机械自动化设计PPT教案

1、会计学1机械自动化设计机械自动化设计第一节第一节 本课程的任务、地位、内容、结构本课程的任务、地位、内容、结构第二节第二节 自动机械的特点自动机械的特点第三节第三节 自动机械的结构组成及分类自动机械的结构组成及分类第四节第四节 自动机械的设计要求及设计过程自动机械的设计要求及设计过程第五节第五节 自动机械的发展方向自动机械的发展方向第一章 绪论自动机械设计第1页/共489页第一节第一节 本课程的任务、地位、内容、结构本课程的任务、地位、内容、结构第一章 绪论自动机械设计一、本课程的本课程的任务任务二、本课程的地位二、本课程的地位三、本课程的内容及结构三、本课程的内容及结构四、本课程的考核方式四

2、、本课程的考核方式 第2页/共489页第一节第一节 本课程的任务、地位、内容、结构本课程的任务、地位、内容、结构第一章 绪论自动机械设计一、本课程的本课程的任务任务 为适应高等院校为适应高等院校机械工程及自动化专业机械工程及自动化专业的教学需要，根据专业课程的教学需要，根据专业课程教学大纲的要求，深入阐述了教学大纲的要求，深入阐述了自动机械设计中带有普遍性的理论问题自动机械设计中带有普遍性的理论问题，重点分析了自动机械中应用广泛的重点分析了自动机械中应用广泛的机构、装置的设计原理和方法机构、装置的设计原理和方法。顺应。顺应拓宽专业口径的培养目标，介绍了拓宽专业口径的培养目标，介绍了总体设计、机

3、电一体化总体设计、机电一体化以及自动机械以及自动机械设计实例，做到设计理论与工程实践相结合，力争使学生能掌握自动机设计实例，做到设计理论与工程实践相结合，力争使学生能掌握自动机械设计的一般方法，满足现代机械设计对当代大学生的知识要求。械设计的一般方法，满足现代机械设计对当代大学生的知识要求。第3页/共489页第一节第一节 本课程的任务、地位、内容、结构本课程的任务、地位、内容、结构第一章 绪论自动机械设计一、本课程的本课程的任务任务 1. 现代机械的一大主要特征现代机械的一大主要特征 用机器代替精密、高难度的手工劳动用机器代替精密、高难度的手工劳动。 如：如：服装的缝制，少数技艺高超的缝纫师单

4、件手工生产服装的缝制，少数技艺高超的缝纫师单件手工生产 工厂的工人借助工厂的工人借助服装缝纫机批量生产。服装缝纫机批量生产。 2. 现代机械的另一主要特征现代机械的另一主要特征 复杂和高速化复杂和高速化。 如：如：制造罐装食品用的空罐，制造罐装食品用的空罐，7070年代及以前空罐成形机年代及以前空罐成形机 的生产节拍是的生产节拍是160380160380个个/ /分钟分钟8080年代年代600600个个/ /分钟分钟 9090年代年代80010008001000个个/ /分钟分钟现在现在几千几千个个/ /分钟。分钟。第4页/共489页第一节第一节 本课程的任务、地位、内容、结构本课程的任务、地

5、位、内容、结构第一章 绪论自动机械设计一、本课程的本课程的任务任务 3. 实现以上二大特征的手段实现以上二大特征的手段 人尽可能少地参与人尽可能少地参与生产过程生产过程机器自动机器自动地进行地进行 生产生产( (自动化自动化) )自动机械。自动机械。 4. 自动机械？自动机械？ 在没有操作人员直接参与下，组成在没有操作人员直接参与下，组成机器的各个机机器的各个机 构（装置）能自动协调地循环动作，构（装置）能自动协调地循环动作，在规定时间内完在规定时间内完 成规定动作的机器。成规定动作的机器。 5. 现代自动机械设计的核心问题现代自动机械设计的核心问题 组成机器的各个机构（装置）的选型和设计。组

6、成机器的各个机构（装置）的选型和设计。第5页/共489页第一节第一节 本课程的任务、地位、内容、结构本课程的任务、地位、内容、结构第一章 绪论自动机械设计二、本课程的本课程的地位地位 1. 现代设计专业方向的现代设计专业方向的专业限选课；专业限选课； 2. 与与CAD/CAM基础、机械工程设计学、现代设计方法、机械基础、机械工程设计学、现代设计方法、机械CAD应用应用 等等一起组成该专业的一起组成该专业的骨干课程；骨干课程； 3. 侧重于自动机械设计中最常用的侧重于自动机械设计中最常用的机构的分析和综合；机构的分析和综合； 4. 详细叙述详细叙述机构的选型和设计。机构的选型和设计。 第6页/共

7、489页第一节第一节 本课程的任务、地位、内容、结构本课程的任务、地位、内容、结构第一章 绪论自动机械设计三、本课程的本课程的内容及结构内容及结构第一章第一章 绪论绪论 第二章第二章 自动机械设计原理自动机械设计原理 第三章第三章 自动机械总体设计自动机械总体设计 第四章第四章 自动机械的工作性能指标自动机械的工作性能指标 第五章第五章 自动机械传动系统的设计自动机械传动系统的设计 第六章第六章 机构运动规律及机构选型机构运动规律及机构选型第七章第七章 间歇运动机构间歇运动机构第八章第八章 自动机械供料机构设计自动机械供料机构设计第九章第九章 自动机械设计实例自动机械设计实例第7页/共489页

