1、一、机器的定义,三、机器的分类,二、机器的组成,四、典型机器的功能分析,第二章 机器的组成及典型机器的功能分析,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，能将原动力和运动转变，以执行人们预期的工作，在人或其他智能体的操作和控制下，实现为之设计的某种或几种功能。,第一节 机器的定义,机械的组成及特征,两个机器实例：,1.内燃机,功用：内燃机是将燃气燃烧时的热能转化为机械能的机器,组成：见右图,2.颚式破碎机,功用：压碎物料,组成：见右图,电动机,工作过程：,(1) 动力系统,提供动力、实施能量转换,如：水轮机,电动机,机械能,水能(自然界能源),
2、电能(二次能源),(2) 传动系统,将动力机的动力和运动传递给执行系统的中间装置,功能：,减速,变速,传递动力,改变运动规律,多驱动,(3) 执行系统,直接完成预定任务的装置,(4) 操纵及控制系统,使各部分协调动作,(5) 辅助装置,如冷却、润滑、记数、照明,机械能,机器：既能实现确定的机械运动，又能做有用的机械功，或者能传递或转换能量、物料、信息等。如,半自动钻床实现确定的机械运动，又作有用的机械功,内燃机转换能量,机械手传递物料,照相机传递信息,机构：仅能传递或转换运动。如,齿轮机构传递运动,凸轮机构转换运动,机械：是机器和机构的总称。,构件：组成机械的各个相对运动的单元。,零件：机械中
3、不可拆的制造单元体。,单一零件曲轴,多个零件的刚性组合连杆,构件是机械中运动的单元体，零件是机械中制造的单元体。,机器的组成 1、机构学角度 各种基本机构，F=原动件数且0 2、结构学角度 一系列基本构件，如机架、箱体、齿轮等等 3、从主要部件 如汽车由底盘、发动机、车身三大部分组成； 如车床由床身、三箱（主轴箱、进给箱、溜板 箱）、 两架（刀架、尾座）及床腿组成,第二节 机器的组成,从功能的角度看机器的组成,分功能系统1 工作机 执行机构机器（总功能） 分功能系统i 传动机 原动机 控制器 分功能系统n,车床（利用移动刀具对旋转工件进行切削）,工件旋转系统,刀具进给系统,电动机（传动机）,主
4、轴,工作头,加工机械 食品机械 工艺类机器 纺织机械 印刷机械 机器（从功能的观点） 动力机械 起重运输机械 精密机械 非工艺类机器 医疗机械 通用机械 ,对物料进行工艺性加工，这类机器具有专用的工作头（如刀具）并进行独特的工艺加工动作,不对任何物料进行工艺性加工而只是实现某些特殊的动作性功能,第三节、机器的分类,家用缝纫机是一种典型的工艺类机器，它的功能原理取决于实现缝纫机功能的工艺方式。,1、采用了针尖引线代替了针尾引线,2、采用了双线互锁交织以代替线的反复穿刺,第四节 典型机器的功能分析,手工迹线与缝纫迹线对比,普通家用缝纫机是上下两根缝线互相交织，交织点位于缝料中间所形成的锁式线迹,缝
5、纫机工艺工作原理,1 机针穿刺引料需克服缝料阻力，又要防止缝料损伤，应减 小针尖直径和采用足够小的针尖面2 将面线引过缝料机针下降时将挑线杆从线团上引出的面线 带过缝料3 形成线环 在机针上升时，在引出槽的一边，面线与 缝料相互挤压发生摩擦，不能上升，被机 针孔的下壁托起而形成线环 4 摆梭尖嘴钩住线环摆梭尖嘴应适时的穿入线环，使线环绕过 藏有底线的梭心套，底线和面线相互交织5 线迹的抽紧 将被摆梭扩大线环后多余的面线从缝料中抽取6 机针相对缝料的移动在形成一个线迹后，缝料应相对于机针 移动一个线迹距离,缝纫机功能分析,主要功能1 引面线造环功能2 钩面线扩环，使底面线交织功能3 供给和收回面
6、线的功能4 输送缝料的功能辅助功能控制功能,1 引面线造环功能,2 钩面线扩环，使底面线交织功能,3 供给和收回面线的功能,凸轮挑线机构和连杆挑线机构，前者高速时容易磨损，声响较大，但结构简单容易制造；后者运转时声响轻，耐用，但结构复杂,4 输送缝料的功能,靠送布牙挤压推送缝料来实现,连杆或凸轮机构只能近似的实现给定的运动规律,缝纫机辅助功能,为支持和保证主功能的实现，需配置一些辅助功能：,1 调节面线和底线的阻尼 2 调节压脚压紧力 3 调节送布针距 4 绕底线的功能,1 调节面线和底线的阻尼功能,面线和底线的松紧应能使锁式线迹的交接点结合在缝料中间,面线松紧靠旋动夹面线螺母实现底线松紧靠拧
