機械制造創(chuàng)新設計 4-2

機構(gòu)的創(chuàng)新設計(shèjì)方法精品資料機構(gòu)的構(gòu)型目的當所選擇的機構(gòu)型式不能完全實現(xiàn)預期要求，或雖能實現(xiàn)功能要求但存在著或結(jié)構(gòu)較復雜、或運動精度不當和動力性能欠佳，可在常用機構(gòu)中選擇一種功能和原理與工作要求相近(xiānɡjìn)的機構(gòu)，在此基礎(chǔ)上重新構(gòu)筑機構(gòu)的型式。精品資料一、機構(gòu)(jīgòu)創(chuàng)新的組合原理創(chuàng)新(chuàngxīn)的分類：1、突破性創(chuàng)新(chuàngxīn)：采用全新的技術(shù)2、組合性創(chuàng)新(chuàngxīn)：采用已有的技術(shù)進行重組將一個基本機構(gòu)與另一個或幾個基本機構(gòu)或基本桿組按一定方式有目的地進行組合組合機構(gòu)：克服單一機構(gòu)性能方面的不足，也能充分發(fā)揮各基本機構(gòu)的特點精品資料組合法串聯(lián)組合(zǔhé)前一級子機構(gòu)的輸出構(gòu)件，作為后一級子機構(gòu)的輸入構(gòu)件，依次串聯(lián)的組合(zǔhé)方式。輸入輸出子機構(gòu)II子機構(gòu)I后一級子機構(gòu)(jīgòu)的主動件為前一級子機構(gòu)(jīgòu)的一個連架桿。

后一級子機構(gòu)的主動件為前一級子機構(gòu)的連桿。III512341123A54DCBFEM精品資料并聯(lián)組合幾個子機構(gòu)共用同一個輸入構(gòu)件，而它們的輸出運動又同時輸入給一個多自由度的子機構(gòu)，從而形成(xíngchéng)一個自由度為1的機構(gòu)系統(tǒng)的組合方式。子機構(gòu)n1子機構(gòu)III子機構(gòu)I子機構(gòu)II子機構(gòu)n輸入輸出直線電機襟翼直線電機某型飛機的襟翼操縱機構(gòu)大型船舶主傳動機構(gòu)精品資料某航空發(fā)動機附件傳動系統(tǒng)主動軸IVIIIVVIIII各子機構(gòu)間無嚴格的運動協(xié)調(diào)配合(pèihé)關(guān)系精品資料各子機構(gòu)在動作(dòngzuò)的先后次序上有嚴格的要求自動車床上三個并聯(lián)凸輪的工作順序有先后(xiānhòu)要求。工件(鉚釘)外圓車刀棒料切斷刀倒角刀凸輪軸擋板IIIIII主軸凸輪I凸輪II凸輪III凸輪轉(zhuǎn)角090?180?270?360?

