機構(gòu)的再生創(chuàng)新-機構(gòu)的再生創(chuàng)新ppt課件

1、再生運動鏈法機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計方法問題：設(shè)計摩托車后懸掛機構(gòu) 機構(gòu)運動方案創(chuàng)新 how?問題：設(shè)計摩托車后懸掛機構(gòu) 本田 pro-link 懸掛五十鈴 full-floater 懸掛川崎 uni-trak 懸掛機構(gòu)運動方案創(chuàng)新 how?本田 pro-link 懸掛五十鈴 full-floater 懸掛川崎 uni-trak 懸掛具有七個運動副的平面六桿機構(gòu) 具有六個轉(zhuǎn)動副和一個挪動副包含一個機架構(gòu)件1、一個轉(zhuǎn)動臂構(gòu)件2、一個擺動 臂構(gòu)件3、 一個連桿構(gòu)件4、及一個由活塞和缸體構(gòu)件5和6組成的減震器。單自在度機構(gòu) 機構(gòu)運動方案創(chuàng)新 how?方案集34a1121a1111a1131a2111a2121a

2、2131b1111b1121b2111b2121再生運動鏈法再生運動鏈法設(shè)計流程圖一、再生運動鏈法步驟1.確定原始機構(gòu)五十鈴 full-floater 懸掛再生運動鏈法再生運動鏈法普通化運動鏈2.運動鏈普通化把原始機構(gòu)轉(zhuǎn)化為只含有簡單轉(zhuǎn)動副和連桿的運動鏈。原那么一切運動副轉(zhuǎn)化為普通化轉(zhuǎn)動運動副 一切構(gòu)件轉(zhuǎn)化為普通化連桿普通化過程中自在度堅持不變各構(gòu)件與運動副的鄰接關(guān)系堅持不變五十鈴 full-floater 懸掛普通化圖例彈簧 II級桿件滾動副 轉(zhuǎn)動副挪動副 轉(zhuǎn)動副平面高副 兩個轉(zhuǎn)動副復(fù)合鉸 簡單鉸步驟1：解除機架五十鈴 full-floater 懸掛1普通化運動鏈步驟 2：一切運動副轉(zhuǎn)化為普

3、通化轉(zhuǎn)動運動副 高副構(gòu)件桿件化 凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)等高副機構(gòu)經(jīng)過高副低代變?yōu)樗矔r 連桿機構(gòu)。高副低代普通化 普通化運動鏈低副機構(gòu)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動副復(fù)合鉸鏈運動副單鉸化 與復(fù)合鉸鏈運動副關(guān)聯(lián)的恣意一個構(gòu)件上依次添加一個運動副，直到原來的復(fù)合鉸鏈運動副只一兩個構(gòu)件關(guān)聯(lián)為止，構(gòu)成單鉸運動鏈。普通化運動鏈步驟 2：一切運動副轉(zhuǎn)化為普通化轉(zhuǎn)動運動副 五十鈴 full-floater 懸掛b1cefagd1bceagd普通化運動鏈步驟 2：一切運動副轉(zhuǎn)化為普通化轉(zhuǎn)動運動副 步驟 3：桿件規(guī)范化去除尺度要素1bceagd普通化運動鏈11bceagd運動鏈普通化步驟普通化運動鏈普通化運動鏈本田 pro-link 懸

4、掛壓榨機同源機構(gòu)：具有一樣的普通化運動鏈機構(gòu)。普通化運動鏈實例凸輪連桿機構(gòu)顎式破碎機的六桿擺動機構(gòu)縫紉機送布機構(gòu)牛頭刨床機構(gòu)再生運動鏈法再生運動鏈法3. 運動鏈數(shù)綜合 綜合出與原始普通化運動鏈的桿數(shù)及運動副數(shù)一樣的全部能夠的普通化運動鏈。 創(chuàng)新根源普通化運動鏈運動鏈數(shù)綜合 平面單自在度閉環(huán)機構(gòu)中，設(shè)運動鏈中的構(gòu)件數(shù)n和運動副數(shù)p，含有 i個運動副元素的構(gòu)件數(shù)為 ni，那么有1 2 確定連桿類型構(gòu)件能含有的最大運動副元素數(shù)目3 運動鏈數(shù)綜合運動鏈數(shù)綜合普通化運動鏈 拓?fù)鋱D 一切同源運動鏈 數(shù)綜合流程圖 兩副構(gòu)件作為銜接頂點的邊 三副以上構(gòu)件表示“圖的頂點 圖論實際 運動鏈數(shù)綜合621345234

