模块五机械设计应用及发展项目一机械设计方案制定任务一机械系统方案设计任务二机械系统方案设计实例任务一机械系统方案设计一、目的机械产品的市场竞争力如何，关键在于产品的质量、创意和价格是否具有竞争力，而这主要取于机械系统方案的设计。二、内容1）按照设计任务书提出的机器的功能要求，本着简单、实用、经济的原则，选择执行机构的原理和机构型式；2）选择原动机的类型；3）分析比较各种可能的传动方案，进行具体机构的选择和传动方案设计。4）画出机构运动简图。三、机构的组合系统1、基本机构机构以独立的形式出现，能够单独实现运动和动力的传递，称为基本机构。如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、棘轮机构、槽轮机构、螺旋机构、带轮机构、链轮机构等。2、组合机构把各种基本机构进行适当的组合，使各基本机构的优势互补，从而形成结构简单、设计方便、性能良好的机构组合系统，称之为组合机构。书籍打包机送书机构在机构组合系统中，若前一级子机构的输出构件即为后一级子机构的输入构件，则这种组合方式称为串联式。机构的组合系统1）串联式组合２）并联式组合在机构组合系统中，若干个子机构共用同一个输入构件，而它们的输出运动又同时输入给一个多自由度的子机构，从而形成一个自由度为1的机构系统。这种组合方式称为并联式组合。双色胶版印刷机接纸机构３）封闭式组合用一个单自由度的机构去约束或封闭一个二自由度的机构，使其不但具有确定的运动，而且可使从动件具有多样的运动形式和运动规律，称为封闭式组合。４）反馈式组合一个二自由度的基础机构，除自身有输入构件和输出构件外，还通过一个子机构将其输出运动反馈到基础机构中，称为封闭式组合。５）装载式组合在一个单自由度基础机构的活动构件上，装载一个单自由度附加机构，称为装载式组合。四、机械系统方案设计的一般步骤1、执行机构方案拟定（一）选定工作原理设计一部机器，首先要根据功能要求选择其工作原理。其工作原理不同，设计出的机器完全不同。例如加工齿轮，可以用仿形原理，也可用范成原理。不仅如此，即使是同一工作原理，也可以拟订出不同的机械系统方案。辟如同样是用范成原理加工齿轮，可以在滚齿机上用滚刀加工，也可以在插齿机上用插齿刀加工。由于所使用的刀具运动不同，两种切齿机的机械系统方案也不一样。（二）选择工作机构类型工作原理选定后，就需要正确的选择和设计实现它的机构组合。运动形式不同，机构类型的选择就不同。事实上，即使是同一种运动形式，也可由不同的机构来实现。例如直线移动，可以用齿条齿轮机构实现，也可用螺旋机构或直动从动件凸轮机构来实现。所以在具体的机构选择和设计时，应综合考虑各种要求，对各种常用机构进行分析比较，以便合理地选择应用。原动机的运动形式比较单一，一般是回转运动或往复直线运动。在各种原动机中，由于交流异步电机具有结构简单、价格低廉、运行可靠、效率高和使用控制方便等优势，因而在一般机械中广泛选用。在工作环境无电源的场合，可选用内燃机作为原动机。原动机的选择是否恰当，对整个机械的性能、机械系统的组成及繁简程度将有直接的影响。在进行机械系统方案设计时，原动机的选择主要应考虑以下几方面的因素：1）工作机械的负载特性（功率、转矩、转速等），要使原动机能与之相匹配。2）机械系统总体布局的需要。3）经济性。4）工作环境对原动机的要求。2、选择原动机3、传动系统方案拟定执行机构和原动机方案确定之后，即可进行传动系统方案拟定。传动系统位于原动机与执行机构之间，在整个机械系统中起着实现变速、变换运动形式和传递功率等作用。拟定传动方案时，要根据机械的功能要求和工作特性及原动机类型，选择合适的传动机构类型，拟定出传动机构的排列顺序和布置方案。在某些机器的设计方案中，各执行机构的运动是相互独立的，设计时不需要考虑它们之间的协调问题。但在另一些机器的设计方案中，各执行机构之间的运动必须协调配合才能实现机器的职能，如牛头刨床的滑枕与工作台的动作就必须协调配合，工作台的进给运动必须在非切削时间内进行。4、绘制机械系统机构运动简图在执行机构、原动机和传动系统方案拟定之后，便可进行总体布局，绘制机械系统方案设计机构运动简图，完成机械系统方案设计的全过程。在这种情况下，机械系统方案设计时，执行机构方案设计往往要与传动系统方案设计交叉进行，以使各执行机构的运动能够协调配合，实现机器的预定功能，这就是执行系统的协调设计。关于机械系统协调设计的有关详细情况，可参阅有关机械设计书籍。五、机械