第12章机械系统方案设计

§ 4.4 机械运动系统工艺动作过程的构思与分解
一、机械运动系统的工艺动作过程 机器的功能是通过其工艺动作过程来完成的。 例如图所示的工业缝纫机是通过①刺布→②供线→③勾线 →④送布的工艺动作过程来实现缝纫功能。
又如自动动作过程取决于工作原理，不同的工作原理就会有 不同的工艺动作来实现；有时，同样的工作原理也可以用不 同的工艺动作过程来实现，例如利用范成原理加工齿轮时， 滚齿机和插齿机二者的工艺动作过程是不同的。 一般来说，机器的工艺动作过程是比较复杂的，往往难 以用某一简单的机构来实现。因此，在机械运动方案的设计 中，常常需要把工艺动作过程分解成以一定时间序列表达的 若干个工艺动作，这些工艺动作则称之为机械的执行动作。 相应地，我们把机械中完成执行动作的构件，称为执行构件。 而把实现各执行构件运动的机构，称为执行机构。 所谓“工艺动作过程的构思与分解”，是指：从机械运 动系统的功能出发，根据工作原理构思出工艺动作过程，并 将工艺动作过程分解成若干可实现的执行动作，形成一系列 执行动作的时间序列。
功能合成是指将分功能与基本功能合成简单、明确的功能 结构。
二、举例
如:冲压式蜂窝煤成型机的总功能是：将粉煤加入转盘的 模筒内，经冲头冲压成蜂窝煤。
为了实现蜂窝煤冲压成 型，冲压式蜂窝煤成型机必 须完成五个分功能： ①粉煤加料； ② 冲头将蜂窝煤压制成型； ③清除冲头和出煤盘的积屑 的扫屑运动； ④将在模筒内的冲压后的蜂 窝煤脱模； ⑤将冲压成型的蜂窝煤输送。
指设计者根据设计任务书和已知 条件，通过建立功能结构、确定 工作原理、工艺动作过程的构思 与分解、机构的选型以及方案评 价等步骤，形成机械运动系统方 案的全过程。
机械产品的设计一般要经过产 品规划、方案设计、技术设计、 施工设计等几个阶段。通常,方案 设计是核心，它决定产品性能、 成本及竞争能力的关键环节。

《机械设计》教材讨论题、思考题及习题绪论讨论题0-1就文中的三个实例分析每部机器，哪部分为原动部分、传动部分和执行部分？分别分析它们是否满足机器的三个特征？并从中举例说明机构、机械零件及构件的含义。

思考题0-1什么是机器？什么是机构？它们各有何特征？一台完整的机器由哪几部分组成？并举例说明。

0-2什么是机械零件、通用零件、专用零件、部件、标准件？指出下列零件各属于哪一类：螺栓，齿轮，轴，曲轴，汽门弹簧，轧根，飞机螺旋桨，汽轮机叶片，滑动轴承，滚动轴承，联轴器。

0-3本课程研究的对象和主要内容是什么？0-4本课程的性质与任务是什么？和前面学过的课程相比较，本课程有什么特点？第一章机械零件设计的基础知识及设计方法简介思考题1-1机械设计的内容和一般程序是什么？1-2机械零件常规设计计算方法有哪几种？各使用于何种情况？1-3机械零件应满足哪些基本要求？设计的一般步骤是什么？1-4机械零件的主要失效形式有哪些？什么是机械零件的工作能力？工作能力准则有哪些？1-5合理地选择许用安全系数有何重要意义？影响许用安全系数的因素有哪些？设计时应如何选择？1-6作用在机械零件上的载荷有几种类型？何谓静载荷、变载荷、名义载荷和计算载荷？1-7作用在机械零件中的应力有哪几种类型？何谓静应力、变应力？静载荷能否产生变应力？1-8何谓材料的疲劳极限、疲劳曲线、金属材料的疲劳曲线分成哪几种类型？各有何特点？指出疲劳曲线的有限寿命区和无限寿命区，并写出有限寿命区疲劳曲线方程，材料试件的有限寿命疲劳极限SN如何计算？说明寿命系数K N的意义。

1-9材料的极限应力图是如何作出的？简化极限应力图又是如何作出的？它有何用途？1-10影响零件疲劳强度的主要因素有哪些？零件的简化极限应力图与材料试件的简化极限应力图有何不同？如何应用？1-11表面接触疲劳点蚀是如何产生的？根据赫兹公式（Hertz）,接触带上的最大接触应力应如何计算？说明赫兹公式中各参数的含义。

