機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計

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第3章 機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計,閻紹澤 清華大學(xué)精密儀器與機械學(xué)系,,機械系統(tǒng)方案設(shè)計的重要性,企業(yè)的生命線,市場銷售,開發(fā)設(shè)計,制造,,1.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。 2.尋找出能完成各個功能的技術(shù)方案。 3.把能完成各個功能的技術(shù)方案組成方案組，進(jìn)行分析評價和優(yōu)選。 4.實現(xiàn)給定條件下的整體優(yōu)化。,機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計方法,機械系統(tǒng)方案設(shè)計的階段成果,目標(biāo)分析,,總體方案示意圖； 機械系統(tǒng)方案運動簡圖； 運動循環(huán)圖； 方案設(shè)計計算說明書。,1.基本要求 針對某種簡單機械系統(tǒng)，進(jìn)行： 機械工作原理設(shè)計 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計 原動機的選擇 傳動系統(tǒng)設(shè)計 機構(gòu)尺度設(shè)計 運動與動力分析 評價與決策,3.1 基本要求及設(shè)計步驟,2.總體參數(shù)的確定,總體技術(shù)參數(shù)主要包括：與機械系統(tǒng)的使用范圍、生產(chǎn)能力等有關(guān)的參數(shù)、結(jié)構(gòu)尺寸、運動學(xué)和動力學(xué)參數(shù)。 例如： 對于機床而言，總體參數(shù)包括規(guī)格參數(shù)、運動參數(shù)、動力參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)； 對于儀器類機械系統(tǒng)，總體參數(shù)包括測量范圍、示值范圍、放大倍數(shù)、靈敏度等。,（1）生產(chǎn)能力,生產(chǎn)能力是指機械系統(tǒng)在單位時間內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量，根據(jù)選用的計量和計時單位的不同而不同。例如： （A）對于干粉壓片機，其生產(chǎn)率為每分鐘加工的片數(shù)； （B）對于書本打包機，其生產(chǎn)率為每小時能夠包裝書的本數(shù)。 理想生產(chǎn)能力：機械系統(tǒng)在理想狀態(tài)下單位時間內(nèi)加工出的產(chǎn)品數(shù)量。 實際生產(chǎn)能力：機械系統(tǒng)在正常運行期間單位時間內(nèi)平均生產(chǎn)合格產(chǎn)品的實際數(shù)量。 實際生產(chǎn)能力一般小于理論生產(chǎn)能力。,（2）尺寸參數(shù),尺寸參數(shù)是指影響機械性能的一些重要的結(jié)構(gòu)尺寸，如： 總體極限尺寸（長、寬、高及可移動的極限位置和尺寸） 特征尺寸（加工范圍、中心高度） 運動零部件的工作行程 主要部件之間位置關(guān)系及安裝尺寸。 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書中原始參數(shù)、方案設(shè)計時的總體布置草圖、同類機械系統(tǒng)的類比或通過理論分析獲得上述尺寸參數(shù)。,（3）工藝參數(shù),工藝參數(shù)包括運動參數(shù)和動力參數(shù)。 運動參數(shù)：執(zhí)行構(gòu)件的轉(zhuǎn)速、移動速度及調(diào)速范圍等。 如： 機床等機械設(shè)備的主軸最高和最低轉(zhuǎn)速 工作臺或刀架的移動速度 移動機械的行駛速度范圍 連續(xù)作業(yè)機械的生產(chǎn)拍節(jié)等。 