机械系统设计

第十四章机械系统的方案设计机械是人类完成各种设想的执行者？p278医生和心理学家想实时知道一个人在想什么，必须用机器？利用太阳能需要什么机器？第十四章机械系统的方案设计任何机械都是由四部分组成:动力系统、传动系统、执行系统、操纵和控制系统组成。14-1机械系统的组成第十四章机械系统的方案设计14-2机械(运动)系统的总体方案设计机械系统的总体方案设计是整个设计工作中的一个重要阶段，是技术设计的基础，方案设计的合理与否，对机械系统的设计质量有着很大影响。机械产品设计是一个通过分析、综合和创新获得满足某些特定要求和功能的机械系统的过程。1．机械产品的设计过程第十四章机械系统的方案设计2．总体方案设计的内容执行系统、动力系统、结构布局、传动系统、操纵和控制系统的设计。机械新产品的开发过程一般分为以下四个阶段：•初期规划设计阶段•总体方案设计阶段•技术设计阶段•生产施工阶段机械产品的成本主要取决于设计。阶段划分说法不一。第十四章机械系统的方案设计机器人吸尘器美国麻省理工学院研制的机器人吸尘器。完全依靠可充电电池工作，它可以在房间内自动巡视清理，并可深入沙发下面等人们难以触及的卫生死角。内置的传感器能保证其自动绕开墙壁和家具，不会翻下楼梯。清理完成后，它会自动发出鸣叫提示然后切断电源。售价199美元。第十四章机械系统的方案设计执行系统设计的一般过程：•工作原理的拟定；单纬成网机，金属下料机（冲、剪、锯、激光切割等）•确定执行构件的运动方案和运动参数等；•确定执行构件的运动循环规律，用工作循环图(直线式、圆周式、直角坐标式）来反映执行构件运动协调配合关系；•方案的评价和决策3．机器工作原理及执行构件的运动设计思路要宽（发散），要有优化的思想。第十四章机械系统的方案设计半自动钻床执行系统方案设计实例．第十四章机械系统的方案设计定标件是曲柄第十四章机械系统的方案设计牛头刨运动循环图第十四章机械系统的方案设计4.原动机和机械传动系统的方案设计•机械传动系统的作用：传动系统的作用•机械传动系统的方案设计的原则：•原动机的选择：要和传动系统综合考虑，选取。•机械传动系统方案设计评价。自动车床刀架机械传动系统方案设计；半自动钻床传动系统方案设计实例．机械传动系统方案设计实例：第十四章机械系统的方案设计自动车床刀架机械传动系统方案设计切削—退刀—换刀—进刀（定位、拔出）第十四章机械系统的方案设计第十四章机械系统的方案设计①减速或增速把动力机的输出速度降低或增高后传递给执行系统；②变速，即实现有级或无级的变速，将多种速度提供给执行系统；③传递动力，即传递速度的同时将动力机的动力传递给执行系统，可以增扭；④按工作要求，改变运动规律，将原动机的运动（如：连续的匀速旋转运动）改变为按预定规律变化的旋转、非旋转的其他运动；⑤实现由一个或多个动力机驱动若干个相同或不相同速度的驱动。第十四章机械系统的方案设计•采用尽可能短的运动链•应使机械有较高的机械效率•合理安排传动机构的顺序变换运动形式的尽量在后,带传动一般在高速级•合理分配传动比对减速传动,一般先小后大,且尽量在推荐范围内•保证机械安全运转起重机不倾覆,汽车举升机自锁第十四章机械系统的方案设计优秀设计实例：无气轮胎车轮如果没有鼓胀的轮胎，看上去就会很像老式的木轮马车的轮子。但米其林公司(Michelin)研制的Tweel车轮的特点的确具带有返古色彩。它的减震橡胶车轮轮面将压力分散到数十根具有弹性的聚亚安酯车辐上。这些辐条依次由一个铝心轴支撑。因为这种车轮中没有气体，所以它比充气轮胎更坚固，不会出现爆胎的情况。第十四章机械系统的方案设计原动机的类型：电动机（直流电动机、交流电动机、伺服电动机和步进电动机）；气动马达和液压马达（以压缩空气或高压流体为动力）气缸和液压缸（需要输出直线运动）第十四章机械系统的方案设计新型龙头让你尽享啤酒美味如今为客人倒啤酒的酒吧招待可以依赖一种“TurboTap”啤酒龙头，让倒啤酒的过程变得干净利索。这是一种不锈钢喷嘴，可以安装在现有的水龙头上，改变啤酒的流速，让啤酒直接流到杯底，既不需要倾斜杯口，也不需要放慢倒啤酒的速度。啤酒从喷嘴的两边流出，只需8至10秒就能倒满一大杯。第十四章机械系统的方案设计自动门门能象手套那样合体吗？答案是肯定的。Fukuda公司在日本设计的自动门会根据过门的人和物体的形状决定打开什么形状的门缝，这样，就可以大大节省反复开门关门所消耗的能源。第十四章机械系统的方案设计会变身的自行车对很多人来说，学骑自行车可能是件令人烦恼的事，但在不久的将来，人们将没有这种顾虑。美国帕杜大学的工业设计师已经发明出一种变身三轮车，当骑车者加速时，它的两个后轮会靠得越来越近，而减速或停车时，两个后轮又张开，骑车者根本不用担心车子侧翻。