机构及其系统运动方案设计.ppt

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机构及其系统运动方案设计12-1、机构选型机构选型一、执行构件的运动形式一、执行构件的运动形式1、旋转运动：

连续旋转运动，间歇旋转运动，、旋转运动：

连续旋转运动，间歇旋转运动，往复摆动。

往复摆动。

2、直线运动：

往复移动，间歇往复移动，单向、直线运动：

往复移动，间歇往复移动，单向间歇直线移动。

间歇直线移动。

3、曲线运动：

执行构件上某一点作特定的曲线、曲线运动：

执行构件上某一点作特定的曲线（轨迹）运动。

（轨迹）运动。

4、刚体导引运动：

一般指非连架杆的执行构件、刚体导引运动：

一般指非连架杆的执行构件的刚体导引运动。

的刚体导引运动。

5、特殊功能运动：

如微动、补偿、特殊功能运动：

如微动、补偿、换向等。

换向等。

二、机构选型的基本要求机构选型的基本要求1、满足工艺动作及其运动规律的要求。

、满足工艺动作及其运动规律的要求。

高副机构、低副机构、注意约束在机构中高副机构、低副机构、注意约束在机构中的作用、的作用、适当设置调整环节。

适当设置调整环节。

2、机构的运动链要短、机构的运动链要短。

3、机构的传力性能要好。

、机构的传力性能要好。

传动角（压力角）、防止自锁传动角（压力角）、防止自锁、惯性力平、惯性力平衡。

衡。

4、动力源的选择应有利于简化机构和改善运动、动力源的选择应有利于简化机构和改善运动质量质量。

电机（交流电机、直流电机、伺服电机、电机（交流电机、直流电机、伺服电机、步进电机、交流变频电机）、内燃机、液压马步进电机、交流变频电机）、内燃机、液压马达、气动马达。

达、气动马达。

12-2创新设计的原理与方法创新设计的原理与方法一、创新性基本原理创新性基本原理1、发展原理发展原理：

就是要打破旧结论就是要打破旧结论，发展新事发展新事物（飞机发明物（飞机发明、缝纫机缝纫机）。

2、发散原理发散原理：

就是要突破现有办法就是要突破现有办法，多角度多角度思考问题思考问题，发展新思路。

发展新思路。

3、触发原理触发原理：

将不相关的事物将不相关的事物，通过触发联通过触发联系系，就可得到新的启示就可得到新的启示。

（喷洒香水喷洒香水汽化汽化器器）二、创新性思维活动方式二、创新性思维活动方式1、发散思维、发散思维：

以某种思考对象为中心，充分发挥已以某种思考对象为中心，充分发挥已有的知识和有的知识和经验经验，通过联想、类比等思考方法使思，通过联想、类比等思考方法使思维向各个方向扩散开来，从而产生大量构思求得多维向各个方向扩散开来，从而产生大量构思求得多种方法和获得多种不同结果。

种方法和获得多种不同结果。

2、收敛思维：

、收敛思维：

利用已有的知识、经验进行分析比较利用已有的知识、经验进行分析比较优化筛选，从足够多的方案中选取最佳方案。

优化筛选，从足够多的方案中选取最佳方案。

3、侧向思维：

、侧向思维：

它是用其他领域里的观念、知识、方法它是用其他领域里的观念、知识、方法来解决本领域的问题。

来解决本领域的问题。

4、逆向思维：

、逆向思维：

它是索源思维，即反向思考问题。

它是索源思维，即反向思考问题。

5、理想思维：

、理想思维：

即将问题理想化，除去的繁杂的外即将问题理想化，除去的繁杂的外”，抽取简明的抽取简明的“内核内核”，进行思维处理，往往容易抓，进行思维处理，往往容易抓住事物的本质，得到创新性成果来住事物的本质，得到创新性成果来。

三、创造法则创造法则1、还原抽象法则还原抽象法则：

由现有的事物由现有的事物，研究抽象出其创研究抽象出其创造起点造起点，然后由创造起点出发然后由创造起点出发，采用不同的技术采用不同的技术、方法方法，得出新的创造性成果得出新的创造性成果。

2、模仿移植法则模仿移植法则：

模仿已有的事物模仿已有的事物，进行新的创造进行新的创造，并移植到其他领域并移植到其他领域，以取以取得新的成果得新的成果。

3、离散组合法则离散组合法则：

将两种或多种技术将两种或多种技术、产品的一部产品的一部分或全部进行适应组合分或全部进行适应组合，可形成新技术可形成新技术、新产品新产品；而将研究对象加以分离，同样可获得新技而将研究对象加以分离，同样可获得新技术、新产新产品品。