運動參數(shù)是由機械的工藝要求決定的，應(yīng)包括： 運動形式（直線運動、回轉(zhuǎn)運動、曲線運動） 運動特點（連續(xù)式、間歇式、往復(fù)式） 運動范圍（極限尺寸、轉(zhuǎn)角及位移） 運動速度（等速、不等速）,動力參數(shù)：機械系統(tǒng)中使用的動力源參數(shù)，如電動機、液壓馬達(dá)、內(nèi)燃機的功率，液壓缸的牽引力、伺服電機的額定轉(zhuǎn)矩等。,3. 設(shè)計步驟,機械工作原理設(shè)計 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計 原動機的選擇及傳動系統(tǒng)設(shè)計 機械系統(tǒng)運動方案初步擬定 機構(gòu)尺度設(shè)計 運動與動力分析 方案評價與決策 機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計步驟常常是不可分的，例如方案選擇、尺度設(shè)計和性能分析等設(shè)計工作在某種程度上是并行和交叉的。,機械方案設(shè)計需要考慮的問題：,1）創(chuàng)造人工制造物,2）受到諸多因素的影響和制約,技術(shù)環(huán)境： 1）產(chǎn)品趨向 2）設(shè)計制造 3）生產(chǎn)趨向,自然環(huán)境： 1）自然資源 2）環(huán)境保護(hù),經(jīng)濟(jì)環(huán)境： 1）市場競爭 2）經(jīng)濟(jì)規(guī)律,社會環(huán)境： 1）政策法規(guī) 2）道德文化,3.2 機械工作原理設(shè)計,機械工作原理設(shè)計包括 功能分析、功能原理設(shè)計和工藝動作設(shè)計。 1.功能分析 功能：機械系統(tǒng)所具有的傳遞和變換能量、物質(zhì)和信息的特性。 機械系統(tǒng)的功能歸結(jié)為兩大類：動作功能和工藝功能。 工藝功能與動作功能的區(qū)別在于是否其執(zhí)行構(gòu)件對物體具有加工作用。,（1）動作功能,動作功能是以實現(xiàn)動作為目的，不對物體進(jìn)行加工。 簡單動作一般是一次性動作，如由鏈齒和拉頭組成的拉鏈，只實現(xiàn)閉合和開啟的簡單動作。 復(fù)雜動作功能不僅要實現(xiàn)連續(xù)的傳動，而且還要實現(xiàn)復(fù)雜的運動規(guī)律以及運動型式變換。實現(xiàn)這類功能的機構(gòu)一般比較復(fù)雜，常采用機構(gòu)的組合方式實現(xiàn)。如機械手的抓取與送料復(fù)合運動功能。,（2）工藝功能,工藝功能是以加工對象為目的，是對物體實施某種加工工藝，如刮削器的刮削功能、機床的切削功能、挖掘機的挖掘功能、犁的翻地功能。 這些功能由執(zhí)行構(gòu)件實現(xiàn)，如機床的刀具、挖掘機的挖斗、犁的犁頭等。,功能要求考慮不周，導(dǎo)致機械系統(tǒng)設(shè)計失敗的案例,,,圖3-2硬幣清點機構(gòu),2.功能原理設(shè)計,綜合分析法：將機械系統(tǒng)的總功能分解成若干子功能元，然后求解子功能元，再將其組合，得到滿足總功能要求的多種解決方案，以供評價與選擇。,,,圖3-3 某包裝機的組成,某自動包裝機的功能是將物料裝入袋中包裝。 可分解為如下分功能：自動完成計量、填料、制袋、封合、打印生產(chǎn)批號、切斷、輸送等。,功能原理實現(xiàn)的多樣性,自動給料裝置是包裝機的一個子功能元，可以采用重力給料原理、 振動輸送給料原理、帶式輸送給料原理、螺旋輸送給料原理等實現(xiàn)。,,圖3-4 重力給料裝置原理圖,,圖3-5 振動給料裝置原理圖,,圖3—6 帶式輸送機原理圖,,圖3-7 螺旋輸送機原理圖,3.工藝動作設(shè)計,同一工作原理可以采用不同的工藝動作實現(xiàn)。 例如：刨削加工 （1）將工藝動作分解為刀具往復(fù)移動，工件進(jìn)給運動，即為牛頭刨床； （2）工件往復(fù)移動，刀具進(jìn)給?，即為龍門刨床。,（a）牛頭刨床 （b）龍門刨床,工藝動作設(shè)計原則,(1)工序集中原則,,圖3—9自動切書機工藝過程示意圖,(2)工序分散原則,,圖3-10 書本打包機的包、封工藝過程,(3)各工序的工藝時間相等原則 (4)多件同時加工原則 (5)減少機器工作行程時間和空程時間 某些原則是相互矛盾或制約的，在工藝動作設(shè)計時，應(yīng)抓主要矛盾。