機(jī)械制造創(chuàng)新設(shè)計(jì) 4-2

機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)(shèjì)方法精品資料機(jī)構(gòu)的構(gòu)型目的當(dāng)所選擇的機(jī)構(gòu)型式不能完全實(shí)現(xiàn)預(yù)期要求，或雖能實(shí)現(xiàn)功能要求但存在著或結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、或運(yùn)動(dòng)精度不當(dāng)和動(dòng)力性能欠佳，可在常用機(jī)構(gòu)中選擇一種功能和原理與工作要求相近(xiānɡjìn)的機(jī)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上重新構(gòu)筑機(jī)構(gòu)的型式。精品資料一、機(jī)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(jìn)行重組將一個(gè)基本機(jī)構(gòu)與另一個(gè)或幾個(gè)基本機(jī)構(gòu)或基本桿組按一定方式有目的地進(jìn)行組合組合機(jī)構(gòu)：克服單一機(jī)構(gòu)性能方面的不足，也能充分發(fā)揮各基本機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)精品資料組合法串聯(lián)組合(zǔhé)前一級(jí)子機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件，作為后一級(jí)子機(jī)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(jī)構(gòu)II子機(jī)構(gòu)I后一級(jí)子機(jī)構(gòu)(jīgòu)的主動(dòng)件為前一級(jí)子機(jī)構(gòu)(jīgòu)的一個(gè)連架桿。

后一級(jí)子機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件為前一級(jí)子機(jī)構(gòu)的連桿。III512341123A54DCBFEM精品資料并聯(lián)組合幾個(gè)子機(jī)構(gòu)共用同一個(gè)輸入構(gòu)件，而它們的輸出運(yùn)動(dòng)又同時(shí)輸入給一個(gè)多自由度的子機(jī)構(gòu)，從而形成(xíngchéng)一個(gè)自由度為1的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的組合方式。子機(jī)構(gòu)n1子機(jī)構(gòu)III子機(jī)構(gòu)I子機(jī)構(gòu)II子機(jī)構(gòu)n輸入輸出直線電機(jī)襟翼直線電機(jī)某型飛機(jī)的襟翼操縱機(jī)構(gòu)大型船舶主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)精品資料某航空發(fā)動(dòng)機(jī)附件傳動(dòng)系統(tǒng)主動(dòng)軸IVIIIVVIIII各子機(jī)構(gòu)間無嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)配合(pèihé)關(guān)系精品資料各子機(jī)構(gòu)在動(dòng)作(dòngzuò)的先后次序上有嚴(yán)格的要求自動(dòng)車床上三個(gè)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(jī)構(gòu)有運(yùn)動(dòng)形式(xíngshì)配合要求磨床中的主軸運(yùn)動(dòng)、砂輪(shālún)運(yùn)動(dòng)和、工件運(yùn)動(dòng)在運(yùn)動(dòng)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(jī)構(gòu)(jīgòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)該組合機(jī)構(gòu)由擺動(dòng)從動(dòng)桿凸輪機(jī)構(gòu)與移動(dòng)(yídòng)從動(dòng)桿凸輪機(jī)構(gòu)的并聯(lián)組合而成，當(dāng)原動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，便可得到對(duì)工件的沖壓動(dòng)作和移動(dòng)(yídòng)工件的送料動(dòng)作。該設(shè)計(jì)將驅(qū)動(dòng)擺桿的凸輪與驅(qū)動(dòng)移動(dòng)(yídòng)從動(dòng)桿的凸輪合并為一個(gè)，將凸輪AB廓線設(shè)計(jì)為一段以O(shè)為圓心的圓弧，從而保證了當(dāng)沖頭在沖壓工件時(shí)，工件不動(dòng)。設(shè)計(jì)者必須先根據(jù)沖頭與推桿的時(shí)序關(guān)系設(shè)計(jì)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(dòng)軸上的安裝位置。精品資料并聯(lián)式組合機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新(chuàngxīn)設(shè)計(jì)并聯(lián)式組合機(jī)構(gòu)的創(chuàng)意出發(fā)點(diǎn)1、巧妙地利用機(jī)構(gòu)的對(duì)稱并列布置(bùzhì)達(dá)致力改善機(jī)構(gòu)的受力精品資料并聯(lián)式組合(zǔhé)機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)并聯(lián)式組合機(jī)構(gòu)的創(chuàng)意出發(fā)點(diǎn)2、利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解來實(shí)現(xiàn)單一基本機(jī)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)和特殊的工作要求。