第6章机构创新设计.pdf

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 第6章机构创新设计 一个好的机械原理方案能否实现，机构设计 是关键。机构设计中最富有创造性的、最关键的 环节，是机构形式的设计。常用机构形式的设计 方法有两大类，即机构的选型和机构的构型。 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 6.1 机构形式设计的原则 基本原则：满足基本的运动形式、运动规律或运动 轨迹的要求。 还应遵循的原则： 1. 机构尽可能简单； 2. 尽量缩小机构尺寸； 3. 应使机构具有较好的动力学特性。 6.1.1 机构尽可能简单 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 1. 机构运动链尽可能简短 （1 ）完成同样的运动要求，应优先选用构件数和运 动副最少的机构。 （2 ）宁可采用有较小设计误差的简单近似机构，而 不采用理论上无误差但结构复杂的机构。 原因： ①简化机器的构造，从而减轻重量、降低成本； ②减少由于零件的制造误差而形成的运动链的累积误差，从而 提高零件的加工工艺性和增强机构工作可靠性； ③运动链简短有利于提高机构的刚度，减少产生振动的环节。 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 2. 适当选择运动副 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 基本机构中，高副机构——3个构件和3个运动副； 低副机构—— 至少4个构件和4个运动副。 考虑减少构件数和运动副数——优先采用高副机构。 考虑运动副元素加工方便，容易保证配合精度以及由较高的承 载能力——优先采用低副机构。 应根据具体设计要求全面衡量得失，尽可能做到“扬长避短”。 一般情况下，应优先考虑低副机构，而且尽量少采用移动副， 因为移动副不易保证高精度，运动中容易出现自锁。 在执行机构运动规律要求复杂，采用低副机构很难完成精确设 计时，应考虑使用高副机构，如凸轮机构或连杆— 凸轮组合机构。 3. 适当选择原动机 （1 ）改变原动机的驱动方式有可能使机构的结构形式简化只 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 要求执行机构实现简单的工作位置变换的机构中，采用气压或液压 缸作为原动机比较方便。同采用电动机驱动相比，可省去减速传动 机构和运动变换机构，从而缩短传动链，简化机构，且具有传动平 稳、操作方便、易于调速等优点。 例：实现位置变换的液压机构 例：钢板叠放机构 （2 ）改变原动机的传输方式，可能使结构简化在多 个执行构件运动的复杂机器中，若由单个原动机统一驱 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 动改为多个原动机分别驱动，虽然增加了原动机的数目 和对电控部分的要求，但传动部分的运动链却可大为简 化，功率损耗也可减少。因此，一台机器中只采用一个 原动机驱动不一定就是最佳方案。 4. 选用广义机构 不要仅限于刚性机构，还可选用柔性机构，以及利 用光、电、磁和利用摩擦、重力、惯性等工作原理的广 义机构，许多场合可使机构更加简单、实用。 6.1.2 尽量缩小机构尺寸 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011