机械原理第十章机械运动方案设计

机械运动方案设计简介机械运动方案设计是在机械工程领域中，针对特定的需求和目标，设计出适合的机械运动方案。

机械运动方案设计涉及到运动学、动力学、材料力学等多个方面的知识，以及相关的工程设计原理和技术。

机械运动方案设计在实际工程项目中具有广泛的应用。

例如，在制造业中，机床的运动方案设计决定了机床的加工能力和精度；在机器人领域，机器人的运动方案设计决定了机器人的动作灵活性和工作效率。

因此，机械运动方案设计对于实现特定的运动需求和优化机械系统的性能具有重要意义。

设计过程机械运动方案设计通常包括以下几个步骤：1.确定运动需求：根据具体的应用需求，确定机械系统需要实现的运动方式和运动参数。

例如，确定机床的加工速度和精度要求，或者确定机器人的工作空间和运动速度要求。

2.运动分析：根据运动需求，进行运动学和动力学分析，确定机械系统的运动轨迹、速度和加速度等参数。

运动分析可以使用数学模型和计算机仿真等方法进行。

3.结构设计：根据运动分析的结果，设计机械系统的结构和零部件。

结构设计需要考虑到机械系统的刚度、稳定性和重量等因素。

4.动力传递设计：根据运动分析的结果和结构设计的要求，设计机械系统的动力传递装置，包括传动轴、联轴器和传动装置等。

动力传递设计需要考虑到传动效率、传动比和扭矩传递能力等因素。

5.控制系统设计：根据运动分析的结果和结构设计的要求，设计机械系统的控制系统，包括传感器、执行器和控制算法等。

控制系统设计需要考虑到系统的稳定性、响应速度和控制精度等因素。

6.性能评估和优化：通过实际测试和仿真分析，评估机械系统的性能，并根据评估结果进行优化设计。

性能评估和优化可以包括加工精度、工作效率、能耗和噪声等指标。

7.制造和调试：根据设计结果，制造机械系统，并进行调试和测试。

制造和调试过程需要考虑到材料和工艺等因素。

设计原则在机械运动方案设计过程中，有一些常用的设计原则和准则可以帮助工程师设计出满足要求的机械系统。

机械运动方案设计机械系统通常由原动机、传动部分、执行机构与控制部分等组成。

机械运动方案设计得主要内容就是：根据给定机械得工作要求，确定机械得工作原理,拟定工艺动作与执行构件得运动形式，绘制工作循环图;选择原动机得类型与主要参数,并进行执行机构得选型与组合,随之形成机械系统得几种运动方案，对运动方案进行分析、比较、评价与选择；对选定运动方案中得各执行机构进行运动综合，确定其运动参数，并绘制机构运动简图,在此基础上，进行机械得运动性能与动力性能分析.一、机械运动方案设计得步骤机械运动方案设计得一般过程如下：构思机械工作原理,针对设计任务书中得规定得机械功能，构思实现该功能所采用得科学原理与技术手段，即机械得工作原理;由工作原理进一步确定机械所要实现得工艺动作，复杂得工艺动作可分解为几种简单运动得合成，选用适当得机构实现这些运动就就是机械运动方案设计得主要任务。

二、绘制机械工作循环图(又称运动循环图）针对机械要实现得工艺动作，确定执行构件得数目,为了实现机械得功能,各执行构件得工艺动作之间往往有一定得协调配合要求，为了清晰地表述各执行构件运动协调关系，应绘制机械得工作循环图。

机械工作循环图也就是进行机构得选型与拟定机构得组合方案得依据。

三、选择执行机构类型根据执行构件得运动形式与运动参数，选定实现执行构件工艺动作得执行机构,并将各执行机构有机得组合在一起,以实现机械得整体工艺动作.在进行执行机构选型时，应首先满足执行构件运动形式得要求,然后通过对所选机构进行综合、组合、变异与调整等，以满足执行构件得运动参数与运动特性等要求。

一般来说，满足执行构件工艺动作得执行机构往往不就是一种,而就是多种，故应该进行综合评价，择优选用。

四、绘制机械运动示意图依据机械工作性质与工作环境等，合理选取原动机类型；原动机得运动与动力经传动系统得传递与转化后,驱动执行机构得主动件,使执行机构实现预期得工艺动作.根据机械得工作原理、执行构件运动得协调配合要求,与所选定得各执行机构,拟定机构得组合方案,画出机械运动示意图,这种示意图就表示可机械运动配合情况与机构组成情况，代表机械运动系统得方案,对于运动情况比较复杂得机械,机械运动示意图还可以采用轴测投影得方法绘制出立体得机械运动示意图.五、执行机构得尺度综合根据各执行构件与主动件得运动参数,以及各执行构件运动间得协调配合要求,同时考虑执行机构得动力性能要求,确定各执行机构中构件得尺寸与几何形状(如凸轮廓线)等.六、绘制运动机械简图针对各机构尺度综合所得结果,进行机构得运动分析与动态静力分析,并从运动规律、动力条件、工作特性等多方面进行综合评价,确定机构其它相关尺寸。

