第14章机械执行系统方案设计14.1执行系统方案设计的过程和内容14.2执行系统的功能原理设计根据机械预期实现的功能，考虑选择何种工作原理来实现这一功能要求。14.2.1功能原理的构思与选择功能原理设计的任务，就是根据机械预期实现的功能要求，构思出所有可能的功能原理，加以分析比较并根据使用要求或者工艺要求，从中选择出既能很好的满足功能要求，工艺动作又简单的工作原理。举例：自动送料板装置的功能原理设计机械推拉原理摩擦传动原理(摩擦轮)总结实现某种预期的要求，可以采用多种不同的工作原理；不同的工作原理需要不同的工艺动作，这样所设计出的机械在工作性能、工作品质和适用场合等方面都会有很大的差别。14.2.2功能原理的创造性分析综合法将机械预期实现的功能分解为各种分功能，分析其本质，进行各分功能原理设计，最后把分功能原理组合起来，组成一个新的系统。美国阿波罗登月思维扩展法在进行机械功能原理设计时，设计者一定要拓宽自己的思路，广泛采用气、液、光、声。电、新材料等新技术，构思出新的功能原理。挖土机还原创新法跳出已有的创造起点，重新返回到创造的原点，紧紧围绕机械预期实现的功能要求另劈新径，构思新的功能原理。波轮洗衣机滚筒洗衣机工艺动作十分简单，针杆做往复移动，拉线杆和摆梭做往复摆动，送布牙的轨迹由复合运动实现，这几个动作的协调配合，便实现了缝联布料的功能要求。14.3执行系统的运动规律设计14.3.1工艺动作分解和运动方案选择工艺动作分解是运动规律设计的基础，工艺动作分解的方法不同，形成的运动方案也相同。内孔加工总结同一个工艺动作，可以分解成各种简单运动，工艺动作分解的方法不同，所得到的运动规律和运动方案也相同，它们很大程度上决定了机械的特点、性能和复杂程度。在进行运动规律设计和运动方案选择时，应综合考虑各方面的因素，根据实际情况对各种运动规律和运动方案加以认真分析和比较，从中选出最佳方案。14.3.2运动规律设计的创造性运动规律的设计是一种创造性的工作。仿真法模拟人或者动物的动作将工艺动作进行分解，构思出实现某一工作原理的运动规律。吊车：搓元宵机思维扩展法从传统的定式思维方式转向发散思维，拓展思路，尽可能采用简单易行的运动规律。钢球综合检测的装置分选不同直径钢珠的装置典型例题绘图机14.4执行机构的型式设计14.4.1执行机构型式设计的原则1.满足执行构件的工艺动作和运动要求运动形式、运动规律和运动轨迹2.尽量简化和缩短运动链精确直线导向机构近似直线导向机构简化结构减轻重量3.尽量减小机构的尺寸4.选择合适的运动副形式运动副在机械传递运动和动力的过程中起着重要作用，它直接影响到机械的结构形式、传动效率、寿命和灵敏度等。一般来说，转动副易于制造，易于保证运动副元素的配合精度，且效率较高；移动副制造较困难，不易保证配合精度，效率低且易自锁或楔紧，故一般只宜用于作直线运动或将转动变为移动的场合。转动副代替移动副实例近似直线导向机构5.考虑动力源的形式选择合适的动力源，有利于简化机构结构和改善机械性能。例：执行构件作等速往复直线运动6.使执行系统具有良好的传力条件和动力特性设计时，应注意选用具有最大传动角、最大增力系数和最高效率的机构，这样可以减小主动轴上的力矩和原动机的功率及机构的尺寸和重量；应尽量避免采用虚约束；高速运转机构应考虑平衡设计等。7.使机械具有调节某些运动参数的能力具有调节滑块最大行程功能的机构8.保证机械的安全运转必须考虑防止出现机械意外损坏或生产、人身事故。例如可以采取具有过载保护功能的带传动、设置具有自锁功能的蜗杆蜗轮机构等。14.4.2机构的选型利用发散思维的方法，将前人创造发明的各种机构按照运动特性或动作功能进行分类，然后根据设计对象中执行构件所需要的运动特性或动作功能进行搜索、选择、比较和评价，选出执行机构的合适形式。1．按照执行构件所需的运动特性进行机构选型从具有相同运动特性的机构中，按照执行构件所需的运动特性进行搜寻。当有多种机构均可满足所需要求时，则可根据上节所述原则，对初选的机构形式进行分析和比较，从中选择出较优的机构。2．按照动作功能分解与组合原理及型机构选型任何一个复杂的执行机构都可以认为是由一些基本机构组成的，这些基本机构具有如下基本功能：动作功能分解组合原理总体功能可以分解成若干分功能：U=(Ui)i=1,2,…,m每一个分功能又可以用不同的机构来实现：Tj=(ti1,ti2,…,tin)j=1,2,…,n功能-技术矩阵：只要在矩阵的每一行任找一个元素，把各行中找出的机构组合起来，就组成一个能实现总体功能的方案。在确定了各分功能顺序的前提下方案总数为：N=nm