以某一基本機(jī)構(gòu)為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，將另一基本機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)作該機(jī)構(gòu)的補(bǔ)充或加強(qiáng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)合成。如果以運(yùn)動(dòng)分解為目的(mùdì)，兩分解運(yùn)動(dòng)一定是非獨(dú)立的。精品資料復(fù)合式組合機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新(chuàngxīn)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)：機(jī)構(gòu)中至少有一個(gè)(yīɡè)自由度為2的基本機(jī)構(gòu)，為組合機(jī)構(gòu)的主體。附加機(jī)構(gòu)：用來封閉或約束基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)、自由度為1的基本機(jī)構(gòu)。精品資料復(fù)合式組合由一個(gè)(yīɡè)或幾個(gè)串聯(lián)的基本機(jī)構(gòu)去封閉一個(gè)(yīɡè)具有兩個(gè)或多個(gè)自由度的基本機(jī)構(gòu)的組合方式5桿機(jī)構(gòu)輸入輸出凸輪機(jī)構(gòu)精品資料復(fù)合式組合機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新(chuàngxīn)設(shè)計(jì)圖4—20所示機(jī)構(gòu)為按圖4—18b所示的方式復(fù)合的組合機(jī)構(gòu)。該組合機(jī)構(gòu)是由一個(gè)可沿軸向竄動(dòng)的蝸桿機(jī)構(gòu)和附加的凸輪機(jī)構(gòu)復(fù)合組成。當(dāng)蝸桿驅(qū)動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)。同時(shí)帶動(dòng)凸輪一齊轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪機(jī)構(gòu)的從動(dòng)桿隨著凸輪廓線的變化(biànhuà)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，反過來又驅(qū)動(dòng)蝸桿沿其軸向左右竄動(dòng)，蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)合成使蝸輪轉(zhuǎn)速變得時(shí)快時(shí)慢。精品資料疊加式組合機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新(chuàngxīn)設(shè)計(jì)疊加式組合機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)將一個(gè)機(jī)構(gòu)安裝在另一個(gè)機(jī)構(gòu)的某一個(gè)運(yùn)動(dòng)(yùndòng)構(gòu)件上形成的組合機(jī)構(gòu)稱為疊加式組合機(jī)構(gòu)。精品資料二、機(jī)構(gòu)創(chuàng)新的變性(biànxìng)原理通過構(gòu)件(gòujiàn)變異創(chuàng)新機(jī)構(gòu)構(gòu)件(gòujiàn)運(yùn)動(dòng)的充分利用改變機(jī)架的位置改變?cè)瓌?dòng)件的位置及性質(zhì)改變構(gòu)件(gòujiàn)的桿長(zhǎng)改變構(gòu)件(gòujiàn)的形狀通過運(yùn)動(dòng)副的變異創(chuàng)新機(jī)構(gòu)改變運(yùn)動(dòng)副元素的形狀改變運(yùn)動(dòng)副的約束利用運(yùn)動(dòng)副之間的等價(jià)變換，改變機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)副的數(shù)量和性質(zhì)精品資料變異(biànyì)法更換(gēnhuàn)原動(dòng)件

雙搖桿機(jī)構(gòu)中，選連桿作為原動(dòng)件，可把風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為連架桿的搖動(dòng)。ABDC風(fēng)扇座蝸輪蝸桿電機(jī)電機(jī)ABDC風(fēng)扇座蝸輪蝸桿電機(jī)ABDC風(fēng)扇座蝸輪蝸桿精品資料運(yùn)動(dòng)(yùndòng)倒置擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)123123連桿—凸輪機(jī)構(gòu)罐頭封口機(jī)構(gòu)A1BCO234精品資料改變構(gòu)件結(jié)構(gòu)(jiégòu)形狀將擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)(jīgòu)中的直線導(dǎo)槽改為圓弧導(dǎo)槽，可獲得較長(zhǎng)時(shí)間的停歇。改變構(gòu)件運(yùn)動(dòng)尺寸