4、分析综合法则：

分析综合法则：

通过对事物得分析、比较研究获通过对事物得分析、比较研究获得其本质内容，然后再按其内容本质，把相关的概得其本质内容，然后再按其内容本质，把相关的概念、事念、事实、信息方法巧妙地结合，形成新的创造性实、信息方法巧妙地结合，形成新的创造性成果。

成果。

四四、创造技法创造技法11、头脑风暴法：

、头脑风暴法：

创造性思维的自由奔放、打破常规创造性思维的自由奔放、打破常规和激烈涌现（和激烈涌现（19381938美美.A.F.A.F.奥斯本）。

奥斯本）。

小组讨论小组讨论:

人员不超过人员不超过1010人，会议目标明确，有所人，会议目标明确，有所准备。

鼓励思考，标新立异。

而不允许批评，不泛准备。

鼓励思考，标新立异。

而不允许批评，不泛泛空谈，及时归纳，不过早下结论，不实行少数服泛空谈，及时归纳，不过早下结论，不实行少数服从多数。

从多数。

22、联想移植法：

、联想移植法：

通过联想获得不同研究对象的粗略通过联想获得不同研究对象的粗略对应及类似特征，然后进一步分析、类比，便可将对应及类似特征，然后进一步分析、类比，便可将某一领域的原理，技术、方法移植到另一领域中去。

某一领域的原理，技术、方法移植到另一领域中去。

33、列举思考法、列举思考法44、功能思考法、功能思考法12-3机构构型的创新设计方法机构构型的创新设计方法一、机构构型的变异创新设计一、机构构型的变异创新设计1、机构的倒置：

、机构的倒置：

机构内运动构件与机架的转换。

机构内运动构件与机架的转换。

AB14lR235OPSO1AB12椭圆规机构2、机构的扩展：

以原有机构作为基础，增加新的构、机构的扩展：

以原有机构作为基础，增加新的构件，构成一个扩大的机构。

件，构成一个扩大的机构。

kdkdkz.aif3、机构局部结构的改变、机构局部结构的改变（）构件的运动结构改变（）构件的运动结构改变34abOO112c120（）机构的主动构件被（）机构的主动构件被另一自由度另一自由度F=1的机构和的机构和构件组合所置换构件组合所置换4r3b25a1、机构的移植与模仿、机构的移植与模仿将一机构中的某种结构应用于另一种机构中的设计将一机构中的某种结构应用于另一种机构中的设计方法，成为结构的移植方法，成为结构的移植。

利用某一结构特点设计新的机构，称为结构的模仿。

利用某一结构特点设计新的机构，称为结构的模仿。

1221234512345、机构运动副类型的变换、机构运动副类型的变换改变机构中某个和多个运动副的型式，可设计创改变机构中某个和多个运动副的型式，可设计创新出不同运动性能的机构。

新出不同运动性能的机构。

）转动副与移动副之间的变换；）转动副与移动副之间的变换；）高副与低副之间的变换。

）高副与低副之间的变换。

ABCCBAOO二、利用机构运动特点创新机构二、利用机构运动特点创新机构利用现有机构工作原理，充分考虑机构运利用现有机构工作原理，充分考虑机构运动特点、各构件相对运动动特点、各构件相对运动关系及特殊的构件形状等，关系及特殊的构件形状等，可创新设计出新的机构。

可创新设计出新的机构。

、利用连架杆和连杆运、利用连架杆和连杆运动特点设计动特点设计新机构；新机构；、利用两构件相对运动、利用两构件相对运动关系设计新机构；关系设计新机构；、用成型固定构件实现复杂动作过程。

、用成型固定构件实现复杂动作过程。

1234C排油孔排油孔吸油孔吸油孔ABCD21347512折边式包裹包装和模板折边式包裹包装和模板三、基于组成原理的机构创新设计三、基于组成原理的机构创新设计根据机构组成原理，可将零自由度的杆组依根据机构组成原理，可将零自由度的杆组依次联接到原动件和机架上去，或者在原有机构的次联接到原动件和机架上去，或者在原有机构的基础上，搭接不同级别的杆组，均可设计出新的基础上，搭接不同级别的杆组，均可设计出新的机构。

