各執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同步化設(shè)計 、確定最短的工作循環(huán) 使四個機構(gòu)上的三對同步點分別重合，是這四個機構(gòu)運動在時間上聯(lián)系的極限情況。也是包裝機最短工作循環(huán)的情況。 故 由于各種實際誤差的存在，在實際設(shè)計時，不能使同步點重合，應(yīng)該超前或滯后些，超前量(或稱錯移量)視實際情況而定。,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 3. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同步化設(shè)計

52、多個執(zhí)行機構(gòu)的時間同步化設(shè)計 、各執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同步化設(shè)計 、確定粒狀巧克力自動包裝機的工作循環(huán) 上述三對同步點的錯移量分別為 取 則在分配軸上相應(yīng)的轉(zhuǎn)角為 此值正好與原計劃的工作循環(huán)一致。 考慮了時間錯移量后的工作循環(huán)圖見下頁,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的 設(shè)計與計算 3. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同 步化設(shè)計 多個執(zhí)行機構(gòu)的時間同步化設(shè)計 、各執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時 間同步化設(shè)計 、確定粒狀巧克力自動包 裝機的工作循環(huán) 考慮了時間錯移量后的工作循環(huán)圖,第三

53、節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,四、自動機械工作循環(huán)圖 的設(shè)計與計算 3. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的 時間同步化設(shè)計 多個執(zhí)行機構(gòu)的 時間同步化設(shè)計 、繪制粒狀巧克力自動 包裝機的工作循環(huán)圖 以分配軸轉(zhuǎn)角為橫坐標的 工作循環(huán)圖見右圖，是設(shè)計分 配軸上各凸輪曲線的重要依據(jù),自動機械設(shè)計,研究發(fā)現(xiàn)： 當執(zhí)行機構(gòu)（剪紙、頂糖和折紙）進行各種操作 時，送糖、送料和機械手等轉(zhuǎn)位機構(gòu)則處于停歇狀態(tài)；反之亦然。 試想：折紙動作完成后開始返回時C6，就讓送糖、送紙機構(gòu) 等開始下一個循環(huán)A1。 實際上，這不會發(fā)生空間干涉，且工藝可行。

54、,故將把C6和A1視為另一對同步點，并使C6相對A1有一個超前量， 將 以后到360范圍內(nèi)的運動截掉，放到 范圍內(nèi)，代替原來的一部分停留區(qū)段。 這樣不改變各機構(gòu)運行情況，只減少了各機構(gòu)的初始位置停留時間。,故將把C6和A1視為另一對同步點，并使C6相對A1有一個超前量， 將 以后到360范圍內(nèi)的運動截掉，放到 范圍內(nèi)，代替原來的一部分停留區(qū)段。 這樣不改變各機構(gòu)運行情況，只減少了各機構(gòu)的初始位置停留時間。 截短后的工作循環(huán)圖見左,工作循環(huán)由 減少至 ，相應(yīng)的 分別是360和249.3。 實際上，包裝機每轉(zhuǎn)要生產(chǎn)一個產(chǎn)品

55、，即要求 故需對截短的分配軸轉(zhuǎn)角按 比例放大 放大后的循環(huán)圖見左,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán) 圖的設(shè)計與計算 4. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的 空間同步化設(shè)計,舉例：自動冷鐓機 按照工藝要求，毛坯5順 利地插入到模具3的成型孔中， 送料機構(gòu)1應(yīng)在工作位置停留足夠長時間；但該時間是受限的。它受鐓鍛機構(gòu)2左鐓與送料機構(gòu)1右端下行在b處干涉的限制。須進行空間同步化設(shè)計：確定兩機構(gòu)發(fā)生干涉的位置b的時間或轉(zhuǎn)角。,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 4

56、. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的空間同步化設(shè)計 舉例：自動冷鐓機 干涉點b相當于送料機構(gòu)1從工作位置返回 時和鐓鍛機構(gòu)2從初 始位置前進至 時，兩機構(gòu)所處的位置。于是，在機構(gòu)位移曲線圖 上，分別從A1和O2點算起，求得相應(yīng)于 和 的兩個點b1和b2。 若讓b1和b2兩點重合，則得到了兩機構(gòu)不干涉的極限情況，即經(jīng)空 間同步化后的最少工作循環(huán)Tpmin 考慮錯移量，得到合理的工作循環(huán) 空間的同步點，既可用分析法，也可用作圖法（常用）求得。,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 4. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的空間同步化設(shè)

