第四章机械功能原理的实现ppt课件.ppt

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1、第四章机械功能原理的实现——机械运动系统的方案设计第一节机构能实现的动作功能一、机构能实现哪些动作功能机械产品的动作功能要通过一系列的机构和电气电子装置去具体实现。为了完成某一项机械动作功能，可能只需一个简单的机构，也可能需要一个复杂的机构，或一些基本机构的组合。随着机械技术的发展，机构的含义也在不断扩展，例如液体、气体也能直接参与机械运动的变换，挠性体等也在机械传动中起着重要作用。机构一般能实现下列各种动作功能：1．利用机构实现运动形式或运动规律变换的动作功能在绝大多数的机械中，原动机的运动形式为转动，而机构的输出运动是多种多样的。利用机构可以进行构件运动形式的变换

2、，例如；1)匀速运动(平动、转动)与非匀速运动(平动、转动或摆动)的变换2)连续转动与间歇式的转动或摆动的变换3）实现预期的运动轨迹2．利用机构实现开关、联锁和检测等的动作功能开关、联锁和检测是自动机中的重要内容。1）用来实现运动离合或开停2）用来换向、超越和反向制动3）用来实现联锁、过载保护、安全制动4)实现锁止、定位、夹压等5)实现测量、放大、比较、显示、记录、运算等举例1制动机构制动装置的基本要求是：工作可靠，操作方便，制动平稳且时间短，结构简单，尺寸小，重量轻，磨损小，散热性好。用电动机起停和换向时，常采用反接法制动。它具有操作方便、制动时间短等优点。但反接时

3、的制动电流大，传动系统受的惯性冲击力也较大。故它只适用于制动不频繁、传动系统惯性较小或电动机功率较小的系统。用离合器进行起停或换向时，必须在传动链中安装制动装置。制动器和离合器的操纵机构必须互锁：当离合器脱开时，制动器应制动；接通离合器前，制动器必须可靠地放松，以免损坏传动件或造成过大的功率损失。曲柄压力机只有一个执行机构，即曲柄滑块机构。电机9通过齿轮副8、7及离合器6带动曲轴4旋转，再通过连杆3使滑块2在机身10的导轨中作往复运动。操纵杆1使离合器接合或脱开，控制曲柄滑块机构的运动或停止。制动器5与离合器6的动作要协调配合：工作前，制动器先放松，离合器后接合；停车

4、前，离合器先脱开，制动器后接合。举例2过载保护装置常用的安全保护装置有以下几种：1．销钉安全联轴器2．钢珠安全离合器3．摩擦式安全离合器图示为单圆锥形擦安全离合器。摩擦面由内圆锥摩擦盘1和外圆锥面摩擦盘2组成。在弹簧3作用下使两个锥面压紧，由此产生摩擦力矩即为该离台器允许的输出转矩。螺母5用来调整压紧力。举例3斜楔杠杆式夹持器3.利用机构实现程序控制或手动控制的功能程序控制或手动控制是自动机械中不可缺少的一部分，控制的方法很多，用机构来控制的方法就有；1)利用时间的序列进行控制例如图4-1是一种凸轮程序装置。它由一系列的微动开关和凸轮组成。凸轮轴由同步电动机驱动。凸轮

5、旋转一周，对应着工件的整个加工循环。2)利用动作的序列进行控制例如图4-2是一种利用电磁阀控制液压缸进行工作的顺序操作过程。3)利用运动的变化等进行控制二、选择机构来实现功能原理的原则和范围实际上，上述这些动作功能也完全可以用电气或电子的原则来实现。但是在什么情况下选用机构来完成这些功能呢?首先是要完成设计时提出的功能目标。还要考虑到工作可靠，运行安全，操作方便，制造和运行的经济性等等。其中前两条是必须满足的，后两条则在有条件的情况下，尽可能的满足。下列几方面的动作功能一般较宜用机构来实现：1．实现功率性的机械运动形式或规律的变换功能鼠笼型异步电动机+减速、变速机构只

6、有非功率性的微小摆动或移动，除了可用机构外，还可以用电磁原理等来获得。2．实现固定轨迹或简单可调的轨迹功能例如，各种自动机上的上、下料，加工、检测等工序需要的运动轨迹，均可全部用机构来完成。对于复杂轨迹，采用电子或电气来控制，但其轨迹功作部分还必须使用机构，如机器人的手臂、手腕、手爪、计算机绘图仪的绘图笔的动作等。3．在特定条件下能优质地实现开关、联锁和检测等功能如电灯开关，一般是用机械式的，但也有触模式、光电式的开关，都能安全可靠地完成开关任务，至于操作方便和经济性只能在特定条件下作具体的分析。4．实现简单的固定程序或可变程序的控制功能例如飞机上的自动导航仪，可以自

7、动按给走路线飞行，而不需驾驶员动手，但是为了保证绝对安全可靠，这种飞机上还是安装了结构简单、工作安全可靠的手动控制装置。电子技术的发展虽然能控制许多复杂的自动化机器和设备，但其本身的结构也日趋复杂，因而引起可靠性、安全性的下降。“机”和“电”，尚处于互相补充互相依存的关系上，怎样协调利用好二者的关系，也是机械设计者的任务。第二节传动机构和执行机构一、传动机构传动机构的作用是将原动机的运动和动力传递给执行机构，以完成预期的功能。传动机构的类型主要有机械传动、流体传动、电力和磁力传动等。传动机构包括变速装置，启动、停止和换向装置，制动装置及安全保护装置等