机构的变异创新.ppt

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1、第五章机构的创新机构的变异创新机构的组合创新机构的选型机构的再生创新机构创新设计的思路5.1简单动作功能——用来实现运动和力的简单转换5.1.1简单机构的特点与应用主要指人类最初创造的各种工具和简单的器械。如杠杆、斜面、滚轮。尤其是轮子是人类最伟大的创造发明，现代的各种机器中，是离不开旋转的轮子和轴的。特点：只用极少的构件（一般不成为典型的“机构”），实现简单而巧妙的动作。举例：电视机调节盒盖——双动操作器。圆珠笔按钮录音机的联动按键魔方百叶窗拉链安全带带扣————举例：要实现特定的动作功能——巧妙的构思。笔套上有凸块圆珠笔按钮圆珠笔按钮

2、功能原理分析对齐笔套槽时笔芯齿轮与按钮齿轮错开笔芯齿轮在笔套内时的情况笔芯齿轮在笔套内时的情况错开时—缩回（外）对齐时—探出（内）笔芯齿轮在笔套内外的情况比较拉链功能原理分析简单几何体简单几何体的组合——剖开看简单几何体的组合——合上看举例：钥匙与锁举例：钥匙与锁弹子锁——钥匙与锁芯一把钥匙开多把锁？弹簧弹簧弹子1钥匙锁芯弹子2简单动作功能具有广泛的用途和宽阔的空间。简单动作功能通常通过两个零件之间接触表面形状的巧妙组合实现，求解动作功能时针对所要实现的动作功能（运动规律、运动轨迹），对零件的几何形体进行构思。——也叫几何形体组合法

3、对简单动作功能优秀设计案例的分析可以获得很多灵感，学到很多巧妙的设计方法。5.1.2机械零件自由度分析机构的演化或变异是指以某机构为原始机构，对其组成的各个元素进行各种性质的改变或变换，从而形成一种功能不同的机构。通过变异方法（倒置、扩展、演变）改变一个现有机构的结构，而得到一个新机构，使机构具有某些特定的性能，来适应特定工艺动作的要求。5.2机构的变异创新一、机构的倒置机构的构件数和构件之间的运动副都不变，只是取不同的构件为机架，称为机构的倒置。平面连杆机构凸轮机构齿轮机构行星传动机构（机架变换）（1）连杆机构￭全转动副四杆机构曲柄摇杆双

4、曲柄曲柄摇杆双摇杆￭含一个移动副的副四杆机构曲柄滑块转动导杆曲柄摇块定块￭含二个移动副的副四杆机构双滑块双转块正弦机构正切机构（2）凸轮机构凸轮机构固定凸轮机构反凸轮机构固定凸轮机构实例反凸轮机构实例（3）齿轮机构（4）挠性件传动机构定轴轮系行星轮系(5)周转轮系在本文件的彩色机构图中用黑色表示固定件。例：创造一种油泵机构▲现在我们来研究一个复杂些的油泵机构。揭去它的面纱，原来是一个很简单的机构。▲如果一个构件相对另一个构件作直线往复运动，两个构件间形成一个圆柱形的腔体，这个腔体的容积可以发生由大到小的变化，就可以当作油泵机构。▲曲柄滑块机

5、构可以作为油泵机构，但还须解决进油孔和排油孔的开启、闭合问题。曲柄滑块机构转动导杆机构构件数和运动副都不变，只是取不同的构件为机架，称为机构的倒置。112233444为机架1为机架倒置▲机构的倒置▲机构在结构上的进一步变异排出高压油转动导杆机构吸入低压油（1）加长导杆（2）把导杆扩展为圆盘（3）加上进油口和排油口圆盘4转到什么位置，滑块3离中心最远和最近？油腔一种油泵机构油腔内容积最大旋转过程中，油腔容积减小油腔容积最小机构的倒置：只是取不同的构件为机架，就可以变换出不同的机构。机构的倒置例3：创造一种油泵机构要抓住事物的本质，不要被表面现

6、象所迷惑。要看机构的运动副，不要被构件形状所迷惑。引入虚约束变换运动副增加辅助机构二、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。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

7、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O

8、B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）构件的拆分与合并拆分外槽轮内槽轮2.改空构