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1、武汉科技学院机械原理课件12-1 机械总体方案设计概述机械总体方案设计概述12-2 机械执行系统的方案设计机械执行系统的方案设计12-3 原动机的选择原动机的选择12-4 机械传动系统的方案设计机械传动系统的方案设计第十四章第十四章 机械系统方案设计机械系统方案设计Design of Mechanism Systems武汉科技学院机械原理课件一、机械产品的设计过程一、机械产品的设计过程初期规划设计阶段初期规划设计阶段总体方案设计阶段总体方案设计阶段结构技术设计阶段结构技术设计阶段生产施工设计阶段生产施工设计阶段机械产品设计机械产品设计是一个通过分析、综合与创新获得满足某是一个通过分析、综合与创
2、新获得满足某些特定要求和功能的机械系统的过程。些特定要求和功能的机械系统的过程。14-1 14-1 机械总体方案设计概述机械总体方案设计概述机械新产品的开发设计过程一般可以分为四个阶段：机械新产品的开发设计过程一般可以分为四个阶段：武汉科技学院机械原理课件1.初期规划设计阶段初期规划设计阶段选题选题调研和预测调研和预测可行性论证可行性论证确定设计任务确定设计任务阶段成果：阶段成果：调研报告调研报告设计任务书设计任务书产品开发可行性论证报告产品开发可行性论证报告2.总体方案设计阶段总体方案设计阶段目标分析目标分析创新构思创新构思方案拟定方案拟定方案评价方案评价方案决策方案决策总体方案示意图总体方
3、案示意图机械系统运动简图机械系统运动简图方案设计计算说明书方案设计计算说明书阶段成果：阶段成果：一、机械产品的设计过程（续）一、机械产品的设计过程（续）武汉科技学院机械原理课件3.结构技术设计阶段结构技术设计阶段结构方案拟定结构方案拟定造型设计造型设计结构设计结构设计材料选择与尺寸设计材料选择与尺寸设计设计图绘制设计图绘制 阶段成果阶段成果全套设计图纸全套设计图纸设计计算说明书设计计算说明书4.生产施工设计阶段生产施工设计阶段工艺设计工艺设计工装设计工装设计施工设计施工设计 阶段成果阶段成果工艺流程卡片、工装设计图工艺流程卡片、工装设计图基础安装图、技术文件基础安装图、技术文件使用说明书、备件
4、明细表使用说明书、备件明细表一、机械产品的设计过程（续）一、机械产品的设计过程（续）武汉科技学院机械原理课件二、机械总体方案设计的目的二、机械总体方案设计的目的 总体方案设计阶段的工作是实现机械产品初期规总体方案设计阶段的工作是实现机械产品初期规划阶段所提出的设计目标的关键。划阶段所提出的设计目标的关键。产品设计的好坏，包括产品的功能是否齐全、性产品设计的好坏，包括产品的功能是否齐全、性能是否优良、经济效益是否显著，在很大程度上取决能是否优良、经济效益是否显著，在很大程度上取决于总体方案设计阶段的工作，取决于方案的构思和方于总体方案设计阶段的工作，取决于方案的构思和方案拟定时的设计思想。案拟定
5、时的设计思想。机械系统主要是由原动机、传动系统、执行系统和机械系统主要是由原动机、传动系统、执行系统和控制系统所组成。控制系统所组成。三、机械系统的组成三、机械系统的组成武汉科技学院机械原理课件四、机械总体方案设计的内容四、机械总体方案设计的内容 执行系统的方案设计。主要包括执行系统的功能执行系统的方案设计。主要包括执行系统的功能原理设计、运动规律设计、执行机构的型式设计、执原理设计、运动规律设计、执行机构的型式设计、执行系统的协调设计和执行系统的方案评价与决策。行系统的协调设计和执行系统的方案评价与决策。原动机类型的选择和传动系统的方案设计。其中原动机类型的选择和传动系统的方案设计。其中传动
