第11章 机械运动系统方案设计

第11章

机械运动系统的方案设计§

11-1机械运动系统方案设计的内容

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11-2机械运动系统功能结构的建立

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11-3确定机械运动系统的工作原理

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11-4机械运动系统工艺动作过程的构思与分解§

11-5机构选型及其系统组成

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11-6执行系统间运动的协调设计和运动循环图

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11-7机械运动系统方案的构思与拟定§

11-8机械运动系统方案的评价§

11-9设计冲压式蜂窝煤成形机的运动方案§

11-1机械运动系统方案设计的内容在工程上，一台完整的“机械”通常是由四部分所组成:

一、机械运动系统的定义我们就将传动系统与执行系统二者的组合，称为“机械运动系统”。1)动力系统；2)传动系统；3)执行系统；4)辅助系统(含控制系统、操纵系统、润滑系统、照明系统等)。自行车如:机械运动系统的方案设计:是指设计工作者根据设计任务书和机器的用途等，来确定该机械运动系统的总功能，明确其工作原理和工艺动作，合理选择机构的类型以及进行方案评价等十个方面的全过程，又简称为“方案设计”。在传统的机械产品设计过程中，其设计阶段有四个:产品规划方案设计技术设计施工设计

方案设计是关键和核心，因为它直接决定产品性能的好坏、成本的高低及竞争能力的强弱。

3)技术设计，2)方案设计，4)施工设计。1)产品规划，二、机械运动系统方案设计的定义其流程可用图来表示。三、方案设计的内容和流程一般来说，方案设计包括如下十个方面的内容：1.首先根据设计任务书和机器的用途等，明确该机械运动系统的总功能。总功能:是指该机器的用途或具有特定工作能力的总称。例如：

“自动钻床”的总功能:自动钻孔又如：

“蜂窝煤成型机”的总功能:将粉煤冲压成蜂窝煤。

2.为了实现总功能，常常将总功能分解为若干分功能（或子功能），并建立其功能结构；

如“自动钻床”的总功能:自动钻孔自动钻孔3.根据各个分功能来确定其工作原理（或称功能原理）；例如：在“送料”的功能要求中，满足它的工作原理有：推力原理、重力原理、摩擦力原理……等。

6.根据各个工艺动作的时间先后顺序，进行各执行动作的协调设计，并绘制出其运动循环图；7.对所选的各机构进行尺度设计，确定其主要尺寸；8.对所选的各机构，进行简单的运动分析和动力分析；9.对各种机械运动系统的方案，进行评价与决策，确定最优方案；10.绘制最优方案的机械运动系统简图。5.根据各个工艺动作的要求，选择合适的机构类型或组合机构类型；

4.根据工作原理，进行工艺动作的构思与分解

；上述设计内容可用流程图来表示。总功能分解,建立功能结构工作原理的设计工艺动作的构思和分解机构选型执行动作间协调设计（绘制运动循环图）机构尺度设计运动分析和动力分析方案评价与决策绘制机械运动系统简图重新设计工作原理重新构思工艺动作重新选用机构类型重新确定机构参数重新设计不满足要求确定总功能§11-2机械运动系统功能结构的建立

在实际工作中，要设计的机械产品往往比较复杂，很难一步、直接地求得满足总功能的原理方案，因此必须将总功能进行分解。通常，功能结构可用下述方框图来表示。一、功能结构的概念及建立分解：将总功能分解为若干个分功能（或子功能）的过程。

将总功能分解后，再分别对这些较简单的分功能（或子功能）求解，最后利用组合原理对各分功能的解进行合成，就可以得到满足总功能的多种解决方案，这就是建立功能结构的目的。自动钻孔1)例如：