槽輪直徑變?yōu)闊o窮大，槽數(shù)無窮多時(shí)，演變?yōu)椴蹢l機(jī)構(gòu)精品資料通過構(gòu)件變異創(chuàng)新(chuàngxīn)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)構(gòu)件變異的主要目的改善機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)(yùndòng)的不確定；解決機(jī)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)原因無法正確運(yùn)動(dòng)(yùndòng)的問題；開發(fā)新功能；開發(fā)新機(jī)構(gòu)；改善機(jī)構(gòu)的受力狀態(tài)，提高構(gòu)件強(qiáng)度或剛度。精品資料通過(tōngguò)構(gòu)件變異創(chuàng)新機(jī)構(gòu)1、構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的充分利用構(gòu)件的功能：將輸入運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為所需的輸出運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的基本類型：機(jī)架、連架桿、連桿常用構(gòu)件：連架桿少利用的構(gòu)件：連桿機(jī)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(yùn)動(dòng)的充分利用K—H—V少齒差行星傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、傳動(dòng)比大的優(yōu)點(diǎn)。如何(rúhé)將行星輪(連桿)的運(yùn)動(dòng)輸出，如何(rúhé)設(shè)計(jì)性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而緊湊的等速輸出機(jī)構(gòu)，是K—H—V少齒差行星傳動(dòng)創(chuàng)新的關(guān)鍵技術(shù)之一。精品資料1、構(gòu)件(gòujiàn)運(yùn)動(dòng)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?yàn)樘栞喒潭ú粍?dòng)，因此，無論桿怎樣運(yùn)動(dòng)，行星輪相對(duì)于機(jī)架不轉(zhuǎn)動(dòng)，利用行星輪的這一運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，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(jī)架位置(wèizhi)的變換來創(chuàng)新機(jī)構(gòu)精品資料2、利用機(jī)架位置(wèizhi)的變換來創(chuàng)新機(jī)構(gòu)變換機(jī)架位置，將不動(dòng)構(gòu)件與運(yùn)動(dòng)構(gòu)件位置有意識(shí)的進(jìn)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(dòng)而刀具運(yùn)動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行加工，對(duì)于小型(xiǎoxíng)工件，出于切削運(yùn)動(dòng)機(jī)溝體積不大，這種方案是可行的。對(duì)于又長(zhǎng)又大的工件，這種機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案就顯得什分笨重和不經(jīng)濟(jì)了。這時(shí)采用齒輪齒條機(jī)構(gòu)計(jì)工件運(yùn)動(dòng)，而使刀具不動(dòng)成為一種合理的選擇，于是人們?cè)O(shè)計(jì)出了加工大型工件的龍門刨床。逆反原理的運(yùn)用：精品資料2、利用(lìyòng)機(jī)架位置的變換來創(chuàng)新機(jī)構(gòu)如果包裝盒不動(dòng)，要設(shè)計(jì)一臺(tái)能將盒端翻蓋3、4、5翻向蓋體，并自動(dòng)將盒封好的機(jī)構(gòu)不是(bùshi)一件容易的事。但如果讓包裝盒運(yùn)動(dòng)起來，則只需將封裝機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成像圖示的兩對(duì)固定在機(jī)器上的靠模板就行了。當(dāng)包裝食運(yùn)動(dòng)時(shí)，第一對(duì)靠模板將紙盒上翻蓋3折向盒體，第二對(duì)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(shí)為其涂上膠水，則整個(gè)紙盒就包裝好了。精品資料3、利用原動(dòng)件的變化(biànhuà)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)同一機(jī)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(jī)構(gòu)以曲柄為主動(dòng)可用于各種泵，以滑塊為主動(dòng)可用于內(nèi)燃機(jī)和蒸汽機(jī)。移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)以曲柄為主動(dòng)可用作抽水唧筒，以移動(dòng)導(dǎo)桿為主動(dòng)可制成裝卸機(jī)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(jī)構(gòu)的機(jī)械利益，達(dá)到省力工作的目的。精品資料5、利用構(gòu)件形狀變異進(jìn)行(jìnxíng)創(chuàng)新精品資料二、通過運(yùn)動(dòng)(yùndòng)副的變異創(chuàng)新機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副演化與變異的主要目的增加運(yùn)動(dòng)副的接觸強(qiáng)度；減小運(yùn)動(dòng)副元素的磨擦、磨損；改善機(jī)構(gòu)的受力狀態(tài)；改善機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力(dònglì)效果；開拓機(jī)構(gòu)的各種新功能；尋求演化新機(jī)構(gòu)的有效途徑精品資料二、通過運(yùn)動(dòng)(yùndòng)副的變異創(chuàng)新機(jī)構(gòu)1、改變(gǎibiàn)運(yùn)動(dòng)副元素的形狀（低副、高副）精品資料2、利用(lìyòng)變約束運(yùn)動(dòng)副精品資料3、利用運(yùn)動(dòng)(yùndòng)副的替代（1）低副與低副的替