8、第一节第一节 本课程的任务、地位、内容、结构本课程的任务、地位、内容、结构第一章 绪论自动机械设计四、本课程的本课程的考核方式考核方式 平时平时30%；大作业；大作业30%；考试；考试40% 考试方式：开卷，有一定难度；考试方式：开卷，有一定难度； 或或闭卷，适中；闭卷，适中； 或或装置的全新设计（装置的全新设计（70% +平时平时30% ）。）。第8页/共489页第二节第二节 自动机械的特点自动机械的特点第一章 绪论自动机械设计一、机械及自动机械一、机械及自动机械 二、自动机械二、自动机械 的特点及应用的特点及应用 第9页/共489页第二节第二节 自动机械的特点自动机械的特点第一章 绪论自动

9、机械设计一、机械及自动机械一、机械及自动机械 机械：机械：代替人力完成各种各样的代替人力完成各种各样的生产劳动而发明创造的，它们一般能按生产劳动而发明创造的，它们一般能按下列动作流程进行：下列动作流程进行： 1. 1.送送、放、放在在( (待待) )制品制品到机器的加工到机器的加工部位；部位； 2. 2.定位、夹紧定位、夹紧在制品；在制品； 3. 3.启动启动机器；机器； 4. 4.将在制品将在制品引向引向机器的执行机构机器的执行机构( (如刀如刀具具) )，或将执行机构引向在制品；，或将执行机构引向在制品；第10页/共489页第二节第二节 自动机械的特点自动机械的特点第一章 绪论自动机械设计

10、一、机械及自动机械一、机械及自动机械 5. 5.加工加工( (如成型、切削、装配等如成型、切削、装配等) )； 6. 6.加工完的在制品或刀具加工完的在制品或刀具退出接触退出接触； 7. 7.检测检测在制品直至合格；在制品直至合格； 8. 8.停机停机； 9. 9.松开松开制品；制品； 10. 10.卸下卸下制品并送至指定位置。制品并送至指定位置。第11页/共489页第二节第二节 自动机械的特点自动机械的特点第一章 绪论自动机械设计一、机械及自动机械一、机械及自动机械 自动机械：自动机械：在每班或每次调整后，在每班或每次调整后，由人工将加工所需的由人工将加工所需的物料物料( (毛坯、半成毛坯、

11、半成品或成品等品或成品等) )成批装成批装入贮料装置入贮料装置，启动机器后，余下的工作交给，启动机器后，余下的工作交给机器自动机器自动完成完成，如此，如此周而复周而复始连续地输出制品。始连续地输出制品。 显然，显然，自动机械的自动化程度与人的参与程度成反比，只有高低之分。自动机械的自动化程度与人的参与程度成反比，只有高低之分。第12页/共489页第二节第二节 自动机械的特点自动机械的特点第一章 绪论自动机械设计二、自动机械的特点及应用二、自动机械的特点及应用 1. 自动机械自动机械最大特点最大特点： 自动化程度自动化程度高高、操作者的劳动强度、操作者的劳动强度低低、生产效、生产效 率率高高完成

12、的工艺动作完成的工艺动作多多、组成的执行机构、组成的执行机构多多、结构、结构 相对复相对复杂杂。 2. 自动机械的自动机械的应用应用 工农业生产各个部门都在使用不同种类的机械 如农业机械、重工业机械、轻工业机械等等。 3. 轻工自动机械的轻工自动机械的特点特点 加工对象加工对象多样化；多样化； 工艺方法工艺方法多样化；多样化； 门类门类繁多繁多，结构，结构多样；多样； 产产量量大、大、自动化自动化程度高；程度高； 机器的工作机器的工作速度速度高，高，更新换代更新换代较快。较快。 第13页/共489页第二节第二节 自动机械的特点自动机械的特点第一章 绪论自动机械设计 金属材料金属材料 ：钟表、缝

13、纫机、自行车和家用电器：钟表、缝纫机、自行车和家用电器 ； 非金属材料非金属材料 （农、林、牧、副及化工产品等（农、林、牧、副及化工产品等 ）：）： 食品机械中的糕点；食品机械中的糕点； 罐头、酿造机械；罐头、酿造机械； 制浆造纸机械；制浆造纸机械； 皮革机械；皮革机械； 陶瓷、玻璃、塑料机械陶瓷、玻璃、塑料机械 。第14页/共489页第二节第二节 自动机械的特点自动机械的特点第一章 绪论自动机械设计 采用采用纯物理机理纯物理机理的有：烟草机械中的润叶机；的有：烟草机械中的润叶机； 真空处理机；真空处理机； 烘干机。烘干机。 采用采用机械力机械力作用的有：皮革片皮机；作用的有：皮革片皮机； 灯

14、泡绕丝机；灯泡绕丝机； 陶瓷滚压成型机。陶瓷滚压成型机。 采用采用化学化学作用的有：造纸蒸煮锅；作用的有：造纸蒸煮锅； 金属熔炼机；金属熔炼机； 各种转化工机械。各种转化工机械。 采用采用电化学电化学作用的有：电镀；作用的有：电镀； 电腐蚀设备等。电腐蚀设备等。 采用采用生物化学生物化学作用的有：食品发酵设备等。作用的有：食品发酵设备等。 综合综合作用的：皮革烫皮机。作用的：皮革烫皮机。第15页/共489页第二节第二节 自动机械的特点自动机械的特点第一章 绪论自动机械设计 即便是完成同一功能的机器，也有不同的工作原理和结构即便是完成同一功能的机器，也有不同的工作原理和结构。如。如灯泡绕丝机灯泡