“自动钻床”的功能结构。二、举例说明总功能:自动钻孔为了实现总功能，可将它分解为下述四个分功能(或子功能)。2)又如：

“冲压式蜂窝煤成型机”的功能结构。为了实现上述总功能，可将它分解为下述五个分功能：①将粉煤加入到空模具中，即加料；总功能加料压制成型清除积屑脱模输送总功能：将粉煤冲压成蜂窝煤。其功能结构如下图所示。②利用冲头将粉煤压制成型；③清除冲头和转盘上的积屑；④将冲压好的蜂窝煤准确地从模具中脱出，即脱模；⑤将脱模的蜂窝煤运走，即输送。在工程上，满足同一功能要求的工作原理(即功能原理)有许许多多。§11-3机械运动系统功能原理的确定一、功能原理的确定思路例如：在“自动取料”的功能中，实现自动取料的工作原理有：气吸原理、机械推拉原理、摩擦传动原理、磁吸原理、流体传动原理、材料变形原理、光电原理等多种形式。1)采用气吸原理：在箱体的顶部用气吸法吸住顶部一张料板，然后将其夹走。下面以“从箱体中自动取料”为例，来说明各种工作原理的应用

。2)采用机械推拉原理：从箱体的底部将料板推出，然后将其夹走。3)采用摩擦传动原理：用摩擦轮将料板从箱体底部滚出，然后将其夹走。由此可见，实现同一功能要求(即自动取料)的工作原理有许多。在这些工作原理中，有些是合理的，有些是不合理的。……因此，需要对各种可能的工作原理进行分析与比较，最后选定既能满足机械的功能要求，又能使工艺动作最为简单的最佳工作原理。－－－这就是确定机械运动系统功能原理的基本思路。二、功能原理的确定方法目前，工程上较常用的方法有六种：查找有关文献资料，如专业书刊、专利产品说明书等，来确定其功能原理的一种方法。此方法简单、实用。4.仿生法：1.文献检索法:从人类或自然界的生物、动物的各种动作和现象中，引出功能原理的一种方法。此方法具有很强的新颖性和创造性。2.类比法:将欲设计的产品与同类已设计的产品进行对比，采用相似原理，来确定功能原理的一种方法。此方法简单、实用，但存在局限性。3.实验法:通过科学的实验手段，如模型实验、样机实验等，来探索和找出功能原理的一种方法。此方法虽然较复杂、但实用。如：“洗衣机”的工作原理。1）揉搓原理：利用机械手，模仿人手的揉搓动作，将赃物从衣物上分离。此原理的缺点是：动作难度大，机构复杂。

4）漂洗原理：利用一个波轮在水中旋转，形成涡流来翻动衣物，达到清洗的目的，这就是著名的“漂洗原理”。此原理的优点是：不仅动作简单，而且安全可靠。目前在“洗衣机”的工作原理中得到了广泛应用。2）刷擦原理：利用刷子，模仿人手的刷擦动作，将赃物从衣物上分离。此原理的缺点是：很难把衣物各处都刷洗到。3）捶打原理：利用木棒，模仿人手的捶打动作，将赃物从衣物上分离。此原理的缺点是：易损坏衣物。功能：要实现“赃物从衣物上分离出来”，其工作原理有：5.直觉法利用设计工作者的个人直观感觉以及偶尔联想等方法，来确定功能原理的一种方法，此方法具有很大的随机性。6.逻辑分析法将实现某一功能元的所有可能的解用“表格形式”列出，形成解法目录，以供比较和确定工作原理的一种方法。此方法考虑全面，具有很强的推广性和应用性。例如，表11-1为“运送物料”的解法目录。功能元解机械力气液力电磁力推力重力摩擦力气吸力流体力磁吸力简图特点用途广简单可靠性较差耗能较大多条件限制较小物体表11-1运送物料的解法目录§