机构。

、将杆组依次联接到原动件和机架上去，设计、将杆组依次联接到原动件和机架上去，设计新机构；新机构；、将杆组联接到机构上设计新机构；、将杆组联接到机构上设计新机构；、根据机构组成原理优选出合适的机构构型。

、根据机构组成原理优选出合适的机构构型。

挑线刺布机构的组成挑线刺布机构的组成阀门启闭机构的组成阀门启闭机构的组成牛牛头头刨刨床床机机构构的的组组成成ABCEFD改变改变机构机构特性特性ABCDD惯惯性性筛筛车轮车轮减震减震机构机构车轮减震机构的六种方案四、基于组合原理的机构创新设计四、基于组合原理的机构创新设计

（一）机构的串联组合

（一）机构的串联组合将两个或两个以上的单一机构按顺序连接，每一个将两个或两个以上的单一机构按顺序连接，每一个前置机构的输出运动是其后续机构的输出运动，这样的前置机构的输出运动是其后续机构的输出运动，这样的组合方式称之为机构的串联组合。

组合方式称之为机构的串联组合。

输入输入输出输出01231、构件固接式串联、构件固接式串联若将前一个机构的输出构件和后一个机构的输入构若将前一个机构的输出构件和后一个机构的输入构件固接，串联组成一个新的复合机构，这称之为构件固件固接，串联组成一个新的复合机构，这称之为构件固结式串联。

结式串联。

（1）将匀速运动机构作为前置机构与另一机构串联，）将匀速运动机构作为前置机构与另一机构串联，可以改变输出运动的速度和周期。

可以改变输出运动的速度和周期。

（）将一个非匀速运动机构作为前置机构与工作机构（）将一个非匀速运动机构作为前置机构与工作机构串联，则可改变机构的速度特性。

串联，则可改变机构的速度特性。

（）由若干个子机构串联组合可得到传力性能较好的（）由若干个子机构串联组合可得到传力性能较好的机构系统。

机构系统。

S87453216SS=gf（）S=g（）双曲柄机构与六杆机构串联双曲柄机构与六杆机构串联7654321槽轮机构槽轮机构与与导杆机构导杆机构串联串联12345BADM、轨迹点串联、轨迹点串联假若前一个基本机构的输出为平面运动构件上某一假若前一个基本机构的输出为平面运动构件上某一点的轨迹，通过轨迹点与后一个机构相连，点的轨迹，通过轨迹点与后一个机构相连，这种连这种连接方式称为接方式称为“轨迹点串联轨迹点串联“。

（二）机构的并联组合

（二）机构的并联组合以一个多自由度机构作为基础机构，将一以一个多自由度机构作为基础机构，将一个或几个自由度为的机构（可称为附加机构）个或几个自由度为的机构（可称为附加机构）的输出构件接入基础机构，这种组合方式称为的输出构件接入基础机构，这种组合方式称为并联组合。

并联组合。

并联组合的几种常见方式：

并联组合的几种常见方式：

铁板传送机构铁板传送机构1324ADBCE12DA342HABDCH故当故当时时误差校正机构误差校正机构1232123S121（三）机构的混接式组合（三）机构的混接式组合综合运用串联综合运用串联并联组合方式可组成更为并联组合方式可组成更为复杂的机构，此种组合方式称之为机构的混接复杂的机构，此种组合方式称之为机构的混接式组合。

式组合。

平台印刷机版台传动机构平台印刷机版台传动机构基础机构基础机构：

两自由度的齿轮条机构。

：

两自由度的齿轮条机构。

附加机构：

双曲柄机构附加机构：

双曲柄机构、曲柄滑块机构、曲柄滑块机构I与与凸轮机构凸轮机构。

输入运动：

曲柄的匀速转动。

输入运动：

曲柄的匀速转动。

输出运动：

上齿条固结的版台往复运动。

输出运动：

上齿条固结的版台往复运动。

ADCBDEFABDCEF版版台台传传动动机机构构平平台台印印刷刷机机（四）基于组合原理的机构设计举例（四）基于组合原理的机构设计举例步骤：

步骤：

（1）根据机械的工作原理确定执行构件）根据机械的工作原理确定执行构件所要完成的运动；所要完成的运动；

（2）将执行构件的运动分解成机构易于）将执行构件的运动分解成机构易于实现的基本运动或动作，分别拟订能完实现的基本运动或动作，分别拟订能完成这些基本运动或构型的方案；成这些基本运动或构型的方案；（3）将上述各机构构型方案按某种组合）将上述各机构构型方案按某