产品结构设计7

1、产品结构设计-72013年l产品动力系统的基本种类与用途l产品传动系统的基本种类与用途产品的动力与传动的种类与用途l电力发动机l燃油发动机l太阳能发动机l其它发动机产品动力系统的基本种类与用途l电力发动机-1概念：又称马达、电机是以电力为能源的发动机。种类：高速电机：从每分钟几千转到每分钟几万转不等。高速运转 的机床设备、电气化列车就采用高速电机。低速电机：从每分钟几十转到每分钟几百转不等。自动传送 带，小型观光游览车也采用此动力。微电机：小型动力产品的最主要来源。比如洗衣机、电风扇、电动 自行车、吸尘器、电吹风、剃须刀、油烟机等家电产品都 采用这种动力源。特点：体积小，重量轻、价格低。变频电

2、机:低速到高速的平稳过渡，这种电机设备和家电产品中得 到越来越广泛的应用。 变频电机的优势： 1、具备有启动功能 2、采用电磁设计，减少了定子 和转子的阻值 3、适应不同工况条件下的频繁变速 4、在一定程度上节能 l电力发动机-2按电力能源分类：有线和无线。有线电能：通过交、直流电源直接将电能输送给电机。 如吸尘器、洗衣机电热水壶等家电产品。无线（便携）电能：通常以蓄电池（又称可充电电池）形式出现，它是一种电力能源。常见的有镍铬电池、镍氢电池、锂电池等多种。 l燃油发动机概念：以燃烧油料获取热能作为动力源的发动机。用于：汽车、摩托车、拖拉机和轮船等。特点：动力强劲、移动自由、对空气污染较大、噪

3、音大、工作平稳性较差和成本较高。 l太阳能发动机概念：以收集的太阳能作为动力源的发动机称为太阳能 发动机。用于：太阳能手表、太阳能计算器等。特点：环保、无污染、低噪音、无后期投入的优点。 缺点是必须有一个接受太阳能的蓄能平面或者曲面， 限制性强。l其它发动机 燃煤发动机、风能、水能、核能、人力 l带传动l链传动l齿轮传动l涡轮蜗杆传动l液压传动（气压）l其它常用传动机构产品传动系统的基本种类与用途l带传动概念：是用带轮及环形的、橡胶与帘子布交织的带状物（皮带）来传递动力、实现转速的变化和扭矩的变化的传动系统。特点：平稳性好、噪音小、维修方便、制造成本低，但占用空间较大、皮带随时间变得松弛、打滑

4、。用途：适用于传递速比要求不是很精确的传动系统。实例：自动生成线的传送带。超市物品传送装置、老式缝纫机。 l链传动概念：是用金属链条和链轮的啮合来传递动力、实现转速的变化和扭矩变化的传动系统。特点：可靠性好、不打滑、可以传递较大扭矩的动力。传动噪音较大，传动平稳性较差。所占空间较大。随磨损的加大间隙加大，可能出现咬琏、或者脱琏的现象。用途：自行车（可实现多级变速），垂直升降机。 l齿轮传动概念：是通过齿轮的相互啮合实现传动比的变化。特点：精确的多级传动，实现多级变速。分类：直齿轮传动斜齿轮传动圆锥齿轮传动齿轮齿条传动涡轮蜗杆传动 l液压传动概念：是利用真空泵中的压力来传递动力。特点：工作平稳、

5、缓冲阻尼性好，无噪音。由于其加工精度要求很高、结构复杂、故其价格也比较高。用途：工程车（吊车臂的伸缩、挖掘机的翻爪、电梯的升降）。 l其它常用机构铰链四杆机构。 曲柄摇杆机构（圆周运动圆周往复摇摆） 双曲柄机构（圆周运动圆周运动） 双摇杆机构（圆周往复摇摆-圆周往复摇摆曲柄滑块机构（圆周运动圆周运动的传递往复直线运动）凸轮连杆机构。螺旋机构传动间歇运动传动 图图1-31-3 破碎机的破碎机构破碎机的破碎机构 曲柄摇杆机构 铰链的结构和简化画法铰链的结构和简化画法 a a）外观）外观 b b）组成）组成 c c）简化画法）简化画法 图图1-7 1-7 缝纫机的驱动机构缝纫机的驱动机构 a a）外