15、绕丝机就有：就有： 无芯绕丝机；无芯绕丝机； 有芯连续绕丝机；有芯连续绕丝机； 和有芯间歇绕丝机等。和有芯间歇绕丝机等。第16页/共489页第二节第二节 自动机械的特点自动机械的特点第一章 绪论自动机械设计肥皂；肥皂；洗衣粉；洗衣粉；各种食品的二次加工：各种食品的二次加工： 方便面；方便面； 面包；面包； 膨化食品。膨化食品。第17页/共489页第三节第三节 自动机械的结构组成及分类自动机械的结构组成及分类第一章 绪论自动机械设计一、自动机械一、自动机械 的结构组成的结构组成二、自动机械按结构和功能分类二、自动机械按结构和功能分类 第18页/共489页第三节第三节 自动机械的结构组成及分类自动

16、机械的结构组成及分类第一章 绪论自动机械设计一、自动机械一、自动机械 的结构组成的结构组成 分析自动冲压机的分析自动冲压机的构造；构造；有有两个两个工艺执行机构工艺执行机构 ： 冲压机构（冲压机构（1010、1111、1212组成组成 ）- -主要主要 供料机构（供料机构（1515、1616等组成等组成 ）- -辅助辅助 为使上述机构协调完成加工为使上述机构协调完成加工任务，机器还需配置其它机构任务，机器还需配置其它机构: 如驱动电机、传动如驱动电机、传动。 自动机械由自动机械由五大部分组成五大部分组成： 1. 1.驱动系统；驱动系统； 2. 2.传动系统；传动系统； 3. 3.执行机构；执行

17、机构； 4. 4.控制系统；控制系统； 5. 5.辅助机构。辅助机构。第19页/共489页第三节第三节 自动机械的结构组成及分类自动机械的结构组成及分类第一章 绪论自动机械设计一、自动机械的结构组成一、自动机械的结构组成 第20页/共489页第三节第三节 自动机械的结构组成及分类自动机械的结构组成及分类第一章 绪论自动机械设计一、自动机械的结构组成一、自动机械的结构组成 1. 驱动系统：驱动系统： 动力源。有电力、液压、气压驱动等动力源。有电力、液压、气压驱动等 2. 传动系统：传动系统： 把电机的动力按照要求的运动和动力把电机的动力按照要求的运动和动力 传递给各个执行机构和其它机构传递给各个

18、执行机构和其它机构; 3. 执行机构：执行机构： 工艺动作的执行者工艺动作的执行者; 4. 控制系统控制系统: 控制其它部分按规定的程序控制其它部分按规定的程序(时间、顺时间、顺 序等序等)进行协调、配合的动作；进行协调、配合的动作； 5. 辅助机构辅助机构: 如剔除机构，计数机构等。如剔除机构，计数机构等。 第21页/共489页第三节第三节 自动机械的结构组成及分类自动机械的结构组成及分类第一章 绪论自动机械设计二、自动机械二、自动机械按结构和功能按结构和功能分类分类1. 成型成型机械；机械；2. 切削切削类类(加工处理类加工处理类)机械；机械；3. 装配装配类机械；类机械；4. 包装包装机

19、械。机械。 第22页/共489页第三节第三节 自动机械的结构组成及分类自动机械的结构组成及分类第一章 绪论自动机械设计1. 成型机械成型机械 通过模具或其它工具施加力使在制品成型通过模具或其它工具施加力使在制品成型。 有热塑、注塑以及冲压等。有热塑、注塑以及冲压等。 如：陶瓷制品的滚压成型；如：陶瓷制品的滚压成型； 各种日用品的冲压成型；各种日用品的冲压成型； 塑料制品的注塑成型等。塑料制品的注塑成型等。 一般经：一般经：上料上料合模合模成型成型开模开模卸制品等。卸制品等。第23页/共489页第三节第三节 自动机械的结构组成及分类自动机械的结构组成及分类第一章 绪论自动机械设计2. 切削类切削

20、类(加工处理类加工处理类)机械机械 用刀具对在制品切削加工用刀具对在制品切削加工。 如：皮革片皮机；如：皮革片皮机； 烟草切梗机；烟草切梗机； 造纸切草机等。造纸切草机等。 一般经：一般经：供料供料上下料上下料夹紧夹紧引进引进切削切削松开。松开。第24页/共489页第三节第三节 自动机械的结构组成及分类自动机械的结构组成及分类第一章 绪论自动机械设计3. 装配类机械装配类机械 以执行工艺动作为主，用各种工具或机械手，按照以执行工艺动作为主，用各种工具或机械手，按照程序将零件装配成部件或产品。程序将零件装配成部件或产品。 如：缝纫机装配机；如：缝纫机装配机； 计算机装配线；计算机装配线； 制鞋用

21、各种机器等。制鞋用各种机器等。第25页/共489页第三节第三节 自动机械的结构组成及分类自动机械的结构组成及分类第一章 绪论自动机械设计4. 包装机械包装机械 类似于装配机械，有其特殊性。类似于装配机械，有其特殊性。 如：包封机；如：包封机； 液体料理装机；液体料理装机； 制袋填充饥；制袋填充饥； 捆扎机等。捆扎机等。 一般经：一般经：输送与供料输送与供料称量称量包封包封贴标贴标计数计数产产品输送等。品输送等。第26页/共489页第四节第四节 自动机械的设计要求及设计过程自动机械的设计要求及设计过程第一章 绪论自动机械设计一、自动机械一、自动机械设计应满足的要求设计应满足的要求二、自动机械二、

22、自动机械的设计过程的设计过程第27页/共489页第四节第四节 自动机械的设计要求及设计过程自动机械的设计要求及设计过程第一章 绪论自动机械设计一、自动机械一、自动机械设计应满足的要求设计应满足的要求1. 使用性能方面；使用性能方面；2. 技术性能方面；技术性能方面；3. 经济性能方面；经济性能方面；4. 其它。其它。第28页/共489页第四节第四节 自动机械的设计要求及设计过程自动机械的设计要求及设计过程第一章 绪论自动机械设计一、自动机械一、自动机械设计应满足的要求设计应满足的要求1. 使用性能方面使用性能方面 运动平稳性；运动平稳性；足够的刚、强度和运动精度。足够的刚、强度和运动精度。 可

