機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)-5-機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

第5章機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

一個(gè)好的機(jī)械原理方案能否實(shí)現(xiàn)，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中最富有創(chuàng)造性、最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，是機(jī)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)。機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)5.1簡(jiǎn)單動(dòng)作功能機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)5.2機(jī)構(gòu)組合創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法5.3機(jī)構(gòu)變異設(shè)計(jì)5.4機(jī)構(gòu)再生運(yùn)動(dòng)鏈方法

5.1簡(jiǎn)單動(dòng)作功能

——用來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和力的簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)換

5.1.1簡(jiǎn)單動(dòng)作功能機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用

主要指人類最初創(chuàng)造的各種工具和簡(jiǎn)單的器械。如杠桿、斜面、滾輪。尤其是輪子是人類最偉大的創(chuàng)造發(fā)明，現(xiàn)代的各種機(jī)器中，是離不開旋轉(zhuǎn)的輪子和軸的。特點(diǎn)：只用極少的構(gòu)件（一般不成為典型的“機(jī)構(gòu)”），實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單而巧妙的動(dòng)作。舉例：電視機(jī)調(diào)節(jié)盒蓋——雙動(dòng)操作器。

圓珠筆按鈕錄音機(jī)的聯(lián)動(dòng)按鍵魔方百葉窗拉鏈安全帶帶扣————舉例：要實(shí)現(xiàn)特定的動(dòng)作功能——巧妙的構(gòu)思。筆套上有凸塊圓珠筆按鈕圓珠筆按鈕

功能原理分析對(duì)齊筆套槽時(shí)筆芯齒輪與按鈕齒輪錯(cuò)開筆芯齒輪在筆套內(nèi)時(shí)的情況筆芯齒輪在筆套內(nèi)時(shí)的情況錯(cuò)開時(shí)—縮回（外）對(duì)齊時(shí)—探出（內(nèi)）筆芯齒輪在筆套內(nèi)外的情況比較拉鏈

功能原理分析簡(jiǎn)單幾何體簡(jiǎn)單幾何體的組合

——剖開看簡(jiǎn)單幾何體的組合

——合上看舉例：鑰匙與鎖舉例：鑰匙與鎖彈子鎖——鑰匙與鎖芯一把鑰匙開多把鎖？彈簧彈簧彈子1鑰匙鎖芯彈子2簡(jiǎn)單動(dòng)作功能具有廣泛的用途和寬闊的空間。簡(jiǎn)單動(dòng)作功能通常通過(guò)兩個(gè)零件之間接觸表面形狀的巧妙組合實(shí)現(xiàn)，求解動(dòng)作功能時(shí)針對(duì)所要實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作功能（運(yùn)動(dòng)規(guī)律、運(yùn)動(dòng)軌跡），對(duì)零件的幾何形體進(jìn)行構(gòu)思。

——也叫幾何形體組合法對(duì)簡(jiǎn)單動(dòng)作功能優(yōu)秀設(shè)計(jì)案例的分析可以獲得很多靈感，學(xué)到很多巧妙的設(shè)計(jì)方法。

5.1.2機(jī)械零件自由度分析

5.2機(jī)構(gòu)組合創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法5.2.1機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合方法串聯(lián)組合——多個(gè)基本機(jī)構(gòu)順序連接————前機(jī)構(gòu)輸出——后機(jī)構(gòu)輸入機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合實(shí)現(xiàn)兩個(gè)目的：1）改善原有機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性2）使組合機(jī)構(gòu)具有各基本機(jī)構(gòu)的特性1．改善原有機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性槽輪機(jī)構(gòu)——轉(zhuǎn)位或分度——角速度變化大前面加上——主動(dòng)撥盤前面——雙曲柄機(jī)構(gòu)——主動(dòng)撥盤變速轉(zhuǎn)動(dòng)——減小槽輪轉(zhuǎn)速不均勻性曲柄旋轉(zhuǎn)一周——滑塊往復(fù)兩次————六桿機(jī)構(gòu)——A點(diǎn)軌跡8字形曲線