,運動規(guī)律的擬定應(yīng)盡可能簡單,工程中往往需要實現(xiàn)復(fù)雜的運動規(guī)律，通常采用的措施是將復(fù)雜的運動規(guī)律分解成轉(zhuǎn)動、擺動或移動等比較簡單的運動規(guī)律。,,圖3-11 大型繪圖機運動方案 1一主動輪；2一從動輪；3一鋼絲；4一繪圖紙；5—繪圖筆,3.3 執(zhí)行機構(gòu)的型式設(shè)計及協(xié)調(diào)設(shè)計,3.3.1 執(zhí)行機構(gòu)分類 執(zhí)行機構(gòu)的作用：傳遞、變換運動與動力。 主要功能：施力、夾持、搬運、檢測、分度與轉(zhuǎn)位等。 1.按執(zhí)行機構(gòu)對運動和動力的不同要求分為：動作型、動力型及動作-動力型。 動作型要求實現(xiàn)預(yù)期精度的動作，而對各構(gòu)件的強度、剛度無特殊要求，如縫紉機、印刷機等。 動力型要求各構(gòu)件有足夠的強度和剛度，施加一定的力做功，而對運動精度無特殊要求，如曲柄壓力機、碎石機等。 動作-動力型要求既能實現(xiàn)預(yù)期精度的動作，又施加一定的力做功，如滾齒機、插齒機等。,3.3.1 執(zhí)行機構(gòu)分類,2. 按執(zhí)行系統(tǒng)中執(zhí)行機構(gòu)數(shù)量及其相互間的聯(lián)系情況分為： 單一型：攪拌機、碎石機的執(zhí)行機構(gòu) 相互獨立型：外圓磨床的砂輪轉(zhuǎn)動與進(jìn)給 相互聯(lián)系型：印刷機、包裝機的執(zhí)行機構(gòu),3.3.2 執(zhí)行構(gòu)件運動形式,執(zhí)行構(gòu)件：在執(zhí)行機構(gòu)中接觸工件或執(zhí)行終端運動的構(gòu)件。 1. 主要有五種運動形式： 直線運動 回轉(zhuǎn)運動 任意軌跡運動（曲線運動） 點到點的運動 位到位的運動（剛體導(dǎo)引運動） 2. 每種運動形式又可以細(xì)分，例如： 旋轉(zhuǎn)運動又可分為連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動（如縫紉機主軸的轉(zhuǎn)動）、間歇旋轉(zhuǎn)運動（如自動機床工作臺的轉(zhuǎn)位）、往復(fù)擺動（如顎式破碎機的動顎板的打擊運動，電風(fēng)扇的搖頭運動）等； 直線運動又可分為往復(fù)移動（如壓縮機活塞的往復(fù)運動）、間歇往復(fù)移動（如輕工自動機中供料機構(gòu)的間歇供料運動）、單向間歇直線移動（如刨床工作臺的進(jìn)給運動）等。,3.3.3 執(zhí)行機構(gòu)型式設(shè)計,執(zhí)行機構(gòu)型式設(shè)計是決定擬定的運動規(guī)律采用何種執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)。執(zhí)行機構(gòu)型式設(shè)計方法有機構(gòu)的選型和機構(gòu)的構(gòu)型。 1. 應(yīng)遵循以下原則： 滿足工藝動作和運動要求； 結(jié)構(gòu)最簡單，傳動鏈最短； 動力源的選擇有利于簡化結(jié)構(gòu)和改善運動質(zhì)量； 執(zhí)行機構(gòu)有盡可能好的傳力和動力特性； 機器操縱方便、調(diào)整容易、安全耐用； 加工制造方便，經(jīng)濟(jì)成本低； 具有較高的生產(chǎn)效率與機械效率。,綜合考慮，統(tǒng)籌兼顧，抓主要矛盾，有所側(cè)重,3.3.3 執(zhí)行機構(gòu)型式設(shè)計,2.機構(gòu)的選型 按照動作功能分解與組合原理進(jìn)行機構(gòu)選型的步驟： ⑴ 根據(jù)機構(gòu)的基本功能，歸納整理為功能元。 ⑵ 列出功能元解的目錄，可采用功能-技術(shù)矩陣。 ⑶ 功能求解。,,圖3-12 功能-技術(shù)矩陣示例,3.3.3 執(zhí)行機構(gòu)型式設(shè)計,3.機構(gòu)的構(gòu)型,3.3.3 執(zhí)行機構(gòu)型式設(shè)計,4.執(zhí)行機構(gòu)型式設(shè)計應(yīng)注意的問題 (1)避免執(zhí)行機構(gòu)的運動不確定現(xiàn)象,,圖3-13 平行四邊形機構(gòu)中位置不確定問題及其解決方法,（2）避免執(zhí)行機構(gòu)的“頂死”現(xiàn)象,,圖3-14 曲柄搖桿機構(gòu),4.