23、靠性；可靠性；设备在规定的条件下，在规定的时设备在规定的条件下，在规定的时间内完成或保持其规定的工作能力。间内完成或保持其规定的工作能力。 产品质量稳定性；产品质量稳定性； 加工精度一致性；加工精度一致性； 对环境的适应性；对环境的适应性； 使用维修方便，操作简便安全使用维修方便，操作简便安全。 第29页/共489页第四节第四节 自动机械的设计要求及设计过程自动机械的设计要求及设计过程第一章 绪论自动机械设计一、自动机械一、自动机械设计应满足的要求设计应满足的要求2. 技术性能方面技术性能方面 有一定的灵活性，能适应产品规格、品种变有一定的灵活性，能适应产品规格、品种变 化的要求。化的要求。

24、有合理的自动化程度；有合理的自动化程度； 根据需要和可能性来综合考虑，不能盲根据需要和可能性来综合考虑，不能盲目追求先进性。目追求先进性。 贯彻三化：标准化、通用化和系列化。贯彻三化：标准化、通用化和系列化。第30页/共489页第四节第四节 自动机械的设计要求及设计过程自动机械的设计要求及设计过程第一章 绪论自动机械设计一、自动机械一、自动机械设计应满足的要求设计应满足的要求3. 经济性能方面经济性能方面 结构简单，制造容易，成本低；结构简单，制造容易，成本低； 生产率高、效率高，能耗少；生产率高、效率高，能耗少； 节约材料，贵金和稀有金属。节约材料，贵金和稀有金属。第31页/共489页第四节

25、第四节 自动机械的设计要求及设计过程自动机械的设计要求及设计过程第一章 绪论自动机械设计一、自动机械一、自动机械设计应满足的要求设计应满足的要求4. 其它其它 减轻劳动强度，不污染环境和产品，符合人减轻劳动强度，不污染环境和产品，符合人机工程学；机工程学； 留有发展的余地。留有发展的余地。第32页/共489页第四节第四节 自动机械的设计要求及设计过程自动机械的设计要求及设计过程第一章 绪论自动机械设计二、自动机械二、自动机械的设计过程的设计过程 四阶段四阶段：初步设计初步设计阶段阶段技术设计技术设计阶段阶段工工作图设计作图设计阶阶段段安装调试安装调试阶段。阶段。 可按以下过程进行：可按以下过程

26、进行： 熟悉设计任务书，确定工艺方案，绘制工艺原理图；熟悉设计任务书，确定工艺方案，绘制工艺原理图； 确定加工循环时间；确定加工循环时间； 选择执行机构的运动规律，运动学、动力学分析；选择执行机构的运动规律，运动学、动力学分析； 选择执行机构，绘制运动图，运动和工作循环图；选择执行机构，绘制运动图，运动和工作循环图； 初步确定主要结构和尺寸；初步确定主要结构和尺寸； 确定总体方案；确定总体布局；确定总体方案；确定总体布局； 估算技术经济指标，验证方案的先进合理性；估算技术经济指标，验证方案的先进合理性； 具体结构设计。具体结构设计。第33页/共489页第五节第五节 自动机械的发展方向自动机械的

27、发展方向第一章 绪论自动机械设计1. 向机电一体化和智能化方向发展；向机电一体化和智能化方向发展；2. 自动机械自动机械的设计需采用或提高的设计需采用或提高“三化三化”水平；水平；3. 向高速化方向发展。需解决：向高速化方向发展。需解决： 降低振动和噪声降低振动和噪声 提高可靠性提高可靠性 减少摩擦和磨损减少摩擦和磨损 采用新技术采用新技术第34页/共489页第一节第一节 自动机械的生产率分析自动机械的生产率分析第二节第二节 提高自动机械生产率的途径提高自动机械生产率的途径第三节第三节 自动机械的循环图设计自动机械的循环图设计第四节第四节 与自动机械循环图相关的两个问题与自动机械循环图相关的两

28、个问题第二章 自动机械设计原理自动机械设计第35页/共489页第一节第一节 自动机械的生产率分析自动机械的生产率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计一、概述一、概述1. 生产率生产率Q： 在单位时间内生产或完成加工的产品的数量在单位时间内生产或完成加工的产品的数量，是，是 衡量自功机械性能优劣的主要指标之一。衡量自功机械性能优劣的主要指标之一。 单位有：件单位有：件min，kgmin，mh，m2h等等。等等。2. 生产率生产率Q可分为可分为： 理论生产率理论生产率QT：自动机械调整到正常工作状态自动机械调整到正常工作状态时，单位时间内生产或完成的产品数量时，单位时间内生产或完成的产品数量。

29、是自动机械。是自动机械的的基本参数基本参数。对于某种机器结构，是。对于某种机器结构，是完全确定完全确定的值。的值。 A.单件：单件： B.多件多件w： ZT1ZTZTZQppyT Z*wTwQpT 其中：其中：Ty有效工作时间；有效工作时间；Z在有效工作时间内的循环次数在有效工作时间内的循环次数；Z单位时间内的循环次数；单位时间内的循环次数；Tp工作循环时间工作循环时间第36页/共489页第一节第一节 自动机械的生产率分析自动机械的生产率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计一、概述一、概述2. 生产率生产率Q可分为可分为： 实际生产率实际生产率QP：（额定生产能力、预期生产能：（额定生产能

