机械创新设计 第6章机构再生与创新设计

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1、BUCT机械创新设计第第66章章机构再生与创新设计机构再生与创新设计应用实例：摩托车后轮悬挂系统摩托车后轮悬挂系统BUCT机械创新设计创新思路创新思路：：1）确定原始机构（已有机构），并分析其结构组成2）将原始机构转化成一般化运动链3）将一般化运动链结构系列化4）从系列化运动链中选出可用的特定化运动链5）将特定化运动链转化成特定化机构，即再生的新机构BUCT机械创新设计机构再生设计框图机构再生设计框图原始机构一般化原则一般化运动链杆型类配组合运动链约束条件再生运动链一般化原则再生新机构BUCT机械创新设计6.1一般化运动链将运动链中各种

2、运动副按照等效原则转化为转动副，各种构件转化为一般化杆，则就形成了一般化运动链*一般化杆：（杆型：二副杆与多副杆）BUCT机械创新设计一般化原则将非刚性构件转化为刚性构件将非杆形构件转化为一般化杆将非转动副转化为转动副将复合铰转化为简单铰解除固定杆转化过程中运动链的自由度保持不变BUCT机械创新设计一般化图例名称原始形式一般化说明弹簧Ⅱ级杆组代替弹簧连接滚动副转动副代替纯滚动副移动副转动副代替移动副平面高副两副杆代替平面高副复合铰复合铰转化为简单铰BUCT机械创新设计6.1.2、实例分析1.1.含有平面高副的机构含有平面高副

3、的机构(c‘)(c‘)BUCT机械创新设计2.2.含有复合铰的机构含有复合铰的机构BUCT机械创新设计6.26.2、杆型类配、杆型类配1.1.杆型杆型二副杆，多副杆（三副杆，四副杆等）2.2.各类杆型数量的确定各类杆型数量的确定nnnnN234n2n3n4nnn2P234n)2(式2)1(式得：n2n(n)2n(2PN)34nBUCT机械创新设计若P,N已知，则多副杆的类型及数目由（3）式可确定；而二副杆的数目则为：nNnnn234n3.3.环及环数的确定环及环数的确定在杆型类配时还要考虑

4、环数的问题。所谓环是指由杆与副所包围的环状道路。如图所示：BUCT机械创新设计abcd为两个内环bcefgadefg为外环内环的数目为：LPN1为三个内环BUCT机械创新设计4.4.最大杆型的确定最大杆型的确定为避免退化，每个内环应至少包含4个副，否则对杆型产生了约束，有：nnmaxL1由图可知：L7612nnnmax213BUCT机械创新设计由图可知：L10813nnnmax314BUCT机械创新设计六杆七副运动链的杆型类配方案六杆七副运动链的杆型类配方案由（3）式可知有2个

5、三副杆，由（4）式可知有4个二副杆(2)式2)1(式得：n2n(n2)n2(PN)34nnNnnn234nBUCT机械创新设计八杆十副运动链的杆型类配方案八杆十副运动链的杆型类配方案L10813nnnmax314按（3），（4）式进行类配得下表：类配方案nnn234Ⅰ440Ⅱ521Ⅲ602(2)式2)1(式得：n2n(n2)n2(PN)34nnNnnn234nBUCT机械创新设计6.3运动链的组合运动链的组合是指各种杆型邻接方式的组合6.3.1、图的概念图中的点表示运

6、动链中的杆，线表示运动链中的副；若点与两条线关联，则为二度点，与三条线关联则为三度点，以及四度点等BUCT机械创新设计6.3.2、图的组合缩图：只含有多度点的图（先构造）全图：包含所有点的图（完善）六杆七副图的构造：六杆七副图的构造：n3;2n24缩图全图１全图２BUCT机械创新设计关于n=0，n=4，n=4的拓扑图432BUCT机械创新设计关于n=1，n=2，n=5的拓扑图432BUCT机械创新设计关于n=2，n=0，n=6的拓扑图432BUCT机械创新设计6.3.3、运动链的组合六杆七副的拓扑图与运动链BUCT机械创新

7、设计八杆十副运动链II型结构的运动链BUCT机械创新设计Y型结构的运动链BUCT机械创新设计BUCT机械创新设计V型结构的运动链BUCT机械创新设计BUCT机械创新设计O型结构的运动链BUCT机械创新设计6.4机构的再生设计实例：摩托车后轮悬挂机构1）原始机构BUCT机械创新设计２）分析其结构组成：*自由度数：F=1*杆数：6，其中固定杆1，连架杆2，其余杆3。活塞杆与汽缸组成的减振器s-s。*运动副数：7，其中6个转动副，1个移动副。BUCT机械创新设计３）一般化运动链BUCT机械创新设计4）特定化运动链图谱（一般化的逆过程)指

8、在一般化的基础上指定杆和副的具体类型以满足功能要求的过程。具体过程：先将运动链中的杆与副编号；指定固定杆，（指定固定杆时注意同类杆的问题）；再按功能要求逐一确定其余杆与副的类型。BUCT机械创新设计司蒂芬森