机械基础实验 教学课件 作者 宋立权实验12 机械运动方案创新设计实验12 机械运动方案创新设计.ppt

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1、实验12机械运动方案创新设计机械运动方案创新设计方法机械运动方案设计分析示例思考题机械运动方案创新设计方法一、实验目的与内容●培养创造性思维，加深对机构组成原理的理解，为机构运动方案创新设计奠定良好的基础；●根据设计要求，利用若干杆组，拼接各种不同的机构，以培养机构运动创新设计意识及综合设计的能力；●凸轮机构设计综合。二、实验设备及工具●机构运动方案创新设计实验台●机构设计分析CAD软件零件及主要功用（见“机构运动创新方案实验台组件清单”）至机械运动方案设计示例(CAD软件演示)三、机构运动创新设计原理●机构尺

2、寸尽可能小●选择合适的运动副形式●选择合适的原动机选择电动机作为动力源选择往复式油缸作为动力源1.机构型式设计的一般性原则●机构应尽可能简单，构件数量少，运动副数量少。●工艺要求需要时应使机构具有急回特性B2C2B1C1AD180º-180º+举例曲柄摇杆机构、牛头刨床主执行机构●应使机构具有良好的传力特性FFFABDC有效分力FFcosFsin径向压力FFsin=Fcos角越大，F越大，F越小，对机构的传动越有利。●应使机构具有良好的传力特性移动副上的转动副位置对移动

3、副受力的影响FCeFCFM摩擦力较大摩擦力较小●串联式组合特点前一级子机构的输出构件，作为后一级子机构的输入构件，依次串联。2.机构创新的组合原理将一个基本机构或几个基本机构(或基本杆组)按一定方式有目的地进行组合，拼接成一个新机构。输入输出子机构II子机构I后一级子机构的主动件为前一级子机构的一个连架杆。后一级子机构的主动件为前一级子机构的连杆。子机构II子机构I输入输出●并联式组合特点两个或多个子机构并列布置。子机构I子机构II子机构III输入输出直线电机直线电机襟翼某型飞机的襟翼操纵机构●并联式组合特点

4、两个或多个子机构并列布置。子机构I子机构II输出构件输入输出子机构I子机构II输入输出（单路）（多路）●复合式组合特点将一个多自由度机构（称基础机构）中的某两个构件的运动用另外一机构（称约束机构）将其联系起来，使其成为一个单自由度机构的组合。输入输出槽凸轮机构2自由度5杆机构3.机构创新的变性原理以已知机构为基础，通过对构成机构的结构元素进行变化或改造，使机构产生出新的运动特性和使用功能。●机架位置的变换四杆机构机架位置的变换六杆仿腿步行机构六杆瓦特链●构件形状和尺寸变异改变构件形状和运动尺寸●运动副替代低副与

5、低副的替代高副与低副的替代高副低代4.机构创新的移植原理把已知机构的原理、方法、结构、用途甚至材料等内容具体运用到另一机构中，使所研究的机构产生新的性质和新的使用功能。不完全齿轮齿条机构移动槽轮机构四、实验原理任何机构都是由自由度为零的若干杆组，依次连接到原动件（或已经形成的简单的机构）和机架上的方法所组成。五、实验方法与步骤●掌握实验原理。●根据前述“实验设备及工具”的内容介绍熟悉实验设备的零件组成及零件功用。●自拟机构运动方案或选择实验指导中提供的机构运动方案作为拼接实验内容。●将拟定的机构运动方案根据机构

6、组成原理按杆组进行正确拆分，并用机构运动简图表示之。●拼装机构运动方案。●分析其运动特性及动力特性。六、杆组的概念、正确拆分杆组及拼装杆组杆组的概念任何机构都是由机架、原动件和从动件系统，通过运动副联接而成。机构的自由度数应等于原动件数，因此封闭环机构从动件系统的自由度必等于零。而整个从动件系统又往往可以分解为若干个不可再分的、自由度为零的构件组，称为组成机构的基本杆组，简称杆组。基本杆组应满足的条件：F=3n-2p5-p4=0其中活动构件数n，低副数p5和高副数p4都必须是整数。由此可以获得各种类型的杆组。A

7、B=55AD=偏心轮尺寸BC=160DE=35（偏心轮距）EF=50FG=60GH=160AFx=70AFy=5CH=150AH=113AC=0或36机构拼接示例蒸汽机机构BHCG7-18（机架）DAEF5-16-24曲柄双连杆部件3-3或52-41曲柄双连杆部件41短连杆图中数字编号的意义为：横杠前面的数字代表构件编号，横杠后面的数字表示该构件所占据的运动层面。机械运动方案设计分析示例1.牛头刨床主执行机构机构设计与分析2.牛头刨床传动系统设计3.锻压床主执行机构设计与分析4.模切机主执行机构设计与分析5.冲

8、压床主执行机构设计与分析返回首页牛头刨床主执行机构设计与分析牛头刨床是用于加工中小尺寸的平面或直槽的金属切削机床，为了适用不同材料和不同尺寸工件的粗、精加工，要求主执行构件—刨刀能以数种不同速度、不同行程和不同起始位置作水平往复直线移动，且刨刀具有急回现象。工作行程，切削平稳，即刨刀切削速度尽可能近似为常数。设计时，要求机构有良好的传力性能，压力角尽可能小。演示返回机械运动方案设计与分