機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)案例2012課件

機(jī)械原理機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

及參考方案設(shè)計(jì)內(nèi)容：（選其一，或自選）設(shè)計(jì)創(chuàng)新或改進(jìn)生活中的小機(jī)構(gòu)，如折疊桌椅、折疊衣架、折疊桑；廚房用具，生活用品，運(yùn)動(dòng)器械；設(shè)計(jì)無碳小車，以重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)的具有方向控制功能的自行小車，小車能在“8”字形賽道上往復(fù)前進(jìn)；設(shè)計(jì)具有一定功能的機(jī)器人或機(jī)械手，由機(jī)構(gòu)組成本體，完成一定動(dòng)作。設(shè)計(jì)要求作品名稱及功用描述；作品方案描述、工作原理和設(shè)計(jì)思路；機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖或三維實(shí)物圖；設(shè)計(jì)和計(jì)算分析：如自由度計(jì)算，機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動(dòng)分析，尺寸設(shè)計(jì)，力分析等；作品創(chuàng)新點(diǎn)。說明書A4紙5頁(yè)以上。按執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)形式進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型1.連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)

定傳動(dòng)比勻速

平行四桿機(jī)構(gòu)、雙萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、輪系、諧波傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、擺線針輪機(jī)構(gòu)、摩擦輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、撓性傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等

變傳動(dòng)比勻速

軸向滑移圓柱齒輪機(jī)構(gòu)、混合輪系變速機(jī)構(gòu)、摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、行星無級(jí)變速機(jī)構(gòu)、撓性無級(jí)變速機(jī)構(gòu)等

非勻速

雙曲柄機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、單萬(wàn)向連軸節(jié)機(jī)構(gòu)、非圓齒輪機(jī)構(gòu)、某些組合機(jī)構(gòu)等

按執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)形式進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型2.往復(fù)運(yùn)動(dòng)

往復(fù)移動(dòng)

曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、正弦機(jī)構(gòu)、移動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、楔塊機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)、液壓機(jī)構(gòu)等

往復(fù)擺動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、曲柄搖塊機(jī)構(gòu)、空間連桿機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)、某些組合機(jī)構(gòu)等

按執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)形式進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型3.間歇運(yùn)動(dòng)

間歇轉(zhuǎn)動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、某些組合機(jī)構(gòu)等

間歇擺動(dòng)特殊形式的連桿機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪-連桿組合機(jī)構(gòu)、利用連桿曲線圓弧段或直線段組成的多桿機(jī)構(gòu)等間歇移動(dòng)棘齒條機(jī)構(gòu)、摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、從動(dòng)件作間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)的凸輪機(jī)構(gòu)、反凸輪機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)、液壓機(jī)構(gòu)、移動(dòng)桿有停歇的斜面機(jī)構(gòu)等按執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)形式進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型5.特殊運(yùn)動(dòng)要求換向

雙向式棘輪機(jī)構(gòu)、定軸輪系（三星輪換向機(jī)構(gòu)）等超越齒式棘輪機(jī)構(gòu)、摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)等

過載保護(hù)帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等

按執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作分解進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型序號(hào)動(dòng)作分解后能實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)或功能機(jī)構(gòu)型式1勻速轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（包括定傳動(dòng)比機(jī)構(gòu)、變傳動(dòng)比機(jī)構(gòu)）（1）摩擦輪機(jī)構(gòu)（2）齒輪機(jī)構(gòu)、輪系（3）平行四邊形機(jī)構(gòu)（4）轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（5）各種有級(jí)或無級(jí)變速機(jī)構(gòu)2非勻速轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（1）非圓齒輪機(jī)構(gòu)（2）雙曲柄四桿機(jī)構(gòu)（3）轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（4）組合機(jī)構(gòu)（5）撓性件機(jī)構(gòu)按執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作分解進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型序號(hào)動(dòng)作分解后能實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)或功能機(jī)構(gòu)型式3往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（包括往復(fù)移動(dòng)、往復(fù)擺動(dòng)）（1）曲柄——搖桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（2）雙搖桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（3）滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（4）凸輪式往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（5）齒輪式往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（6）組合機(jī)構(gòu)4間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（包括間歇轉(zhuǎn)動(dòng)、間歇擺動(dòng)、間歇移動(dòng)）執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)或功能（1）間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（棘輪、槽輪、凸輪、不完全齒輪機(jī)構(gòu)等）（2）間歇擺動(dòng)機(jī)構(gòu)（一般利用連桿曲線上近似圓弧或直線段實(shí)現(xiàn)）（3）間歇移動(dòng)機(jī)構(gòu)（連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、組合機(jī)構(gòu)等）按執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作分解進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型序號(hào)動(dòng)作分解后能實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)或功能機(jī)構(gòu)型式7增力及夾持機(jī)構(gòu)（1）斜面杠桿機(jī)構(gòu)（2）鉸鏈杠桿機(jī)構(gòu)（3）肘桿式機(jī)構(gòu)8行程可調(diào)機(jī)構(gòu)（1）棘輪調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（2）偏心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（3）螺旋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（4）搖桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（5）可調(diào)式導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)序號(hào)組合方式機(jī)構(gòu)組合方式1串聯(lián)式2并聯(lián)式序號(hào)組合方式機(jī)構(gòu)組合方式3復(fù)合式4反饋式機(jī)構(gòu)變異方法改變構(gòu)件的形狀及運(yùn)動(dòng)尺寸改變運(yùn)動(dòng)副的尺寸選用不同的構(gòu)件為機(jī)架（即機(jī)構(gòu)的倒置）運(yùn)動(dòng)副元素的逆換增加輔助構(gòu)件（課本p286）機(jī)構(gòu)再生運(yùn)動(dòng)連設(shè)計(jì)法（參看王德倫編寫的機(jī)械原理教材，2011.9，機(jī)械工業(yè)出版社）

