機(jī)構(gòu)的組合與創(chuàng)新設(shè)計（49頁)ppt課件

1、第五章 機(jī)構(gòu)的組合與創(chuàng)新設(shè)計第一節(jié) 機(jī)構(gòu)組合的根本概念第二節(jié) 機(jī)構(gòu)組成原理與機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計第三節(jié) 機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合與創(chuàng)新設(shè)計第四節(jié) 機(jī)構(gòu)并聯(lián)組合與創(chuàng)新設(shè)計第五節(jié) 機(jī)構(gòu)疊加組合與創(chuàng)新設(shè)計第六節(jié) 機(jī)構(gòu)封鎖組合與創(chuàng)新設(shè)計第七節(jié) 其他類型的機(jī)構(gòu)組合與創(chuàng)新設(shè)計.第一節(jié) 機(jī)構(gòu)組合的根本概念一、根本機(jī)構(gòu)的概念1、最簡機(jī)構(gòu) 把由2個構(gòu)件和1個運(yùn)動副組成的開鏈機(jī)構(gòu)稱為最簡單的機(jī)構(gòu)，簡稱最簡機(jī)構(gòu)。其要素是組成機(jī)構(gòu)的最多構(gòu)件為2且為開鏈機(jī)構(gòu)。 2112原動機(jī)的機(jī)構(gòu)簡圖為最簡機(jī)構(gòu).2、根本機(jī)構(gòu)把含有3個構(gòu)件以上、且不能再進(jìn)展拆分的閉鏈機(jī)構(gòu)稱為根本機(jī)構(gòu)。其要素是閉鏈且不可拆分性。 CBDAz1z2o1o2HCAB.3、根本機(jī)

2、構(gòu)的運(yùn)用1 根本機(jī)構(gòu)的單獨(dú)運(yùn)用 根本機(jī)構(gòu)可以直接運(yùn)用在機(jī)械安裝中，只需一些簡單機(jī)械中才包含一個根本機(jī)構(gòu)。 如空氣緊縮機(jī)中包含一個曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。.3、根本機(jī)構(gòu)的運(yùn)用2 互不銜接的根本機(jī)構(gòu)的組合 假設(shè)干個互不銜接、單獨(dú)任務(wù)的根本機(jī)構(gòu)可以組成復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)。各根本機(jī)構(gòu)之間進(jìn)展運(yùn)動協(xié)調(diào)設(shè)計。 圖示壓片機(jī)由三個獨(dú)立任務(wù)的機(jī)構(gòu)組成，各機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)動必需滿足協(xié)調(diào)關(guān)系.3各根本機(jī)構(gòu)相互銜接的組合各根本機(jī)構(gòu)經(jīng)過某種銜接方法組合在一同，構(gòu)成一個較復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)，這類機(jī)械是工程中運(yùn)用最廣泛、也是最普遍的。.常用的機(jī)構(gòu)組合方法如下。1、利用機(jī)構(gòu)的組成原理，不斷銜接各類桿組2、按照串聯(lián)規(guī)那么組合根本機(jī)構(gòu)3、按照并聯(lián)規(guī)那

3、么組合根本機(jī)構(gòu)4、按照疊加規(guī)那么組合根本機(jī)構(gòu)5、按照封鎖規(guī)那么組合根本機(jī)構(gòu)6、上述方法的混合銜接，可得到復(fù)雜的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。運(yùn)用最普遍的組合.CBDAz1z2o1o2CABBC串聯(lián)組合并聯(lián)組合.第二節(jié) 機(jī)構(gòu)組成原理與機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計一、II級桿組的類型 n=2，Pl=3的桿組，為II級桿組。.II級桿組分類圖 (2件3副)RRRPRRRRPRPPPRRPPRRPR內(nèi)接副為轉(zhuǎn)動副內(nèi)接副為挪動副這5種常用，而PPP不常用RRRRRPPRPRPRPPR. 級桿組分類圖4件6副 3R桿組(以三個內(nèi)接副開場)3R3RPRRRRRRRRRPPRRPPRRP3R2RP3RR2P3R3P 級桿工程運(yùn)用不多，但隨著運(yùn)動

4、、受力等分析方法的完善，正在遭到注重.三、機(jī)構(gòu)組成原理與機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計1、機(jī)構(gòu)組成原理 把根本桿組依次銜接到原動件和機(jī)架上，可以組成新機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)組合原理為創(chuàng)新設(shè)計一系列的新機(jī)構(gòu)提供了明確的途徑。.2、機(jī)構(gòu)組成原理與機(jī)構(gòu)創(chuàng)新 把前述的各種II級桿組和III級桿組銜接到原動件和機(jī)架上，可以組成根本機(jī)構(gòu)；再把各種II級桿組和III級桿組銜接到根本機(jī)構(gòu)的從動件上，可以組成復(fù)雜的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。BCA+=BCADE+DE=BCA.第三節(jié) 機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合與創(chuàng)新設(shè)計一、機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合1、根本概念 前一個機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件與后一個機(jī)構(gòu)的輸入構(gòu)件剛性銜接在一同，稱之為串聯(lián)組合。前一個機(jī)構(gòu)稱為前置機(jī)構(gòu)，后一個機(jī)構(gòu)稱為后置機(jī)構(gòu)

