复试机械原理课件第5章

,如何去 853.4853.4482482510510步行(??之前 马车(1900年前原动 原动轮船(1899-动件动件需要34.136时火车(1935-至今原动 原动汽车(2000-至今原动 原动 2000飞机(1973-至今 需要56如何选

高速公

步行100.4h马车42.67h轮船34hWHY—选型设计原动 原动 盘绕在两个鼓状物内的弹簧500年前—1478年 汽车100年前——19世原动原动原动WHY—选型设计原动到100531年过去了汽车30米火车50-300公里/小时HOW—选型设计冗余分约束分机械系统工艺冗余分约束分机械系统工艺动作分性质分顺序分运动性能需机械系统性能需求分力学性能需结构工艺性能需原动件的选机械系统运动方执行机构的传动系统的机械系统协调设机械系统运动方案示意第5 机机械系能需求分运动性要力学性要结构性能要。

间与节拍速度要速度要位置要山东某柴油机厂大批量待加工的柴油机缸②轨迹③函数FMC8008④时间与节大连机 为山东某柴油机厂研发的自动生产换刀换刀机构刀具参数(1)刀柄型式最大刀具重量最大直径Φ115㎜(5)(5)最大长度

损动力的DL25MSY数控车削中心轴向驱动单低噪声要GB9061-床噪声不大于85dB瓦尔特立铣刀铣削工件声压级较磨损损。其直接影MDH65卧式加工中驱动技箱式床身:CL-15CL-20VLB-35（ 条形床身:DL系列机床（欧洲机床） 方案 方案 表6.5DL25/1500重量减重量00快移速度低DL系列数控车滑动平、山型导优点：摩擦系定位精度高缺点：承载能抗振性差滚动导第5 按动作冗余分按动作约按动作冗余分按动作约束分按动作性质分按动作顺序分按运动性质按运动性质分解刀具静止，工

工件静止按运动性质分解——刀具相对工件运 刀具往复移动，工件圆周转动刀具圆周转动，工件圆按运动约束分按运动约束分解——卧式加工中按运动冗余按运动冗余分解按运动冗余按运动冗余分解——CHD九轴五联动加工中可以2～9第5 一、原动件一、原动件的选

；；2、工作台—间歇2、工作台—间歇进给1、刀具―往复直线最大刨削长度为350mm的牛二、执行机构型式确1、二、执行机构型式确1、转动→往复直线移动，还有那2、转动→间歇往复直线运动，还有那三、执行系统协三、执行系统协调设运动循环图：表示执行系统中各执行机构在完成总

直角坐标三、执行系统协三、执行系统协调设工件工工件工件刨刀进刨刀回直线式运动循环

时间三、执行系统协三、执行系统协调设180° 0270°

圆周式运动循环三、执行系统协三、执行系统协调设位移 直角坐标式运动循环

啮合传摩擦传机构传摩擦轮传动摩擦式无级变速器有中间挠性件有中间挠性件带式无级变速器普通齿轮机构传动行星齿轮机构传动链式无级变速器同步带传动有中间刚性件机械传动的分第5 基本机构方案选型运动方案选型设组合机构方案选型（1）基本机构方案选型设

运动形式变换内实现功能的机1连续转动→单向直运齿轮齿条机构、螺旋机构、蜗杆齿条机构、带传动机构、链传机构2连续转动→往复直运曲柄滑块机构、移动推杆凸轮机构、不完全齿轮齿条机构、凸连杆组合机构、螺旋机3连续转动→间歇往凸轮连杆组合机构、不完全齿轮齿条机构、移动推杆凸轮机构4连续转动→单向间直线运不完全齿轮齿条机构、曲柄摇杆机构+棘条机构、槽轮机构-齿齿条机构、其他组合56连续转动→双向间7往复直线运动→往摆推拉摆动机构、变速增幅摆动机构、交替止通摆动机构、物料递及装卸机构、直线驱动双摇杆机8连续转动→双向摆曲柄摇杆机构、摆动导杆机构、曲柄摇块机构、摆动推杆凸轮构、组合机构9连续转动→间歇双摆摆动推杆凸轮机构、利用连杆曲线实现停歇运动机构、曲线导的导杆机构、组合机构往复摆动→单向间转连续转动→预定轨平面连杆机构、连杆凸轮组合机构、联动凸轮机构、精确直线构、椭圆仪机构、球面槽轮（2）组合机构方案选型设 输入输入机构输出机构输出输出输入输出机构机构输输输子机构子机构机构反馈式式组 输输输子机构2子第5

