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机构创新设计


例: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要太大,可采用图示的结构。
(3)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,其优越性就更突出。
大多数为连续运动。
3) 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:
(1)满足工艺动作和运动要求 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,设计也比较困难,
牛头刨床切削运动机构的不同组合方案
牛头刨床切削运动机构的不同组合方案
2. 可调机构
在生产实践中,常需要对机构传动系统的行程或运动规律能 方便的调整
利用螺旋调节摇杆长度
3.增力机构
4 抓取机构
5 反向自锁
6 自卸车
4.3 机构的类型选择
1)机构选型要求 满足工艺动作及其运动规律的要求。 高副机构、低副机构、注意约束在机构中的作用、 适当设置调整环节。 机构的运动链要短 。 机构的传力性能要好。 传动角(压力角)、防止自锁 、惯性力平衡。 动力源的选择应有利于简化机构和改善运动质量 。 电机(交流电机、直流电机、伺服电机、步进电机、交流变频电机)、
由连杆、齿轮等基本机构组合成能实现行程增大的机构,
扩大行程的牛头刨床切削运动机构
牛头刨床切削运动机构
基本要求:将连续回转运动转换为往复直线移动,刨头在切削过程中的移 动速度应近似等速,具有急回特性,加速度的变化不应过于剧烈,有良好 的传力特性,行程可调。
可供选择的基本机构:螺旋机构、齿轮齿条机构、直动从动件凸轮机构、 曲柄滑块机构、移动导杆双滑块机构等。
2 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 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因素进行分析比较,然后择优而取。
4.2具有特殊功能机构
1. 为了使机构结构紧凑,可由凸轮、连杆、齿轮等基本机构组合
成能实现行程增大的机构,其方式可根据机械传动系统不同的
由于连杆机构是低副机构,加工方便且耐磨损,所以现在家用缝纫 机和工业缝纫机都选用连杆机构作为挑线机构。
(2)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,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。
4 机构创新设计
4.1 机构的功能和分类 4.2 具有特殊功能机构 4.3 机构类型的选择 4.4 机构的创新设计
4.1旋转运动:连续旋转运动,间歇旋转运动,往复摆动。 直线运动:往复移动,间歇往复移动,单向间歇直线移动。 曲线运动:执行构件上某一点作特定的曲线(轨迹)运动。 刚体导引运动:一般指非连架杆的执行构件的刚体导引运动。 特殊功能运动:如微动、补偿、 换向等。
(4)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应注意。 对于高速机械,机构选型要尽量考虑其对称性,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,减小原动机的功率 及其损耗。
但低副元素(圆柱面或平面)易于加工且容易达到加工精度要求。 因此从全面考虑,优先采用低副机构。
例:
JA型家用缝纫机的挑线机构采用摆动从动件圆柱凸轮机构如图2— 1(a)所示,
虽然其挑线孔的轨迹比较容易满足使用要求,但是凸轮廓线加工 比较复杂,而且容易磨损。
JB型家用缝纫机的挑线机构则采用连杆机构如图所示。虽然其挑线 孔的运动轨迹只能近似实现,但借助计算机进行优化设计,可控制 误差在允许范围内,从而使挑线孔轨迹满足使用要求。
(2)常用的原动机的输出运动形式可分为:
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。
往复移动:如活塞式汽缸和液压缸、直线电动机等。 往复摆动:如双向电动机、摆动式液压缸或汽缸等。 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,一般输入构件的运动
例如两种摆杆机构的方案,
显然,如图(a)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。
而如图(b)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,故其结构 比图(a)复杂得多。
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;
内燃机、液压马达、气动马达。
2)机构选型的基本原则
(1)原动机的运动形式
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, 而且还与机构的输入构件(主动件)有关, 而主动件或原动件的运动形式则与所选的原动机类型有关。
根据传力要求约束,以选择低副机构为宜。 基础机构的选择:输出运动为往复移动的曲柄滑块机构或摇杆滑块机构。
前置输入基本机构的基本要求是能为基础机构的摇杆或曲柄提供一非匀速 的运动,使之具有急回特性和在慢行程中滑块近似等速。而且能满足减少 纵向尺寸、易于调整安装、使用维护方便的要求。
牛头刨床的基础机构
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