第16章 机械系统的设计

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第十六章机械系统的设计

第一节机械系统的组成第二节机构系统设计的构思

第三节机构系统设计的方法

第四节机械系统的设计

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第一节

组成原动机机械系统的组成1.电动机2.内燃机3.一次能源型原动机

机械运动系统

机械控制系统

机器组成示意图

电动大门示意图

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机械的控制系统

控制方法：

机械控制、电气控制、液压控制、气动控制及综合控制控制对象：

1. 以位移、速度、加速度、温度、压力等数量的大小为控制对象，可分为模拟控制与数字控制。

2. 以物体的有、无、动、停等逻辑状态为控制对象，称为逻辑控制。

控制方式：

闭环控制、开环控制

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电动大门示意图

围墙门柱

大门

减速器

电动机连杆机构

组成：电动机（原动机）

减速器（传动系统）

连杆机构ABCD（工作执行系统）

电气控制系统

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第二节机构系统设计的构思一、

机构与机构系统

二、机构组合的构思

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一、机构与机构系统

运动形态和运动轨迹的变换：曲柄摇杆机构、曲柄滑块机

构、曲柄摇块机构、双曲柄机构、双摇杆机构、正弦机构、正切杆机构、转动导杆机构、摆动导杆机构、平行四边形机构等

运动速度的变换：圆柱齿轮机构、圆锥齿轮机构、蜗杆蜗轮

机构等齿轮机构、带传动机构、链传动机构等

运动规律的变换：凸轮机构

运动中动、停的运动变换：棘轮机构、槽轮机构

转动到移动的运动变换：螺旋机构

基本机构——实现不同功能目标的单一机构。

机构系统——机械运动系统中，把单一的机构（或基本机构）

组合在一起形成的机构系统，或两个以上的基本机构的组合，称为机构系统。

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二、机构组合的构思1.

传动系统（以调速为主）中的机构组合

2.工作执行机构系统的组合设计

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1.传动系统（以调速为主）中的机构组合

(带传动机构

电机螺旋传动机构

齿轮机构的组合带传动、螺旋传动机构与齿轮机构的组合

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2.

工作执行机构系统的组合设计

牛头刨床的机械运动简图平压模切机的机构运动简图

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第三节机构系统设计的方法组合方法分类：串行联接、并行联接、封闭式联接、叠加联接四种。不同的联接方式所产生的机构系统不同。

机构组合系统：串行联接、并行联接、叠加联接所组成的机构系统组合机构系统：封闭式联接所组成的机构系统一、机构的串联组合二、

机构的并联组合

三、机构的封闭式联接组合

四、机构叠加组合原理

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一、机构的串联组合

前一个机构的输出构件与后一个机构的输入构件联接在一起，称之为串联组合。起主要作用的机构称为基础机构，另一个机构称为附加机构。其特征是基础机构和附加机构都是单自由度机构，组合后各机构的

基础机构附加机构

串联机构示意图连杆机构的组合

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二、机构的并联组合

概念：若干个单自由度基本机构的输入构件连接在一起，保留各自的输出运动；或若干个单自由度机构的输出构件连接在一起，保留各自的输入运动；或有共同的输入构件与输出构件的联接，称为并行联接。特征：各基本机构具有相同的自由度，且各机构特征不变。分类：I型并联：各机构有共同的输入件，保留各自输出运动

II型并联：各机构有不同的输入件，保留相同输出运动

III型并联：各机构有共同的输入运动和共同的输出运动（a）I型并联；（b）II型并联；（c）III

型并联并联组合示意图

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并联组合示意图

I型并联

II型并联

III型并联

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三、机构的封闭式联接组合

概念：一个两自由度机构中的两个输入构件或两个输出构件用单自由度的机构联接起来，形成一个单自由度的机构系统，称为封闭式联接。将两自由度的机构称为基础机构，单自由度机构称为附加机构（或称封闭机构）。

分类：

I型封闭机构：一个单自由度的附加机构

封闭基础机构的两个输入或输出运动。

II型封闭机构：两个单自由度的附加机构

封闭基础机构的两个输入或输出运动。

III型封闭组合机构：一个单自由度的附加机构封闭基础机构的一个输入和输出运动。封闭组合机构示意图

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封闭组合机构示意图

(a)

(b)

(c)

(a) I型齿轮连杆封闭组合机构；(b) II型齿轮连杆封闭组合机构； (c) I型凸轮连杆封闭组合机构。

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四、机构叠加组合原理

机构叠加组合是指在一个机构的可动构件上再安装一个以

上的机构的组合方式。把支撑其它机构的机构称为基础机构，安装在基础机构可动构件上面的机构称为附加机构。

机构叠加组合方法有三种：

I型叠加机构II型叠加机构III型叠加机构机构叠加组合原理图