30、力、预期生产能力、设计能力）力、设计能力）单位时间内平均生产或完成的合格产单位时间内平均生产或完成的合格产品的数量。品的数量。是自动机械真正的实效生产能力。是考虑是自动机械真正的实效生产能力。是考虑了故障、维修、出现废品或其它原因引起的停机时间了故障、维修、出现废品或其它原因引起的停机时间 单件加工方式：单件加工方式： 工艺生产率工艺生产率K：在某种工艺条件下，自动机械在某种工艺条件下，自动机械 在单位时间内可能生产或完成加工产品的最大数量在单位时间内可能生产或完成加工产品的最大数量。 它是假设加工对象在自动机械上的全部时间内连续接它是假设加工对象在自动机械上的全部时间内连续接 受加工，没有空

31、行程的损失。受加工，没有空行程的损失。总总TZQT 是实际运行时是实际运行时间与停顿时间之和间与停顿时间之和。总总T第37页/共489页第一节第一节 自动机械的生产率分析自动机械的生产率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计一、概述一、概述3. 自动机械分类（按生产过程的连续性划分）自动机械分类（按生产过程的连续性划分） 间歇作用型自动机械（第间歇作用型自动机械（第类自动机械）类自动机械） 特点特点：加工对象在自动机械上的加工、传送和处理：加工对象在自动机械上的加工、传送和处理 等是间歇式周期进行的。等是间歇式周期进行的。 此时的此时的QT：取决于生产节拍，取决于生产节拍， 连续作用型自动机

32、械（第连续作用型自动机械（第 类自动机械）类自动机械） 特点特点：加工对象在自动机械上的加工、传送和处理加工对象在自动机械上的加工、传送和处理 等是连续进行的。等是连续进行的。 此时的此时的QT：取决于自动机械上的移动速度，即自动机：取决于自动机械上的移动速度，即自动机 械的工艺速度，械的工艺速度，pTTRQ pTRQ 其中其中R R是产品特征是产品特征系数，见表系数，见表2-12-1第38页/共489页第一节第一节 自动机械的生产率分析自动机械的生产率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计二、间歇作用型自动机械的理论生产率分析二、间歇作用型自动机械的理论生产率分析1. 自动机械执行机构的动

33、作，分为自动机械执行机构的动作，分为 工艺操作：工艺操作：加工、装配或计量等动作加工、装配或计量等动作。 辅助操作：辅助操作：加工对象的传送、安装和自动检验，加工对象的传送、安装和自动检验， 以及自动机械执行机构的空行程等动作以及自动机械执行机构的空行程等动作。 这些动作的时间，有的相互重合或重合一部分，有的则不能这些动作的时间，有的相互重合或重合一部分，有的则不能 所以在所以在工作循环时间工作循环时间Tp内，各执行机构进行工艺操作的时间内，各执行机构进行工艺操作的时间为为基本工艺时间基本工艺时间Tk ；而与基本工艺时间不相重合的时间内，各执；而与基本工艺时间不相重合的时间内，各执行机构中的行

34、机构中的辅助操作所花的时间辅助操作所花的时间Tf 。 则有：则有：fkpTTT 第39页/共489页第一节第一节 自动机械的生产率分析自动机械的生产率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计二、间歇作用型自动机械的理论生产率分析二、间歇作用型自动机械的理论生产率分析2. 间歇型自动机械的理论生产率间歇型自动机械的理论生产率 单件生产时单件生产时： 若若Tf=0： 第第类自动机械类自动机械Tf0： 也即：也即：fkpTTT1T1Q KT1QkT KTK11KTK1KTT1T1QffkfkT1TTT1T1KQpkkpT 显然，要减少工作循环时间显然，要减少工作循环时间T Tp p来提高自动机械的理

35、论生产率来提高自动机械的理论生产率Q QT T，就必须减少基本工艺时间就必须减少基本工艺时间T Tk k或辅助或辅助操作时间操作时间T Tf f，或使两者同时减少。，或使两者同时减少。第40页/共489页第一节第一节 自动机械的生产率分析自动机械的生产率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计二、间歇作用型自动机械的理论生产率分析二、间歇作用型自动机械的理论生产率分析3. 工艺生产率工艺生产率K与生产率系数与生产率系数和和理论生产率理论生产率QT的关系的关系 结论：结论：第第类类 Q QT TK;K; K K相同，相同，T Tf fQT T;K K较低时，较低时，T Tf f对对Q QT T的

36、影响显著的影响显著; ; T Tf f=0=0连续作用型连续作用型(第第类类)自动机械。自动机械。此时，此时，Q QT T=K,=K,=1=1。ffKmaxTT1TK1KlimQ 第41页/共489页第一节第一节 自动机械的生产率分析自动机械的生产率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计三、连续作用型自动机械的理论生产率三、连续作用型自动机械的理论生产率QT分析分析1. 连续作用型自动机械的特点连续作用型自动机械的特点 辅助操作在基本工艺时间内进行辅助操作在基本工艺时间内进行，辅助操作所用时，辅助操作所用时 间与基本工艺时间间与基本工艺时间Tk完全重合完全重合， QT 完全取决于加工对完全取

37、决于加工对象的移动速度或工艺速度：象的移动速度或工艺速度：2. 提高连续型自动机械的理论生产率提高连续型自动机械的理论生产率QT的途径的途径 改革工艺或采用先进工艺改革工艺或采用先进工艺等途径等途径提高工艺速度。提高工艺速度。3. 转盘式多工位转盘式多工位连续作用型自动机械的理论生产率连续作用型自动机械的理论生产率QTpTRQ NnQpT 其中：其中：np-自动机械转盘的转速自动机械转盘的转速rpm; N-转盘上的工位数。转盘上的工位数。第42页/共489页第一节第一节 自动机械的生产率分析自动机械的生产率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计三、连续作用型自动机械的理论生产率三、连续作用型