放松(送料)切斷夾緊車外圓倒角擋料精品資料各子機構(gòu)有運動形式(xíngshì)配合要求磨床中的主軸運動、砂輪(shālún)運動和、工件運動在運動形式上有配合要求。砂輪砂輪架工件精品資料并聯(lián)式組合機構(gòu)(jīgòu)的創(chuàng)新設計該組合機構(gòu)由擺動從動桿凸輪機構(gòu)與移動(yídòng)從動桿凸輪機構(gòu)的并聯(lián)組合而成，當原動凸輪轉(zhuǎn)動時，便可得到對工件的沖壓動作和移動(yídòng)工件的送料動作。該設計將驅(qū)動擺桿的凸輪與驅(qū)動移動(yídòng)從動桿的凸輪合并為一個，將凸輪AB廓線設計為一段以O為圓心的圓弧，從而保證了當沖頭在沖壓工件時，工件不動。設計者必須先根據(jù)沖頭與推桿的時序關(guān)系設計好工作循環(huán)圖，再根據(jù)工作循環(huán)圖來確定兩只凸輪圖在驅(qū)動軸上的安裝位置。精品資料并聯(lián)式組合機構(gòu)的創(chuàng)新(chuàngxīn)設計并聯(lián)式組合機構(gòu)的創(chuàng)意出發(fā)點1、巧妙地利用機構(gòu)的對稱并列布置(bùzhì)達致力改善機構(gòu)的受力精品資料并聯(lián)式組合(zǔhé)機構(gòu)的創(chuàng)新設計并聯(lián)式組合機構(gòu)的創(chuàng)意出發(fā)點2、利用運動的合成與分解來實現(xiàn)單一基本機構(gòu)難以實現(xiàn)的復雜運動和特殊的工作要求。以某一基本機構(gòu)為設計基礎(chǔ)，將另一基本機構(gòu)的運動作該機構(gòu)的補充或加強進行運動合成。如果以運動分解為目的(mùdì)，兩分解運動一定是非獨立的。精品資料復合式組合機構(gòu)的創(chuàng)新(chuàngxīn)設計基礎(chǔ)機構(gòu)：機構(gòu)中至少有一個(yīɡè)自由度為2的基本機構(gòu)，為組合機構(gòu)的主體。附加機構(gòu)：用來封閉或約束基礎(chǔ)機構(gòu)、自由度為1的基本機構(gòu)。精品資料復合式組合由一個(yīɡè)或幾個串聯(lián)的基本機構(gòu)去封閉一個(yīɡè)具有兩個或多個自由度的基本機構(gòu)的組合方式5桿機構(gòu)輸入輸出凸輪機構(gòu)精品資料復合式組合機構(gòu)的創(chuàng)新(chuàngxīn)設計圖4—20所示機構(gòu)為按圖4—18b所示的方式復合的組合機構(gòu)。該組合機構(gòu)是由一個可沿軸向竄動的蝸桿機構(gòu)和附加的凸輪機構(gòu)復合組成。當蝸桿驅(qū)動蝸輪轉(zhuǎn)動時。同時帶動凸輪一齊轉(zhuǎn)動，凸輪機構(gòu)的從動桿隨著凸輪廓線的變化(biànhuà)作往復直線運動，反過來又驅(qū)動蝸桿沿其軸向左右竄動，蝸桿轉(zhuǎn)動和移動合成使蝸輪轉(zhuǎn)速變得時快時慢。精品資料疊加式組合機構(gòu)的創(chuàng)新(chuàngxīn)設計疊加式組合機構(gòu)的創(chuàng)新設計將一個機構(gòu)安裝在另一個機構(gòu)的某一個運動(yùndòng)構(gòu)件上形成的組合機構(gòu)稱為疊加式組合機構(gòu)。精品資料二、機構(gòu)創(chuàng)新的變性(biànxìng)原理通過構(gòu)件(gòujiàn)變異創(chuàng)新機構(gòu)構(gòu)件(gòujiàn)運動的充分利用改變機架的位置改變原動件的位置及性質(zhì)改變構(gòu)件(gòujiàn)的桿長改變構(gòu)件(gòujiàn)的形狀通過運動副的變異創(chuàng)新機構(gòu)改變運動副元素的形狀改變運動副的約束利用運動副之間的等價變換，改變機構(gòu)中運動副的數(shù)量和性質(zhì)精品資料變異(biànyì)法更換(gēnhuàn)原動件

雙搖桿機構(gòu)中，選連桿作為原動件，可把風扇轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為連架桿的搖動。ABDC風扇座蝸輪蝸桿電機電機ABDC風扇座蝸輪蝸桿電機ABDC風扇座蝸輪蝸桿精品資料運動(yùndòng)倒置擺動凸輪機構(gòu)123123連桿—凸輪機構(gòu)罐頭封口機構(gòu)A1BCO234精品資料改變構(gòu)件結(jié)構(gòu)(jiégòu)形狀將擺動導桿機構(gòu)(jīgòu)中的直線導槽改為圓弧導槽，可獲得較長時間的停歇。改變構(gòu)件運動尺寸