執(zhí)行機構(gòu)型式設(shè)計應(yīng)注意的問題,（3）減少導(dǎo)路的側(cè)推力 (4）避免傳動角過小,,圖3-15 連桿機構(gòu),,圖3-16 連桿機構(gòu),4.執(zhí)行機構(gòu)型式設(shè)計應(yīng)注意的問題,（5）正確選擇從動件的偏置方向 （6） 注意工作原理的設(shè)計缺陷,,,,圖3-17 偏置從動件盤形凸輪機構(gòu),,圖3-18 手動輪椅工作原理示意圖,3.3.4 執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計,,,1.協(xié)調(diào)設(shè)計原則 滿足各執(zhí)行機構(gòu)動作先后的順序性要求（動作先后）； 滿足各執(zhí)行機構(gòu)動作在時間上的同步性要求(時間協(xié)調(diào)：周期性）； 滿足各執(zhí)行機構(gòu)在空間布置上的協(xié)調(diào)性要求（空間協(xié)調(diào)：避免干涉）； 滿足各執(zhí)行機構(gòu)操作上的協(xié)同性要求（針對同一對象施行同一動作）； 各執(zhí)行機構(gòu)的動作安排要有利于提高勞動生產(chǎn)率（縮短循環(huán)周期）； 各執(zhí)行機構(gòu)的布置要有利于系統(tǒng)的能量協(xié)調(diào)和效率的提高。 對于固定運動循環(huán)的機械，當(dāng)采用機械方式集中控制時，通常用分配軸或主軸與各執(zhí)行機構(gòu)的主動件聯(lián)接起來。各執(zhí)行機構(gòu)主動件在主軸上的安裝方位，均是根據(jù)執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計的結(jié)果來決定的。,2. 協(xié)調(diào)設(shè)計步驟 確定機械的工作循環(huán)周期； 確定機械在一個運動循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件的各個行程段及其所需時間； 繪制機械運動循環(huán)圖，確定各執(zhí)行構(gòu)件動作間的協(xié)調(diào)配合關(guān)系。,運動循環(huán)圖常以主軸或分配軸的轉(zhuǎn)角為坐標(biāo)來編制。,,圖3-19 牛頭刨床原理圖,,（a）直線式,,（b）圓周式 （c）直角坐標(biāo)式,牛頭刨床的機械運動循環(huán)圖,3.4 原動機的選擇與傳動系統(tǒng)設(shè)計,3.4.1原動機的選擇 1.原動機的類型,一般地說，應(yīng)首選電動機，但也并非盡然。在滿足工作性能要求、現(xiàn)場允許的條件下，有時也用液壓或氣壓驅(qū)動源。,2.電動機的選擇 電動機是已經(jīng)系列化的產(chǎn)品，要根據(jù)工作載荷大小及性質(zhì)、轉(zhuǎn)速高低、起動特性、過載情況、工作環(huán)境、安裝要求及空間尺寸限制和經(jīng)濟(jì)性等要求，從產(chǎn)品目錄中選擇電動機的類型、結(jié)構(gòu)列式、容量(功率)和轉(zhuǎn)速，最后確定具體型號。 (1) 選擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)型式 如無特殊要求，一般選用Y系列三相交流異步電動機。 常用Y系列三相異步電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形尺寸見相關(guān)機械設(shè)計手冊。,3.4.1原動機的選擇,2.電動機的選擇,(2)電動機容量的確定 選擇電動機容量時應(yīng)保證電動機的額定功率Ped等于或稍大于電動機的實際輸出功率Pd，即,,,電動機的實際輸出功率為,,,傳動系統(tǒng)的總效率,,2.電動機的選擇,(3)確定電動機的轉(zhuǎn)速 額定功率相同的同類型電動機，有幾種轉(zhuǎn)速可供選用，如三相異步電動機就有四種常用的同步轉(zhuǎn)速，即3000r／min、1500r／min，1000r/min及750r／min。 設(shè)計中如無待殊要求，一般選用同步轉(zhuǎn)速為1500r／min或1000r／min的電動機。 