38、自动机械的理论生产率QT分析分析4. 自动灌装机自动灌装机 kT p 工艺循环周期工艺循环周期 液体经灌装阀流入瓶内液体经灌装阀流入瓶内所用的时间。所用的时间。灌装角灌装角 灌装开始灌装开始(装瓶装瓶)到灌装到灌装结束结束(卸瓶卸瓶)，灌装机转盘转过的，灌装机转盘转过的角度。角度。kppTn2 第43页/共489页第一节第一节 自动机械的生产率分析自动机械的生产率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计三、连续作用型自动机械的理论生产率三、连续作用型自动机械的理论生产率QT分析分析4. 自动灌装机自动灌装机 p 影响灌装角影响灌装角 的因素的因素 与某些物理及结构因素有关，如液体黏度、与某些物

39、理及结构因素有关，如液体黏度、 流量口的形流量口的形状与尺寸等；状与尺寸等； 在灌装角在灌装角 选定的情况下，转盘的转速选定的情况下，转盘的转速np 应满足：应满足：工作循环时间工作循环时间p kppT2n kTk12k1kT)NN1(TNNT 其中其中：N1-从装瓶到卸瓶，转盘从装瓶到卸瓶，转盘 转过的工位数；转过的工位数； N2-转盘其余的工位数。转盘其余的工位数。 N=N1+N2第44页/共489页第一节第一节 自动机械的生产率分析自动机械的生产率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计三、连续作用型自动机械的理论生产率三、连续作用型自动机械的理论生产率QT分析分析4. 自动灌装机自动灌

40、装机 多工位连续作用型自动机械的发展方向多工位连续作用型自动机械的发展方向 朝增加工位数的方向发展。朝增加工位数的方向发展。 分析：分析： 灌灌装所采用的工艺方案一旦确定装所采用的工艺方案一旦确定 就一定，在就一定，在N N2 2 和和n np p 不变的情况下，不变的情况下， N NTk kQT Tk12k1kT)NN1(TNNT kT 第45页/共489页第一节第一节 自动机械的生产率分析自动机械的生产率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计三、连续作用型自动机械的理论生产率三、连续作用型自动机械的理论生产率QT分析分析5. 举例举例 某某50工位液体灌装机，根据工艺要求，灌装时间工位液

41、体灌装机，根据工艺要求，灌装时间 =15s，若灌装角，若灌装角 ，问该机最高生产率为多少瓶，问该机最高生产率为多少瓶min?解：灌装机转盘的转速应为解：灌装机转盘的转速应为 取取n np p3r 3rminmin，又，又N N=50=50，得灌装机的最高生产率，得灌装机的最高生产率为：为：Q QT T= =N N* *n np p=50=50* *3 3150(150(瓶瓶min)min)kT 270p)minr (360152180270T2nkpp 第46页/共489页第一节第一节 自动机械的生产率分析自动机械的生产率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械的实际生产率四、自动

42、机械的实际生产率Qp及其影响因素及其影响因素1. 时间损失概念时间损失概念 除了基本工艺时间之外的所有各种非加工性的时间除了基本工艺时间之外的所有各种非加工性的时间消耗。消耗。 循环外的时间损失循环外的时间损失 自动机械常因某些自然或意外的原因而中断自动机械常因某些自然或意外的原因而中断 所消耗的时间。所消耗的时间。 循环内的时间损失循环内的时间损失 前面介绍过的辅助操作时间。前面介绍过的辅助操作时间。 二者之和为时间损失。二者之和为时间损失。第47页/共489页第一节第一节 自动机械的生产率分析自动机械的生产率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械的实际生产率四、自动机械的实际

43、生产率Qp及其影响因素及其影响因素2. 实际生产率与理论生产率的关系实际生产率与理论生产率的关系 自动机械连续工作了一段时间之后的循环外的时间自动机械连续工作了一段时间之后的循环外的时间 损失，在计算实际生产率时，必须分摊到在此期间加工损失，在计算实际生产率时，必须分摊到在此期间加工 出的每一件加工对象上。出的每一件加工对象上。 这样，这样，实际生产率实际生产率Q Qp p 必然低于必然低于前面计算出的理论前面计算出的理论 生产率生产率Q QT T，二者的关系为：二者的关系为： TpQQ 其中： -自动机械的时间利用系数；自动机械的时间利用系数； 1 第48页/共489页第一节第一节 自动机械

44、的生产率分析自动机械的生产率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械的实际生产率四、自动机械的实际生产率Qp及其影响因素及其影响因素3. 循环内与循环外的时间损失可分为六类：循环内与循环外的时间损失可分为六类： 循环内的空程时间损失循环内的空程时间损失Tf：空回程、装卸及自检等。空回程、装卸及自检等。 与刀具或其它成型工具使用有关的时间损失与刀具或其它成型工具使用有关的时间损失Tt ： 换刀、调整刀，刃磨及微调。换刀、调整刀，刃磨及微调。 与自动机械及辅助设备使用有关的时间损失与自动机械及辅助设备使用有关的时间损失Te： 修理设备和恢复。修理设备和恢复。 与生产管理有关的时间损失：