57、計 舉例：三面切紙機工作循環(huán)圖設(shè)計 繪制三面切紙機的工藝原理圖,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 4. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的空間同步化設(shè)計 確定執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)及其組成區(qū)段 三面切紙機有推桿1、主壓板2、側(cè)刀3、前刀4。 四個機構(gòu)的運動循環(huán)有如下一些區(qū)段： 推桿1 : 推送紙疊Tk1，返回Td1，初始位置停留To1。 主壓板2: 壓紙疊Tk2，壓緊停留Ts2，返回Td2，初始位置停留To2。 側(cè)刀3: 剪切Tk3，返回Td3，初始位置停留To3。 前刀4: 剪切Tk4，返回Td4，初始位置停留T04。

58、 該自動機械采用凸輪分配軸作為集中時序控制系統(tǒng)，分配軸勻速 旋轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)完成一個工作循環(huán)。因此Tp對應(yīng)的 。,各執(zhí)行機構(gòu)各區(qū)段對應(yīng)的轉(zhuǎn)角也可求出，而且各執(zhí)行機構(gòu)所有區(qū)段的轉(zhuǎn)角之和都等于,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 4. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的空間同步化設(shè)計 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的同步化設(shè)計,既有時間同步化，又有空間同步化。 、推桿1與主壓板2的同步化（時間） 紙疊厚度是變化的，須按裁切最高紙疊的情況進行同步化設(shè)計 ，主壓板位移量 ，求主壓板位移曲線上，主壓板下降 時分配軸的轉(zhuǎn)角 。,第

59、三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 4. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的空間同步化設(shè)計 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的同步化設(shè)計,、推桿1與主壓板2的同步化（時間） 只需使推桿到達終點位置 之前 處，主壓板開始下降，則得到兩機構(gòu)的時間同步化循環(huán)圖。,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 4. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的空間同步化設(shè)計 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的同步化設(shè)計,、主壓板2與側(cè)刀3的同步化（時間） 根據(jù)工藝要求，主壓板完成壓緊行程的同時，側(cè)刀到達紙疊最小高度處 ，就是這兩個機

60、構(gòu)的極限聯(lián)系位置。這時側(cè)刀下降到 分配軸轉(zhuǎn)角 因此，只要在主壓板下壓行程結(jié)束之前 處，側(cè)刀就開始裁切，則得到兩機構(gòu)的時間同步化循環(huán)圖。,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 4. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的空間同步化設(shè)計 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的同步化設(shè)計,、側(cè)刀3與前刀4的同步化（空間） 根據(jù)工藝，側(cè)刀與前刀會在空間發(fā)生干涉，應(yīng)進行空間同步化。 由該兩個機構(gòu)的位移曲線，求出側(cè)刀返回到b點時和前刀行進到b點時的分配軸轉(zhuǎn)角。 側(cè)刀從最低位返回到b點時，上升高度 。從最低位返回到b點時的

61、分配軸轉(zhuǎn)角 。 前刀從原始位置到達b點時，其下降高度 該點的分配軸轉(zhuǎn)角 。,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 4. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的空間同步化設(shè)計 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的同步化設(shè)計,、前刀4與主壓板2的同步化（時間） 根據(jù)工藝原理的要求，前刀返回至紙疊最小厚度 處的同時，主壓板開始放松并退回，則不干涉，否則會在時間上干涉，所以需時間同步化。 這時前刀上升的高度為 ，分配軸轉(zhuǎn)角 因此，只要前刀返回到處 ，主壓板也放松并退回，就可得到兩機構(gòu)的時間同步化循環(huán)圖。,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二

62、章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 4. 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的空間同步化設(shè)計 舉例：三面切紙機工作循環(huán)圖設(shè)計 這樣就得到了同步化后的三面切紙機的工作循環(huán)圖。,第三節(jié) 自動機械的循環(huán)圖設(shè)計,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,四、自動機械工作循環(huán)圖的設(shè)計與計算 總之，只有通過對執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)或位移曲線進行分析以后，并對運動循環(huán)進行時間、空間同步化后，才能得到自動機械循環(huán)圖。既可用分析法，也可用作圖法。但作圖法更方便。 要注意的是： 在多工位自動機械中，循環(huán)圖設(shè)計應(yīng)針對操作時間最長的 限制性工位進行，如凸輪控制的各機構(gòu)