5、。其特征是前置機(jī)構(gòu)和后置機(jī)構(gòu)都是單自在度的機(jī)構(gòu)。.機(jī)構(gòu)1機(jī)構(gòu)2機(jī)構(gòu)1機(jī)構(gòu)2前置機(jī)構(gòu)后置機(jī)構(gòu) I型串聯(lián) 前置機(jī)構(gòu)后置機(jī)構(gòu)II型串聯(lián)2、串聯(lián)組合分類銜接點(diǎn)選在前置機(jī)構(gòu)作簡單運(yùn)動的構(gòu)件上搖桿、曲柄或?qū)U等銜接點(diǎn)選在前置機(jī)構(gòu)作復(fù)雜平面運(yùn)動的構(gòu)件上中間的連桿或行星輪等.BCDAEFZ1CABDZ2I型串聯(lián)組合II型串聯(lián)組合前置機(jī)構(gòu)中做簡單運(yùn)動的構(gòu)件與后置機(jī)構(gòu)的原動件銜接。前置機(jī)構(gòu)中做復(fù)雜運(yùn)動的構(gòu)件與后置機(jī)構(gòu)的原動件銜接。.二、機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合根本思緒1、實現(xiàn)后置機(jī)構(gòu)的速度變換2、實現(xiàn)后置機(jī)構(gòu)的運(yùn)動變換3、串聯(lián)時運(yùn)動鏈盡量要短在滿足要求前提下.第四節(jié) 機(jī)構(gòu)的并聯(lián)組合與創(chuàng)新設(shè)計一、機(jī)構(gòu)的并聯(lián)組合1、根本概念 并

6、行連接假設(shè)干個單自在度的根本機(jī)構(gòu)的輸入構(gòu)件銜接在一同，保管各自的輸出運(yùn)動；假設(shè)干個單自在度的根本機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件銜接在一同，保管各自的輸入運(yùn)動；輸入構(gòu)件銜接在一同、輸出構(gòu)件也銜接在一同；特征是各根本機(jī)構(gòu)均是單自在度機(jī)構(gòu).機(jī)構(gòu)1機(jī)構(gòu)2機(jī)構(gòu)1機(jī)構(gòu)2機(jī)構(gòu)1機(jī)構(gòu)23III型并聯(lián)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)1) I型并聯(lián)機(jī)構(gòu)系統(tǒng) 2II型并聯(lián)機(jī)構(gòu)系統(tǒng) OUTPUTINPUT2、并聯(lián)組合分類.3、并聯(lián)組合實例CABBCC4BAOC3C2C1I型并聯(lián)機(jī)構(gòu)II型并聯(lián)機(jī)構(gòu) I型并聯(lián)組合機(jī)構(gòu)可實現(xiàn)機(jī)構(gòu)的慣性力平衡II型并聯(lián)組合機(jī)構(gòu)可實現(xiàn)運(yùn)動的合成.A1B1B2C1C2O2O1E1E2E2E1型并聯(lián)機(jī)構(gòu) 型并聯(lián)組合機(jī)構(gòu)可改善機(jī)構(gòu)的受力情

7、況.二、并聯(lián)組合的根本思緒1、對稱并聯(lián)一樣的機(jī)構(gòu)，可實現(xiàn)機(jī)構(gòu)的平衡。2、實現(xiàn)運(yùn)動的分解與合成3、改善機(jī)構(gòu)受力形狀Z1C1AB1DZ2B3B2C2C3.第五節(jié) 機(jī)構(gòu)的疊加組合與創(chuàng)新設(shè)計 一、 機(jī)構(gòu)的疊加組合1、根本概念 機(jī)構(gòu)疊加組合是指在一個根本機(jī)構(gòu)的可動構(gòu)件上再安裝一個以上根本機(jī)構(gòu)的組合方式。把支撐其它機(jī)構(gòu)的根本機(jī)構(gòu)稱為根底機(jī)構(gòu)，安裝在根底機(jī)構(gòu)可動構(gòu)件上面的根本機(jī)構(gòu)稱為附加機(jī)構(gòu)。.1) I型疊加機(jī)構(gòu) 2、機(jī)構(gòu)的疊加組合分類2) II型疊加機(jī)構(gòu)附加機(jī)構(gòu)根底機(jī)構(gòu)輸出輸入輸入附加機(jī)構(gòu)根底機(jī)構(gòu)輸入輸出來自根底機(jī)構(gòu)可動構(gòu)件上的動力源自動件：附加機(jī)構(gòu)附加、根底機(jī)構(gòu)分別有本人的動力源.1) I型疊加機(jī)構(gòu)根底