45、与生产管理有关的时间损失：与生产技术及设备的工作条件无关与生产技术及设备的工作条件无关 与产生废品有关的时间损失：与产生废品有关的时间损失：不允许存在。不允许存在。 转换生产另一批产品时所花的准备转换生产另一批产品时所花的准备-终结时间损失：终结时间损失：取决于批量取决于批量第49页/共489页第一节第一节 自动机械的生产率分析自动机械的生产率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械的实际生产率四、自动机械的实际生产率Qp及其影响因素及其影响因素4. 自动机械的实际生产率自动机械的实际生产率Qp 其中：其中：T Tn n-分摊到每一件产品上的分摊到每一件产品上的循环外循环外时间损失

46、，时间损失，T Tn n=T=Tt t+T+Te e Tf ：主要与设备设计有关；：主要与设备设计有关； Tn ：则与设备的设计、选择、使用等方面有关：则与设备的设计、选择、使用等方面有关：npetfkpTT1TT)TT(1Q 第50页/共489页第一节第一节 自动机械的生产率分析自动机械的生产率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械的实际生产率四、自动机械的实际生产率Qp及其影响因素及其影响因素5. 举例：举例：已知电池自动压帽机的电动机转速为已知电池自动压帽机的电动机转速为n n0 0=1440 r=1440 rminmin，经皮带，经皮带 及蜗杆蜗轮两级减速后到分配轴，总传

47、动比为及蜗杆蜗轮两级减速后到分配轴，总传动比为i=48i=48，分配轴每转一周生产，分配轴每转一周生产 一个产品，该机在一个工作班一个产品，该机在一个工作班(8h)(8h)内停机内停机1616次，平均每次次，平均每次3min3min，试计算该，试计算该 机的理论生产率机的理论生产率Q QT T 和实际生产率和实际生产率Q Qp p 并求该机的时间利用系数。并求该机的时间利用系数。解：解：分配轴转速分配轴转速： 所以该机所以该机工作循环时工作循环时： 该机的该机的理论生产率为理论生产率为： 由于该机在本班的停歇时间为由于该机在本班的停歇时间为316=48min=48min，因此，因此有效工作时间

48、有效工作时间为：为： min)/r (30481440inn0p ) s (2(min)301n1Tpp min)/(30QT件件 ）（总总min4324860848TTy 第51页/共489页第一节第一节 自动机械的生产率分析自动机械的生产率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计四、自动机械的实际生产率四、自动机械的实际生产率Qp及其影响因素及其影响因素5. 举例举例(续前续前)： 解：解：本机在一班生产的本机在一班生产的产品件数产品件数为：为： 所以分摊到每一件产品上的所以分摊到每一件产品上的循环外时间损失循环外时间损失为：为： 本机的本机的实际生产率实际生产率为：为： 本机的本机的时间

49、利用系数时间利用系数：解法解法由于由于 n n 为本机在一班的为本机在一班的总循环次数总循环次数Z，实际生产率也可为：，实际生产率也可为： )(1296043230TQnyT件件 ) s (92129606048n48Tn min)/(27) s/(2099221TT1Qnpp件件件件 9 . 03027QQTp ）（件（件总总min/2760812960TZQp 第52页/共489页第一节第一节 自动机械的生产率分析自动机械的生产率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计五、自动机械的调整时间五、自动机械的调整时间1. 原因原因 自动机械中的各种设备、机构和元件，即使在良好的工自动机械中的各

50、种设备、机构和元件，即使在良好的工 作条件下，经过一定时间使用后，总可能会发生故障或失去作条件下，经过一定时间使用后，总可能会发生故障或失去 工作能力。工作能力。如刀具磨钝、轴承磨损、电触头因烧蚀而接触不如刀具磨钝、轴承磨损、电触头因烧蚀而接触不 良等等。良等等。就须花一定的时间进行检修和调整。就须花一定的时间进行检修和调整。2. 调整时间调整时间T 用以重新恢复自动机械的工作能力所需的技术时间。用以重新恢复自动机械的工作能力所需的技术时间。 不能等同于不能等同于“停歇时间停歇时间”。 一般以一般以调整时间系数调整时间系数B来表示。来表示。yTTB 其中：其中：Ty-自动机械自动机械 实际工作

51、时间实际工作时间。第53页/共489页第一节第一节 自动机械的生产率分析自动机械的生产率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计五、自动机械的调整时间五、自动机械的调整时间 3. 自动机械中十大类设备、机构和元件的调整时间系数自动机械中十大类设备、机构和元件的调整时间系数Bi第54页/共489页第一节第一节 自动机械的生产率分析自动机械的生产率分析第二章 自动机械设计原理自动机械设计五、自动机械的调整时间五、自动机械的调整时间 3. 自动机械整机的调整时间系数自动机械整机的调整时间系数Bsnt101iiB.BBBB 第55页/共489页第一节第一节 自动机械的生产率分析自动机械的生产率分析第二

52、章 自动机械设计原理自动机械设计snt101iiB.BBBB 第56页/共489页第二节第二节 提高自动机械生产率的途径提高自动机械生产率的途径第二章 自动机械设计原理自动机械设计 须全面分析各种工艺因素和设备因素：须全面分析各种工艺因素和设备因素： 设计先进合理的工艺方案、结构方案和运动方案；设计先进合理的工艺方案、结构方案和运动方案； 选择先进可靠的设备、机构和元件等。选择先进可靠的设备、机构和元件等。一、减少循环内的空程及辅助操作时间一、减少循环内的空程及辅助操作时间 设计工艺方案时，尽可能使空程及辅助操作时间与基本工艺设计工艺方案时，尽可能使空程及辅助操作时间与基本工艺 时间重合，或使