5.2.1機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合方法2.使組合機(jī)構(gòu)具有各基本機(jī)構(gòu)的特性串聯(lián)組合—V帶+齒輪+棘輪+螺旋等傳動(dòng)原動(dòng)機(jī)——單向等速回轉(zhuǎn)——輸出件—低速、單向、間歇、直線運(yùn)動(dòng)橢圓齒輪+曲柄滑塊組合機(jī)構(gòu)

——等速—變速

——變速的曲柄滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度

5.2機(jī)構(gòu)組合創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法

5.2.2機(jī)構(gòu)并聯(lián)組合方法機(jī)構(gòu)并聯(lián)組合——由兩個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的基本機(jī)構(gòu)并列布置

5.2機(jī)構(gòu)組合創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法

5.2.2機(jī)構(gòu)并聯(lián)組合方法1.Ⅰ型并聯(lián)原動(dòng)機(jī)功率不足——多臺(tái)原動(dòng)機(jī)+多套傳動(dòng)系統(tǒng)

中華世紀(jì)壇——3000噸—192個(gè)輪子

——16個(gè)驅(qū)動(dòng)輪飛機(jī)——兩或四個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)

——滿足功率

——替補(bǔ)動(dòng)力

5.2機(jī)構(gòu)組合創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法

5.2.2機(jī)構(gòu)并聯(lián)組合方法1.Ⅰ型并聯(lián)V形發(fā)動(dòng)機(jī)——2汽缸布置——90°飛機(jī)襟翼操縱機(jī)構(gòu)——兩個(gè)油缸各推動(dòng)一個(gè)齒條——加快擺動(dòng)速度——替補(bǔ)擺動(dòng)（速度減少1/2）雙保險(xiǎn)——可靠性提高

5.2機(jī)構(gòu)組合創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法

5.2.2機(jī)構(gòu)并聯(lián)組合方法2.Ⅱ型并聯(lián)主動(dòng)件或原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)分成——兩個(gè)——再合成一個(gè)

汽缸壓力機(jī)——左右兩套——一個(gè)汽缸推動(dòng)——執(zhí)行構(gòu)件5——最大壓力

——關(guān)鍵—兩套機(jī)構(gòu)同步螺旋壓力機(jī)——左右兩套螺旋—螺距相同旋向相反（雙向）優(yōu)點(diǎn)——增力——軸向力可以平衡缺點(diǎn)——向下壓力對(duì)螺桿影響較大

5.2機(jī)構(gòu)組合創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法主動(dòng)油缸連桿連桿搖桿滑塊機(jī)構(gòu)3、4、5執(zhí)行構(gòu)件5

5.2.2機(jī)構(gòu)并聯(lián)組合方法3.Ⅲ型并聯(lián)一個(gè)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)或多個(gè)輸出運(yùn)動(dòng)

細(xì)紗機(jī)——1個(gè)電動(dòng)機(jī)——400-500個(gè)紗錠加工光學(xué)透鏡的拋光機(jī)——1個(gè)電動(dòng)機(jī)—4套連桿雙滑塊驅(qū)動(dòng)送料機(jī)構(gòu)——主動(dòng)件1—推動(dòng)大滑塊2和小滑塊4——溝槽作用——運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同

5.2機(jī)構(gòu)組合創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法

5.2.2機(jī)構(gòu)并聯(lián)組合方法3.Ⅲ型并聯(lián)——同步關(guān)鍵橋式起重機(jī)——跨度大30m——兩端輪子必須同步——

5.2機(jī)構(gòu)組合創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法

5.2.2機(jī)構(gòu)并聯(lián)組合方法3.Ⅲ型并聯(lián)——同步關(guān)鍵橋式起重機(jī)——跨度大30m——幾種方案——保持兩端輪子同步a）低速軸集中驅(qū)動(dòng)——大