机构的变异创新.ppt

?改善运动和动力性能：*齿轮副：斜齿轮传动—增大重合度—传动平稳 *凸轮副：组合式运动规律—运动性能良好*螺旋副：梯形螺纹—对中性好—传动平稳 3.运动副元素的形状变换 (1)平面低副 转动副元素的形状变换可形成移动副(见前述)。 移动副经滑动接触转变为滚动接触后，进一步改变移动副元素的形状，就构造了一个凸轮为从动件，摆杆为主动构件的反凸轮机构。 图示机构是一个较简单的克服止点机构，其结构特点是在滑块上制成导向槽，利用滚滑副的导向作用，使机构克服止点位置，完成机构由移动变换为转动，且无止点位置。 (2)平面高副——平面高副元素的形状变换，是为了演化变异出具有不同功能的平面高副，此外还可改善高副机构的各种性能，如受力状态、接触强度、运动及动力特性等。 平面高副元素的各种形状可看作是由凸轮高副变异而来，而凸轮机构又可以看成是由楔块机构变异而来的。 组成凸轮高副的两个运动副元素，一个是凸轮轮廓曲线，另一个是从动构件与凸轮接触的工作面。凸轮的形状是向径变化的曲线，而从动构件的形状通常是圆柱滚子或平面、球面等单一曲线形状。 图示电动锯条的凸轮机构，凸轮轮廓曲线是一个具有12个凸凹圆弧形的曲线，从动构件是两个圆柱滚子摆杆。由这种形状的凸轮就可以联想到若主、从动构件的轮廓曲线都具备这种形状重复，并沿圆周连续、再现，就可以传递连续转动。由此也就产生了图示的齿轮机构。如将渐开线齿轮的基圆半径变得无穷大时，齿轮就展直成齿条。 (3)螺旋副——由互相旋合的螺杆和螺母组成。 若从螺旋副旋转推进工作原理考虑，把组成螺旋副的两个运动副元素之一，螺杆的剖面形状设计成一个有利于推进流体或粉状物料的叶片形状，将其放在密闭圆筒状容器内，这样就构造了一种旋转推进的螺旋输送器（物料相当于螺母），用于各种螺杆泵、挤出机等机械设备中。  ? 展直 扩大A A B A B 简化 A B 展直 A B ? 绕曲 在移动平面内绕曲 在移动平面的垂直平面上绕曲 ?重复再现凸轮机构——齿轮机构；摆动从动件圆柱凸轮机构——蜗杆凸轮间歇机构 移动从动件圆柱凸轮机构——圆柱凸轮间歇机构 A B C D 运动副B 扩大 偏心轮 曲柄 C D A B 例： 曲柄滑块机构 一种六杆机构 例 增加构件：在曲柄滑块机构的前面加一个曲柄摇杆机构，曲柄滑块机构的曲柄成为曲柄摇杆机构的摇杆，形成一个六杆机构。 位移曲线 大体对称 位移曲线不对称，具有急回特性 机构性能有所改变： 快速逼近工件，提高功效 缓慢下降拉深工件； 越到底部应越慢，保证质量 快速返回提高功效， 到最上面应缓慢以便取出工件 例 拉深压力机主机构的演变 拉深工艺对滑块的运动要求 比较理想的曲线 机构 1 曲柄滑块机构 机构 2 六杆机构 机构 2 八杆机构 机构的扩展 通过增加构件得到新机构称为机构的扩展。所得到的新机构性能有所改变。 三、机构的演变 在保持机构的本质特点不变的基础上 通过改变某些结构参数来产生新机构，称为机构的演变。 利用构件的运动性质演化变异 改空构件的结构形状和尺寸 增加辅助结构 1.利用构件的运动性质演化变异 作往复运动的构件，可利用其单程的运动性质，改变构件的形状以实现这个单程运动间歇地重复再现，从而演化出新的机构。 摆动导杆机构，用滚滑移动副代替移动副就变成了图b机构。如果以B点位置为分界线，把滚滑副的槽分割成两部分，当滚子位于槽内时，曲柄AB转动，导杆OB反向摆动。若滚子脱离摆槽，则运动中断。设计一个沿OB为半径的轨迹圆上开了四个均布相同槽的圆盘，摆动导杆机构也就变成外槽轮机构了。 （1）构件的拆分与合并 A B o C 拆分 C C o o A A 外槽轮 内槽轮 2.改空构件的结构形状和尺寸 合并 共轭凸轮 平行分度凸轮机构 （2）改变构件的形状与尺寸 A A A A B B B B C C C C D D D D 平行连杆机构 增加虚约束 改变连架杆的形状为圆盘 双转块机构 十字滑块联轴器 凸轮的形状：盘状、圆柱状、圆锥状、平板状等齿轮的形状：圆柱形、圆锥形、扇形、非圆形等（3）改变构件的材料性能 刚性构件、挠性构件、弹性构件、流体构件、电器构件（电磁式齿轮传动） 例：平行四边形机构的变异 平行四边形机构运动到四个构件为一直线时，机构处于止点位置，造成机构运动不确定。可行的一个办法是采用两个以上相同机构的组合(图b)，由此联想，若曲柄上的各活动销轴铰接在同一个圆盘上，则变成了图c的形状。该机构还可进一步变异，把连