BK40龙门加工中心

VDL

HDR已知1：设计题目及其已知1：设计题目及其原题目：设计MDH65双臂夹持卡卡本章设计案例—换刀机本章设计案例—换刀机构（ 换刀换刀机构刀具参数(1)刀柄型式最大刀具重量最大直径Φ115㎜(5)(5)最大长度BB已知2：换刀机构设已知2：换刀机构设计要(1) 臂夹持器更换刀具(2)(2)切削对切削换刀时间，要求小于(3)换刀过程平稳，平均无故障时间（MTBF）大于900(4)(4)满足机械系统性运动、力学和结构工艺性能需求已知3：换刀机构工艺动已知3：换刀机构工艺动作分换刀机构按顺序分解为（5步换刀机构按顺序分解为（5步夹持器(1)抓刀→(2)拔刀→(3)换刀→(4→(5)（1）（1）（2）（2）（3）（3）夹（4）（4）（5）夹（5）夹（1）夹持器间歇往复移动（拔刀+装刀（2）夹持器的间歇回转运动（换刀+（1）夹持器间歇往复移动（拔刀+装刀（2）夹持器的间歇回转运动（换刀+回位）夹持器间歇往复移原动夹持器间歇回转运传动链传动链换刀机构设计单元结构换刀机构执行构件动作求解：换刀机构运动方案步骤1行构步骤1行构件的确定步骤2动件的选择步骤3行机构的选择步骤4动机构的选择步骤5动方案的形成步骤6运动循环图的绘步骤1步骤1行构件的确定步步骤2动件的选 /气压 柴油√√√伺服

三相异步电 重量30kg，平均换刀时间为：17FANUCFANUC伺服电动 三相异步电动价格昂贵，制造成本 价格低廉，调速性能好驱动效率步骤3步骤3行机构的选择执行构件步骤3行机构的选择I-传传动链I-1夹持器连续往复移动（拔刀+装刀连续往复移动机构如下：——没有间歇运

步骤3步骤3行机构的选择传传动链I-2夹持器间歇往复移动（拔刀+装刀滑块往复间歇移间歇往复移动机构如下原动件整周转动，滑块间歇往复原动

传动机

检索得到步骤3执行机构的选择1、曲步骤3执行机构的选择间2、移动导杆机 间3、正切机 往4、螺旋机 动5、齿轮齿条机 动1、直动推杆圆柱凸轮机 2、直动推杆盘形凸轮机 3、六杆机构(带滑块 复4、直动推杆移动执行步骤4摆动摆动盘形凸圆柱凸轮六杆机槽轮机蜗杆凸轮不完机 连续转

滑块速度为步骤4则，曲柄每分钟动30 摆动盘摆动盘形凸圆柱凸轮六杆机槽轮机蜗杆凸轮不完全齿机正弦机连续转

滑杆速度为步骤4传动机构的选择圆柱凸轮圆柱凸轮摆动盘形凸 蜗杆凸轮蜗杆凸轮连续转

滑杆速度为步骤4步骤4动机构的选择螺旋机圆柱凸轮机构蜗杆凸连续转

球面槽轮

螺母速度为 步步骤4动机构的选择齿轮齿条机连续转

器

蜗杆凸轮六杆机

齿条速度为步骤4步骤4动机构的选择直动推杆圆柱凸

连续转

滑块速度为步骤4步骤4动机构的选择直动推杆盘凸轮连续转

滑块速度为步步骤4动机构的选择直动推移动凸轮机曲柄滑块机 正弦机连续转

推杆速度为步骤4步骤4动机构的选择连续转

滑块速度为执行构件执行构件步骤3行机构的选择：——连续转动机齿轮机连杆机步骤步骤3机构的选择：——传动链II夹持器的间歇回转运动（换刀+回位）步骤3步骤3机构的选择：——传动链II夹持器的间歇回转运动（换刀+回位）间歇 动机构如下圆柱凸轮机构蜗杆凸轮机构圆柱凸轮机构蜗杆凸轮机构步步骤3行机1、双摇杆2、转1、双摇杆2、转动导3、齿轮机4、锥齿轮5、蜗杆涡连动1、圆柱凸2、蜗杆凸间歇（连续转动原动 传动机 执行机步步骤4机构的选择：——圆柱凸轮机构蜗杆凸轮机构双曲圆柱凸轮机构蜗杆凸轮机构连续转

滑块速度为 步步骤4机构的选择：——已知：切削对切削换刀时间为则，曲柄转速30r/min

步步骤4动机构的选择圆柱凸轮机构蜗杆凸轮机构圆柱凸轮机构蜗杆凸轮机构连续转

滑块速度为 步步骤4动机构的选择圆柱凸轮机构齿轮圆柱凸轮机构连续转

滑块速度为 步步骤4动机构的选择圆柱凸轮机构蜗杆凸轮机构锥齿轮机圆柱凸轮机构蜗杆凸轮机构连续转

滑块速度为 步步骤4动机构的选择圆柱凸轮机构蜗杆凸轮机构蜗杆蜗轮机圆柱凸轮机构蜗杆凸轮机构连续转

滑块速度为 步步骤4动机构的选择圆柱凸轮连续

滑块速度为 步步骤4动机构的选择蜗连续转

步骤5步骤5对列举可行搭配进行匹配，可得方案i：槽凸槽凸轮机+曲柄滑蜗杆凸轮机+锥齿轮机驱动电方案i换刀机构原理示意蜗杆凸轮间歇机构转已知参已知参数初步拟定初步拟定 方案i初步拟定的尺步骤5步骤5动循环图的绘驱动电连续转动滑停外移（拔刀停内移（装刀停锥齿正转90（抓刀停反转（换刀停反转（回位

1.4方案i直线式运动循环

设计可有效缩短换刀时步步骤5运动循环