机构的创新设计

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1、机构创新设计好的机械原理方案是否能实现，机构形式的的设计是关键的环节，常用的设计方法有机构的选型和机构的构型两大类。机构形式设计的原则机构的选型机构的构型机构形式设计的原则机构应尽可能简单机构运动链尽量简短适当选择运动副适当的选择原动机选用广义机构应尽量缩小机构尺寸应使机构具有较好的动力学特性采用传动角较大的机构采用增力机构采用对称布置的机构机构形式设计的原则1、机构运动链尽量简短——优先选用构件数和运动副数最少的构建温故：机构具有确定运动的条件－机构原动件数=机构自由度数实现直线轨迹的机构机构形式设计的原则2

2、、适当选择运动副“扬长避短”；一般情况下，应先考虑低副机构，而且尽量少采用移动副；在执行构件的运动规律要求复杂，采用连杆机构很难完成精确设计时，应尽量采用高副机构，如凸轮机构或连杆－凸轮组合机构。温故：平面机构自由度的计算－F=3n-(2pl+ph)=3n-2pl-ph3适当选择原动机新型电动机和新材料驱动器的出现，可大大的简化机构的结构，甚至改变了传动机构的设计。1.新型电动机今天的一些电动机已与传统的形式有很大的不同，交流变频调速技术的应用大大简化了机械变速机构。直线电动机可直接输出直线运动，采用这种电动机

3、将不再需要诸如滚珠丝杠等直线传动机构，并且具有非常高的传动定位精度（μm级）。例如使用直线驱动器的电子打字机运行稳定、机构简单、不需要调整。直接驱动电动机，不需要经齿轮等减速机构，而可直接用于机器人的关节驱动，大大简化了机构的结构。即使是传统的电动机，随着高磁性材料和化学加工方法的应用，其尺寸也越来越小。如使用照相刻蚀、电镀方法制作的盒式录像机驱动用新型无刷直流电动机厚度仅为4mm。其中4层绕组总厚度为0.7mm，永久磁铁厚度为1mm。此外，还可采用硅技术（IC制造技术）制作微型电动机。2.新材料驱动器由于新材

4、料的出现，产生了许多新型驱动原理与新型驱动器，它们给机构设计带来了新思想。3.多自由度驱动器多自由度机械需要多个原动件，每个原动件都需要一个驱动器，有时多个驱动器间还需要有一些机构作运动协调处理。多自由度驱动器在多自由度装置中应用，可以减少驱动器的数目，省去这些作运动协调的机构，降低装置的复杂程度，减小体积，提高运动精度。如专门设计的光盘读写头二自由度驱动器，可实现驱动光盘旋转并准确移动读写头到所期望的轨道位置。机构形式设计的原则尽量缩小机构尺寸连杆—齿轮机构机构形式设计的原则尽量缩小机构尺寸凸轮－连杆机构机构

5、形式设计的原则采用增力机构机构形式设计的原则采用对称布置的机构机构的选型按运动形式要求选择机构机构选型一般先按执行构件的运动形式要求选择机构，同时还应考虑机构的功能特点和原动机的形式。要实现不同的运动变换，应选择不同的机构。表6－1列出了各种运动形式变换所对应的机构；表6－2列出了实现各种工作原理采用同机构的性能、特点、价格对照表；6－3列出了各种机构的运动动力特性。机构方案的评价评价指标和评价体系。典型机构的评价。6－1实现运动形式变换的常用机构运动变换形式常用机构应用实例与原理等速转动变换为等速转动1、连杆

6、机构平行四边形机构双转动机构2、齿轮机构圆柱齿轮机构圆锥齿轮机构蜗轮蜗杆机构3、行星轮机构摆线针轮机构谐波传动机构4、摩擦轮机构5、挠性件传动机构链传动带传动绳传动机车联动机构、联轴器联轴器减速器，变速器减速器，运动的合成与分解减速器，无级变速减速、输送减速、输送、无级变速等速转动变换为变速转动1、连杆机构：双曲柄机构转动导杆机构2、非圆齿轮机构惯性筛、刨床、自动机压力机等速转动变换为往复摆动1、连杆机构：曲柄摇杆机构曲柄摇块机构、摆动导杆机构2、摆动从动件凸轮机构3、气、液动机构破碎机液压摆缸，自动装卸牛头刨

7、床续表等速转动变换为往复移动1、连杆机构曲柄滑块机构移动导杆机构2、移动从动件导杆机构3、不完全齿轮导杆机构冲、压、锻等机械装置缝纫机针头机构配气机构等速转动变换为单向移动1、齿轮、齿条机构2、螺旋机构3、链传动机构4、带传动机构压力机，千斤顶输送机，升降机输送机等速转动变换为间歇运动1、棘轮机构2、槽轮机构3、不完全齿轮机构4、蜗杆式分度机构5、凸轮式分度机构6、气、液动机构机床的进给，单向离合器车床刀架转位，电影放影机转位工作台转位工作台转位工作台分度，定位实现特定的运动轨迹1、连杆机构四连杆机构平行边杆机

8、构2、凸轮机构3、行星齿轮机构4、滑轮机构利用连杆曲线实现轨迹直线导引，升降机实现方型轨迹，直线移送利用行星齿轮的轨迹导引升降装置实现加压缩紧1、连杆机构2、凸轮机构3、螺旋机构4、斜面机构5、棘轮机构6、气、液动机构利用转动副的死点位置利用反行程自锁的性质利用反行程自锁的性质超越离合器利用阀控制实现运动的合成与分解1、差动连杆机构2、差动齿轮机构3、差动螺旋机构4、差动棘轮机构数学运