8、機(jī)構(gòu)：行星輪系z3，z4附加機(jī)構(gòu)：蝸桿傳動機(jī)構(gòu)z1，z2Z1HZ2Z3Z4電機(jī)H.BCDA電機(jī)1) I型疊加機(jī)構(gòu)根底機(jī)構(gòu)附加機(jī)構(gòu)普通情況下，以齒輪機(jī)構(gòu)為附加機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)或齒輪機(jī)構(gòu)為根底機(jī)構(gòu)的疊加方式運(yùn)用較普遍.EDCBAF2) II型疊加機(jī)構(gòu)根底機(jī)構(gòu)附加機(jī)構(gòu)根底機(jī)構(gòu)：平行四邊形ABCD機(jī)構(gòu)附加機(jī)構(gòu)：平行四邊形BCEF機(jī)構(gòu)戶外攝影車機(jī)構(gòu). 二、 機(jī)構(gòu)疊加組合的關(guān)鍵問題 1、選定附加機(jī)構(gòu)與根底機(jī)構(gòu)，確定附加機(jī)構(gòu)與根底機(jī)構(gòu)之間的銜接方法。或者附加機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件與根底機(jī)構(gòu)的哪一個構(gòu)件銜接。. 二、 機(jī)構(gòu)疊加組合的關(guān)鍵問題 2、II型疊加組合機(jī)構(gòu)中，動力源安裝在根底機(jī)構(gòu)的可動構(gòu)件上，驅(qū)動附加機(jī)構(gòu)的一個

9、可動構(gòu)件，按附加機(jī)構(gòu)數(shù)量依次銜接即可。(例如圖5-32 機(jī)械手機(jī)構(gòu)).3、I型疊加機(jī)構(gòu)的銜接方式較為復(fù)雜，但也有規(guī)律性。1齒輪機(jī)構(gòu)為附加機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)為根底機(jī)構(gòu)：銜接點(diǎn)選在附加機(jī)構(gòu)的輸出齒輪和根底機(jī)構(gòu)的輸入連桿上。BCDA電機(jī)根底機(jī)構(gòu)附加機(jī)構(gòu).3、I型疊加機(jī)構(gòu)規(guī)律2根底機(jī)構(gòu)是行星齒輪機(jī)構(gòu)：附加齒輪機(jī)構(gòu)安頓在根底輪系的系桿上 a附加齒輪機(jī)構(gòu)的系桿與根底機(jī)構(gòu)的齒輪銜接圖5-31b根底機(jī)構(gòu)和附加機(jī)構(gòu)都為齒輪機(jī)構(gòu).3、I型疊加機(jī)構(gòu)規(guī)律Z1HZ2Z3Z4圖中,附加機(jī)構(gòu)的蝸輪與根底機(jī)構(gòu)的行星輪銜接2根底機(jī)構(gòu)是行星齒輪機(jī)構(gòu)：附加齒輪機(jī)構(gòu)安頓在根底輪系的系桿上 b附加齒輪機(jī)構(gòu)的齒輪與根底機(jī)構(gòu)的齒輪銜接.疊加創(chuàng)

10、新實例需求：實現(xiàn)天線空間全方位轉(zhuǎn)動義務(wù)分析：單自在度的平面機(jī)構(gòu)難以實現(xiàn)構(gòu)思：用疊加組合詳細(xì)：附加機(jī)構(gòu)繞程度軸旋轉(zhuǎn)，根底機(jī)構(gòu)繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，二者合成可實現(xiàn)空間全方位轉(zhuǎn)動.疊加組合實例圖5-33 全方位空間轉(zhuǎn)動的天線II型疊加組合機(jī)構(gòu)yZ.疊加組合優(yōu)缺陷可實現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動要求機(jī)構(gòu)的傳力功能較好可減少傳動功率但設(shè)計構(gòu)思難度較大.第六節(jié) 機(jī)構(gòu)的封鎖組合與創(chuàng)新設(shè)計 一、機(jī)構(gòu)的封鎖組合1、根本概念 一個兩自在度機(jī)構(gòu)中的兩個輸入構(gòu)件或兩個輸出構(gòu)件或一個輸入構(gòu)件和一個輸出構(gòu)件用單自在度的機(jī)構(gòu)銜接起來，構(gòu)成一個自在度的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，稱為封鎖式銜接。 其特征是根底機(jī)構(gòu)為二自在度機(jī)構(gòu)，附加機(jī)構(gòu)為單自在度機(jī)構(gòu)。封鎖組合機(jī)構(gòu)的

