机构的创新设计.pptVIP

机构创新设计 好的机械原理方案是否能实现，机构形式的的设计是关键的环节，常用的设计方法有机构的选型和机构的构型两大类。 机构形式设计的原则 机构的选型 机构的构型 机构形式设计的原则 机构应尽可能简单 机构运动链尽量简短 适当选择运动副 适当的选择原动机 选用广义机构 应尽量缩小机构尺寸 应使机构具有较好的动力学特性 采用传动角较大的机构 采用增力机构 采用对称布置的机构 机构形式设计的原则 1、机构运动链尽量简短——优先选用构件数和运动副数最少的构建 机构形式设计的原则 2、适当选择运动副 “扬长避短”； 一般情况下，应先考虑低副机构，而且尽量少采用移动副；在执行构件的运动规律要求复杂，采用连杆机构很难完成精确设计时，应尽量采用高副机构，如凸轮机构或连杆－凸轮组合机构。 机构形式设计的原则－适当选择原动机 新型电动机和新材料驱动器的出现，可大大的简化机构的结构，甚至改变了传动机构的设计。 1.新型电动机 今天的一些电动机已与传统的形式有很大的不同，交流变频调速技术的应用大大简化了机械变速机构。直线电动机可直接输出直线运动，采用这种电动机将不再需要诸如滚珠丝杠等直线传动机构，并且具有非常高的传动定位精度（μm级）。例如使用直线驱动器的电子打字机运行稳定、机构简单、不需要调整。直接驱动电动机，不需要经齿轮等减速机构，而可直接用于机器人的关节驱动，大大简化了机构的结构。即使是传统的电动机，随着高磁性材料和化学加工方法的应用，其尺寸也越来越小。如使用照相刻蚀、电镀方法制作的盒式录像机驱动用新型无刷直流电动机厚度仅为4mm。其中4层绕组总厚度为0.7mm，永久磁铁厚度为1mm。此外，还可采用硅技术（IC制造技术）制作微型电动机。 2.新材料驱动器 由于新材料的出现，产生了许多新型驱动原理与新型驱动器，它们给机构设计带来了新思想。 3.多自由度驱动器 多自由度机械需要多个原动件，每个原动件都需要一个驱动器，有时多个驱动器间还需要有一些机构作运动协调处理。多自由度驱动器在多自由度装置中应用，可以减少驱动器的数目，省去这些作运动协调的机构，降低装置的复杂程度，减小体积，提高运动精度。如专门设计的光盘读写头二自由度驱动器，可实现驱动光盘旋转并准确移动读写头到所期望的轨道位置。 机构形式设计的原则 尽量缩小机构尺寸 连杆—齿轮机构 机构形式设计的原则 尽量缩小机构尺寸 凸轮－连杆机构 机构形式设计的原则 采用增力机构 机构形式设计的原则 采用对称布置的机构 机构的选型 按运动形式要求选择机构 机构选型一般先按执行构件的运动形式要求选择机构，同时还应考虑机构的功能特点和原动机的形式。要实现不同的运动变换，应选择不同的机构或机构。表6－1列出了各种运动形式变换所对应的机构；表6－2列出了实现各种工作原理采用平同机构的性能、特点、价格对照表；6－3列出了各种机构的运动动力特性。 机构方案的评价 评价指标和评价体系。 典型机构的评价。 机构的构型 基本思路：以通过选型初步确定的机构方案雏型，通过组合、 变异、再生等方法进行突破，获得新的机构。 利用组合原理构型新机构 利用机构的变异构型新机构 利用再生运动链法构型新机构 广义机构创新设计 本章结束 * 温故：机构具有确定运动的条件－机构原动件数=机构自由度数 实现直线轨迹的机构 温故：平面机构自由度的计算－F=3n-(2 pl + ph)=3n-2 pl - ph 6－1 实现运动形式变换的常用机构 续表 破碎机 液压摆缸，自动装卸 牛头刨床 1、连杆机构： 曲柄摇杆机构 曲柄摇块机构、 摆动导杆机构 2、摆动从动件凸轮机构 3、气、液动机构 等速转动变换为往复摆动 惯性筛、刨床、自动机 压力机 1、连杆机构：双曲柄机构 转动导杆机构 2、非圆齿轮机构 等速转动变换为变速转动 机车联动机构、联轴器 联轴器 减速器，变速器 减速器，运动的合成与分解 减速器，无级变速 减速、输送 减速、输送、无级变速 1、连杆机构 平行四边形机构 双转动机构 2、齿轮机构 圆柱齿轮机构 圆锥齿轮机构 蜗轮蜗杆机构 3、行星轮机构 摆线针轮机构 谐波传动机构 4、摩擦轮机构 5、挠性件传动机构 链传动 带传动 绳传动 等速转动变换为等速转动 应用实例与原理 常用机构 运动变换形式 数学运算 汽车用差速器 微调 1、差动连杆机构