電動機的類型、結(jié)構(gòu)、輸出功率Pd和轉(zhuǎn)速確定后，可由標(biāo)準(zhǔn)中查出電動機型號、額定功率、滿載轉(zhuǎn)速、外形尺寸、電動機中心高、軸伸長度、鍵連接長度等，將這些參數(shù)列表備用。,傳動系統(tǒng)通常有機械式、液壓式、電氣式等幾種形式。,3.4.2 傳動系統(tǒng)設(shè)計,按傳動比和輸出速度的變化選擇傳動機構(gòu),,傳動系統(tǒng)設(shè)計步驟：,金屬卷帶間歇供送裝置的傳動示意圖 1一偏心輪 2一連桿(下端為球面副) 3、4—擺桿套環(huán) 5一星輪 6、7—牽引棍 8一制動器 9,ll一帶輪 10一同步齒形帶 12一蝸形凸輪 13一滾子輪 ? 采用傳動方案(b)，定位精度高，并且運行平穩(wěn)，噪聲輕微，生產(chǎn)率高。其主要原因，在于兩者所選的傳動類型不同,以致運動和動力特性和實際工作效果也有所區(qū)別。,傳動類型的選擇,傳動鏈中機構(gòu)的順序安排,傳動鏈中機構(gòu)順序安排應(yīng)考慮相關(guān)原則，見教材。 機構(gòu)的順序安排失誤案例分析：輸送機傳動方案錯誤,,,,3.5 機械系統(tǒng)運動方案初步擬定,3.5.1機械系統(tǒng)運動方案圖 按比例尺繪制機械系統(tǒng)運動方案簡圖，以反映各機構(gòu)的運動尺寸和幾何形狀。 對于運動情況比較復(fù)雜的機械系統(tǒng)，機械系統(tǒng)運動方案圖可以采用斜軸測投影圖表示，使其比較清晰、直觀。,,圖3-28 某電動卷揚機的傳統(tǒng)系統(tǒng),3.5.2 總體布置,總體布置應(yīng)有全局觀念：考慮機械系統(tǒng)的內(nèi)部因素，以及人機關(guān)系、環(huán)境條件等外部因素。 應(yīng)按照簡單、合理、經(jīng)濟(jì)的原則，確定機械中各零部件之間的相對位置和運動關(guān)系。 總體布置時一般先布置執(zhí)行系統(tǒng)，然后再布置傳動系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及支撐系統(tǒng)等。,3.5.2 總體布置,1.總體布置的原則 （1）保證工藝過程的連續(xù)性 （2）保證平衡穩(wěn)定的工作 （3）保證機械系統(tǒng)的精度指標(biāo) （4）保證機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、層次分明 （5）保證操作、調(diào)整、維修方便 （6）力求造型美觀、裝飾宜人 （7）充分考慮機械產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化、系列化和未來發(fā)展的要求,2.執(zhí)行系統(tǒng)的布置,根據(jù)擬定的工藝要求，將執(zhí)行構(gòu)件布置在預(yù)定的工作位置后，再布置原動件及中間連接件。 執(zhí)行系統(tǒng)布置時應(yīng)注意以下問題： （1）盡量減少構(gòu)件和運動副數(shù)目，縮小構(gòu)件尺寸，盡量減少磨損和變形，構(gòu)件受力以拉、壓為主。 （2）使原動件盡量靠近執(zhí)行機構(gòu)。盡量將各原動件集中在一根軸或少數(shù)幾根軸上，對外部的執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)將原動件隱蔽布置，以提高操作時的安全性。 （3）在布置執(zhí)行構(gòu)件和中間連接件時，應(yīng)考慮作業(yè)對象裝夾和傳送時的方便與安全。,3.傳動系統(tǒng)布置,在布置傳動系統(tǒng)時要考慮以下原則： （1）簡化傳動鏈 （2）合理布置傳動鏈,,圖示滾齒機工作臺的傳動機構(gòu)中為了精確分度，將蝸桿蝸輪機構(gòu)布置在傳動系統(tǒng)中的最后一級。,,布置方案的選擇：多方案比較選優(yōu),,1）結(jié)構(gòu)簡單、2）布置對稱、3）結(jié)構(gòu)緊湊,3.6 尺度設(shè)計,根據(jù)各執(zhí)行構(gòu)件、原動件的運動參數(shù)，以及各執(zhí)行構(gòu)件運動的協(xié)調(diào)配合要求，同時考慮動力性能要求，確定各機構(gòu)中構(gòu)件的幾何尺寸（機構(gòu)的運動尺寸）或幾何形狀（如凸輪的輪廓曲線）等。 