机构的型综合知识讲稿.ppt

机构的型综合 1.机构构型的主要创新设计方法 （一）机构构型的变异创新设计 为了满足一定的工艺动作要求，或为了使机构具有某些性能与特点，改变已知机构的结构，在原有机构的基础上，演变发展出新的机构，称此种新机构为变异机构。常用的变异方法有以下几类： 机构的倒置 机构内运动构件与机架的转化，称为机构的倒置。按照运动的相对性原理，机构倒置后各构件间的相对运动关系不变，但可以得到不同的机构。 例如，要设计一双足步行机构，要求脚跟对于腰部的轨迹如图8.12中a所示，实现该轨迹的最简单机构是四杆机构，但从连杆曲线图谱中，难以找到合适的四杆机构，于是便改用六杆机构，并得到不同构件为机架的3种机构方案b、c、d。 图8.12 双足步行机构创新设计 机构的扩展 以原有机构为基础，增加新的构件，构成一个扩大的新机构，称为机构的扩展。机构扩展，原有机构各构件间的相对运动关系不变，但所构成的新机构的某些性能与原机构差别很大。 例如要设计一个具有大行程速比系数的机构，一般都先选有急回特性的四杆机构（如曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构、导杆机构和导块机构），再附加杆组，就可获得如图8.13所示的多种六杆机构。 图8.13 杆组扩展法示例 机构局部结构的改变 改变机构局部结构(包括构件运动机构和机构组成机构)，可以获得有特殊运动性能的机构。 图5—9是一个能克服死点的机构。曲柄滑块机构在滑块主动，曲柄从动时，若连杆与曲柄位于一条直线，则机构处于死点位置。为了改变这种状况，常采用多个曲柄滑块机构错位排列或使用大飞轮克服死点。而图5—9机构是一个较简单的克服死点机构。结构特点是在滑块上制成导向槽，利用滚滑副的导向作用，使机构克服死点位置，而完成机构由移动变换为转动，且无死点位置。 机构结构的移植与模仿 将一机构中的某些机构应用于另一种机构中的设计方法，成为机构的移植。利用某一结构特点设计新的机构，称为结构的模仿。 例：由反凸轮机构联想，摆动杆为主动构件，从动构件为一轮廓向径有规律变化的圆盘状构件，就可以构造出如图5—14所示的棘轮机构。 如将渐开线齿轮的基圆半径变得无穷大时，则渐开线就展直成直线，齿轮也就展直成齿条，见图5—15。 机构运动副类型的转换 改变机构中的某个或多个运动副的型式，可以设计创新出不同运动性能的机构。通常的变换方式有两种：转动副与移动副之间的变换；高副与低副之间的变换。 图8.14中a为某手套自动机的传动机构，将移动副和转动副对换后，即得b所示新型机构。这机构不仅克服了原机构移动副（位于上方）润滑的困难，也避免了易污染产品的弊病。图8.13所示六杆急回机构有一个重大缺点，就是输出速度不均匀，要求等速时不适应。这时，可用凸轮副代替低副来解决，图8.15所示机构即为其中一种方案。 图8.14 转、移运动副互换 图8.15 高副替代低副 (二)利用机构运动特点创新机构 利用现有机构工作原理，充分考虑机构运动特点，各构件相对运动关系及特殊的构件形状等，创新设计出新的机构。 1）利用连架杆或连杆运动特点设计新机构； 2）利用两构件相对运动关系设计新机构； 3）用成型固定构件实现复杂运动过程. 双转块机构的变异 图5—21a是双转块机构的示意图，块1转动，通过连杆2将转动传递给块3，4为机架，A、B为两个固定转动副。按机构原形的结构形状，两个转块是无法实现整周回转的。若分别将1、2、3构件的形状改变成含有滑槽和凸榫的圆盘形状，则构造了一个十字滑块联轴器。如图b所示。其中连杆2变成了图c所示的两面各有矩形条状凸榫的圆盘，且两凸榫的中心线互相垂直，并通过圆盘中心。转盘1和3上各开一个凹槽，2上的凸榫分别嵌入1和3相应的凹槽内。机架支承两个固定转轴A和B，此时，当1盘转动时，3盘以同样的速度转动。 (三)基于组成原理的机构创新设计 根据机构组成原理，将零自由度的杆组依次连接到原动件和机架上去或者在原有机构的基础上，搭接不同级别的杆组，均可设计出新机构。 1)杆组依次连接到原动件和机架上设计新机构； 2)将杆组连接到机构上设计新机构； 3)根据机构组成原理优选出合适的机构构型、 图8.16中a所示OAB为一曲柄OA和连杆AB等长的对心曲柄滑块机构，图8.16中b，c所示的2个机构在运动特性上完全与a相同，故这三个机构是3个同性异形机构。 图8.16 同性异形机构示例 (四)基于组合原理的机构创新设计 把一些基本机构按照某种方式组合起来，创新设计出一种与原机构特点不同的新的复合机构。常见的有:串联组合、并联组合、混接式组合等。 1）机构的串联组合：将两个或两个以上的单一机构按顺序联接，每一个前置机构的输出运动是后续机构