5、156拓?fù)鋱D運動鏈621345運動鏈數(shù)綜合拓?fù)渑邎D 三副以上構(gòu)件表示圖的頂點,頂點之間用邊銜接，每一銜接頂點的邊代表著一支有二副桿組成的運動鏈；頂點連出的邊數(shù)應(yīng)該等于代表頂點的構(gòu)件的運動副數(shù)。運動鏈數(shù)綜合B3A3以點的方式插入4，0，0種方案3，1，0種方案2，2，0種方案2，1，1種方案共15種方案運動鏈數(shù)綜合B3A3211型B3A3004型B3A3013型B3A3202型拓?fù)渑邎D轉(zhuǎn)化為運動鏈運動鏈數(shù)綜合判別有效鏈五桿，F(xiàn)=2剛性鏈剛性鏈四桿，F(xiàn)=1運動鏈數(shù)綜合B3A3211型B3A3202型STEPHENSONWATT運動鏈數(shù)綜合再生運動鏈法運動鏈再生4.運動鏈特定化 運動鏈特定化又稱運動

6、鏈再生就是根據(jù)設(shè)計要求和約束分配特定類型的機件和運動副至可行普通化運動鏈，即對每個非同構(gòu)的運動鏈進(jìn)展機構(gòu)識別、驅(qū)動副識別以及桿組識別以找出符合要求的解 。 設(shè)計要求和約束 機件和運動副 注：設(shè)計約束是設(shè)計者根據(jù)對原始機構(gòu)的分析結(jié)合本身的閱歷與知識來定義 的，這些約束可以是“柔性的，并可以視不同情況而改動。 本田 pro-link 懸掛五十鈴 full-floater 懸掛川崎 uni-trak 懸掛 必需有一個桿作為機架 必需有一個減震器作為減震元件 必需有一個擺動臂用于與車輪聯(lián)接 機架、減震器和擺動臂必需為不同構(gòu)件確定設(shè)計約束運動鏈再生確認(rèn)摩托車后懸掛機架 A機架A1機架A2B1機架B2機架

7、B3機架B分配機架沒有約束運動鏈再生確認(rèn)摩托車后懸掛減震器 一對二副桿組成的減震器，且減震器不能為機架AA1機架減震器A11機架A2減震器A21運動鏈再生確認(rèn)摩托車后懸掛減震器 一對二副桿組成的減震器，且減震器不能為機架B2機架B3機架機架B1B11減震器減震器B21運動鏈再生確認(rèn)摩托車后懸掛擺動臂 擺動臂減震器機架A111擺動臂減震器機架A112擺動臂減震器機架A113減震器A11機架運動鏈再生確認(rèn)摩托車后懸掛擺動臂 擺動臂減震器機架A211擺動臂減震器機架A213減震器A21機架減震器機架A212擺動臂運動鏈再生確認(rèn)摩托車后懸掛擺動臂 擺動臂減震器機架B111減震器機架擺動臂B112減震器

8、B11機架運動鏈再生確認(rèn)摩托車后懸掛擺動臂 減震器擺動臂機架B211減震器機架擺動臂B212B21減震器機架運動鏈再生擺動臂減震器機架擺動臂減震器機架擺動臂減震器機架A111A112A113擺動臂擺動臂減震器機架減震器機架擺動臂減震器機架A211A212A213減震器機架擺動臂擺動臂減震器機架B111B112減震器機架擺動臂減震器擺動臂機架B211B212運動鏈再生再生運動鏈法再生運動鏈法5.運動鏈詳細(xì)化 a1111擺動臂A1111減震器機架 由于概念方案沒有詳細(xì)尺度支持，需求參考原始機構(gòu)構(gòu)件和運動副的布置格局和受力特點，再結(jié)合設(shè)計者本身知識和閱歷去繪制與實踐運用相符的機構(gòu)簡圖。減震器詳細(xì)化摩

9、托車后懸掛機構(gòu)運動鏈詳細(xì)化例1擺動臂A1111減震器機架擺動臂機架詳細(xì)化運動鏈詳細(xì)化擺動臂詳細(xì)化擺動臂摩托車后懸掛機構(gòu)運動鏈詳細(xì)化例1運動鏈詳細(xì)化調(diào)整任務(wù)位置摩托車后懸掛機構(gòu)運動鏈詳細(xì)化例1運動鏈詳細(xì)化調(diào)整構(gòu)件外形a1111摩托車后懸掛機構(gòu)運動鏈詳細(xì)化例1運動鏈詳細(xì)化擺動臂減震器機架A1121擺動臂摩托車后懸掛機構(gòu)運動鏈詳細(xì)化例2減震器詳細(xì)化機架詳細(xì)化運動鏈詳細(xì)化擺動臂詳細(xì)化擺動臂a1121摩托車后懸掛機構(gòu)運動鏈詳細(xì)化例2運動鏈詳細(xì)化a1121川崎 uni-trak 懸掛摩托車后懸掛機構(gòu)運動鏈詳細(xì)化例2調(diào)整任務(wù)位置調(diào)整構(gòu)件外形運動鏈詳細(xì)化方案集34a1121a1111a1131a2111a21

