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機構傳動方案設計

機構傳動方案設計

設計方案要發散思維,參考資料文獻關於機構傳動方案設計知道怎麼做嗎?下面是小編為大家整理了機構傳動方案設計,希望能幫到大家!

機構的選型:是利用發散思維的方法,將前人創造發明的各種機構按照運動特性或動作功能進行分類,然後根據設計物件中執行構件所需要的運動特性或動作功能進行搜尋、選擇、比較和評價,選出執行機構的合適形式。

機構選型的方法:

1.按照執行構件所需的運動特性進行機構選型

這種方法是從具有相同運動特性的機構中,按照執行構件所需的運動特性進行搜尋。當有多種機構均可滿足所需要求時,則可根據上節所述原則,對初選的機構形式進行分析和比較,從中選擇出較優的機構。

常見運動特性及其對應機構

連續轉動 
 
     
定傳動比勻速        平行四杆機構、雙萬向聯軸節機構、齒輪機構、輪系、諧波傳動機構、擺線針輪機構、摩擦輪傳動機構、撓性傳動機構等        
變傳動比勻速        軸向滑移圓柱齒輪機構、混合輪系變速機構、摩擦傳動機構、行星無級變速機構、撓性無級變速機構等        
非勻速        雙曲柄機構、轉動導杆機構、單萬向連軸節機構、非圓齒輪機構、某些組合機構等        
往復運動        往復移動        曲柄滑塊機構、移動導杆機構、正弦機構、移動從動件凸輪機構、齒輪齒條機構、楔塊機構、螺旋機構、氣動、液壓機構等        
往復擺動      曲柄搖桿機構、雙搖桿機構、擺動導杆機構、曲柄搖塊機構、空間連桿機構、擺動從動件凸輪機構、某些組合機構等        
間歇運動        間歇轉動      棘輪機構、槽輪機構、不完全齒輪機構、凸輪式間歇運動機構、某些組合機構等        
間歇擺動      特殊形式的連桿機構、擺動從動件凸輪機構、齒輪-連桿組合機構、利用連桿曲線圓弧段或直線段組成的多杆機構等      
間歇移動      棘齒條機構、摩擦傳動機構、從動件作間歇往復運動的凸輪機構、反凸輪機構、氣動、液壓機構、移動杆有停歇的斜面機構等      
預定軌跡      直線軌跡      連桿近似直線機構、八杆精確直線機構、某些組合機構等        
曲線軌跡      利用連桿曲線實現預定軌跡的多杆機構、凸輪-連桿組合機構、行星輪系與連桿組合機構等        
特殊運動要求      換向        雙向式棘輪機構、定軸輪系(三星輪換向機構)等      
超越      齒式棘輪機構、摩擦式棘輪機構等        
過載保護      帶傳動機構、摩擦傳動機構等        
……        ……        

利用這種方法進行機構選型,方便、直觀。設計者只需根據給定工藝動作的運動特性,從有關手冊中查閱相應的機構即可,故使用普遍。

2.按照動作功能分解與組合原理及型機構選型

任何一個複雜的執行機構都可以認為是由一些基本機構組成的,這些基本機構具有下圖所示的進行運動變換和傳遞動力的基本功能。

U=(Ui)      i=1,2,…,m在根據生產工藝和使用要求進行執行機構設計時,可首先認真研究它需實現的總體功能。一般情況下,總體功能可以分解成若干分功能。這樣的分解可用下式表達:

即總體功能U是由若干個分功能Ui組成的。而每一個分功能又可以用不同的機構來實現,即

Tj=(ti1,ti2,…,tin)      j=1,2,…,n

式中,Tj為能夠完成該分功能的機構的集合;Tij為對應於一個能完成分功能Ui的機構;n為能實現該分功能的機構數目。若用Ui定義行,Tj定義列,tij為元素構成矩陣,則可得如下的功能-技術矩陣:

由於能夠實現各分功能的機構數目並不相等,因此,通常將能實現某一分功能的最多機構數定為n,少於n的分功能的.元素項tij用零表示。

由於總體功能是由若干個分功能組成的,因此,只要在矩陣的每一行任找一個元素,把各行中找出的機構組合起來,就組成一個能實現總體功能的方案。故在確定了各分功能順序的前提下方案總數為

N=nm

得到各種方案後,先剔除一些明顯不成立的、不符合要求的方案,然後按照上節所述的原則,篩選出一些較合理的方案,以供進一步評價。這種方法有利於利用計算機儲存、分析和選擇,具有廣闊前景。

例1:精鍛機主機構的總體功能:當加壓執行構件(衝頭)上下運動時,能鍛出較高精度的毛坯。根據空間條件,驅動軸必須水平佈置,加壓執行構件沿鉛垂方向移動。試構思該執行機構的若干方案。

解:第一步,首先進行動作功能分解。根據題目要求,該執行機構應具有以下功能:

(1) 運動形式變換功能 將驅動軸的轉動變換為衝頭的移動

(2) 運動軸線變向功能 將水平軸運動變換為鉛垂方向運動

(3) 運動位移或速度縮小功能 減小位移量(或速度),以實現增力要求

第二步,構思出完成加壓執行機構總體功能的功能-技術矩陣圖。

根據以上分析,可構思出如下功能-技術矩陣圖:

傳動原理推拉傳動原理齧合傳動原理摩擦傳動原理流體傳動原理
機構功能連桿機構凸輪機構螺旋、斜面機構齒輪機構摩擦輪機構流體機構

第三步,將各分功能進行組合,得出可行方案。

       矩陣中三個分功能的順序是任意的,從矩陣中每一行各任選一個機構,就可以組合出一個執行機構的方案,故方案總數為=64=1296種。

實際上,在每種確定的順序下,我們都會得到63=216種方案,但這眾多的方案中,有些明顯不合理,有些不符合設計要求,應予以剔除。剩下的方案也還有優劣之分,需按上節所述原則並結合精鍛機的具體情況,選擇合適的方案,做進一步評價。

例如,若要機構儘可能簡單,則可選擇矩陣的第一列(連桿機構)和第二列(凸輪機構),由於它們都同時兼有這三種基本功能,故只需選擇一個機構,就能完成設計要求的三種功能,這是最簡單的方案。但是,由於凸輪機構是高副接觸,接觸點壓力過大,故不宜採用;曲柄滑塊機構的剛度較差,也不宜用在高精度的精鍛機上。因此還要選擇其它方案。