7、动压紧底线的螺纹来实现,2 调节压脚压紧力功能,压紧力过大会使缝料皱缩和损伤，过小又会出现送料呆滞，和溜滑现象.,靠调节压脚压力螺纹来实现,3 调节送布针距功能,送布针距线影响迹密度，过密会增加缝纫牢度，但影响缝料强度；,送布牙送料距离调节钮决定,4 绕底线功能,把梭心装到绕线轴上，由高速转动的手轮使上摩擦轮带动绕线轴旋转而使梭心缠绕底线,控制功能,现代机器控制功能：机械控制，人机控制和电子控制功能机械控制功能：缝纫机的传动机构实现时序分配主要由凸轮和连杆机构的工作相位来配合实现人机控制功能：通过人机接口来实现：脚踏板，输入动力和控制速度的接口手轮，人手控制启动的接口机针前方布面，时人手扶持布
8、料引导针迹的接口缝针工作区，人眼获得信息的接口电子控制功能：电脑多功能缝纫机，由于整个缝纫机本身由电脑芯片控制，线迹的宽窄度、疏密度、压脚压力及线迹微型调控都可以进行更改，使得缝纫机对缝纫介质的适应能力大大增强,功能分解可表示为树状的功能结构，称为功能树。家用缝纫机的总功能是缝制衣物。要用多个分功能才能综合实现其总功能，具体分解如下：,典型机器功能分析计算机针式打印机,采用电信号控制，将电能转化为机械能，使打印钢针击打色带并在纸上打印出由点阵组成的字符图形,计算机针式打印机工作原理,为实现打印，应能实现以下功能：主要功能：打印头打印打印头移动走纸换行功能辅助功能：色带均匀移动功能纸张压紧及调整
9、功能纸宽调整功能打印头位置调整功能控制功能,计算机针式打印机功能实现,主要功能 打印头打印功能系统,打印头由24根打印针及衔铁组成，按奇偶数排列成两列，这样使得上下相邻的点能相互覆盖。在不打印时，打印头里的永久磁铁吸住片簧，当打印逻辑电路发出打印信号，通过驱动电路送到打印头线圈产生一个与永久磁铁磁场方向相反的磁场，抵消永久磁铁对片簧的吸引，与片焊接的衔铁就被弹出使打印针实现打印动作,主要功能 打印头移动功能系统,当直流伺服电动机运转时，通过齿轮传动及同步齿形带传动使打印头架沿圆形导轨往复移动,码盘，放在光电传感器之间，检测打印头架的位置，并通过微机处理进行闭环控制，使字头打印时间和伺服电动机停
10、止时间相配合，完成字符打印,主要功能 走纸换行功能系统,由步进电动机，齿轮机构,走纸滚压纸滚，打印字辊链式牵引器组成,当电动机逆时针转动时，打印字辊顺时针旋转，同时使链式牵引器的链轮逆时针转动，从而使纸向前转动。,当单页纸时，纸不经链式牵引器，直接卷入打印字辊，靠摩擦力带动走纸,当连续纸时，通过链式牵引器和打印字辊，同时使走纸辊松开。,主要功能 走纸换行功能系统,辅助功能 色带均匀移动功能,1 要求：色带在打印头正反向移动时，都应单项移动，以使色带在整个长度上均匀使用。,2工作原理：色带装在色带盒内，由色带驱动轴带动单向移动，当打印头架带动色带盒往复移动时，与色带盒相连的从动轮与固定齿条啮合运
11、转。从动齿轮带动色带驱动轴的上齿轮正方向转动，同时也可以带动下介轮使色带驱动轴的下齿轮反方向转动，利用超越离合器，可是实现色带驱动轴的单项旋转,辅助功能 压紧及调整功能,由压紧杠杆、扇形齿轮、压紧凸轮、弹簧支承及走纸滚组成,辅助功能 打印头位置调整功能,对于不同厚度的打印纸及在多张复写时，都需要调整打印头的位置，以保持打印针与纸的适当间隙。靠偏心轴带动导轨使打印头位移来实现,打印机控制功能,针式打印机是由微型机，精密机械和电器设备构成的机电一体化的机械。其机械部分的动作是由CPU来控制，打印机应具有相应的控制功能与主机交换信息的功能打印驱动控制功能故障检测功能报警功能自检功能自动进纸和换纸功能连续或分页打印方式选择功能,思考题, 从功能的角度看，机器是由什么构成的？ 2. 从功能的角度，机器分为哪两类？ 构思一种机构可以实现送布牙送进布料的功能，并Sketch。,