參考方案方案一X型桿鏈設(shè)計(jì)及其應(yīng)用方案二按給定軌跡要求設(shè)計(jì)六桿機(jī)構(gòu)方案三換向機(jī)構(gòu)方案四按任意給定的平面運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)方案五蛙式夯土機(jī)方案六汽車雨刷機(jī)構(gòu)方案七閉門機(jī)構(gòu)方案八實(shí)現(xiàn)兩位置要求機(jī)構(gòu)（豎箱機(jī)構(gòu)）方案九車庫(kù)上翻門機(jī)構(gòu)方案十簡(jiǎn)易關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)機(jī)器人方案十一夾鉗機(jī)構(gòu)方案十二電動(dòng)牙刷方案十三橢圓齒輪連桿機(jī)構(gòu)方案十四印刷機(jī)送紙機(jī)構(gòu)方案十五齒輪連桿機(jī)構(gòu)方案十六柔性鏈—桿傳動(dòng)方案十七平動(dòng)鏈輪機(jī)構(gòu)方案十八空間球面機(jī)構(gòu)方案十九迭聯(lián)式組合機(jī)構(gòu)方案二十十桿犁提升機(jī)構(gòu)方案二按給定軌跡要求設(shè)計(jì)六桿機(jī)構(gòu)這是一種六桿機(jī)構(gòu)，根據(jù)A點(diǎn)的軌跡要求，例如直線，設(shè)計(jì)該機(jī)構(gòu)。wattmechanismA方案三換向機(jī)構(gòu)這是一種換向機(jī)構(gòu)，請(qǐng)分析它的運(yùn)動(dòng)與力，并考慮進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。123456該機(jī)構(gòu)由8個(gè)構(gòu)件，9個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副組成的三個(gè)自由度的8桿機(jī)構(gòu)，在該機(jī)構(gòu)的構(gòu)件7上任一點(diǎn)P可實(shí)現(xiàn)平面的任意運(yùn)動(dòng)軌跡。在進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析時(shí)，構(gòu)件1，2，3為原動(dòng)件，各自具有獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，構(gòu)件4，5，6及運(yùn)動(dòng)副D、E、F、G、H、I組成一個(gè)三級(jí)基本桿組，通過對(duì)這個(gè)三級(jí)桿組進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析可求得P點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。方案四按任意給定的平面運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)BHEPIADFC12475638方案六汽車雨刷機(jī)構(gòu)213456汽車雨刷機(jī)構(gòu)多種多樣，請(qǐng)分析該種機(jī)構(gòu)，并提出一種新的機(jī)構(gòu)。方案七閉門機(jī)構(gòu)（地鐵門）126534此為由一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制地鐵門開合的應(yīng)用實(shí)例，其設(shè)計(jì)分析加工制造及裝配非常簡(jiǎn)單。通過構(gòu)件1（滑塊）的移動(dòng)來控制構(gòu)件4（門）的開啟與閉合，當(dāng)外力去除后，構(gòu)件1在彈簧6的力作用下會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，以保證地鐵在運(yùn)行過程中，車廂門關(guān)閉的可靠性與安全性。設(shè)計(jì)該機(jī)構(gòu)在適當(dāng)位置加阻尼，使門的開閉運(yùn)動(dòng)緩緩進(jìn)行。方案十簡(jiǎn)易關(guān)節(jié)機(jī)器人（各種三關(guān)節(jié)）簡(jiǎn)易機(jī)器人有多種類型，可設(shè)計(jì)其中一種。每一個(gè)關(guān)節(jié)可以是移動(dòng)副或轉(zhuǎn)動(dòng)副，有多少種機(jī)構(gòu)類型請(qǐng)總結(jié)。方案十一夾鉗機(jī)構(gòu)（力放大機(jī)構(gòu)）夾鉗是建筑工地常用的工具。它有各種類型的結(jié)構(gòu)，請(qǐng)收集研究各種類型并比較優(yōu)缺點(diǎn)，然后選優(yōu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。方案十二電動(dòng)牙刷截面擴(kuò)大運(yùn)動(dòng)副原理簡(jiǎn)圖3---活動(dòng)連桿2---牙刷頭導(dǎo)桿1---牙刷外殼5---直流電機(jī)6---電池4---偏心軸獲得,從而有效減小結(jié)構(gòu)尺寸;2.運(yùn)動(dòng)原理圖的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上通過擴(kuò)大運(yùn)動(dòng)副1.牙刷頭可繞軸線左右擺動(dòng),擺角范圍為45;牙刷在日常生活中每天都要用到它，請(qǐng)?zhí)岢鰩追N新型的電動(dòng)牙刷機(jī)構(gòu)，使牙刷頭部能具有擺動(dòng)或移動(dòng)或多撮轉(zhuǎn)動(dòng)等。方案十三橢圓齒輪連桿機(jī)構(gòu)請(qǐng)分析橢齒輪連桿機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡圖譜，并構(gòu)思利用連桿上某一點(diǎn)的軌跡曲線進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。