第三章机械制图课件.ppt

第三章机构系统及其运动方案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的设计方法第四节机构系统的运动协调设计第五节机械系统运动方案的设计第六节机械系统运动方案的评估第一节机械系统的组成机械系统的种类繁多,其组成情况基本相同。通过对种类机器的对比与分析可以知道,传统的机器由原动机、传动系统、工作执行系统和控制系统组成,其组成框图如图3-1所示。图3-2为电动大门示意图。原动机为三相交流异步电动机,CD为大门,铰链安装在门柱D处。大门的开启速度较低,约为5°/s~10°/s,而作为原动机的电动机转数很高,所以动力要经过减速器传递到大门的启闭装置上。铰链四杆机构ABCD为大门启闭装置或称为工作执行机构。下一页返回第一节机械系统的组成一、原动机原动机把其他形式的能量转化为机械能,为机器的运转提供动力。按原动机转换能量的方式可将其分为三大类。(1)电动机把电能转换成机械能的机器,常用电动机有三相交流异步电动机,单相交流异步电动机,直流电动机、交流和直流伺服电动机以及步进电动机等。(2)内燃机把热能转换成机械能的机器,常用内燃机主要有汽油机和柴油机,用于活动范围很大的各类移动机械中。下一页上一页返回第一节机械系统的组成(3)一次能源型原动机一次能源型原动机指直接利用地球上的能源转换为机械能的机器。常用的一次能源型原动机主要有水轮机、风力机、太阳能发电机等。二、机械运动系统机器的传动系统和工作执行系统统称为机械的运动系统。以内燃机和交流电动机为原动机时,其转数较高,不能满足工作执行机构的低速、高速或变速要求,在原动机输出端往往要连接传动系统。一般常用的传动系统有齿轮传动、带传动、链条传动等。下一页上一页返回第一节机械系统的组成三、机械的控制系统机械设备中的控制系统所应用的控制方法很多,有机械控制、电气控制、液压控制、气动控制及综合控制,其中以电气控制应用最为广泛,与其他控制形式相比有很多优点。控制系统在机械中的作用越来越突出,传统的手工操作正在被自动化的控制手段所代替,而且向智能化方向发展。电气控制系统体积小,操作方便,无污染,安全可靠,可进行远距离控制。通过不同的传感器可把位移、速度、温度、压力、色彩、气味等物理量的变化转变为电量的变化,然后由控制系统的微计算机进行处理。下一页上一页返回第一节机械系统的组成主要控制对象如下: (1)对原动机进行控制对交流电机的控制主要是开、关、停与正反转的控制,对直流电机与步进电机的控制主要是开、关、停、正反转及其调速的控制。(2)对电磁铁的控制电磁铁是重要的开关元件,接触器、继电器、各类电磁阀、电磁开关都是按电磁转换的道理实现接通与断开的动作。下一页上一页返回第一节机械系统的组成根据所控制的信号参数,可把控制分为两类。第一类是以位移、速度、加速度、温度、压力等数量的大小为控制对象,并按表示数量信号的种类分为模拟控制与数字控制。把位移、速度、加速度、温度、压力的大小转换为对应的电压或电流信号,称之为模拟量。第二类是以物体的有、无、停等逻辑状态为控制对象。并称为逻辑控制。逻辑控制可用二值‘0’、‘1’的逻辑控制信号来表示。上一页返回第二节机构系统设计的构思机械传动系统的工作执行系统统称为机械运动系统,机械运动系统是组成机械的主体,也是机械的核心。机械运动系统可用机构系数来描述,也就是说,对机构系统进行结构设计后就是机械运动系统。因此,对机构系统进行分析与设计就是机械设计的重要内容,也是机械设计中最具有创造性的工作。一、机构与机构系统机构种类很多,其作用也不相同。我们把两个和两个以上的基本机构的组合称为机构系统。下一页返回第二节机构系统设计的构思一、传动机构系统的组成传动机构的主要作用是进行速度变化,有时也能进行运动变换。最常见的传动机构系统有齿轮传动、带传动、链传动、螺旋传动等传动机构或其组合。下一页上一页返回第二节机构系统设计的构思(一)齿轮机构的传动系统圆柱齿轮之间的组合、圆柱齿轮与圆锥齿轮的组合、齿轮与蜗杆传动的组合是常见的齿轮传动机构系统。图3-5(a)所示齿轮机构为二级圆柱齿轮传动,图3-5(b)所示齿轮机构为一级圆锥齿轮传动和一级圆柱齿轮传动组成的齿轮传动系统。图3-5(c)所示机构为圆柱齿轮组成的少齿差行星传动机构,该机构可获得较大的传动比。图3-5(d)所示机构为二级蜗杆减速器,传动比很大,但机械效率低。图3-5(e)所示机构为齿轮机构与蜗杆机构的组合,蜗杆传动一般放在高速级。下一页上一页返回