6、系统的方案设计主要包括传动类型和传动路线的传动系统的方案设计主要包括传动类型和传动路线的选择，传动链中机构顺序的安排和各级传动比的分配。选择，传动链中机构顺序的安排和各级传动比的分配。控制系统的方案设计控制系统的方案设计.其它辅助系统的设计。主要包括润滑系统、冷却其它辅助系统的设计。主要包括润滑系统、冷却系统、故障监测系统、安全保护系统和照明系统等的系统、故障监测系统、安全保护系统和照明系统等的设计。设计。武汉科技学院机械原理课件14-214-2执行系统的功能原理设计执行系统的功能原理设计1、功能原理的构思与选择、功能原理的构思与选择功能原理设计：根据机械预期实现的功能要求，功能原理设计：根据
7、机械预期实现的功能要求，构思出所可能的功能原理，加以分析比较，并构思出所可能的功能原理，加以分析比较，并根据使用要求或工艺要求，从中选出即能很好根据使用要求或工艺要求，从中选出即能很好地满足功能要求，工艺动作又简单的工作原理。地满足功能要求，工艺动作又简单的工作原理。实现同一功能要求，可以有许多不同的工作原实现同一功能要求，可以有许多不同的工作原理可选择，选择的工作原理不同，执行系统的理可选择，选择的工作原理不同，执行系统的方案也必然不同。方案也必然不同。武汉科技学院机械原理课件例例1 螺纹加工功能原理选择。螺纹加工功能原理选择。为了加工出螺栓上的螺纹，可以采用车削原理，也为了加工出螺栓上的螺
8、纹，可以采用车削原理，也为了加工出螺栓上的螺纹，可以采用车削原理，也为了加工出螺栓上的螺纹，可以采用车削原理，也可以采用套丝工作原理，还可以采用滚压工作原理。可以采用套丝工作原理，还可以采用滚压工作原理。可以采用套丝工作原理，还可以采用滚压工作原理。可以采用套丝工作原理，还可以采用滚压工作原理。这几种不同的加工原理适用于不同的场合，满足不这几种不同的加工原理适用于不同的场合，满足不这几种不同的加工原理适用于不同的场合，满足不这几种不同的加工原理适用于不同的场合，满足不同的加工需要，其执行系统的运动方案也各不相同。同的加工需要，其执行系统的运动方案也各不相同。同的加工需要，其执行系统的运动方案也
9、各不相同。同的加工需要，其执行系统的运动方案也各不相同。例例2 糖果包装机功能原理选择糖果包装机功能原理选择要求设计包装糖果的糖果包装机，如图要求设计包装糖果的糖果包装机，如图117所示。所示。图图117武汉科技学院机械原理课件图（图（a）所示为扭结式包装原理，图（）所示为扭结式包装原理，图（b）所示的）所示的折叠式包装原理，图（折叠式包装原理，图（c）所示的接缝式包装原理。）所示的接缝式包装原理。三种方法的工作原理不同，工艺动作显然不同，三种方法的工作原理不同，工艺动作显然不同，所设计的机械的运动方案也完全不同所设计的机械的运动方案也完全不同14-214-2机构选型机构选型1、实现执行构件各
10、种运动形式的常用机构、实现执行构件各种运动形式的常用机构 实现执行机构某一运动形式的机构通常有好几种，实现执行机构某一运动形式的机构通常有好几种，设计者必须根据工艺动作要求，受力大小，使用维设计者必须根据工艺动作要求，受力大小，使用维修方便与否，制造成本高低，加工难易程度等各种修方便与否，制造成本高低，加工难易程度等各种因素进行分析比较，然后择优而取。实现执行构件因素进行分析比较，然后择优而取。实现执行构件各种运动形式的常用机构有：各种运动形式的常用机构有：武汉科技学院机械原理课件1）实现连续旋转运动的机构：）实现连续旋转运动的机构：双曲柄机构（包括平行四边形机构、双滑块机构），双曲柄机构（包
11、括平行四边形机构、双滑块机构），转动导杆机构，定轴齿轮传动机构（包括圆柱、圆锥、转动导杆机构，定轴齿轮传动机构（包括圆柱、圆锥、交错轴斜齿轮传动机构等），蜗杆传动机构，周转轮交错轴斜齿轮传动机构等），蜗杆传动机构，周转轮系机构（包括少齿差、摆线针轮、谐波齿轮传动机构系机构（包括少齿差、摆线针轮、谐波齿轮传动机构等），各种摩擦轮传动机构，各种柔型传动机构（如等），各种摩擦轮传动机构，各种柔型传动机构（如带传动，链传动等），非圆齿轮传动，齿轮带传动，链传动等），非圆齿轮传动，齿轮连杆机连杆机构，链轮构，链轮连杆机构，单、双万向联轴节等都能实现连杆机构，单、双万向联轴节等都能实现连续旋转运动。连续旋