11、自在度是1.根底機(jī)構(gòu)附加機(jī)構(gòu)附加機(jī)構(gòu)附加機(jī)構(gòu)根底機(jī)構(gòu)根底機(jī)構(gòu)附加機(jī)構(gòu) II 型封鎖組合機(jī)構(gòu) III 型封鎖組合機(jī)構(gòu) I 型封鎖組合機(jī)構(gòu) 2、分類1個附加機(jī)構(gòu)封鎖根底機(jī)構(gòu)的兩個輸入或輸出2個附加機(jī)構(gòu)封鎖根底機(jī)構(gòu)的兩個輸入或輸出1個附加機(jī)構(gòu)封鎖根底機(jī)構(gòu)的1個輸入和1個輸出.3、封鎖組合例如HZ3Z2Z1Z3Z1HZ3Z2Z1Z3Z5HZ3Z2Z1差動輪系 I型封鎖機(jī)構(gòu) III型封鎖組合機(jī)構(gòu)二自在度的差動輪系中，封鎖兩個輸入，或一個輸入和輸出系桿Z5Z4封鎖兩個輸入Z1-Z1 Z3-Z3封鎖一個輸入Z3-Z3一個輸出Z4-H .CBAO I 型封鎖組合機(jī)構(gòu) DE根底機(jī)構(gòu)：OABCD封鎖機(jī)構(gòu)：凸輪機(jī)構(gòu)

12、封鎖機(jī)理：兩個連架桿OA、CD分別與凸輪與推桿固結(jié). 型封鎖組合機(jī)構(gòu) 根底機(jī)構(gòu)：差動輪系1、2、3、H附加機(jī)構(gòu)：1四桿機(jī)構(gòu)，2齒輪嚙合Z1和Z4. III 型封鎖組合機(jī)構(gòu)根底機(jī)構(gòu)：兩自在度渦輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)封鎖機(jī)構(gòu)：凸輪機(jī)構(gòu)封鎖機(jī)理：封鎖渦輪轉(zhuǎn)動輸出和蝸桿的挪動輸入. 二、 封鎖組合的根本思緒 封鎖組合的前提是兩自在度的根底機(jī)構(gòu)和單自在度的的組合，組合而成的新機(jī)構(gòu)是組合機(jī)構(gòu)，根本組合思緒如下。 1、常見的根底機(jī)構(gòu)主要有五桿機(jī)構(gòu)和差動輪系機(jī)構(gòu)，附加封鎖機(jī)構(gòu)可以是齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)和四桿機(jī)構(gòu)，有時也用間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)作為封鎖機(jī)構(gòu)。. 2、附加機(jī)構(gòu)封鎖根底機(jī)構(gòu)的兩個輸入運(yùn)動或兩個輸出運(yùn)動簡便易行，工程中的

13、運(yùn)用最為廣泛。 3、附加機(jī)構(gòu)封鎖根底機(jī)構(gòu)的一個輸入構(gòu)件和一個輸出構(gòu)件，把輸出運(yùn)動再反響回輸入構(gòu)件。. 附加機(jī)構(gòu)添加機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足的條件 根底機(jī)構(gòu)組合機(jī)構(gòu)123456723.556.589.511.第一列：1桿2副第三列：3桿5副第三列：3桿5副封鎖兩個輸入C點(diǎn)是輸出兩個封鎖機(jī)構(gòu)齒輪嚙合與凸輪機(jī)構(gòu)C點(diǎn)的輸出經(jīng)附加機(jī)構(gòu)GHF反響到輸入DE. 第七節(jié) 其他類型的機(jī)構(gòu)組合與創(chuàng)新 設(shè)計 一、機(jī)構(gòu)的混合組合方法 工程中的適用機(jī)構(gòu)系統(tǒng)中，經(jīng)常結(jié)合運(yùn)用上述組合方法，稱為混合組合法。如串聯(lián)組合后再并聯(lián)組合，串聯(lián)組合后再疊加桿組組合等。.二、附加約束組合法 附加約束組合法是指在多自在度機(jī)構(gòu)中，人為地添加約束條件，從而到達(dá)創(chuàng)新設(shè)計的目的。 DCBA用凸輪機(jī)構(gòu)約束五桿機(jī)構(gòu)C點(diǎn)的運(yùn)動工程中，附加約束普通采器具有復(fù)雜曲線構(gòu)造的高副.二、附加約束組合法附加約束組合法是多自在度轉(zhuǎn)化為