11-4机械运动系统工艺动作的构思与分解

一、“工艺动作”与“功能”之间的关系机器的“功能”通常是通过机构的“工艺动作”来完成的。例如:“蜂窝煤成型机”的五个分功能:①加料→②压制成型→③清除积屑→④脱模→⑤输送，它们分别是通过如下五个“工艺动作”来实现。1)加料:利用物料重力所产生的垂直下落2)压制成型:利用冲头上下往复直线运动3)清除积屑:利用扫屑刷左右往直线复运动4)脱模:利用脱模盘上下往复直线运动5)输送:将脱模的蜂窝煤落在输送带上送出又如：

“自动钻床”的四个分功能是通过如下四个“工艺动作”来实现。---利用送料块左右往复直线运动来实现送料---利用定位块前后往复直线运动来实现定位---利用夹紧块前后往复直线运动来实现夹紧---利用钻孔刀具上下往复直线运动来实现进刀二者关系：

“工艺动作”取决于其欲实现的“功能”，不同的“功能”就会有不同的“工艺动作”来完成。一般来说，机器的工艺动作是比较复杂的，很难用一个简单的机构来实现。因此，在方案设计时，需要把复杂的工艺动作分解成“按一定时间、次序来排列的”若干个简单的工艺动作。我们就把这些简单的工艺动作称为执行动作。二、“工艺动作的构思与分解”等若干概念完成执行动作的构件，称为执行构件。实现执行动作的机构，称为执行机构。

工艺动作的构思与分解：是指设计工作者根据机器欲实现的功能来构思出其工艺动作，并将复杂的工艺动作分解成按一定时间、次序来排列的若干个简单工艺动作的过程。1.工艺动作集中与分散原则所谓“集中原则”，是指在同一机构中可以采用多个执行构件同时完成几个执行动作。所谓“分散原则”，是指将复杂的工艺动作分解为若干简单的工艺动作，并分别由不同的执行机构来完成。由上可知，工艺动作的集中原则和分散原则是一对矛盾。在设计时，其选用原则是：工艺动作能集中就尽量集中，若集中有困难就采取分散。三、工艺动作构思与分解的基本原则例如：在“自动切书机”中，采用了多刀、多面，同时完成切纸过程，大大地提高了生产率。3.多件同时处理原则是指采用几套相同的执行机构和执行构件同时来处理的方法。2.各工艺动作的时间相等原则若有一道工艺动作的时间很长时，就可以采用如下办法：例如：在

“电脑多头绣花机”中，采用了12套相同的执行机构和执行构件(即相同的机头)同时绣花，可使工作效率提高12倍。是指设计工作者在工艺动作的构思时，尽可能使各工艺动作的时间相等。1)提高这一道工艺动作的速度；2)把这一道工艺动作再分解的办法，来保证各道工艺动作的时间尽可能相等。4.提高生产率原则为了提高机器生产率，应尽可能减少机器工件行程和回程的时间，其方法有:1)

在不妨碍各执行动作正常工作的前提下，尽可能使各执行动作的工作行程时间相互重迭；2)同上，尽可能使各执行动作的回程时间相互重迭；3)同上,尽可能使各执行动作的工作行程时间与回程时间相互重迭。例如:在“蜂窝煤成型机”的“压制成型与清除积屑”二个“执行动作”中。压制成型:利用冲头上下往复直线运动清除积屑:利用扫屑刷左右往直线复运动出现了：工作行程时间与回程时间相互重迭。§

11-5机构选型及其系统组成

一、机构选型的定义机构选型：是指设计工作者根据各个执行动作（即从动件的动作）的基本要求来选用合理的机构类型的过程。须注意：在工程上，满足同一执行动作要求的机构有许多，这需要对多种机构进行对比和分析，最后寻求最优解。