12、转运动。武汉科技学院机械原理课件2）实现间歇旋转运动的机构：）实现间歇旋转运动的机构：棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构等都能实现间歇旋转运动。间歇运动机构等都能实现间歇旋转运动。3）实现往复摆动的机构：）实现往复摆动的机构：曲柄摇杆机构、摇块机构、摆动导杆机构、摆动从曲柄摇杆机构、摇块机构、摆动导杆机构、摆动从动件凸轮机构、双摇杆机构（包括等腰梯形机构）、动件凸轮机构、双摇杆机构（包括等腰梯形机构）、由液压缸或汽缸驱动的齿条齿轮机构及输出运动为由液压缸或汽缸驱动的齿条齿轮机构及输出运动为摆动的组合机构等都能够实现往复摆动。摆动的组
13、合机构等都能够实现往复摆动。4）实现间歇往复摆动的机构：）实现间歇往复摆动的机构：带有休止段轮廓的摆动从动件凸轮机构、输出运动带有休止段轮廓的摆动从动件凸轮机构、输出运动为间歇往复摆动的组合机构等都能够实现间歇往复为间歇往复摆动的组合机构等都能够实现间歇往复摆动。此外，一些间歇运动机构通过与实现往复运摆动。此外，一些间歇运动机构通过与实现往复运动的机构的组合，或者通过控制驱动液压缸（或汽动的机构的组合，或者通过控制驱动液压缸（或汽缸），也能实现间歇往复摆动。缸），也能实现间歇往复摆动。武汉科技学院机械原理课件5）实现往复移动的机构：）实现往复移动的机构：曲柄滑块机构，正弦机构、移动导杆机构、齿
14、轮齿曲柄滑块机构，正弦机构、移动导杆机构、齿轮齿条机构、螺旋机构、各种移动从动件凸轮机构等都条机构、螺旋机构、各种移动从动件凸轮机构等都能够实现往复移动。此外，通过曲柄摇杆机构与摇能够实现往复移动。此外，通过曲柄摇杆机构与摇杆滑块机构的组合或凸轮机构与摇杆滑块机构的组杆滑块机构的组合或凸轮机构与摇杆滑块机构的组合也能实现往复移动。合也能实现往复移动。6）实现间歇往复移动的机构：）实现间歇往复移动的机构：利用连杆曲线的圆弧段来实现间歇运动的平面连利用连杆曲线的圆弧段来实现间歇运动的平面连杆机构、凸轮轮廓有休止段的移动从动件凸轮机杆机构、凸轮轮廓有休止段的移动从动件凸轮机构、中间有停歇的斜面拔销机
15、构、不完全齿轮构、中间有停歇的斜面拔销机构、不完全齿轮移动导杆机构组合等都能够实现间歇往复移动。移动导杆机构组合等都能够实现间歇往复移动。此外，棘轮棘齿条机构还能实现单向间歇直线移此外，棘轮棘齿条机构还能实现单向间歇直线移动运动。动运动。武汉科技学院机械原理课件7）实现刚体导引引动的机构：）实现刚体导引引动的机构：铰链四杆机构、曲柄滑块机构、凸轮连杆机构、铰链四杆机构、曲柄滑块机构、凸轮连杆机构、齿轮齿轮连杆机构等的连杆机构都能实现刚体导引连杆机构等的连杆机构都能实现刚体导引运动。运动。8）实现给定曲线（轨迹）运动的机构：）实现给定曲线（轨迹）运动的机构：利用连杆曲线来实现给定运动轨迹的各种连
16、杆机利用连杆曲线来实现给定运动轨迹的各种连杆机构，实现给定轨迹的各种组合机构，如凸轮构，实现给定轨迹的各种组合机构，如凸轮连连杆机构、齿轮杆机构、齿轮连杆机构等。连杆机构等。2、机构选型的基本原则、机构选型的基本原则1）原动机的运动形式）原动机的运动形式武汉科技学院机械原理课件2）机构选型的基本原则）机构选型的基本原则在进行机构选型和组合时，设计者必须熟悉各种在进行机构选型和组合时，设计者必须熟悉各种基本机构和常用机构的功能、结构和特点，并且基本机构和常用机构的功能、结构和特点，并且还应该遵循下列的基本原则：还应该遵循下列的基本原则：（1）满足工艺动作和运动要求。）满足工艺动作和运动要求。选择