10、21a2131b1111b1121b2111b2121機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計方法 再生運動鏈法二 再生運動鏈法設(shè)計應(yīng)留意的問題 1、構(gòu)件類似性判別構(gòu)件類似性定義兩個具有一樣運動副數(shù)目的構(gòu)件，假設(shè)它們與運動鏈中其它構(gòu)件的銜接關(guān)系均一樣，那么稱此兩構(gòu)件類似。圖示六桿運動鏈，如改動自動件所在的構(gòu)件，在求普通化運動鏈圖譜時，可以發(fā)現(xiàn)，將自動件裝在1、2、3、4桿上，對于該機構(gòu)的運動特性沒有影響，因此，這些構(gòu)件具有類似性。 構(gòu)件平行類似性定義 運動副數(shù)目一樣的兩構(gòu)件與其它構(gòu)件的位置關(guān)系一樣，那么稱此兩構(gòu)件平行類似。如圖a、c中，構(gòu)件1和3、構(gòu)件2和4為平行類似，圖b中，構(gòu)件1、2、3平行類似。 構(gòu)件類似關(guān)系承繼性

11、定義 在運動鏈組成構(gòu)造發(fā)生變化的過程中，運動副數(shù)目未發(fā)生變化的類似構(gòu)件，在新構(gòu)造中堅持原有的類似關(guān)系，這種類似關(guān)系的傳送性稱之為類似關(guān)系的承繼性。以下圖給出了類似關(guān)系承繼性的解釋。構(gòu)件類似關(guān)系第一判別規(guī)那么 假設(shè)具有一樣運動副數(shù)目的兩構(gòu)件，同時分別與兩組平行類似構(gòu)件或一組類似構(gòu)件、一組平行構(gòu)件相聯(lián)絡(luò)，那么此兩構(gòu)件類似。構(gòu)件類似關(guān)系第二判別規(guī)那么 假設(shè)兩組平行類似構(gòu)件的兩端同時與兩組類似構(gòu)件或一組類似構(gòu)件和一個構(gòu)件相聯(lián)接，那么此兩組平行類似構(gòu)件彼此類似。 2、多級方案挑選 在運動鏈再生為機構(gòu)的過程中，出現(xiàn)了大量的機構(gòu)型式。為了從中選出最正確的設(shè)計方案，需求在運動鏈再活力構(gòu)的過程中，分層次、多角度

12、地對再活力構(gòu)進(jìn)展評價，刪除那些多余的機構(gòu)。 因此，應(yīng)根據(jù)設(shè)計義務(wù)及設(shè)計的約束條件，將方案挑選分解成假設(shè)干個等級，按照由寬松到嚴(yán)厲的順序陳列，使經(jīng)過挑選后的方案更接近工程設(shè)計要求。這樣，一方面可以獲得方案的最優(yōu)解，另一方面又可以高效地挑選出不能滿足設(shè)計要求的方案，提高設(shè)計效率。三 再生運動鏈法創(chuàng)新設(shè)計實例 鉸鏈夾緊機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計1、原始機構(gòu)圖示為一常用的鉸鏈夾緊機構(gòu)。在該機構(gòu)中，1為機架，2和3分別為液壓缸和活塞桿，5為連桿，4和6為連架桿，其中6是執(zhí)行機構(gòu)，用于夾緊工件7。 2、普通化運動鏈按機構(gòu)普通化原那么，將鉸鏈夾緊機構(gòu)運動簡圖籠統(tǒng)為普通化運動鏈。為此，將活塞桿3和液壓缸2以標(biāo)志為P的二級組