例如：若执行构件要实现“连续旋转运动”，其机构有:双曲柄机构、转动导杆机构、齿轮机构、轮系、带传动机构、链传动机构、双万向铰链机构、某些组合机构等。又如：若执行构件要实现“间歇旋转运动”，其机构有:棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构等。若执行构件要实现其它工艺动作，其执行机构见表11-2所示。又如：若执行构件要实现“往复摆动”，其机构有:曲柄摇杆机构、摇块机构、双摇杆机构、摆动导杆机构、摆动从动件凸轮机构、某些组合机构等。又如：若执行构件要实现“往复直线移动”，其机构有:曲柄滑块机构、移动从动件凸轮机构、齿轮齿条机构、螺旋机构、某些组合机构等。执行构件运动形式实现运动形式的常用执行机构实际应用举例旋转运动连续旋转运动双曲柄机构、转动导杆机构、齿轮机构、轮系、带传动机构、链传动机构、双万向铰链机构、某些组合机构等车床、铣床的主轴以及缝纫机的转动等间歇旋转运动棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构等自动机床工作台的转位、步进滚轮的步进运动等往复摆动曲柄摇杆机构、摇块机构、双摇杆机构、摆动导杆机构、摆动从动件凸轮机构、某些组合机构等颚式碎石机的动颚板的打击运动、电风扇的摆头运动等直线移动往复直线移动曲柄滑块机构、移动从动件凸轮机构、齿轮齿条机构、螺旋机构、某些组合机构等压缩机活塞的往复运动、冲床冲头的冲压运动、插齿的切削运动等间歇往复移动棘齿条机构、摩擦传动机构、从动件作间歇往复运动的凸轮机构、利用连杆曲线的圆弧段实现间歇运动的连杆机构等齿轮插齿机的让刀运动、轻工自动机中供料机构的间歇供料运动等单向间歇移动棘齿条机构、液压机构等刨床工作台的进给运动等曲线运动利用连杆曲线实现预定轨迹的多杆机构、凸轮——连杆组合机构、齿轮——连杆组合机构、行星轮系与连杆组合机构等捏面机的捏面爪的运动、电影放映机抓片机构中的抓片爪的运动等表11-2实现常见工艺动作的执行机构

二、机构选型的基本原则1.选型时，应使机构的结构最简单、运动链最短1)选型时，应使原动件到执行构件之间的构件数量和运动副数量尽可能地少。2)选型时，有时往往选用结构简单的近似机构，而不选用理论上没有误差但其结构复杂的机构。例如：右图中的两种机构都能实现E点直线运动。其中图a是利用铰链四杆机构，来实现E点的近似直线运动。而图b是利用平面八杆机构，来实现E点的精确直线运动。

通常方法有：只有这样，不但可以减轻机构的重量，降低机构的成本，而且可以减少机构的累积运动误差，有利于提高工作可靠性。2.选型时，应选择合适的运动副形式

转动副：不但制造容易，而且易于保证运动副元素的配合精度，且效率较高，故选型时应优先选用；结论：在机构选型时，应优先选用含有转动副的机构，避免采用含有移动副的机构。若机构中存在移动副时，尽可能用转动副或高副来代替。移动副：不但制造较困难，而且一旦磨损不易保证配合精度，效率低，且易自锁，故选型时应避免采用。高副：高副机构不但能容易地实现复杂的运动规律，而且能容易地实现自动化控制。缺点是：高副元素的曲面加工比较麻烦，而且高副元素因磨损过大易造成运动失真，故选型时介于上述二种运动副之间。

例如：在图a中，采用转动副D代替移动副D′的近似直线运动机构；又如：在图b中，采用高副C’代替移动副C的导杆机构。3.选型时，应考虑“原动机”的选用，使之有利于简化机构的结构和改善运动质量目前，工程上常用的原动机有:电动机、液压缸、气缸。结论：若有液压源、气压源设施时，应尽量采用液压缸或气缸作为原动机，尽可能少用电动机作为原动机。因为这样，不但有利于简化机构的结构和改善运动质量，而且具有减振、操作方便等一系列优点。电动机液压缸

如对于高速机械，机构选型要尽量考虑其对称性，以求得惯性力的平衡和减小动载荷。6.选型时，应考虑该机构的经济性能和使用性能例如：选型时，应使所选用的机构易于加工制造、成本低；此外还应使操纵方便、安全可靠、机械效率高等。5.选型时，应考虑该机构是否具有良好的传力条件和动力特性

