第二章机械创新设计的基础知识Word下载.docx
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【补充】
★机构——机器中的机械运动系统。
是由构件以可动联接方式联接起来的用来传递运动和力的构件系统。
构件——机构中运动的单元体。
可以是单一整体,也可以是由几个零件组成的刚性体。
构件是运动单元，零件是制造单元
构件分三类：
•固定构件（机架）•主动件（原动件）
•从动件
☆两构件之间的直接接触而又能产生一定相
运动副分类:
☆机构运动简图
为便于分析和研究机构的运动，只需根据机构
运动尺寸，用一定的比例尺定出各运动副的相对位置，以简里的线条和符号表示构件和运动副，而保持机构的运动特征不变，这种表示运动特征的简化
图形称机构运动简
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1
两构件为洁动构件
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购构件为洁功构件
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齿轮的轮價与靛由搖触
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凸轮与从动件的接融
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返回机构基本型
☆机构具有确定运动的条件
1、构件的自由度
对于平面运动机构中各个构件而言，每一个构件的自由度即独立运动参数为3（X,Y移动，Z转动），而另外三个独立运动参数（Z移动，X,Y转动）由于运动平面的公共约束而受到限制。
2、机构的自由度
两构件间的运动副所起的作用是限制构件间的相对运动，使相对运动的数目减少，这种限制作用称为约束,而仍具有的相对运动叫做机构的自由度。
3、平面机构自由度的计算
F=3n-2
——高副个数——低副个数
I活动构件数
自由度数
4、机构具有确定运动的条件
F=3X3-2X4-0=l
F=3X4-2X5-0=2
图2-12刚性桁架
F=3X4-2X6-0=0
图2-13刚性桁架
F=3X3-2X5-0=-l
综上所述可知:
1）FWO时，机构蜕变为刚性桁架，构件之间没有相对运动。
2）F>
0时，原动件数小于机构的自由度时，各构件没有确定的相对运动；
原动件数大于机构的自由度时，贝！
J在机构的薄弱处遭到破坏。
［补充］暂告一段落
计算平面机构自由度时应注意的事项
1复合较链
2局部自由度
F=3X2-2X2-1=1
2-ie凸轮机构
3虚约束
F=3X4-2X6-0=0
F=3X3-2X4—0=1
图2-17五杆机构
2＞机构的组合
——将几种基本机构通过适当的方式连接起来，组成一个机构系统，称之为机
构组合。
图2-12机构的组合系统
特点:
在机构的组合系统中，各基本机构都保持原
来的结构和运动特征，具有独立性。
3＞组合机构
——指由若干基本机构通过特殊的组合而形成的一种具有新属性的机构。
特点：
在组合机构中，各基本机构不能保持各自的独立性，也不能用原基本机构的分析和设计方法进行组合机构的设计。
常用于完成复杂运动的机械系统中。
三、机械的控制系统
图2-14组合机构示意图
第二节机械糸统及其发畏
、机械系统的基本组成形式
»
2-1机械来统的墓本组成惑式
类型编号
JS动机
传动机构
执行机构
机械系统的输出运动
线性原动机
非线性原驗机
线性机构
非线性机构
简单运动
篁杂运动
7
3
V
4
X/
5
y
\7
6
&
机械系统的发展与演变
刚性
机械
系统
性械统
柔机系
普通电动机］
电子调速索统］IL调速电动机
变速机构
减速机构
;
减速机构］■斗执行机构
伺服控制系统
r
伺服电动机1
L
Pi陀控制系釦
「直接蟲电讯
d）
负载
第三节机构运动简图及其结构段计
构件的结构设计运动副的结构设计机构糸统的结构设计
—、构件的结构设计
1、设计原则
1）根据受力大小、方向及对机械的具体要求，选择构件材料，选择材料要合理。
2）工艺过程要合理。
3）选择横截面的形状与尺寸，有适当的形状。
4）结构化的构件要满足强度，刚度等项要求，符合安全性与可靠性指标。
5）要考虑到与其它构件的可联接性及联接特点。
6）构件之间不能发生运动干涉。
刀要考虑到经济性，尽量降低成本。
8）维修、安装方便。
2、常用构件的结构设计
齿轮类构件的结构设计
凸轮类构件的结构设计
杆件类构件的结构设计块状类构件的结构设计
（1）齿轮类构件的结构设计
IW1
（2）凸轮类构件的结构设计「“5i・—1T
SS
图2-21凸轮结构示意图
图2-25滚子结构
（3）杆件类构件的结构设计
图2・27曲柄的结构
SJ
＞运动副的结构设计
转动副的结构设计
2-2&
转动副的结构示意
图低副的高副结构设计
三.机构糸统的结构设计
•由连杆机构组成的机构糸统的结构设计难度较大P也是创新设计成果最多的领城。
•如图所示双曲柄机构:
B
当DCAD时:
庭进行连杆机构的结构设计时应注意的问题:
_:
■4亠=_?
*^=二iTarag^jaR：
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1v各构件的运动不能发生干涉
，般情况下，N
尽量避免各\«
构件安装在/T同一平面内aA
2、要考虑机构系统的运动精度
在图厶34所示机构中，构件吕的位置误差为△叭
例如:
图2弋4连杆机构尺寸对其运动精度的厳响
该机构的封闭矢量环方理为
£
）HFL^+Aa+A^=0
考虑到各杆件的制造误差，则有
乙】+口「+乙+22+厶+AU+厶+山^=0
^L\十△厶=0
第呵节创新设计过程中的—创新思维方出
」、思维的定义和特性
——思维是人脑对所接受和已储存的来自客观世界的信息进行有意识或无意识、直接的或间接的加工处理，从而产生新信息的过程。
思维有如下特性：
•思维的间接性和概括性
•思维的多层性
•思维的自觉性和创造性
:
、介绍几种辩证思维类型
1、形象思维和抽象思维
2、发散思维和收敛思维
3、逻辑思维和非逻辑思维
4、直达思维和旁通思维、逆向思维
三、创新思维特点:
•蔻现为思维对存在的能动性；
•表现在朕想能力上，使思维向多方向护展
即为发散性恩维;
•有肘会表现出飞跃.的性质，通过直觉和想象得到科学技术的创新成果；
•表现在综合性脛维上，包括智慧的“融合”能力。
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