根據(jù)對各機構(gòu)尺度綜合所得的結(jié)果，要從運動規(guī)律、動力條件和工作性能等多方面進(jìn)行綜合評價，修正、確定合適的機構(gòu)運動尺寸，然后繪制出機構(gòu)運動簡圖，表達(dá)各構(gòu)件的運動尺寸和幾何形狀。 對連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)和間歇運動機構(gòu)等常用機構(gòu)的尺度設(shè)計參見機械原理教材,3.7 運動與動力分析,機械系統(tǒng)的運動與動力分析包括機構(gòu)運動分析、動力分析、周期性速度波動調(diào)節(jié)、機械的平衡等： 檢驗設(shè)計的機械系統(tǒng)運動方案是否滿足運動要求和動力性能要求、是否發(fā)生干涉？ 確定機構(gòu)運動所需的空間大小，為機械系統(tǒng)運動方案評價提供基礎(chǔ)。,3.7.1 機械系統(tǒng)的運動分析,機械運動分析是計算機械系統(tǒng)運動方案在一個運動循環(huán)中從動件的位移（包括軌跡）、速度和加速度等隨原動件位置參數(shù)的變化情況。 通過對機構(gòu)的位移和軌跡分析，考察某構(gòu)件或構(gòu)件上某點能否實現(xiàn)預(yù)期的位置和軌跡要求，確定從動件行程所需的運動空間，判斷機構(gòu)運動過程中是否可能發(fā)生干涉，或為確定機械的外殼尺寸提供依據(jù)。 通過速度分析可以了解從動件的速度變化能否滿足工作要求，是否具有要求的急回特性。 為了確定慣性力，并在此基礎(chǔ)上對機械的慣性力進(jìn)行平衡，必須對設(shè)計的機構(gòu)進(jìn)行加速度分析。,3.7.1 機械系統(tǒng)的運動分析,機械設(shè)計綜合實踐課程要求： 應(yīng)用解析法推導(dǎo)從動件運動參數(shù)的解析式，編程計算在一個運動循環(huán)中從動件的位移、速度、加速度以及機構(gòu)的壓力角等參數(shù)，打印計算結(jié)果，并繪制輸出構(gòu)件的位移、速度、加速度變化曲線。 對計算結(jié)果進(jìn)行簡要分析，從運動性能方面對設(shè)計的運動方案進(jìn)行簡要評價，若發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)修正機構(gòu)的尺度，并對修正后的運動方案進(jìn)行下一輪的運動分析。,3.7.2機械系統(tǒng)的動力分析,機械設(shè)計綜合實踐課程要求： 對所設(shè)計的機械系統(tǒng)運動方案進(jìn)行動力分析，計算在一個運動循環(huán)中系統(tǒng)所需的驅(qū)動力矩和等效阻力矩，繪制等效驅(qū)動力矩和阻力矩變化曲線，確定系統(tǒng)所需的電動機驅(qū)動功率，對計算結(jié)果進(jìn)行簡要分析，從動力性能方面對所設(shè)計的運動方案進(jìn)行簡要評價。 若所設(shè)計的機械系統(tǒng)具有周期性速度波動，應(yīng)考察速度波動系數(shù)是否在許可的范圍內(nèi)。如需安裝飛輪抑制速度波動，先計算最大盈虧功，求出系統(tǒng)所需的飛輪最小轉(zhuǎn)動慣量。,3.8 機械系統(tǒng)運動方案的評價與決策,3.8.1評價指標(biāo) 系統(tǒng)功能：實現(xiàn)運動規(guī)律或運動軌跡、實現(xiàn)工藝動作的準(zhǔn)確性、特定功能等； 運動性能：運轉(zhuǎn)速度、行程可調(diào)性、運動精度等； 動力性能：承載能力、增力特性、傳力特性、振動噪音等； 工作性能：效率高低、壽命長短、可操作性、安全性、可靠性、適用范圍等； 經(jīng)濟(jì)性：加工難易、能耗大小、制造成本等； 結(jié)構(gòu)緊湊性：尺寸、重量、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性等。,,表3.9 四種典型機構(gòu)的性能和評價,3.8.2 評價體系,根據(jù)評價指標(biāo)所列的具體項目，通過一定范圍的專家咨詢，確定評價方法并逐項分配評定的分?jǐn)?shù)值。