4.选型时，应尽量避免选用“带虚约束”的机构原因：在机构加工和安装时，若尺寸不准确，则原来的虚约束变成实际约束，从而造成机构卡死或引起机构的破坏。因此，在选型时应尽量避免选用“带有虚约束”的机构。又如对于传力大的机构要尽量增大机构的传动角或减小压力角，以防止机构发生自锁。三、举例说明以“自动钻床”为例，各执行动作和执行机构如下图所示。目录（黑体，三号，居中）1.设计任务书（黑体，四号）…………….……12.工作原理和工艺动作分解….………………33.执行机构选型……..………...54.工艺动作协调设计，并拟定运动循环图…….……………75.机械运动方案的选择和评定……….………86.机械传动系统的速比和变速机构…….……97.机构运动简图………………..……………….……………108.主要机构的尺度设计…….…..…………...129.主要机构速度与加速度分析（分析一个位置）………..1310.参考资料………………….1411.设计总结……………….……………….＞15课程设计目录几点说明:1)正文（宋体，小四号），页数＞15页，其格式见模板示例；任务书和封面，其格式见模板；课程设计任务书.doc课程设计（封面）.doc剥豆机构设计(示例).doc2)所有资料(含打印稿和电子稿)于第16(或17)周星期五下午2:00前交到机械楼214房间；3)指导时间和地点:打印稿：用资料袋装好，并贴好封面。电子稿：由各班学习委员汇总为一文件夹，将文件夹压缩后发到电子邮箱1078138311@。机械113～114班:第16周星期一、二上午8～10点，机械楼214。机械1113～1114班:第17周星期一、二上午8～10点，机械楼214。机械091机械原理课程设计第二讲§

11-7机械运动系统方案的构思与拟定§11-8机械运动系统方案的评价§

11-9设计冲压式蜂窝煤成型机的运动方案§

11-6执行动作间的协调设计和运动循环图

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11-6执行动作间的协调设计和运动循环图一、协调设计的定义对于大多数工程机械，其执行动作往往较多。这就要求这些执行动作必须在时间上、在次序上应相互协调、相互配合，不能出现干涉，以保证该机械能完成预定的功能和生产过程。这方面的设计工作称为执行动作间的协调设计。自动钻床1)送料块左右往复直线运动；2)定位块前后往复直线运动；3)夹紧块前后往复直线运动；4)钻孔刀具上下往复直线运动。例如：

在“自动钻床”中，其执行动作有:为了完成“自动钻孔”的总功能，上述四个执行动作必满足先后时间顺序的协调要求

。

1.各执行动作必满足动作先后的顺序性要求

二、协调设计的原则1）为了保证各执行动作运动循环的时间同步，通常以某一主要执行动作开始点作为运动循环的起点，其它各执行动作按此起点有序地进行；2）为了避免两个执行动作在时间上发生干涉，应使前一个执行动作结束点到后一个执行动作起始点之间有适当的时间间隔。如在“自动钻床”中，各执行动作的先后顺序性依次为：送料块左右往复直线运动定位块前后往复直线运动夹紧块前后往复直线运动钻孔刀具上下往复直线运动，其顺序不能颠倒。此外，还需注意二点:2.各执行动作的时间安排要有利于提高生产率为了提高生产率，通常有两种办法：1)尽量缩短各执行构件工作行程和空回行程的时间；2)在执行动作不发生干涉的前提下，应使前一个执行构件回程结束之前，后一个执行构件已开始工作行程。

如：在“自动钻床”中，定位块在回程结束之前，夹紧块已开始进入工作行程。

三、机械运动循环图及其绘制1.机械的运动循环周期T2）无周期性循环的机械：1）周期性循环的机械：在工程上，大部分的机器都属于周期性循环的机械。在工程上，机械可分为两大类：工作时，各执行动作每经过一段时间后，便周期性重复出现的机械。如包装机械、各种自动机械等。工作时，各执行动作经过一段时间后，不再周期性重复出现的机械，如起重运输机、建筑机械等。

