4.1 机械运动循环图在线视频

各位同学 大家好

今天我们来开始学习第四章的内容

第四章我们要给大家去讲的

是机械运动系统的方案设计

经过了前面三章的学习之后

我们知道

在方案设计完成之后

我们能够得到一个最优的设计方案

那么我们如何去实现

方案当中所提到的这些解法呢

那么这就要涉及到我们第四章的内容

机械运动系统的方案设计

那什么叫机械运动系统的方案设计呢

那我们来看一下

在功能结构当中

我们知道我们为了求解的方便

我们把总功能进行了分功能的划分

划分出来的分功能有些是比较简单的

那么这些简单的分功能

我们都可以选择一个现有的机构

就可以来实现

比如说旋转变直线

那么这样的一个分功能

我们就可以通过

我们的凸轮机构

我们的齿轮齿条机构

来进行实现 包括我们可以通过

曲柄滑块机构来实现

但是我们还有一些划分出来的

分功能比较复杂

利用一个已知的机构不能实现它

那么在这种情况下我们怎么办呢

我们可以采取的一种方法是

我们挑选几个机构进行组合

把几个机构组合在一起之后

去实现这样一个复杂的分功能

那么 这几个分功能所构成的

这样一个机械运动系统 我们称之为

机械运动系统

那么对于这些机构的

这样一个选择和设计

我们称之为机械运动系统的方案设计

我们也把它称之为机构的创新设计

那么说到这之后呢

可能有同学还有疑问

就是什么样的分功能

算是比较复杂的呢

那么在这里呢 给大家举一个例子

在工厂当中

我们大家都知道它有一个备料车间

在备料车间里面我们知道有一个锯床

锯床呢通常是把我们

从钢厂买回来的原钢锯断

由于我们在制造的过程当中

我们所需要的零件的尺寸是不一样的

所以我们就可以通过这样一个

工厂备料车间的锯床把我们所要的

特定尺寸的这样一些棒料给它加工出来

对于工厂备料车间的锯床来说

它要想实现锯断的这样一个分功能

它必须要包含这样的两部分的特性

第一个就是旋转变直线

由于我们的原动机大多

它的输出是旋转运动

但是对于锯床当中的它的执行机构

它的运动轨迹是一条直线

所以我们就需要

在这个分功能的实现当中

它必须要能够把旋转变成直线运动

那另外一个我们知道

我们在利用手工的方式

来进行锯断的时候 我们会发现

锯条非常容易断裂

锯床它的断裂

是因为我们在进行锯弓

移动的过程当中

它的移动速度是不均匀的

由于速度的不均匀而造成的

锯条的断裂

那么在工厂备料车间的锯床

当中也同样会存在着这样的一种现象

也就是为了防止刀具的断裂

必须要保证执行机构在

移动的过程当中是近似匀速运动的

那么在这里我们来看一下

我们刚才提到的旋转变直线的

这样的几个机构

那么我们的凸轮机构

是否可以保证移动过程是匀速呢

还有我们的齿轮齿条机构

包括我们的蜗轮蜗杆机构

是否可以实现这样一个

移动过程当中的匀速运动呢

那么我们可以看到

能够同时满足上述两个特征的

机构只有我们的凸轮机构

但是我们大家知道凸轮机构

它又存在着

磨损比较严重的这样一个特点

那么因此呢我们

对于工厂备料车间锯床的

锯断这个分功能来说

那么我们就必须要挑选

几个机构来实现它

那么具体的实现方式

大家可以参考

我们的教材

对于它的锯断来说

我们可以通过连杆机构的组合来实现

那么这样的一种实现方式

就是我们在这里提到的

机械运动系统的方案设计

那接下来我们再来看

对于我们的比较简单的分功能

我们选择好了对应的机构

对于我们复杂的分功能

我们挑选了几个机构进行组合

来实现对应的运动之后

那么我们是否就完成了

机械运动系统的方案设计呢

那么在这里面我们可以看到

尤其是对于复杂的分功能

我们是挑选了几个机构来进行实现

那么这几个机构是

分散的

我们如何把这些分散的机构

组成一个协调运动的整体呢

那么这种情况下就涉及到了

机械运动系统的协调设计

也就是我们如何

把分散的机构协调起来

让它们形成一个有机的整体

所以这一部分的内容

我们也属于机械运动系统

方案设计的范畴

所以在运动系统的方案设计里面

主要包括这样的两部分的内容

好 那接下来我们来看一下

在这一章当中的第一个知识点

就是机械运动循环图

为了保证分散的机构能够协调的

配合

那么在这种情况下

我们需要在一个工作循环

或一个工作周期内

各执行构件之间

它们运动协调配合的关系

给它表达出来

那么这种表达

我们通常以图的形式来进行表达

那么这样的一个图

我们就称之为机械运动循环图

对于机械运动循环图来说

它通常是要表达

各执行构件动作的协调配合

比如说我们在牛头刨床当中的

刨刀和工作台

那么刨刀在切削的这样一个过程当中

我们的工作台始终是保持静止状态的

那么只有这样我们才能够保证

它的切削过程的精度和它的稳定性

但是刨刀在回程的过程当中

我们的工作台是可以实现移动的

也就是我们可以同时实现它的进给

在这里我们可以看到在牛头刨床当中

刨刀和工作台两个执行机构的

工作时间是不同的

所以我们就需要借助于这样的一些

运动循环图来进行表达

那另外一个运动循环图

它还可以表示各执行构件

运动速度的协调关系

比如说大家都熟知的

在我们机械原理当中

我们提到过的齿轮的范成运动

第三个作用就是

它可以表述各构件的布置

要有利于系统能量的传递

和效率的提高

也就是我如何去进行布置

才能够使整个的

机械系统有一个非常好的

能量传递

以及有一个非常好的这样一个效率

那么对于机械运动循环图来说

那么我们用什么样的图来表达呢

那么这里面我们通常会涉及到三类

第一类是直线式的

直线式的大家可以看到

在我们屏幕当中的第一个图

也就上方的这个图

那么直线式的运动循环图

大家可以看到

它的横轴代表的是

主轴或者分配轴的这样一个转角

上方大家可以看到

它有几行就代表它有几个执行机构

那么所以我们在这里看到

它有两个 每一个执行机构的动作

它所对应的

主轴的旋转角度通过这样一个图

非常明确的表示出来

那么这样的话呢 我们就可以看到

执行机构之间配合的关系

第二种运动循环图的类型是圆周式的

圆周式的运动循环图

我们可以看到它有很多圈儿

这里面

我们在确定圆周式的运动循环图

它的执行机构数量的时候

有几个圆环它代表几个执行机构

像我们现在看到的

这样一个圆周式的这样一个图

对这个图来说

我们看到它是有两个圆环

所以它是有两个执行机构

它是以极坐标的形式来进行表达

从这张图当中 我们同样可以看出

各执行机构之间运动的先后关系

那另外一种运动循环图的表达方式

是直角坐标式的

直角坐标式的这样用方式呢

大家非常容易理解

从这个图当中我们也可以看出

它有多少个执行机构

执行机构之间运动的先后关系

我们可以表达出来

好

今天的内容我们就讲到这