17、机构首先应满足执行构件的工艺动作和运动要选择机构首先应满足执行构件的工艺动作和运动要求。通常高副机构比较容易实现所要求的运动规律求。通常高副机构比较容易实现所要求的运动规律和轨迹，但是高副的曲面加工制造比较麻烦，而且和轨迹，但是高副的曲面加工制造比较麻烦，而且高副元素容易因磨损而造成运动失真。低副机构虽高副元素容易因磨损而造成运动失真。低副机构虽然往往只能近似实现所要求的运动规律或轨迹，尤然往往只能近似实现所要求的运动规律或轨迹，尤其当构件数目较多时，累计误差较大，设计也比较其当构件数目较多时，累计误差较大，设计也比较困难，但低副元素（圆柱面或平面）易于加工且容困难，但低副元素（圆柱面或平面）
18、易于加工且容易达到加工精度要求。因此从全面考虑，优先采用易达到加工精度要求。因此从全面考虑，优先采用低副机构。低副机构。武汉科技学院机械原理课件（2）结构最简单，传动链最短）结构最简单，传动链最短在满足使用要求的前提下，机构的结构应尽可能在满足使用要求的前提下，机构的结构应尽可能简单，构件的数目要少，运动副数目也要少。这简单，构件的数目要少，运动副数目也要少。这样不仅可以减少制造和装配的困难，减轻重量，样不仅可以减少制造和装配的困难，减轻重量，降低成本，而且还可以减少机构的累计运动误差，降低成本，而且还可以减少机构的累计运动误差，提高机器的效率和工作可靠性。提高机器的效率和工作可靠性。例：例：
19、为了实现将回转运动变换为一种按一定运动为了实现将回转运动变换为一种按一定运动规律进行的往复直线运动，而且从动件的行程不规律进行的往复直线运动，而且从动件的行程不要太大，可采用如图要太大，可采用如图119（a）或（）或（b）所示的）所示的结构。为实现直线运动，也可采用如图结构。为实现直线运动，也可采用如图119（c）或（）或（d）所示的结构。）所示的结构。武汉科技学院机械原理课件 （a）（b）武汉科技学院机械原理课件（3）原动机的选择有利于简化结构和改善运动质量）原动机的选择有利于简化结构和改善运动质量目前机器的原动机多采用电动机，也有采用液压缸目前机器的原动机多采用电动机，也有采用液压缸或气缸
20、。在有液、气压动力源时尽量采用液压缸或或气缸。在有液、气压动力源时尽量采用液压缸或气缸，这样有利于简化传动链和改善运动质量，而气缸，这样有利于简化传动链和改善运动质量，而且具有减振、易于减速、操作方便等优点，特别对且具有减振、易于减速、操作方便等优点，特别对于具有多执行构件的工程机械、自动机，其优越性于具有多执行构件的工程机械、自动机，其优越性就更突出。就更突出。例如例如两种摆杆机构的方案，显然，如图两种摆杆机构的方案，显然，如图1110（a）所示的摆动气缸方案，其结构十分简单，但摆动气所示的摆动气缸方案，其结构十分简单，但摆动气缸在传动时速度较难控制。若采用摆动电动机直接缸在传动时速度较难控
21、制。若采用摆动电动机直接驱动摆杆，结构更简单，速度比较容易控制；而如驱动摆杆，结构更简单，速度比较容易控制；而如图（图（b）所示的方案，因为电动机一般转速较高，它）所示的方案，因为电动机一般转速较高，它必须通过减速机才能使摆杆的摆动速度满足要求，必须通过减速机才能使摆杆的摆动速度满足要求，故其结构比图（故其结构比图（a）复杂得多。）复杂得多。武汉科技学院机械原理课件（4）机构有尽可能好的动力性能）机构有尽可能好的动力性能这一原则对于高速机械或者载荷变化很大的机构尤这一原则对于高速机械或者载荷变化很大的机构尤应注意。对于高速机械，机构选型要尽量考虑其对应注意。对于高速机械，机构选型要尽量考虑其对
22、称性，对机构或回转构件进行平衡使其质量合理分称性，对机构或回转构件进行平衡使其质量合理分布，以求惯性力的平衡和减小动载荷。对于传力大布，以求惯性力的平衡和减小动载荷。对于传力大的机构要尽量增大机构的传动角或减小压力角，以的机构要尽量增大机构的传动角或减小压力角，以防止机构自锁，增大机器的传力效益，减小原动机防止机构自锁，增大机器的传力效益，减小原动机的功率及其损耗。的功率及其损耗。武汉科技学院机械原理课件（5）加工制造方便，经济成本低）加工制造方便，经济成本低降低生产成本，提高经济效益是使产品有足够的市降低生产成本，提高经济效益是使产品有足够的市场竞争里的有里保证。在具体实施时，应尽可能选场竞