在周期性循环的机械中，每完成一个工作循环所需的时间称为该机械的运动循环周期，常以字母T表示。——分别为执行构件的工作行程时间、回程时间和停歇时间。例如：在“自动压痕机”中，执行构件为冲头2。Tp=tk+t0+td自动压痕机简图通常，机械的运动循环周期与各执行构件的运动循环周期是一致的，而执行构件的运动循环周期中至少包括一个工作行程和一个空回行程（即回程），有可能还有若干个停歇段。因此执行构件的运动循环周期可以表示为：

冲头2的运动循环时间由三部分组成：①冲头自上而下为工作行程

，所花时间为tk；②冲头压痕时的保压停留时间为t0；③冲头自下而上为回程

，所花时间为td。因此冲头一个运动循环中所需时间Tp可表示为：2.机械运动循环图为了准确地描述各执行动作之间有序的、相互协调、相互配合的运动关系，常需借助于机械运动循环图来表达。机械运动循环图：一种用来描述各执行构件动作间的相互协调、相互配合的图形，或简称运动循环图。通常有三种表达形式。例如：

在“自动压痕机”中，执行构件为冲头2。下面分别来分析三种运动循环图的绘制方法、特点和选用原则。矩形式圆环式直角坐标式设冲头2位于最高位置时为运动循环起始点，设冲头的工作行程时间为tk；停歇时间为t0；回程时间为td。三种运动循环图如下:1)矩形式运动循环图绘制方法:以时间(或转角)为横坐标，在一个运动循环中，将各执行构件各行程区段（工作行程、停歇段、回程等）的起止时间和先后次序，按比例地绘制在直线坐标轴上。特点:①绘制简单，能清楚地表示各执行构件及其动作的先后顺序和时间（或转角）关系；②不能显示各执行构件的运动规律，即直观性差。冲头停歇时间为t0。设冲头的工作行程时间为tk；冲头的回程时间为td；以“自动压痕机”为例，执行构件为冲头2。设冲头2位于最高位置时为循环起始点。2)圆环式运动循环图绘制方法:特点:以极坐标原点O为圆心作若干个同心圆环，每个圆环代表一个执行构件，在各圆环上分别用径向直线表示各执行构件在各行程区段的起始位置和终止位置。①能清楚地表示各执行构件及其动作的先后顺序和时间（或转角）关系，直观性较强，便于各机构的设计、安装与调试。②当执行构件较多时，因同心圆环太多，而不易看清楚各执行构件的时间（或转角）关系，也不能表达各构件的运动规律。O以“自动压痕机”为例，执行构件为冲头2。

设冲头2位于最高位置时为循环起始点。冲头的工作行程时间为tk；停歇时间为t0；回程时间为td。绘制方法:特点:3)直角坐标式运动循环图以横坐标表示各执行构件的工作时间或主轴的转角，以纵坐标表示各执行构件的位移或角位移。为简便作图，各执行构件在各区段之间的运动规律均用直线连接。①能清楚地表示出各执行构件及其动作的先后顺序；②能清楚地表示出各执行构件在各区段的运动规律，直观性最强。在课程设计时，优先采用直角坐标式运动循环图。以“自动压痕机”为例，执行构件为冲头2。

