拟定工作原理
反复、交叉是正常现象
拟定工作原理
同一功能要求可以采用不同原理
例：道路破冰
撒盐、撒黑粉（物理、化学）
拟定工作原理 构件的运动设计 确定机构类型 确定机构的尺寸 方案分析、调整 方案评价、选择
敲、压、碾、撬……（机械方式 ） 冲击枪 自由落体 惯性动量
机械创新大赛参赛作品
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构件运动设计
构件的运动设计
方案评价、选择 机构的选型、变异、组合
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机构选型、变异、组合
确定机构类型（机构选型与组合）
机构的选型、变异、组合
结合项目学习
机构的组合 1）串联 后级机构的原动件固接在 前级机构的一个从动件上
一个机构产生多个分支后继机构，或 2）并联 若干分支机构汇合于一个后继机构 例：ABCD连杆机构，n=4,pL=5,F=2 加上凸轮的高副约束，F=1 将一个多自由度的机构中某些构件 的运动用另一机构联系起来，变成 一个单自由度机构 .
设计精压机上模的运动规律
有解？
条件之间有无相互矛盾
上模移动总行程为280mm， 压延行程置于总行程的中部，约100mm； 某方案： 制成品生产率不小于每分钟30件 机构运动循环时间间隔不大于2秒 匀速运动段的速度控制在0.1-0.2m/s， 机构运动循环时间2秒 其余段最大速度不大于1m/s 行程速比系数K应大于1 上模下行后迅速返回 K=1.25 一、确定压延速度是否可以实现（关键） K v2 C1C2 / t2 t1 v1 C1C2 / t1 t 2 主要影响因素 上模下行对应时间为：2秒（1.25/2.25）=1.1秒 下行平均速度为0.28/1.1=0.255米/秒 上行平均速度为0.28/(2-1.1)=0.31米/秒
360°(2秒)
执行构件的协调方式 机械耦合（或电子控制） 2、确定各机构的类型 例：上模驱动机构
送料爪运动线图（略） 凸轮机构：能精确实现运动规律 下行 上行 力学品质较差
送料
0 40
上模
送料爪
停止
送料
连杆机构：力学品质较好 200 300 不能精确实现运动规律
凸轮连杆组合机构
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执行构件的运动设计 例：精压机
执行构件：完成既定功能的从构件 确定执行构件的数目、运动参数、运动规律
S 280
执行构件为上模和送料爪
其中上模运动参数为s、v、a, 运动规律 送料爪…… 原动件选择 原动构件：提供动力的构件 原动件运动形式：回转、往复摆动、往复直线运动 原动件类型 内燃机（回转运动）
选取位移线图上较陡峭的位置做切线，检查其斜率（代表运动速度）
S 280
例：s = -0.08米 δ=40(0.222秒)
| v | 0.08 0.36 （米 / 秒） 0.22
46° 200° 360°(2秒)
154°
最大速度满足要求
108°(0.6秒)
位移线图确定后，可以进一步求出速度、加速度线图 （求导数，或数值微分） .
3）封闭
凸轮连杆组合机构
确定机构类型例
确定机构类型（例）
例：精压机
S 280
1、总体方案拟定 上模驱动机构包含凸轮 （实现任意运动规律） 送料机构采用…… 需要传动系统 机构设计完成后 电机驱动 才能最后确定 带传动比约*** 齿轮减速器传动比约*** 总机械效率控制在***
46°
154°
200°
s ' s'
机构运动循环时间间隔为2秒，行程速比系数为1.25 1）取坐标系S-，其中表示上模驱机构原动件的转角或位移； 2）下行对应原动件转角200度，上行对应原动件转角160度；（k=1.25 ）
S
280
压延速度要求0.1-0.2m/s 取压延速度0.15m/s 压延时间=0.1/0.15=0.6667s 取压延时° 200°
压延速度0.1/0.6=0.167m/s 计算压延角度
108°(0.6秒)
3）确定压延行程的位置（多解）
x 0.6s x 108 200 1.1s
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4）设计上模其余时间的运动规律
匀速运动段的速度控制在0.1-0.2m/s， 其余段最大速度不大于1m/s
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3-1 机械系统的方案设计
机械设计一般过程
计划 方案设计 技术设计 试制 投产之后 机构组成、运动副相对位置 可行性报告、设计任务书、技术经济合同 最佳方案原理图、机构简图、方案设计说明书 全套图纸、计算说明书、使用维护说明书 试验、试制报告，改进措施 用户反馈，设计改进 拟定工作原理 构件的运动设计 确定机构类型 确定机构的尺寸 反复、交叉是正常现象 方案分析、调整 方案评价、选择 .
t1 t2 2
t1 1.25 t2
有无穷解
研究计算结果，上行平均速度较小，实现“最大速度不大于1m/s”的要求有 足够余地；下行平均速度稍大于拉延要求的速度范围，可以实现所规定的压 延速度；因此，“机构运动循环时间间隔为2秒，行程速比系数为1.25”可行 .
二、设计上模位移运动线图 下面按照原动件定轴转动来设计
46°
154°
200°
360°(2秒)
电动机、液压马达、气动马达（回转、往复摆动、往复直线运动） 重锤、电磁铁（往复直线运动） 发条（往复摆动）
原动件选择原则：运动和动力要求、整体成本。 .
工作循环图
构件的运动设计（构件之间的运动协调）
例：精压机上模与送料爪的运动设计 280
S
上模运动规律
1、上模运动规律设计
2、上模与送料爪的运动协调 3、送料爪的运动规律设计
46° 上 模 h1 坯 料 下 模 压延 h2 200° 360°(2秒) 154°
下行
上行
40
上模 送料爪
300 下行 上行 停止 200 送料 300
送料 0 40
机械的工作循环图
h3
S .
直线式、圆周式、直角坐标式的工作循环图
机构类型
确定机构类型（两大步骤）
1、拟定总体方案
机构数目、类型初步方案
1）尽可能短的运动链
2）优先基本机构 （未经机构的变异、组合设计） 3）高的机械效率
拟定工作原理
构件的运动设计 确定机构类型 确定机构的尺寸 方案分析、调整 2、确定各机构的类型
4）合理安排不同传动机构的顺序
例：电机—>带传动—>齿轮传动—>连杆机构 5）合理分配传动比 6）安全运转 例：电梯