23、争里的有里保证。在具体实施时，应尽可能选用低副机构，并且最好选用以转动副为主构成的低用低副机构，并且最好选用以转动副为主构成的低副机构，因为转动副元素比移动副元素更容易加工，副机构，因为转动副元素比移动副元素更容易加工，也跟容易达到精度要求。此外，在保证使用条件的也跟容易达到精度要求。此外，在保证使用条件的前提下，尽可能选用结构简单的机构；尽可能选用前提下，尽可能选用结构简单的机构；尽可能选用标准化、系列化、通用化的元器件，以达到最大限标准化、系列化、通用化的元器件，以达到最大限度低降低生产成本，提高经济效益的目的。度低降低生产成本，提高经济效益的目的。（6）机器操纵方便、调整容易、安全耐用）
24、机器操纵方便、调整容易、安全耐用在拟定机械运动方案时，应适当选一些开、停、离在拟定机械运动方案时，应适当选一些开、停、离合、正反转、刹车、手动等装置，可使操作方便，合、正反转、刹车、手动等装置，可使操作方便，调整容易。为了预防机器因载荷突变造成损坏，可调整容易。为了预防机器因载荷突变造成损坏，可选用过载保护装置。选用过载保护装置。武汉科技学院机械原理课件（7）具有较高的生产效率和机械效率）具有较高的生产效率和机械效率选用机构必须考虑到其生产效率和机械效率，这选用机构必须考虑到其生产效率和机械效率，这也是节能源提高机关年纪效益的只要手段之一。也是节能源提高机关年纪效益的只要手段之一。在选用机构时
25、，应尽量减少中间环节，即传动链在选用机构时，应尽量减少中间环节，即传动链要短，并且尽量少采用移动副，因为这类运动副要短，并且尽量少采用移动副，因为这类运动副容易发生楔紧或自锁现象。容易发生楔紧或自锁现象。此外，执行机构的选择要考虑到与原动机的运动此外，执行机构的选择要考虑到与原动机的运动方式、功率、转矩及其载荷特性能够相互匹配协方式、功率、转矩及其载荷特性能够相互匹配协调。另外，所选机构的传力特性要好，机械效率调。另外，所选机构的传力特性要好，机械效率较高。例如低效率的蜗杆机构应该少用；行星轮较高。例如低效率的蜗杆机构应该少用；行星轮传动中优先采用负号机构，因为通常负号机构比传动中优先采用负号
26、机构，因为通常负号机构比正号机构效率高；增速机构一般效率较低，也应正号机构效率高；增速机构一般效率较低，也应该尽量避免采用。该尽量避免采用。武汉科技学院机械原理课件14-314-3执行执行执行执行机构运动协调设计机构运动协调设计 当根据生产工艺确定了机械的工作原理和各执行机当根据生产工艺确定了机械的工作原理和各执行机构的运动规律、并确定了各执行机构的型式及驱动构的运动规律、并确定了各执行机构的型式及驱动方式后，还必须将各执行机构统一于一个整体，形方式后，还必须将各执行机构统一于一个整体，形成一个完整的运动系统，使这些机构以一定的次序成一个完整的运动系统，使这些机构以一定的次序协调动作，互相配合
27、，以完成机械预定的功能和生协调动作，互相配合，以完成机械预定的功能和生产过程的设计。产过程的设计。并满足以下要求：并满足以下要求：1）执行机构中的执行构件的动作必须满足工艺要求。）执行机构中的执行构件的动作必须满足工艺要求。通常以工艺过程某一执行动作开始点作为运动循环通常以工艺过程某一执行动作开始点作为运动循环（即工作循环）的起点，各执行机构动作按一定顺序（即工作循环）的起点，各执行机构动作按一定顺序进行，保证各执行机构执行动作的时间同步。进行，保证各执行机构执行动作的时间同步。2）各执行机构中执行构件的动作必须保证空间同步，）各执行机构中执行构件的动作必须保证空间同步，它们之间不应产生空间干