设冲头2位于最高位置时为循环起始点。冲头的工作行程时间为tk；停歇时间为t0；回程时间为td。向左、向前或向下移动:；向右、向后或向上移动:静止不动:3.举例说明1)以“牛头刨床加工平面”的工艺过程为例，来说明运动循环图的绘制。③设刨头位于最右位置时为起始点。解：①执行构件有:刨头、工作台。②加工平面的工艺过程为：工作台停止→刨头自右到左为工作行程→刨头自左到右为空回行程→工作台向前横向进给→工作台停止。2)下面以“自动车床加工阶梯形小轴”的工艺过程为例，来说明机械运动循环图的绘制。解:①执行构件有:送料夹头1、弹簧夹头6、定位挡块5和割刀14、车刀12和13。②车削的工艺过程为：送料至定长→夹紧→车外圆及倒角→切断。自动加工过程是由送料机构I、夹紧机械II、横向进给机构III和纵向进给机构IV协调配合完的，它们的四个主动凸轮均安装在主轴O2O2上。

③一个工作循环是指主轴O2O2回转一周，即360º。设机构Ⅰ中的送料夹筒1位于最右位置时为起始点，以横坐标代表主轴O2O2的转角，就可画出矩形运动循环图（图a）。矩形式运动循环图直角坐标式运动循环图圆周式循环图§11－

7、8机械运动系统方案的评价和决策在方案设计时，由于同一功能可以选择不同的执行动作、同一执行动作可以选择不同的机构类型等，因此可能的设计方案有多种形式。一、方案的评价指标方案的好坏有许多评价指标,下面仅介绍常用的评价指标如下：

1）系统性能：是指机构实现工艺动作的准确性和特定功能等。2）运动性能：是指机构的运动精度、行程可调性等。3）动力性能：是指机构的承载能力、传力特性、振动噪音等。方案评价:是指通过科学的评价方法，来寻求一种既能实现预期功能要求，又能是性能优良、价格低廉的最佳设计方案。下面仅介绍“方案评价”中的二个问题。4）工作性能：是指机构的效率高低、寿命长短、可靠性、适用范围等。二、方案评价的方法1.建立综合评价的指标体系

综合评价指标体系:是指上述评价指标的组合，如工作性能、动力性能、经济性能、结构紧凑性能等的组合(1个＜评价指标项目＜6个)。方案的评价方法很多，下面仅介绍一种使用较为简便的专家计分评价法。其步骤如下:5）经济性能：是指机构的加工难易、能耗大小、制造成本等。6）结构紧凑性能：是指机构的尺寸、重量、结构复杂性等。……其次，在选用评价指标项目（即选1项、2项、3项等）时，应尽可能广泛地听取权威专家的建议和意见。2.选择评分方法

评分方法:通常有直接评分法和加权系数法。3.选择评分标准

评分标准:是将评价项目按优劣程度分成若干区段，一般均采用5区段评分法。其分值分别为:0分（不能用）1分（达目标）2分（比较好）3分（良好）4分（理想）1)直接评分法:是根据评分标准直接对各评价项目进行打分；2)加权系数法：是根据各评价项目的重要程度确定其权重系数，每项直接打分后均应乘以相应的加权系数。但各项目的加权系数之和为1。1分（不能用）2分（达目标）3分（比较好）4分（良好）5分（理想）或4.对各执行机构进行评分由于每一执行动作，均可能有若干个不同的机构型式，则需要对各种执行机构进行各评价项目的评分。5.选择总分计算方法,并计算总分二种常用的总分计算方法:1)分值相加法:是将该执行机构的各评价项目分值简单相加。此方法计算简单、直观。Q——该方案的总分——第i个评价项目的分值2)加权计分法:是将该执行机构的各评价项目分值乘以加权系数后,再相加。此方法中，考虑了各评价项目的重要程度,具有更大的灵活性、广泛性、实用性。应用最广。——第i个评价项目的加权系数6.确定最优方案但须注意的是:在确定最优方案时，还应考虑制造工厂的加工设备、技术力量、生产类似产品的情况等等。有时总评分最高的方案不一定被最后选定，主要是由于这些因素的影响所造成的。一般地说,总分最高者为最优方案。其中:§