,表3.10 機構(gòu)選型的評價體系,3.8.3評價方法,(1)經(jīng)驗性的概略評價法 (2)計算性的數(shù)學(xué)分析評價法 評分法 技術(shù)-經(jīng)濟(jì)評價法 模糊評價法 (3)實踐性的試驗評價法 其中評分法最為簡單。 評分法又分為加法評分法、連乘評分法和加乘評分法。 本課程要求采用簡單的加法評分法對機械系統(tǒng)運動方案進(jìn)行評價。,表3.11 機械系統(tǒng)運動方案的評價,,,3.8.4 機械系統(tǒng)運動方案的決策,設(shè)計-評價-再設(shè)計-再評價，直到達(dá)到最優(yōu)方案。,申永勝.機械原理教程. 北京：清華大學(xué)出版社，1999 曾惟慶，徐增蔭主編. 機構(gòu)設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社，1993 孟憲源主編. 現(xiàn)代機構(gòu)手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1994 鄒惠軍編著. 機械系統(tǒng)設(shè)計. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1996 張永安,徐錦康, 王超英. 機械原理課程設(shè)計指導(dǎo). 北京：高等教育出版社,1995 強建國. 機械原理創(chuàng)新設(shè)計. 武漢：華中科技大學(xué)出版社社, 2008 陸鳳儀. 機械原理課程設(shè)計. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2002 師忠秀. 機械原理課程設(shè)計. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2009 鄒慧君. 機械原理課程設(shè)計手冊. 北京: 高等教育出版社, 1998 牛鳴岐, 王保民, 王振甫. 機械原理課程設(shè)計手冊. 重慶: 重慶大學(xué)出版社, 2001 裘建新. 機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書. 北京: 高等教育出版社, 2005,參考文獻(xiàn),張曉玲. 機械原理課程設(shè)計指導(dǎo). 北京:北京航空航天大學(xué)出版社, 2008 龔溎義.機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書(第二版).北京高等教育出版社，1990 張春林 曲繼方 張美麟. 機械創(chuàng)新設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社，1999 楊家軍.機械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計. 武漢：華中理工大學(xué)出版社， 2000 孟憲源, 姜琪. 機構(gòu)構(gòu)型與應(yīng)用. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2004 郭庚田. 機械原理課程設(shè)計指示書及資料——書本打包機. 清華大學(xué)機械原理教研組, 1996年3月 姜琪 主編. 機械運動方案及機構(gòu)設(shè)計-- 機械原理課程設(shè)計題例及指導(dǎo). 北京: 高等教育出版社, 1991,參考文獻(xiàn),節(jié)點考核與設(shè)計評價,第二周周四上午：機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計報告，占課程總成績的20%。 是否對多種可行的機構(gòu)設(shè)計方案進(jìn)行了論證，最終方案選擇的理由是否充分； 完成執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計，以及原動機的選擇和傳動系統(tǒng)設(shè)計，繪制機械系統(tǒng)運動方案圖； 提交的機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計報告word文檔和PPT講稿是否齊全，內(nèi)容是否全面。 課堂答辯闡述是否條理清晰，回答問題是否正確。,謝 謝！,