28、涉。它们之间不应产生空间干涉。武汉科技学院机械原理课件3）在保证时间、空间同步化，运动轨迹不干涉的）在保证时间、空间同步化，运动轨迹不干涉的前提下，应使各执行机构的动作时间尽量重合，前提下，应使各执行机构的动作时间尽量重合，工作循环周期尽可能短，以提高机器的生产率。工作循环周期尽可能短，以提高机器的生产率。4）一个执行机构动作结束到另一个执行机构动作）一个执行机构动作结束到另一个执行机构动作起始点之间应有适当的间隔，以避免这两个机构起始点之间应有适当的间隔，以避免这两个机构在动作衔接处发生干涉。在动作衔接处发生干涉。1、执行机构的动作在时间上协调配合、执行机构的动作在时间上协调配合2、各执行机
29、构的动作在空间上协调配合、各执行机构的动作在空间上协调配合3、各执行构件运动速度的协调配合、各执行构件运动速度的协调配合实例实例1实例实例2武汉科技学院机械原理课件有些机械要求各个执行构件之间必须保持严格的有些机械要求各个执行构件之间必须保持严格的速比关系，例如滚齿或插齿机按范成法加工齿轮速比关系，例如滚齿或插齿机按范成法加工齿轮时，刀具和齿坯间的范成运动必须保证预定的传时，刀具和齿坯间的范成运动必须保证预定的传动比，以便刀具的渐开线齿廓在被加工轮坯上包动比，以便刀具的渐开线齿廓在被加工轮坯上包络出与刀具齿廓共轭的渐开线齿廓，如图络出与刀具齿廓共轭的渐开线齿廓，如图1114所示。所示。武汉科技
30、学院机械原理课件5、多个机构完成一个执行动作时各执行机构、多个机构完成一个执行动作时各执行机构运动的协调配合运动的协调配合6、执行机构的协调动作和机器的程序控制、执行机构的协调动作和机器的程序控制1.机器的运动循环机器的运动循环是指机器完成其功能所需的总是指机器完成其功能所需的总时间，用字母表示。机器的运动循环（又称工作时间，用字母表示。机器的运动循环（又称工作循环）往往与各执行机构的运动循环相一致，因循环）往往与各执行机构的运动循环相一致，因为一般来说执行机构的生产节奏就是整台机器的为一般来说执行机构的生产节奏就是整台机器的运动节奏运动节奏 执行机构的运动循环可表示为：执行机构的运动循环可表
31、示为：T执执=T工作工作+T空程空程+T停歇停歇14-4 机器的运动循环机器的运动循环武汉科技学院机械原理课件2、机器运动循环图的类型、机器运动循环图的类型机器的运动循环图又称工作循环图，它是描述各执机器的运动循环图又称工作循环图，它是描述各执行机构之间有序的、既相互制约又相互协调配合的行机构之间有序的、既相互制约又相互协调配合的运动关系示意图。运动关系示意图。通常运动循环图有如下几种：通常运动循环图有如下几种：1）直线式运动循环图）直线式运动循环图武汉科技学院机械原理课件2）圆周式运动循环图）圆周式运动循环图武汉科技学院机械原理课件3）直角坐标式运动循环图）直角坐标式运动循环图在上述三种类型
32、的运动循环中，直角坐标式运动循环图不在上述三种类型的运动循环中，直角坐标式运动循环图不仅能表示出这些执行机构中构件动作的先后，而且还能描仅能表示出这些执行机构中构件动作的先后，而且还能描述它们的运动规律及运动上的配合关系，直观性强，比其述它们的运动规律及运动上的配合关系，直观性强，比其他两种运动循环图更能反映执行机构的运动特征，所以在他两种运动循环图更能反映执行机构的运动特征，所以在设计机器时，通常优先采用直角坐标式运动循环图。设计机器时，通常优先采用直角坐标式运动循环图。武汉科技学院机械原理课件执行系统方案设计的过程和内容执行系统方案设计的过程和内容武汉科技学院机械原理课件机械运动方案拟定的