11-9冲压式蜂窝煤成型机运动方案的设计一、设计要求和参数

由设计任务书可知,其设计要求和参数有下述六个方面：1)蜂窝煤成型机的生产能力：30次／min；2)三相异步电动机驱动：型号为:Y180L－8，额定功率：1lkW，满载转速为：730r／min；3)机械运动方案设计时，力求简单；4)为了改善蜂窝煤冲压成型的质量，希望冲压机构在冲压后有一保压时间。以此作为主要评价指标5)右图表示冲头、脱模盘、扫屑刷、模筒转盘的相互位置情况。实际上冲头与脱模盘都与上下移动的滑梁连成一体，当滑梁下冲时冲头将粉煤冲压成蜂窝煤、脱模盘将已压成的蜂窝煤脱模。在滑梁上升过程中扫屑刷将冲头和脱模盘刷除粘着粉煤。模筒转盘上均布了许多模筒，转盘的间歇运动使其上的模筒依次进入空模筒加料位置、冲压成型位置、脱模位置。………6)由于冲头压力较大，希望冲压机构具有增力功能和减小原动机的功率。二、确定机器的总功能，并建立功能结构根据设计要求，冲压式蜂窝煤成型机的总功能：是将粉煤冲压成蜂窝煤。为了实现上述功能，它必须分解为下述五个分功能：1)粉煤加料；2)转盘转过一定角度,冲头将模筒内的蜂窝煤压制成型；3)冲头上移时,清除冲头和转盘上的积屑；4)转盘转过一定角度,将冲压后的蜂窝煤脱模，并在另一个模筒内再次加料；5)将冲压成型的蜂窝煤输送。三、工作原理和工艺动作分解根据上述五个分功能，冲压式蜂窝煤成型机必有以下六个工艺动作及原理：1)加料：利用粉煤重力自动加料；2)冲压成型：利用冲头压力冲压成型，要求冲头上下往复运动；3)脱模：在脱模盘的压力作用下完成脱模工作，可以将它与冲头一起固结在上下往复运动的滑梁上，但要求脱模盘上下往复运动；4)扫屑：要求在冲头、脱模盘向上移动过程中完成；5)模筒转盘间歇转动：要求依次完成加料、冲压、脱模的转换；6)输送：将脱模后的蜂窝煤落在输送带上送出成品。在上述六个动作中，加料和输送比较简单可以不予考虑，其中冲压和脱模可用一个机构来完成。因此，冲压式蜂窝煤成型机重点考虑三个机构的设计：冲压和脱模机构，扫屑机构及模筒转盘的间歇运动机构。四、根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图下面仅对冲头和脱模盘、扫屑刷、模筒转盘三个执行构件的先后顺序进行协调设计。在协调设计中，由于该机械中的冲压和脱模机构为主要机构，故设冲头在最高位置时为一个运动循环的初始位置，此时冲压和脱模机构中的主动件转角为零，并以此作为横坐标的起点，一个运动循环的周期为360°，纵坐标表示各执行构件的位移大小。由此，可作出三个执行构件的运动循环图如图所示。冲压式蜂窝煤成型机运动循环图冲头和脱模盘:具有工作行程和回程两部分组成。模筒转盘:其间歇转动在冲头的回程后半段和工作行程的前半段完成,其余时间处于静止。扫屑刷:要求扫屑刷在冲头回程后半段至工作行程前半段完成扫屑工作行程，其余时间处于扫屑的回程中。

五、机构选型根据三个执行构件的动作要求，即要求冲头和脱模盘作上下往复直线运动、要求模筒转盘作间歇转动、要求扫屑刷作左右往复直线运动，可以选择机构如下表所示，这一表格又可称为机构的形态学矩阵。冲头和脱模盘机构对心曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构移动从动件盘形凸轮机构扫屑刷机构移动从动件固定凸轮机构附加滑块摇杆机构模筒转盘间歇运动机构槽轮机构不完全齿轮机构凸轮式间歇运动机构下图a表示附加滑块摇杆机构，它是利用滑梁1的上下移动,使