机械创新设计介绍-5-机构创新设计介绍.ppt

第5章 机构创新设计 一个好的机械原理方案能否实现，机构设计是关键。机构设计中最富有创造性、最关键的环节，是机构形式的设计。 机构创新设计 5.1 简单动作功能机构设计 5.2 机构组合创新设计方法 5.3 机构变异设计 5.4 机构再生运动链方法 5.1 简单动作功能 ——用来实现运动和力的简单转换5.1.1 简单动作功能机构的特点与应用 主要指人类最初创造的各种工具和简单的器械。如杠杆、斜面、滚轮。尤其是轮子是人类最伟大的创造发明，现代的各种机器中，是离不开旋转的轮子和轴的。 特点：只用极少的构件（一般不成为典型的“机构”），实现简单而巧妙的动作。 举例：电视机调节盒盖——双动操作器。 圆珠笔按钮 录音机的联动按键 魔方 百叶窗 拉链 安全带带扣 ———— 举例： 要实现特定的动作功能 ——巧妙的构思。 笔套上有凸块 圆珠笔按钮 圆珠笔按钮功能原理分析 对齐笔套槽时 笔芯齿轮与按钮齿轮错开 笔芯齿轮在笔套内时的情况 笔芯齿轮在笔套内时的情况 错开时—缩回 （外） 对齐时—探出 （内） 笔芯齿轮在笔套内外的情况比较 简单几何体的组合 ——剖开看 简单几何体的组合 ——合上看 举例：钥匙与锁 举例：钥匙与锁 弹子锁——钥匙与锁芯 一把钥匙开多把锁？ 弹簧 弹簧 弹子1 钥匙 锁芯 弹子2 简单动作功能具有广泛的用途和宽阔的空间。简单动作功能通常通过两个零件之间接触表面形状的巧妙组合实现，求解动作功能时针对所要实现的动作功能（运动规律、运动轨迹），对零件的几何形体进行构思。 ——也叫几何形体组合法 对简单动作功能优秀设计案例的分析可以获得很多灵感，学到很多巧妙的设计方法。 5.1.2 机械零件自由度分析 5.2 机构组合创新设计方法 5.2.1 机构串联组合方法 串联组合——多个基本机构顺序连接—— ——前机构输出——后机构输入 机构串联组合实现两个目的： 1）改善原有机构的运动特性 2）使组合机构具有各基本机构的特性 1．改善原有机构的运动特性 槽轮机构——转位或分度——角速度变化大 前面加上——主动拨盘前面——双曲柄机构 ——主动拨盘变速转动——减小槽轮转速不均匀性 曲柄旋转一周——滑块往复两次—— ——六杆机构——A点轨迹8字形曲线 5.2.1 机构串联组合方法 2.使组合机构具有各基本机构的特性 串联组合—V带+齿轮+棘轮+螺旋等传动 原动机——单向等速回转 ——输出件—低速、单向、间歇、直线运动 椭圆齿轮+曲柄滑块组合机构 ——等速—变速 ——变速的曲柄滑块往复运动速度 5.2 机构组合创新设计方法 5.2.2 机构并联组合方法 机构并联组合——由两个或多个结构相同的基本机构并列布置 5.2 机构组合创新设计方法 5.2.2 机构并联组合方法 1.Ⅰ型并联 原动机功率不足——多台原动机+多套传动系统 中华世纪坛——3000吨—192个轮子 ——16个驱动轮 飞机——两或四个发动机 ——满足功率 ——替补动力 5.2 机构组合创新设计方法 5.2.2 机构并联组合方法 1.Ⅰ型并联 V形发动机——2汽缸布置 ——90° 飞机襟翼操纵机构——两个油缸各推动一个齿条——加快摆动速度——替补摆动 （速度减少1/2） 双保险——可靠性提高 5.2 机构组合创新设计方法 5.2.2 机构并联组合方法 2.Ⅱ型并联 主动件或原动机的运动分成——两个——再合成一个 汽缸压力机——左右两套——一个汽缸推动——执行构件5——最大压力 ——关键—两套机构同步 螺旋压力机——左右两套螺旋—螺距相同旋向相反（双向） 优点——增力——轴向力可以平衡 缺点——向下压力对螺杆影响较大 5.2 机构组合创新设计方法 主动油缸 连杆 连杆 摇杆滑块机构3、4、5 执行 构件5 5.2.2 机构并联组合方法 3.Ⅲ型并联 一个主动运动分解为两个或多个输出运动