33、优劣与机器能否满足预定功能要机械运动方案拟定的优劣与机器能否满足预定功能要求、制造难易、成本高低、运动精度、寿命、可靠性求、制造难易、成本高低、运动精度、寿命、可靠性以及动力性能等密切相关。机构的选型不仅与执行构以及动力性能等密切相关。机构的选型不仅与执行构件（即机构的输出构件）的运动形式有关，而且还与件（即机构的输出构件）的运动形式有关，而且还与机构的机构的输入构件输入构件（主动件）有关，而主动件或原动件（主动件）有关，而主动件或原动件的运动形式则与所选的的运动形式则与所选的原动机原动机类型有关。类型有关。14-5 原动机的选择原动机的选择武汉科技学院机械原理课件常用的原动机的输出运动形式可
34、分为：常用的原动机的输出运动形式可分为：（1）连续运动：如各种异步电动机、滑差电机、直）连续运动：如各种异步电动机、滑差电机、直流电机、汽油机、柴油机、液压马达、气动马达等等。流电机、汽油机、柴油机、液压马达、气动马达等等。（2）往复移动：如活塞式汽缸和液压缸、直线电动）往复移动：如活塞式汽缸和液压缸、直线电动机等。机等。（3）往复摆动：如双向电动机、摆动式液压缸或汽）往复摆动：如双向电动机、摆动式液压缸或汽缸等。缸等。（4）间歇运动：如步进电机等。）间歇运动：如步进电机等。机器中使用最广泛的是交流电动机，因此，一般输入机器中使用最广泛的是交流电动机，因此，一般输入构件的运动大多数为连续运动。
35、构件的运动大多数为连续运动。武汉科技学院机械原理课件一、传动系统的作用及其设计过程一、传动系统的作用及其设计过程 14-5 14-5 机械传动系统的方案设计机械传动系统的方案设计 传动系统位于原动机和执行系统之间，将原动机的传动系统位于原动机和执行系统之间，将原动机的运动和动力传递给执行系统。除进行功率传递，使执行运动和动力传递给执行系统。除进行功率传递，使执行机构能克服阻力作功外，它还起着如下重要作用：实现机构能克服阻力作功外，它还起着如下重要作用：实现增速、减速或变速传动；变换运动形式；进行运动的合增速、减速或变速传动；变换运动形式；进行运动的合成和分解；实现分路传动和较远距离传动；实现某
36、些操成和分解；实现分路传动和较远距离传动；实现某些操纵控制功能纵控制功能(如启动、离合、制动、换向如启动、离合、制动、换向)等。等。传动系统方案设计传动系统方案设计是机械系统方案设计的重要组成是机械系统方案设计的重要组成部分。当完成了执行系统的方案设计和原动机的预选型部分。当完成了执行系统的方案设计和原动机的预选型后，即可根据执行机构所需要的运动和动力条件及原动后，即可根据执行机构所需要的运动和动力条件及原动机的类型和性能参数，进行传动系统的方案设计了。机的类型和性能参数，进行传动系统的方案设计了。武汉科技学院机械原理课件3.拟定传动链的布置方案。即根据空间位置、运动和动力传递拟定传动链的布置
37、方案。即根据空间位置、运动和动力传递路线及所选传动装置的传动特点和适用条件，合理拟定传动路路线及所选传动装置的传动特点和适用条件，合理拟定传动路线，安排各传动机构的先后顺序，以完成从原动机到各执行机线，安排各传动机构的先后顺序，以完成从原动机到各执行机构之间的传动系统的总体布置方案。构之间的传动系统的总体布置方案。4.分配传动比。即根据传动系统的组成方案，将总传动比合理分配传动比。即根据传动系统的组成方案，将总传动比合理分配至各级传动机构。分配至各级传动机构。5.确定各级传动机构的基本参数和主要几何尺寸，计算传动系确定各级传动机构的基本参数和主要几何尺寸，计算传动系统的各项运动学和动力学参数，为各级传动机构的结构设计、统的各项运动学和动力学参数，为各级传动机构的结构设计、强度计算和传动系统方案评价提供依据和指标。强度计算和传动系统方案评价提供依据和指标。6.绘制传动系统运动简图。绘制传动系统运动简图。2.选择传动类型。即根据设计任务书中所规定的功能要求，执选择传动类型。即根据设计任务书中所规定的功能要求，执行系统对动力、传动比或速度变化的要求以及原动机的工作特行系统对动力、传动比或速度变化的要求以及原动机的工作特性，选择合适的传动装置类型。性，选择合适的传动装置类型。1.确定传动系统的总传动比。确定传动系统的总传动比。传动系统设计过程：传动系统设计过程：