机械设计学-第02章-机器的组成及典型机器的功能分析(黄靖远、高志、陈祝林版教程)课件.ppt

1、第二章第二章 机器的组成及典型机器的功能分析机器的组成及典型机器的功能分析 PART 本章主要内容本章主要内容u 机器的定义、组成及分类机器的定义、组成及分类u 家用缝纫机功能分析家用缝纫机功能分析u 点钞机功能分析（自学点钞机功能分析（自学+讨论）讨论）PART 本章重点本章重点u 机器的定义、组成机器的定义、组成u 家用缝纫机的工作原理家用缝纫机的工作原理u 机器的定义、组成及分类机器的定义、组成及分类一、机器的定义机器：机器：由两个或两个以上相互联系配合的构件所组成的联合体，通过其中某些构件的限定的相对运动，能转变转变某种原动力和运动，以执行人们预期的工作，在人或其它智能体的操作和控制操

2、作和控制下，实现为之设计的某种或某几种功能。p该定义强调了“功能”和“控制”。二、机器的组成1.原有观点原有观点(传统观点传统观点)l原动机：把自然界的能或其它非机械能变为机械能。如内燃机、电动机等。l传动机：把机械能变为其他形式机械能或非机械能。如发电机、空气压缩机等。l工作机：接受机械能完成生产过程（改变工件物理性质、状态、形状或位置）。如各种机床、起重机、纺织机等。l控制器：控制器：包括机械装置和电子控制系统。2.从机构学的角度从机构学的角度机构：机构：各组成部分间具有一定的相对运动的装置。能传递、转换运动或实现某种特定的运动。运动变换是其特征。p不考虑机械能的转换和利用问题，一切机器都

3、可以看作机构或复合机构组成。3.从结构学的角度从结构学的角度机器是由一系列基本零件（机架、箱体、齿轮、轴、轴承、联轴节等）组装而成。4.从专业角度从专业角度以主要部件研究机器的组成。如机床由床身、三箱两架、床腿等组成。5.从功能观点从功能观点p机器所完成的功能称为机器的总共能总共能。p除了总功能外还有辅助功能。三、机器的分类1.传统的分类方法(按产业划分)例如：农业机械、林业机械、矿山机械、冶金机械、化工机械、造纸机械、食品机械、纺织机械、工程机械、交通运输机械、物料搬运机械、橡胶机械、塑料机械等。2.按服务领域p能量转换机械 将热能、化学能、电能等转换为适合于应用的机械能的各种动力机械；以及

4、将机械能转换为所需的其他能量（电能、热能、势能等）的能量变换机械。p生产各种产品的机械 包括应用于第一产业的农、林、牧、渔业机械和矿山机械等。p从事各种服务的机械 包括交通运输机械、物料搬运机械、办公机械，各种工业机器人（机械手）、医疗器械，通风、采暖和空调设备，除尘、净化、消声等环保设备。p家庭和个人生活中应用的机械 如洗衣机、冰箱、钟表、照像机、运动器械、家用机器人、假肢、假腿、自行车、轮椅等。p各种机械武器 如枪支、坦克、大炮等。3.按功能分类p工艺类的机械包括：金属冷加工设备、金属热加工设备、矿石破碎机械、矿石粉磨机械、食品机械、橡胶机械，木工机械等。p非工艺类机械包括：交通运输机械、

5、物料搬运机械、动力机械，各类阀门、泵、压力容器等。u家用缝纫机（家用缝纫机（sewing machine）功能分析功能分析一、缝纫机的概述 缝纫机是用一根或多根缝纫线，在缝料上形成一种或多种线迹，使一层或多层缝料交织或缝合起来的机器。缝纫机发明前的二个思维突破：（1）针尾引线；（2）双线互锁交织p1790年，英国的圣托马斯发明缝制靴鞋用的单线链式线迹的手摇缝纫机，这台缝纫机是用木材做机体，部分零件用金属材料制造，它是世界上出现的第一台缝纫机。p1841年，法国的蒂莫尼埃设计和制造了实用的双线链式线迹缝纫机。p1846年，美国的豪取得曲线锁式线迹缝纫机专利，缝纫速度为300针/分，效率超过五名手

6、工操作的缝纫师。p1851年，美国机械工人胜家独立设计并制造出胜家缝纫机，缝纫速度为600针/分，并于1853年取得美国专利。此后，缝纫机便开始大量用于生产，并逐步增加了钉钮扣、锁钮孔、加固、刺绣等功能。p此后人们对缝纫机进行了不断的改进和优化，使缝纫机逐渐演变成近代意义的缝纫机。p1975年美国发明了微型计算机控制的家用多能缝纫机。专业性工业缝纫机发展更为广泛，缝纫速度越来越高。二、家用缝纫机的总功能p总共能：将线按一定规律缝于缝料上，可使一根或多根线通过自连、互连或交织，在缝料上形成一定形式的线迹。p家用缝纫机采用上下两根缝线互相交织，交织点位于缝料中间的双线锁式线迹。l线迹整齐美观，缝合

