基础知识(第1章)剖析.ppt

第二章 机械创新设计的基础适应 图2-22 形封闭凸轮结构示意图 图2-23 双滚子结构示意图 图2-24 圆柱滚子改为圆锥滚子结构示意图 滚子的结构型式 图2-25 滚动轴承、锥面、弧面、球面 共轭凸轮的摆动滚子从动件：可调滚子位置摆杆 图2-26b 可调摆杆臂式从动件 图2-26c （3）杆类构件的结构设计 曲柄：圆盘销轴状、曲轴状、杆件状 图2-27 图2-25 滚子结构 图2-26 共轭凸轮的摆动滚子从动件 图2-26 共轭凸轮的摆动滚子从动件 图2-27 曲柄的结构 图2-28 连杆组件 图2-29 转动副的结构示意图 连杆、摇杆：视具体情况设计 （4）块状类构件的结构设计：块状类构件大都作移动，其结构与运动副的结构有关。 3．机械零件组合成构件的方法 组合方法：螺纹联接、焊接、粘接、过盈配合 常见的例子：较大的蜗轮（铸铁轮毂与青铜轮缘组合） 内燃机连杆 滑动轴承座 二、运动副的结构设计 运动副的结构创新设计对提高机械的性能与寿命有重大帮助 1．转动副的结构设计 滚动轴承：机械效率高 滑动轴承：结构简单，形成动压润滑时也有较高的效率 2．移动副的结构设计 高副式移动副：低副式移动副 重力封闭 ： 形封闭 图2-30：a.常见移动副 b.重力封闭 c.重力封闭与形封闭组合 d.重力封闭点接触式 e.柱面移动副 f.带滑键的柱面移动副 g. 形封闭点接触式移动副 h. 形封闭结构 i.滚子与轮轨接触形成的移动副构图 j.滚子与滑槽形成的移动副 3．高副的结构设计 滚子导轨（滚动导轨）代替平面摩擦导轨：滚子直径、宽度、滚子的间距，定位措施等都需进行严格的结构设计。 滚珠丝杠代替普通丝杠也需进行结构设计； 三、机构系统的结构设计 连杆机构设计较难，杆件形状千变万化，也是创新成果最多的领域 同一机构—可设计出性能、用途、外形完全不同的机械。 ：密封，润滑 所有的运动副结构设计，为了↓相对运动中的摩擦，应考虑： 密封，润滑的方式。 连杆机构设计时要注意的问题 1）各构件的运动不能发生干涉 图2-32 2）在机械平衡的基础上，把安装配重与结构设计一并考虑。 3）机构系统的运动精度。 连杆机构的杆状变化尚没有找出一定的规律，目前主要凭坚实的基础知识、丰富的实践经验。 如机构简图为图示的双曲柄机构，既可设计成泵；也可设计成轴系结构。 尺寸误差 影响机构系统运动精度的因素 运动副的间隙误差 构件的弹性变形 尺寸误差对机构运动位置的影响 图2-30 常见移动副的结构示意图 图2-31 低副的高副结构设计 图2-32 双曲柄机构结构设计示例 图2-33 连杆机构安装位置示意图 图2-34 连杆机构尺寸对其运动精度的影响 图2-34所示机构中，构件3的位置误差为 无误差时机构的封闭矢量方程为 有误差时机构的封闭矢量方程为： 则： 注意：①在保证机构位置精度的前提下精确求解 困难 ②现行方法：按经验确定各构件尺寸公差 计算误差最大值与最小值 若超差则重新调整各构件公差 第四节 创新设计过程中的创新思维方法 ①创新设计不是简单的模仿或技术改造 ②创新设计应具有突破性、新颖性、创造性、实用性、社会效益 ③创新活动是一个复杂的思维过程 一、创新活动中的注意事项 1．要考虑创新产品是否有社会效益或经济效益 2．是否存在你要创新设计的产品或专利 * * 第一节 机械的基础知识 一、机械及其组成 1．机械的概念 1）机械首先必须是执行机械运动的装置 2）机械必须进行物料或信息的变换与传递，并完成有用的机械功 3）机械中要完成能量的转换 机械的分类：原动机，工作机和信息机 2．机械的组成 原动机，工作机（包括传动装置），控制装置，见图 2—1、2—2、2—3 原动机：三相交流异步电动机、单相交流异步电动机、直流 电动机、步进电动机、（电能→机械能） 柴油机、汽油机、蒸汽机、燃气轮机、原子能发动机 （热能→ 机械能） 水轮机、风力机、潮汐发动机、地热