机械原理课程教案—机械系统运动方案设计一、教学目标1. 让学生了解机械系统运动方案设计的基本概念和原则。

2. 使学生掌握机械系统运动方案设计的方法和步骤。

3. 培养学生运用机械原理解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 机械系统运动方案设计的基本概念2. 机械系统运动方案设计的原则3. 机械系统运动方案设计的方法4. 机械系统运动方案设计的步骤5. 机械系统运动方案设计的案例分析三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原则、方法和步骤。

2. 案例分析法：分析实际案例，引导学生运用机械原理解决问题。

3. 讨论法：分组讨论，分享设计经验和心得。

四、教学准备1. 教案、PPT及相关教学资料。

2. 案例素材及分析工具。

3. 投影仪、白板等教学设备。

五、教学过程1. 导入：简要介绍机械系统运动方案设计的意义和应用领域。

2. 新课：讲解机械系统运动方案设计的基本概念和原则。

3. 案例分析：分析典型机械系统运动方案设计案例，引导学生理解设计方法和步骤。

4. 实践环节：学生分组进行机械系统运动方案设计，教师巡回指导。

6. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。

六、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对机械系统运动方案设计概念和方法的理解程度。

2. 练习题：布置课后练习题，评估学生对课堂所学知识的掌握情况。

3. 小组项目：评估学生在实践环节中机械系统运动方案设计的创意和实施能力。

4. 学生互评：鼓励学生之间相互评价，促进知识的交流和分享。

七、教学拓展1. 机械系统运动方案设计软件应用：介绍相关设计软件的使用方法，提高学生的设计效率。

2. 创新设计比赛：组织学生参加机械系统设计比赛，激发创新意识和实践能力。

3. 企业参观：安排学生参观机械企业，了解机械系统设计在实际工作中的应用。

八、教学反馈1. 学生反馈：收集学生对教学内容和教学方法的反馈，不断优化教学方案。

2. 同行评价：与其他教师交流教学经验，提高教学质量。

机械运动方案创新设计实验一、实验目的1．加深对机构设计原理的认识，进一步了解并掌握机构的组成及其运动特性。

2. 熟悉ZBS-C机构运动创新实验台运动副的拼接方法。

3．要求学生灵活应用以下几种机构构型的创新设计方法，创造性的设计、拼接机构及机构系统。

4.培养学生创新意识及综合设计能力。

二、实验原理根据机构运动的可能性及确定性条件设计机构运动方案，运用转动副、移动副及连杆搭接各类机构及机构系统。

机构组成：平面连杆机构包括原动件、连杆和从动件，机构功能：是指机构实现运动变换和完成某种功用的能力，常用机构的执行机构的运动形式有回转运动、直线运动和曲线运动。

在平面连杆机构中，当原动件以相同的方式运动时，如果改变构件的相对长度，便可使从动件得到不同的运动规律。

三、实验内容1.多功能移动式残病人浴缸翻转机构⑴上身部缸体翻转机构要求上身部缸体从水平位置向上翻转至70度，即翻转角为0-70度.可采用的机构：①摆动导杆机构，导杆与上身部缸体固装在－起，带动缸体翻转。

由直线电机带动主动杆摆动。

②双摇杆机构，上身部缸体作为从动摇杆，在主动摇杆驱动下作0-70度摆动. 主动杆由直线电机带动摆动。

③其它机构⑵腿部缸体翻转机构要求腿部缸体从垂直位置向上翻转至水平位置，利用死点保持腿部缸体在水平位置,借助凸轮机构破坏死点，使腿部缸体在重力作用下复位。

可采用机构：①双摇杆机构，腿部缸体作为主动摇杆；②其它机构2. 牛头创床机构要求刨刀（安装在滑枕上）作直线往复运动。

可采用的机构：①转动导杆机构和曲柄滑块机构组合,由电机驱动主动件转动。

(P31)②摆动导杆机构和滑块机构组合,由电机驱动主动件转动。

③其它机构3.翻转机要求翻转模板装在连杆上，模板翻转180度。

①四杆机构，电机驱动。

②其它机构4.飞机起落架要求起落架上轮子从水平位置向下翻转至垂直位置，利用死点使起落架轮子保持在垂直位置。

可采用的机构：①四杆机构，电机驱动。

②其它机构5.插床机构要求插刀作垂直上下往复直线运动，向下时（工作行程）较慢，向上运动（空程）时速度较快。

机械运动方案设计一、教学目的和教学要求1、教学目的：理解机械运动方案设计的内涵。

2、教学要求：1)掌握机构选型的基本知识。

2)能拟订简单的机械运动方案 二、本章重点教学内容及教学难点 重点：机械运动方案拟订难点：处理学生知识面窄，而讲述内容综合性强§11－1 机构选型一、执行构件的运动形式1． 旋转运动（1） 连续旋转运动：如缝纫机主轴的转动。