該方案為凸輪機(jī)構(gòu)與連桿機(jī)構(gòu)的組合機(jī)構(gòu)，用來實(shí)現(xiàn)任意給定軌跡的機(jī)構(gòu)綜合，五桿機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)自由度，由雙聯(lián)凸輪作為原動(dòng)件給該五桿機(jī)構(gòu)提供兩個(gè)已知的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。在進(jìn)行連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，將構(gòu)件2及構(gòu)件4作為原動(dòng)件，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律已由凸輪給定，由構(gòu)件3、5及C、F、E組成一個(gè)RRR二級(jí)組。在這個(gè)二級(jí)組中可以求得G點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，通過調(diào)整兩原動(dòng)件2、4的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可對(duì)G點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)給定軌跡的要求。同樣，也可按給定的G點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡及相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來得到兩個(gè)原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，最后得到雙聯(lián)凸輪的理論廓線，實(shí)際廓線及安裝角。方案十四印刷機(jī)送紙機(jī)構(gòu)BGFEAD21345C該機(jī)構(gòu)用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，構(gòu)件1為主動(dòng)，以角速度ω1繞A點(diǎn)進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由構(gòu)件1，2，3，4及運(yùn)動(dòng)副A、B、C、D組成一個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，在搖桿CD上固聯(lián)一個(gè)齒輪，該齒輪隨搖桿進(jìn)行往復(fù)擺動(dòng)，通過齒輪與齒條嚙合傳動(dòng)，將曲柄AB的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)就轉(zhuǎn)換成了齒條的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。方案十五齒輪連桿機(jī)構(gòu)在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，可將構(gòu)件2、3及運(yùn)動(dòng)副B、C、D拆分成一個(gè)RRR二階基本桿組進(jìn)行分析。FCABDE21345該機(jī)構(gòu)中，構(gòu)件1，2分別為兩個(gè)鏈輪，構(gòu)件1為主動(dòng)件，以角速度ω1進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過構(gòu)件6（鏈）的傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件1，2的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在構(gòu)件6上有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副與構(gòu)件3相連接。在進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是由ω1及鏈輪確定，則將構(gòu)件3，4及運(yùn)動(dòng)副C、D、E拆分成一個(gè)RRR二級(jí)組既可進(jìn)行分析計(jì)算。請(qǐng)分析構(gòu)件4的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。方案十六柔性鏈—桿組合機(jī)構(gòu)ACBED265431ω1方案十七平動(dòng)鏈輪機(jī)構(gòu)（玩具）平動(dòng)機(jī)構(gòu)具有很廣泛的應(yīng)用背景。如圖所示，2、3、4為鏈輪機(jī)構(gòu)，ω1及ω2的轉(zhuǎn)動(dòng)，保證7、8始終保持平動(dòng)狀態(tài)。構(gòu)件2與4的尺寸條件應(yīng)如何？7432158463ω2ω1方案十八空間球面機(jī)構(gòu)空間球面機(jī)構(gòu)多用于陀螺導(dǎo)航機(jī)構(gòu)中，請(qǐng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。請(qǐng)考查分析實(shí)際設(shè)計(jì)中的其它應(yīng)用。123方案十九迭聯(lián)式組合機(jī)構(gòu)可由三個(gè)擺動(dòng)液壓缸機(jī)構(gòu)組成挖掘機(jī)組合機(jī)構(gòu)。其中第一個(gè)基本機(jī)構(gòu)1-2-3-4的機(jī)架4是挖掘機(jī)的機(jī)身；第二個(gè)基本機(jī)構(gòu)5-6-7-3迭聯(lián)在第一個(gè)