机械创新设计的技术基础

1、第三章 机械创新设计的技术基础第一节 机器的组成分析第二节 机械运动形态及其变换第三节 机械运动及其控制第四节 机械系统及其发展一、机器的组成机械创新设计的内容主要涉及到机械运动系统原动机传动系统控制系统工作执行系统第一节 机器的组成分析二、原动机电动机内燃机一次能源动力机：水力机、风力机液压马达三相交流异步电动机直流电动机伺服电动机汽油机柴油机三、机械传动系统1、啮合传动：齿轮传动、链传动2、摩擦传动：带传动、摩擦轮传动3、螺旋传动4、万向轴传动5、钢丝软轴传动6、液压传动7、液力传动8、电磁传动四、工作执行系统1、连杆机构2、凸轮机构3、齿轮机构4、间歇运动机构6、螺旋机构7、电磁机构五、

2、控制系统1、机械控制2、电器控制3、自动控制1、连续转动到连续转动的运动变换与实现机构2、连续转动到步进转动的运动变换与实现机构3、连续转动到往复摆动的运动变换与实现机构4、连续转动到往复直线移动的运动变换与实现机构5、连续转动到平面运动的变换与实现机构6、直线移动到直线移动的运动变换与实现机构7、直线移动到定轴转动或摆动的运动变换与实现机构第二节 机构及其运动形态分析1、连续转动到连续转动的运动变换与实现机构 齿轮传动机构，摩擦轮传动机构连杆机构带传动机构、链传动机构、绳索传动机构液力传动机构，钢丝软轴传动机构万向节传动机构等直齿轮传动斜齿轮传动人字齿轮传动内齿轮传动螺旋齿轮传动蜗杆传动锥齿

3、轮传动椭圆齿轮传动双曲柄机构转动导杆机构双转块机构带传动机构液力传动机构绳索传动机构钢丝软轴传动机构摩擦轮传动机构同步带传动机构2、连续转动到步进转动的运动变换与 实现机构槽轮机构棘轮机构不完全齿轮机构分度凸轮机构外棘轮机构换向棘轮机构摩擦棘轮机构外槽轮机构内棘轮机构棘条机构空间槽轮机构棘轮机构应用槽轮机构应用分度凸轮轮机构不完全齿轮机构3、连续转动到往复摆动的运动变换与 实现机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构摆动导杆机构摆动从动件凸轮机构曲柄摇杆机构曲柄导杆机构曲柄摇块机构摆动凸轮机构4、连续转动到往复直线移动的运动变换与 实现机构曲柄滑块机构正弦机构直动从动件凸轮机构齿轮齿条机构螺旋机构曲柄滑块

4、机构直动凸轮机构齿轮齿条机构正弦机构 5、连续转动到平面运动的变换与实现机构连杆机构连杆行星齿轮机构行星轮单行星轮传动机构连杆机构双行星轮传动机构6、直线移动到直线移动的运动变换与实现机构双滑块机构移动凸轮机构双滑块机构移动凸轮机构7、直线移动到定轴转动或摆动的运动变换与 实现机构曲柄滑块机构滑块主动齿轮齿条机构齿条主动滑块主动齿轮主动应用例举四缸发动机V型发动机2、电磁机构主要用在开关领域,如电磁离合器接触器等新领域,利用超导现象控制导磁物体的悬浮第三节 机械的控制系统一、机械运动的动停控制二、机械运动的离合控制三、机械运动的制动控制四、机械运动的速度控制五、机械运动的位置控制六、机械运动的

5、换向控制一、机械运动的动停与控制主要指机器的启动与停车，可直接控制电动机的电源二、机械运动的离合控制指机器动力源不切断，停止工作执行系统的工作，可通过各类离合器实现。常用手动离合器和电磁离合器三、机械运动的制动控制切断机器的动力源后，利用制动器加速机器的停车。可通过各类制动器实现。常用手动制动器和电磁制动器四、机械运动的速度控制机械运动的调速是指不断改变工作执行系统的工作速度，有减速、增速和调速三种。调速还分为有无级调速和有级调速。1、减速器2、增速器3、有级变速器4、无级变速器五、机械运动的位置控制机械运动的位置控制主要指在工作过程中需要保证工作执行部分的准确定位。现代机械可通过控制手段实现

6、六、机械运动的换向控制机械运动的换向主要指在工作过程中需要保证工作执行部分的往返行程或正反转的实现，。可通过机械手段和控制手段实现实例：机、电、液机构组合的运动形态与控制机械装置一般为运动执行系统，液压装置为动力系统，电子装置为控制系统。以机器人为例：机械运动装置液压与控制装置机器人机构示例主动控制:利用伺服电机直接控制主动件的运行速度主动控制手段引起了机构学领域内的机构创新设计浪潮第四节 机械系统及其发展机械系统类型一、单一基本机构组成的机械二、多个独立的基本机构协调工作的机械三、多个基本机构连接组成的机械四、机电一体化机械五、智能机械一、单一基本机构组成的机械由一个基本机构组成的简单机械具

7、有多样化、用途广泛且实用性好的特点。许多基本机构都有应用价值。在简单机械中的应用最为普遍。手动冲压机构：二、多个独立的基本机构协调工作组成的机械由多个基本机构独立工作，但他们之间的运动必须互相协调配合，完成特定的工作任务。压片机三、多个基本机构连接组成的机械多个基本机构通过串联组合、并联组合、叠加组合、封闭组合等连接方式，组成一个完整的机械系统，完成特定的工作。此类机械在工程中应用最为广泛。零件分检机四、机电一体化机械机电一体化机械是近代产生的体现高科技的机械，其本质是把机械运动和现代控制技术有机结合在一起，形成机械技术与电子技术密切结合的新机械。五、智能机械智能机械也是近代产生的体现高科技的机械，其本质是把机械运动、传感技术、测试技术和现代控制技术有机