（2） 间歇旋转运动：如自动机床工作台的转位。

（3） 往复摆动：如颚式破碎机的动颚板的打击运动，电风扇的摇头运动等。

2． 直线运动(1) 往复移动：如压缩机活塞的往复运动等。

(2) 间歇往复移动：如轻工自动机中供料机构的间歇供料运动。

(3) 单向间歇直线移动：如刨床工作台的进给运动。

3． 曲线运动 4． 刚体导引运动二、实现执行构件各种运动形式的常用机构（1） 实现连续旋转运动的机构双曲柄机构、转动导杆机构、定轴齿轮传动机构、蜗杆传动机构、周转轮系机构、各种摩擦轮传动机构等。

（2） 实现间歇旋转运动的机构棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构等（3） 实现往复摆动的机构曲柄摇杆机构、摇块机构、摆动导杆机构、摆动从动件凸轮机构等。

（4） 实现间歇往复摆动的机构带有修止段轮廓的摆动从动件凸轮机构、输出运动为间歇往复摆动的组合机构等。

（5） 实现往复移动的机构曲柄滑快机构、正弦机构、正切机构等。

（6） 实现间歇往复移动的机构凸轮轮廓有休止段的移动从动件凸轮机构、中间有停歇的斜面拨销机构等。

（7） 实现刚体导引运动的机构铰链四杆机构、凸轮－连杆机构、齿轮－连杆机构等。

（8） 实现给定轨迹（曲线）运动的机构利用连杆曲线来实现给定运动轨迹的各种连杆机构，实现给定轨迹的各种组合机构，如凸轮－连杆机构、齿轮－连杆机构等。

K US T三、机构选型的基本原则1． 满足工艺动作和运动要求 2． 结构最简单，传动链最短3． 原动机的选择有利于简化结构和改善运动质量 4． 机构有尽可能好的动力性能5． 机器操纵方便、调整容易、安全耐用 6． 加工制造方便，经济成本低7． 具有较高的生产效率与机械效率四、机构选型评价的主要内容1． 机构功能的质量不同执行机构所能实现功能的质量的差别表现在：对运动规律的满足程度、运动误差大小、机构的传力性能、效率高低、动力性能好坏、机构所占空间大小、对给定工况的适用程度等。

机械系统运动方案设计机械系统是指由多个机械部件组成的系统，可以完成某种特定的运动或工作任务。

机械系统运动方案设计是指对机械系统中运动的方案进行设计，以实现特定的工作任务。

本文将从机械系统运动方案设计的原理、步骤、方法和注意事项等方面进行阐述。

一、机械系统运动方案设计的原理任何一台机械设备或系统，在设计之初就要确定其运动方案，运动方案的设计必须考虑到整个系统的工作要求和性能，保证系统的可靠性和稳定性。

机械系统的运动方案设计的原理是使系统的运动状态达到特定的要求，同时满足以下几点原则：1、稳定性机械系统的运动状态必须是稳定的，不会因外部环境的变化而使系统发生过度振荡或者失去控制。

因此在运动方案设计中必须考虑惯性、摩擦、弹性、耗能等因素，控制系统的稳定性。

2、能效性机械系统的运动方案必须达到最佳的能效性，即在运动过程中实现最大程度的能量转换和利用。

这要求设计人员对机械系统的工作原理和运动方式有深入的了解和熟练的技能，优化运动方案，降低能量损失。

3、可靠性机械系统的运动方案设计需要考虑到系统的可靠性。

要确保机械系统的实际运动方案能够持续、稳定、可靠地运行，达到预期的工作要求。

4、安全性机械系统运动方案的设计要求考虑到系统的安全性。

机械系统运动过程中要注意遵循安全生产相关规定，保证工作环境安全，预防机械设备事故和故障的发生。

二、机械系统运动方案设计的步骤机械系统运动方案设计是一个复杂的过程，在设计时应该全面考虑各个方面的因素。

下面介绍机械系统运动方案设计的步骤：1、分析运动特性和工作要求设计人员需要了解机械系统的运动特性和工作要求，包括机械系统的材料属性、运动速度、功率大小、工作环境等因素，以此来确定机械系统的运动方案。

2、确定运动方式和工作原理确定机械系统的运动方式，并根据系统的工作原理制定运动方案。

机械系统运动方式有直线运动、旋转运动，以及复杂的多轴运动等，根据具体的工作条件选择合适的方式。

3、选择机械部件和材料根据机械系统的工作要求和运动方式，选择合适的机械部件和材料。