2.作动系统
反推装置的作动系统通常有气动式和液压式的。
通过液压作动大的阻流门。在枢轴门反推装置上，每个阻流 门有单独的液压作动器:在有移动套筒的格栅式反推装置上，液 压作动器更为复杂,因为它们必须同步工作。液压的反推作动:系 统通常有控制活门组件，接收控制系统来的信号供应液压油到作 动器，从而展开或收藏反推装置。
5)反馈及指示系统
在驾驶舱内有反推装置工作情况的指示系统，包括开锁指 示、反推位置指示、反推故障指示等。例如，A320飞机上在反 推装置展开过程中，驾驶舱有琥珀色“REV”指示;反推装置完 全展开后,变为绿色“REV”指示，表示油门互锁释放，发动机 能够增大反推力。
在液压机械控制的发动机上，每半反推上通常装有反馈作 动筒，反推展开过程中反馈作动简随动。反馈作动筒上装有一 一个接近电门，当反推装置放出到一定位置时，其发出信号， 使反推开锁显示变为反推完全展开显示。反馈作动筒还通过反 馈钢索把反推装置的位置反馈到油门操纵互锁机构。
油门操纵互锁机构有两个作用:
一是当反推装置没到达一定开度时,其可阻挡反推手柄移 动,不允许增加发动机的功率;
二是若反推装置意外打开,其可把油门推回到慢车功率， 以减小反推力对飞机飞行所造成的影响。
在FADEC控制的发动机上，反推装置没有机械的反馈机构, 通常有位置传感器将反推装置展开的位置信号发送给EEC,如 B737NG飞机发动机反推装置两侧平移單上各有一个线性可变差 分 传 感 器 ( LV D T ) 用 于 反 馈 两 侧 平 移 罩 的 位 置 ， A 3 3 0 飞 机 发 动 机 每个阻流门各有一个旋转可变传感器(RVT)用于反馈每个阻流门 的角度位置。
使用发推和仅使用刹车的着陆滑行距离比较
反推装置的原理

机械系统设计课程设计前言一、课程目标知识目标：1. 理解机械系统设计的基本概念、原理和方法；2. 掌握机械系统的组成部分及其功能；3. 了解机械系统设计过程中的常见问题和解决策略；4. 掌握机械系统设计的基本步骤和流程。

技能目标：1. 能够运用所学的理论知识，进行简单的机械系统设计；2. 能够分析并解决机械系统设计过程中出现的问题；3. 能够运用绘图软件绘制机械系统结构图和零件图；4. 能够撰写机械系统设计报告，并进行简单的方案陈述。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械系统设计的兴趣和热情，激发创新意识；2. 培养学生的团队协作意识和沟通能力；3. 培养学生严谨、细致、负责的学习态度；4. 培养学生关注工程实践，认识到机械系统设计在工程领域的重要性和应用价值。

课程性质：本课程为机械工程及相关专业高年级学生的专业必修课，旨在帮助学生将所学理论知识与实际工程应用相结合，提高学生的实践能力和创新能力。

学生特点：学生具备一定的机械基础知识和工程实践能力，具有较强的逻辑思维和动手能力。

教学要求：结合课本内容，注重理论与实践相结合，强调设计过程中的实际操作和问题解决能力培养。

通过课程学习，使学生能够独立完成简单的机械系统设计任务，并为后续专业课程和实际工作打下坚实基础。

教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 机械系统设计基本概念：包括机械系统的定义、分类、设计原则和设计要求。

教材章节：第一章 机械系统设计概述2. 机械系统设计基本步骤：介绍设计流程、方案设计、详细设计、分析与计算等。

教材章节：第二章 机械系统设计步骤与方法3. 机械系统设计中的力学分析：讲解力学基本知识在机械系统设计中的应用，如受力分析、运动分析等。

教材章节：第三章 力学分析在机械系统设计中的应用4. 常用机械传动系统设计：包括齿轮传动、带传动、链传动等的设计方法和计算。

教材章节：第四章 常用机械传动系统设计5. 轴承和联轴器的选用与设计：介绍轴承和联轴器的类型、性能、选用原则及设计方法。