7、牢固，缝纫迅速。l各机构间的运动配合要求精度高。三、家用缝纫机的功能分析1.主要功能主要功能p引面线造环功能 机针的特殊机构使面线在缝料底部形成线环。机针的特点：引入槽长而深，引出槽短而浅。p钩面线扩环，使底面线交织功能 为实现此功能，先要扩大面线环，并绕过藏有底线的梭心套，使底线传入面线环，而后被面线抽紧。p供给和收回面线功能 线环的形成及扩环过程需要把面线供给给机针和摆梭，而底线穿过面线环后又需要收回面线，以便抽紧底线，形成交织。p输送缝料功能一个线迹形成后，缝料应相对机针移动一个线迹距离。机针退出缝料，机针退出缝料，送布牙上升并压送布牙上升并压入缝料，利用摩入缝料，利用摩擦力使缝料移动擦

8、力使缝料移动一个线迹一个线迹送布牙下降，送布牙下降，和缝料脱离接触，和缝料脱离接触，以便进行下一个以便进行下一个形成线迹的功能形成线迹的功能动作。动作。送布牙返回送布牙返回原位，为移动原位，为移动下一个线迹作下一个线迹作准备。准备。2.辅助功能辅助功能p调节面线和底线的阻尼功能l锁式线迹的交接点绞合在缝料中间时线迹才美观整齐。l面线松紧阻尼靠旋动夹面线螺母实现，底线松紧阻尼靠拧动压紧底线螺纹来实现。p调节压脚压紧力的功能压紧缝料压力过压紧缝料压力过大大缝料皱缩遭受损伤缝料皱缩遭受损伤压紧缝料压力过压紧缝料压力过小小送料呆滞缝料溜滑送料呆滞缝料溜滑p调节送布针距的功能 送布针距会影响线迹密度，提

9、高线迹密度会增加缝纫牢度，但过密则会影响缝料强度。p绕底线功能 把梭心装到绕线轴上，由高速转动的手轮使摩擦轮带动绕线轴旋转，从而使梭心缠绕底线。3.控制功能控制功能p缝纫机功能演示花、锁扣眼）调节和改变线迹。（绣 可以实现现代缝纫机的程序控制:电子控制功能制速度脚踏板：输入动力和控）4（导针迹机针前方布面：人手引）3（接口）手轮：人手控制气动2（信息缝针工作区：人眼获得)1(人机控制功能的相位配合实现 连杆机缝纫机的功能由凸轮和:机械控制功能现代机器的控制功能u点钞机功能分析点钞机功能分析 银行部门的点钞机都是典型的机电一体化机械。一、点钞机的功能要求及机型的发展演化 1.早期对点钞机功能要求

10、的基本认识：早期对点钞机功能要求的基本认识：要有堆放准备清点纸币的空间，纸币能全部连续输入。纸币要能逐张分开。要有准确的技术装置。清点完毕以后的纸币要能整理成一叠。点钞机是中国人发明的！点钞机是中国人发明的！2.点钞机的发展历史点钞机的发展历史中国第一台点钞机是1958年7月沈阳银行的裴玉山、崔玉林和郭殿户研制的。（图为裴玉山、崔玉林和研制的第一台两轮木制点钞机）1960年在南通参展的银行，带去的点钞机就很成型啦。20世纪80年代到90年代中期，这一阶段的点钞机主要是小作坊式生产，主要分布在浙江温州、和上海、沈阳等地。这个时期的点钞机的特点是，机械功能大于电子功能，可以电子的计数，紫光鉴伪功能

11、。20世纪90年代中期到21世纪初，点钞机在这个阶段得到了大规模的生产，出现了专门从事研究点钞机的机构和部门。在这个阶段的龙头企业开始注重钞票的鉴伪和清分，为ATM终端机器服务。这个时期的点钞机体型缩小，机器更加稳定，开始了有意的品牌销售。现在中国的点钞机开始了数字，电子和机械相结合的时代，使点钞机技术更佳稳定和成熟。现在市场上的点钞机主要是利用荧光、红外、穿透、安全线、磁性等功能对人民币进行鉴伪、计数和清分，售后服务也逐步完善。二、点钞机的功能分析 1.点钞机的总功能点钞机的总功能 要适应新旧纸币。清点技术的错误率要求小于0.2。要有检伪功能。2.点钞机的主功能点钞机的主功能 进钞输入功能。分钞功能。计数功能。整理功能。3.点钞机的辅助功能点钞机的辅助功能 动力及传动功能。动力及传动功能。接钞输入口斜板调节功能。接钞输入口斜板调节功能。阻尼轮压紧功能。阻尼轮压紧功能。4.点钞机的控制功能点钞机的控制功能 机械控制功能。机械控制功能。光电控制功能。光电控制功能。人机控制功能。人机控制功能。u本章小结 本章重点讲解了机器的定义、组成及分类，详细分析了家用缝纫机功能。u作业 1.简述机器的定义及组成.2.家用缝纫机的工作原理.