槽輪直徑變?yōu)闊o窮大，槽數(shù)無窮多時，演變?yōu)椴蹢l機構(gòu)精品資料通過構(gòu)件變異創(chuàng)新(chuàngxīn)機構(gòu)機構(gòu)構(gòu)件變異的主要目的改善機構(gòu)運動(yùndòng)的不確定；解決機構(gòu)由于結(jié)構(gòu)原因無法正確運動(yùndòng)的問題；開發(fā)新功能；開發(fā)新機構(gòu)；改善機構(gòu)的受力狀態(tài)，提高構(gòu)件強度或剛度。精品資料通過(tōngguò)構(gòu)件變異創(chuàng)新機構(gòu)1、構(gòu)件運動的充分利用構(gòu)件的功能：將輸入運動轉(zhuǎn)換為所需的輸出運動構(gòu)件的基本類型：機架、連架桿、連桿常用構(gòu)件：連架桿少利用的構(gòu)件：連桿機構(gòu)創(chuàng)新(chuàngxīn)的重要方向：充分利用連桿精品資料1、構(gòu)件(gòujiàn)運動的充分利用K—H—V少齒差行星傳動具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、傳動比大的優(yōu)點。如何(rúhé)將行星輪(連桿)的運動輸出，如何(rúhé)設計性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)簡單而緊湊的等速輸出機構(gòu)，是K—H—V少齒差行星傳動創(chuàng)新的關(guān)鍵技術(shù)之一。精品資料1、構(gòu)件(gòujiàn)運動的充分利用所示的行星輪系中，太陽輪齒數(shù)Z1與行星輪齒數(shù)Z2相等，因為太陽輪固定不動，因此，無論桿怎樣運動，行星輪相對于機架不轉(zhuǎn)動，利用行星輪的這一運動特點，在行星輪安裝一水平托架，可將工件從低工位托起，并維持(wéichí)工件的位置和狀態(tài)不變將其送至高工位；精品資料2、利用機架位置(wèizhi)的變換來創(chuàng)新機構(gòu)精品資料2、利用機架位置(wèizhi)的變換來創(chuàng)新機構(gòu)變換機架位置，將不動構(gòu)件與運動構(gòu)件位置有意識的進行互換，常能產(chǎn)生出一些很有新意的創(chuàng)造性構(gòu)思：牛頭刨采用工件不動而刀具運動對工件進行加工，對于小型(xiǎoxíng)工件，出于切削運動機溝體積不大，這種方案是可行的。對于又長又大的工件，這種機構(gòu)設計方案就顯得什分笨重和不經(jīng)濟了。這時采用齒輪齒條機構(gòu)計工件運動，而使刀具不動成為一種合理的選擇，于是人們設計出了加工大型工件的龍門刨床。逆反原理的運用：精品資料2、利用(lìyòng)機架位置的變換來創(chuàng)新機構(gòu)如果包裝盒不動，要設計一臺能將盒端翻蓋3、4、5翻向蓋體，并自動將盒封好的機構(gòu)不是(bùshi)一件容易的事。但如果讓包裝盒運動起來，則只需將封裝機構(gòu)設計成像圖示的兩對固定在機器上的靠模板就行了。當包裝食運動時，第一對靠模板將紙盒上翻蓋3折向盒體，第二對模板依次將紙盒上翻蓋4、5折向盒體。在翻蓋5經(jīng)過滾輪6時為其涂上膠水，則整個紙盒就包裝好了。精品資料3、利用原動件的變化(biànhuà)創(chuàng)新機構(gòu)同一機構(gòu)選取不同的構(gòu)件為原功件，可以獲得(huòdé)不同的使用功能。曲柄滑塊機構(gòu)以曲柄為主動可用于各種泵，以滑塊為主動可用于內(nèi)燃機和蒸汽機。移動導桿機構(gòu)以曲柄為主動可用作抽水唧筒，以移動導桿為主動可制成裝卸機械中的抓斗。精品資料4、利用構(gòu)件(gòujiàn)尺寸的變化來創(chuàng)新合理的構(gòu)件尺寸(chǐcun)及配置關(guān)系可以提高機構(gòu)的機械利益，達到省力工作的目的。精品資料5、利用構(gòu)件形狀變異進行(jìnxíng)創(chuàng)新精品資料二、通過運動(yùndòng)副的變異創(chuàng)新機構(gòu)機構(gòu)運動副演化與變異的主要目的增加運動副的接觸強度；減小運動副元素的磨擦、磨損；改善機構(gòu)的受力狀態(tài)；改善機構(gòu)的運動和動力(dònglì)效果；開拓機構(gòu)的各種新功能；尋求演化新機構(gòu)的有效途徑精品資料二、通過運動(yùndòng)副的變異創(chuàng)新機構(gòu)1、改變(gǎibiàn)運動副元素的形狀（低副、高副）精品資料2、利用(lìyòng)變約束運動副精品資料3、利用運動(yùndòng)副的替代（1）低副與低副的替