63、。 具有電氣、液壓或氣動等傳動及控制系統(tǒng)的自動機械，應(yīng) 當引入“保險性停頓時間”。,第四節(jié) 自動機械循環(huán)圖相關(guān)的兩個問題,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,一、自動機械工作循環(huán)圖的實測 凸輪分配軸控制的自動機械的循環(huán)圖簡易測試方法。 用一硬板畫一整圓，按10、20或其它分度值將圓等分； 將該紙板固定于分配軸的一端，并在固定機架上選定定位標線； 選定基準機構(gòu)，以基準機構(gòu)的起始位置為分度圓板的零位，對準定 位標線。 轉(zhuǎn)動分配軸，按分度值10、20測出各執(zhí)行機構(gòu)的位移量，并記錄； 用坐標紙繪制出各機構(gòu)的位移曲線； 繪制自動機械的循環(huán)圖； 根據(jù)位移曲線，用圖解微分法繪出機

64、構(gòu)的速度和加速度曲線； 分析自動機械工作循環(huán)的合理性，并改進設(shè)計。,第四節(jié) 自動機械循環(huán)圖相關(guān)的兩個問題,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,二、分配軸轉(zhuǎn)角 和相應(yīng)的凸輪輪廓角 間的關(guān)系 對于有的機構(gòu)，二者是相等的，有的機構(gòu)則不相等： 1. 對心直動從動件凸輪機構(gòu) 二者是相等的。,第四節(jié) 自動機械循環(huán)圖相關(guān)的兩個問題,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,二、分配軸轉(zhuǎn)角 和相應(yīng)的凸輪輪廓角 間的關(guān)系 2. 偏心從動件或擺動從動件凸輪機構(gòu) 二者相差一個角度 超前角或滯后角 及 和 的關(guān)系： 偏心從動件凸輪機構(gòu)中,第四節(jié) 自動機械循環(huán)圖相關(guān)的兩個問題,

65、第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,二、分配軸轉(zhuǎn)角 和相應(yīng)的凸輪輪廓角 間的關(guān)系 2. 偏心從動件或擺動從動件凸輪機構(gòu) 偏心從動件凸輪機構(gòu)中,第四節(jié) 自動機械循環(huán)圖相關(guān)的兩個問題,第二章 自動機械設(shè)計原理,自動機械設(shè)計,二、分配軸轉(zhuǎn)角 和相應(yīng)的凸輪輪廓角 間的關(guān)系 2. 偏心從動件或擺動從動件凸輪機構(gòu) 擺動從動件凸輪機構(gòu)中,第一節(jié) 概述 第二節(jié) 設(shè)計計劃及組織 第三節(jié) 原理方案設(shè)計 第四節(jié) 工藝方案設(shè)計 第五節(jié) 總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 第六節(jié) 自動線設(shè)計,第三章 自動機械總體設(shè)計,自動機械設(shè)計,第一節(jié) 概述,第三章 自動機械總體設(shè)計,自動機械設(shè)計,一、設(shè)計 以社會需求為目標，在設(shè)

66、計原則約束下和設(shè)計方法指導(dǎo)下，用設(shè)計手段創(chuàng)造出產(chǎn)品的過程。 二、設(shè)計過程中，設(shè)計師要開展： 創(chuàng)造性思維構(gòu)思 和技術(shù)活動達到滿足某種特定功能的產(chǎn)品。,第一節(jié) 概述,第三章 自動機械總體設(shè)計,自動機械設(shè)計,三、現(xiàn)代機械 集成了機、電、光、液、氣等技術(shù)； 自動機械正朝著 高速、高精度、高度自動化方向發(fā)展。 四、自動機械總體設(shè)計 從整體、系統(tǒng)的觀點出發(fā)通盤考慮組成機器系統(tǒng)的各個要素各器件盡可能采用最能發(fā)揮其特長的物理效應(yīng)來實現(xiàn)把輸入機器的物質(zhì)流、信息流、能量流與各器件有機地結(jié)合起來實現(xiàn)硬件組合的最佳形式最佳原理方案。 五、設(shè)計的核心 創(chuàng)意、構(gòu)思、規(guī)劃機器原理及總體結(jié)構(gòu)方案。,第一節(jié) 概述,第三章 自動機械總體設(shè)計,自動機械設(shè)計,六、設(shè)計時采用的方法 充分應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計方法、設(shè)計原理，盡力在原理上新穎，實 踐上可行，技術(shù)上先進，經(jīng)濟上合理，富有時代感。 七、總體設(shè)計內(nèi)容 1、原理、工藝性方案的設(shè)計； 2、總體結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計。,第二節(jié) 設(shè)計計劃及組織,第三章 自動機械總體設(shè)計,自動機械設(shè)計,一、設(shè)計計劃 提出設(shè)計任