机械系统创新设计-4.3.2变性原理ppt课件.ppt

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1、4.3.2机构创新的变性原理运动副的演化与变异构件的演化与变异机构的倒置（机架变换）机构的等效代换机构的运动原理的移植1.运动副的演化与变异（1）改变运动副的尺寸￭转动副扩大B￭移动副扩大D（2）改变运动副的形状￭展直扩大A简化展直￭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（3）改善运动副的性能￭减少摩擦磨损用滚动代替滑动（凸轮磙子从动件，滚动轴承，滚动导轨，滚动螺旋等）；用线接触代替点接触（蜗轮传动）。并且在代替过程中有时会产生新机构。反凸轮机构￭提高运动副的接触强度增大

2、高副的点接触的曲率半径（正变位齿轮）；增长高副的线接触长度（斜齿轮传动）；采用内凹高副接触（内齿轮啮合，内凹凸轮从动件）。￭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2.构件的演化与变异（1）构件的拆分与合并拆分外槽轮内槽轮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

3、齿轮传动）3.机构的倒置（机架变换）（1）连杆机构￭全转动副四杆机构曲柄摇杆双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4.机构的等效代换（1）运动副的等效代换￭平面低副与平面高副的等效代换￭球面副与三个转动副的等效代换￭圆柱副等效于转动副加移动副（2）机构功能的等效代换齿轮齿条机构钢带滚轮机构纤维连杆转动变移动（3）利用瞬心线构造等效机构￭基本原理：两构件的相对运动可用与这两构件相固连的一对相对瞬心线的

4、纯滚动来实现。￭瞬心线在创造新机构中的应用反平行四边形机构——椭圆齿轮机构（可改善反平行四边性机构的死点位置）AB=CDBD=AC1主动匀速转动2从动变速转动1固定时，3的瞬心线是椭圆33固定时，1的瞬心线是椭圆1P为该位置的瞬心正曲柄滑块机构——卡当机构（可改善机构的死点位置）P是该位置的瞬心4固定时，2的瞬心线为行星轮2固定时，4的瞬心线为中心轮3的行程为1长的4倍代换后，在行星轮缘上任意点铰接一直移杆都可实现4倍的效果（4）利用周转轮系的不同结构进行等效代换i241=（n2-n1）/（n4-n1）=z4/z2=2卡当机构的同性异构机构5.机构运动原理的移植（1）差动原理：差动齿轮、差动凸

5、轮、差动螺旋（2）谐波原理：谐波齿轮、谐波螺旋活齿传动a)谐曰传动b)活齿传动1内齿刚轮2外齿柔轮3波发生器4偏心圆激波器5活齿6固定齿轮7活齿轮机械手的创新a)二指机械手b)顺应机械手（3）啮合原理：齿轮啮合、齿形带、齿形链（4）滚滑原理：