13、替代，并釋放固定桿1，由此得到鉸鏈夾緊機構(gòu)的普通化運動鏈，如以下圖所示。3、普通化運動鏈圖譜運用機構(gòu)數(shù)目綜合實際，可以得到與普通化運動鏈的桿數(shù)、運動副一樣的全部能夠的運動鏈圖譜。在得到普通化運動鏈之后，可以從運動鏈圖譜中查得所需的普通化運動鏈圖譜。對于圖4-19所示的六桿七副單自在度運動鏈，可得到圖示的四種普通化運動鏈圖。 4、特定化運動鏈圖譜1. 鉸鏈夾緊機構(gòu)的設(shè)計要求1)連桿總數(shù)和運動副總數(shù)均堅持不變。2)必需含有1個液壓缸。3)必需有1個固定桿，即機架。4)液壓缸必需與機架銜接，或本身作為機架。5)活塞桿一端與液壓缸組成挪動副，另一端不能與固定桿鉸接。2.設(shè)計步驟1)選固定桿的一端與液壓

14、缸鉸接，或者將液壓缸本身在作為固定桿。2)使活塞桿的一端與液壓缸組成挪動副，但另一端不能與固定桿相連。3)選1個雙副桿作為執(zhí)行件，它不能與活塞桿相連，但必需與固定桿鉸連。 設(shè)以G表示固定桿，E表示執(zhí)行件，C表示活塞桿，P表示由液壓缸與活塞組成的挪動副，那么由圖4-20a再生出以下圖所示的6種再生運動鏈。由圖4-20b再生出以下圖所示的4種再生運動鏈。由圖4-20c再生出以下圖所示的10種再生運動鏈。由圖4-20d再生出右圖所示的一種 再生運動鏈。飛機起落架的再生設(shè)計縫紉機送布機構(gòu)的再生設(shè)計原始機構(gòu)普通化運動鏈確定設(shè)計約束組合運動鏈再生運動鏈再活力構(gòu)機構(gòu)選型與綜合 機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計方法機構(gòu)選型 先按

15、執(zhí)行構(gòu)件的運動方式要求選擇機構(gòu)，同時還應(yīng)思索機構(gòu)的功能特性和原動機的方式。滿足各種運動要求的現(xiàn)有機構(gòu)及機構(gòu)性能可從機構(gòu)手冊或相關(guān)資料中查閱獲得，表3-1給出了部分按執(zhí)行構(gòu)件運動方式分類的機構(gòu)及運用實例，供機構(gòu)選型時參考。常用原動機的運動方式及性能特點見表3-2。 實現(xiàn)同一功能或運動方式要求的機構(gòu)可以有多種類型，選型時應(yīng)盡能夠?qū)F(xiàn)有的各種機構(gòu)搜索到，然后根據(jù)機構(gòu)選型原那么進(jìn)展分析、比較，初步選出一些所需機構(gòu)類型，再對這些機構(gòu)方案進(jìn)展綜合評價，選出最優(yōu)方案。 牛頭刨床刨刀往復(fù)運動機構(gòu)的初選方案 序號評價指標(biāo)具體項目1運動性能1運動規(guī)律、運動軌跡；2運轉(zhuǎn)速度、傳動精度2工作性能1效率高低；2使用范圍

16、3動力性能1承載能力；2傳力特性；3振動、噪聲4經(jīng)濟(jì)性1加工難易；2維護(hù)方便性；3能耗大小5結(jié)構(gòu)緊湊1尺寸；2重量；3結(jié)構(gòu)復(fù)雜性 通常對機構(gòu)方案應(yīng)從運動性能、任務(wù)性能、動力性能等方面進(jìn)展綜合評價。機構(gòu)方案評價目的 典型機構(gòu)的評價評價指標(biāo)具體項目評價連桿機構(gòu)凸輪機構(gòu)齒輪機構(gòu)運動性能1.運動規(guī)律、運動軌跡任意性較差基本能任意一般作定比傳動2.運轉(zhuǎn)速度、傳動精度較低較高高工作性能1.效率高低一般一般高2.使用范圍較大較小較小動力性能1.承載能力較大較小較大2.傳力特性一般一般較好3.振動、噪聲較大較小較小經(jīng)濟(jì)性1.加工難易易難一般2.維護(hù)方便性較方便較麻煩方便3.能耗大小一般一般一般結(jié)構(gòu)緊湊1.尺寸較大較小較小2.重量較輕較重較重3.結(jié)構(gòu)復(fù)雜性復(fù)雜一般簡單機構(gòu)的綜合1.改善機構(gòu)的性能，滿足功能目的的需求采用圖示的方式將曲柄搖桿機構(gòu)123和齒輪機構(gòu)34組合起來，那么可增大從動件的輸出擺角。將圖示搖桿滑塊機構(gòu)和鉸鏈四桿機構(gòu)串聯(lián)組合而成的，從而使梳毛機推