6、观）外观 b b）驱动机构简图）驱动机构简图 图图1-10 1-10 牛头刨床的进给机构牛头刨床的进给机构 a a）机床外观）机床外观 b b）进给机构简图）进给机构简图 图图1-14 1-14 机车主动轮联动装置机车主动轮联动装置 a a）结构示意）结构示意 b b）机构简图）机构简图 双曲柄机构图图1-17 1-17 港口起重机港口起重机 a a）结构示意）结构示意 b b）机构简图）机构简图 双摇杆机构双摇杆机构 四杆机构基本形式的判别四杆机构基本形式的判别 在四杆机构中，当最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两在四杆机构中，当最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和时，一般可以

7、有以下三种情况：杆长度之和时，一般可以有以下三种情况： 1) 1) 取与最短杆相邻的任一杆为静件，并取最短杆为曲柄，则此取与最短杆相邻的任一杆为静件，并取最短杆为曲柄，则此机构为机构为曲柄摇杆机构；曲柄摇杆机构； 2) 2) 取最短杆为静件时，此机构为取最短杆为静件时，此机构为双曲柄机构；双曲柄机构； 3) 3) 取最短杆对面的杆为静件时，此机构为取最短杆对面的杆为静件时，此机构为双摇杆机构。双摇杆机构。 当四杆机构中最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和当四杆机构中最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，则不论取哪一杆为静件，都只能构成双摇杆机构。时，则不论取哪一杆为静件，都只能构

8、成双摇杆机构。 曲柄滑块机构曲柄滑块机构 l 曲柄滑块机构曲柄滑块机构 曲柄滑块机构是由曲柄、连杆、滑块及机架组成的另一种平面曲柄滑块机构是由曲柄、连杆、滑块及机架组成的另一种平面连杆机构。图为曲柄滑块机构简图。曲柄滑块机构在各种机械中应用连杆机构。图为曲柄滑块机构简图。曲柄滑块机构在各种机械中应用相当广泛。相当广泛。 压力机中的曲柄滑块机构压力机中的曲柄滑块机构 a）机构示意）机构示意 b）机构简图）机构简图 1工件工件 2滑块滑块 3连杆连杆 4曲轴曲轴 5齿轮齿轮 内燃机中的曲柄滑块机构内燃机中的曲柄滑块机构 a a）机构示意）机构示意 b b）机构简图）机构简图 1 1曲轴曲轴 2 2

9、连杆连杆 3 3活塞活塞 图4-21载重汽车的自卸结构为曲柄摇块机构的反作用，以连杆（液压缸）为驱动源，曲柄（车厢）为执行构件。图图1-22 1-22 造型机凸轮机构造型机凸轮机构 1 1凸轮凸轮 2 2滚子滚子 3 3工作台工作台 凸轮机构 凸轮机构主要由凸轮、从动杆和机架所组成。凸轮机构主要由凸轮、从动杆和机架所组成。 凸轮机构有如下基本特性：当凸轮转动时，借助于本身的曲线凸轮机构有如下基本特性：当凸轮转动时，借助于本身的曲线轮廓或凹槽迫使从动杆作一定规律的运动，即从动杆的运动规律取轮廓或凹槽迫使从动杆作一定规律的运动，即从动杆的运动规律取决于凸轮轮廓曲线或凹槽曲线的形状。决于凸轮轮廓曲线

10、或凹槽曲线的形状。 凸轮机构的最大优点是：只要做出适当的凸轮轮廓，就可以使凸轮机构的最大优点是：只要做出适当的凸轮轮廓，就可以使从动杆得到任意预定的运动规律，并且结构比较简单、紧凑。从动杆得到任意预定的运动规律，并且结构比较简单、紧凑。 凸轮机构的主要缺点是：凸轮轮廓加工比较困难；凸轮轮廓与凸轮机构的主要缺点是：凸轮轮廓加工比较困难；凸轮轮廓与从动杆之间是点或线接触，容易磨损。从动杆之间是点或线接触，容易磨损。 螺旋千斤顶主要用螺旋传动动力，执行直线移动的构件可以是螺旋轴或螺母。图3-28所示的千斤顶，螺母为机架，螺旋轴移动顶起负载重物。螺旋机构传动l间歇运动传动图3-2为一药片包装机数片机头结构示意图。 实际产品结构中，为满足传动要求，常采用多组齿轮机构组成的传动链，图3-10为机械照相机的卷片机构。 利用电磁原理也可实现往复移动和摆动，在现代电子产品特别是数字控制产品中，使用电磁原理的机构可实现精密的运动控制，图4-1为计算机硬盘结构，其寻道机构的运动控制就是利用电磁原理实现的。课后作业-6：l1、现有的瓶盖设计有几种结构方式，分别总结并用图片说明。l2、运用组合或