53、空程及辅助操作时间重合，或使空程及辅助操作时间彼此重合时间彼此重合。 设计和选择合理的机构设计和选择合理的机构工作速度工作速度。如慢进、快退。如慢进、快退。 采用采用连续作用型连续作用型自动机械。根本上消除循环内的时间损失。自动机械。根本上消除循环内的时间损失。二、减少循环外的时间损失二、减少循环外的时间损失 自动机械工位愈多，循环外的时间损失对生产率的影响就愈大自动机械工位愈多，循环外的时间损失对生产率的影响就愈大第57页/共489页第二节第二节 提高自动机械生产率的途径提高自动机械生产率的途径第二章 自动机械设计原理自动机械设计二、减少循环外的时间损失二、减少循环外的时间损失 1减少第减少

54、第类时间损失类时间损失 提高刀具及成型工具的耐用度提高刀具及成型工具的耐用度 减少更换和调整工具的时间减少更换和调整工具的时间 2减少第减少第类时间损失类时间损失 减少机械设备的调整时间。减少机械设备的调整时间。 设计能自动操纵和连锁保护的控制系统和检测系统。设计能自动操纵和连锁保护的控制系统和检测系统。 方便液压、气动系统的维修。方便液压、气动系统的维修。 加强计划检修和日常维护保养工作。加强计划检修和日常维护保养工作。 生产组织和管理工作适应自动化生产的要求。生产组织和管理工作适应自动化生产的要求。第58页/共489页第二节第二节 提高自动机械生产率的途径提高自动机械生产率的途径第二章 自

55、动机械设计原理自动机械设计三、减少基本工艺时间三、减少基本工艺时间 1提高工艺速度：提高工艺速度：新工艺、先进工艺。新工艺、先进工艺。 2采用采用“工艺分散原则工艺分散原则”： 工艺时间较长的工序分散到几个工位上。工艺时间较长的工序分散到几个工位上。 3. 采用平行加工。采用平行加工。第59页/共489页第三节第三节 自动机械的循环图设计自动机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计一、自动机械的工作循环与执行机构的运动循环一、自动机械的工作循环与执行机构的运动循环 1自动机械的工作循环：自动机械的工作循环：Tp 自动机械顺序给出两相邻产品的时间间隔；自动机械顺序给出两相邻产品的时间

56、间隔； 决定着自动机械的理论生产率决定着自动机械的理论生产率Q QT T 2执行机构的运动循环：执行机构的运动循环： 执行机构周期性地回到其初始位置之间的时间间隔。执行机构周期性地回到其初始位置之间的时间间隔。 3. 自动机械的工作循环自动机械的工作循环实际上与自动机械中任一执行机构的实际上与自动机械中任一执行机构的 运动循环都是运动循环都是相等相等的。的。 因此，可用执行机构的运动循环来表示自动机械的工因此，可用执行机构的运动循环来表示自动机械的工 作循环。作循环。第60页/共489页第三节第三节 自动机械的循环图设计自动机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计一、自动机械的工作

57、循环与执行机构的运动循环一、自动机械的工作循环与执行机构的运动循环 4. 第第类自动机械类自动机械 自动机械的工作循环自动机械的工作循环T Tp p： 任一执行机构的运动循环：任一执行机构的运动循环：辅助时间辅助时间T Tf f可分成空行程时可分成空行程时 间间T Td d和等待停歇时间和等待停歇时间T To o 则：则： 自动机械的理论生产率：自动机械的理论生产率： Q QT T，需需T Tk k:与工艺过程的工艺参数有关与工艺过程的工艺参数有关采用采用先进工艺先进工艺； T Td d:与执行机构的运动规律有关与执行机构的运动规律有关选选高速平稳的运动规律高速平稳的运动规律 T To o:可

58、用可用合理的循环图设计合理的循环图设计，使机构的无用停歇减少。，使机构的无用停歇减少。fkpTTT odkfkpTTTTTT odkpTTTTRTRQ 第61页/共489页第三节第三节 自动机械的循环图设计自动机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计一、自动机械的工作循环与执行机构的运动循环一、自动机械的工作循环与执行机构的运动循环 4. 第第类自动机械类自动机械 多工位转盘式第多工位转盘式第类自动机械，应减少类自动机械，应减少限制性工位限制性工位上执上执 行机构的运动循环，如行机构的运动循环，如“工序分散原则工序分散原则”等。等。 5. 第第类自动机械类自动机械 其执行机构的运动

59、循环主要由其执行机构的运动循环主要由工艺速度工艺速度决定。决定。二、自动机械的工作循环图二、自动机械的工作循环图 1 . 自动机械的工作循环图自动机械的工作循环图 表示自动机械表示自动机械各执行机构的运动循环各执行机构的运动循环在自动机械工作循在自动机械工作循 环内环内相互关系相互关系的示意图。的示意图。 由循环图可看出各执行机构以怎样的顺序对产品进行加工。由循环图可看出各执行机构以怎样的顺序对产品进行加工。第62页/共489页第三节第三节 自动机械的循环图设计自动机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计二、自动机械的工作循环图二、自动机械的工作循环图 2 . 自动机械的循环图设计

60、的作用自动机械的循环图设计的作用 可使各执行机构按照工艺要求的可使各执行机构按照工艺要求的正确顺序和准确时间正确顺序和准确时间 进行各种工艺操作和辅助操作；进行各种工艺操作和辅助操作； 避免各机构之间可能出现的避免各机构之间可能出现的空间干涉空间干涉； 减少甚至消除机构的减少甚至消除机构的无用停歇时间无用停歇时间； 提高生产率提高生产率，降低能耗降低能耗。 第63页/共489页第三节第三节 自动机械的循环图设计自动机械的循环图设计第二章 自动机械设计原理自动机械设计二、自动机械的工作循环图二、自动机械的工作循环图 3 . 执行机构的运动循环图执行机构的运动循环图 三种图形表示：三种图形表示：第