再生运动链法.ppt

1、再生运动链法再生运动链法机构创新设计方法机构创新设计方法问题：设计摩托车后悬挂机构问题：设计摩托车后悬挂机构 机构运动方案创新机构运动方案创新 how?问题：设计摩托车后悬挂机构问题：设计摩托车后悬挂机构 本田 pro-link 悬挂五十铃 full-floater 悬挂川崎 uni-trak 悬挂机构运动方案创新机构运动方案创新 how?本田本田 pro-link 悬挂悬挂五十铃五十铃 full-floater 悬挂悬挂川崎川崎 uni-trak 悬挂悬挂l具有七个运动副的平面六杆机构具有六个转动副和一个移动副具有七个运动副的平面六杆机构具有六个转动副和一个移动副l包含一个机架（构件包含一个

2、机架（构件1 1）、一个转动臂）、一个转动臂（构件构件2 2）、一个摆动）、一个摆动 臂（构件臂（构件3 3）、）、一个连杆（构件一个连杆（构件4 4）、及一个由活塞和缸体（构件）、及一个由活塞和缸体（构件5 5和和6 6）组成的减震器。）组成的减震器。l单自由度机构单自由度机构 机构运动方案创新机构运动方案创新 how?方方案案集集34a1121a1111a1131a2111a2121a2131b1111b1121b2111b2121再生运动链法再生运动链法再生运动链法再生运动链法设计流程图设计流程图再生运动链法再生运动链法1.确定原始机构确定原始机构五十铃五十铃 full-floater

3、悬挂悬挂再生运动链法再生运动链法再生运动链法再生运动链法一般化运动链一般化运动链2.运动链一般化运动链一般化把原始机构转化为只含有简单转动副和连杆的运动链。把原始机构转化为只含有简单转动副和连杆的运动链。l原则原则l所有运动副转化为一般化（转动）运动副所有运动副转化为一般化（转动）运动副 l所有构件转化为一般化连杆所有构件转化为一般化连杆l一般化过程中自由度保持不变一般化过程中自由度保持不变l各构件与运动副的邻接关系保持不变各构件与运动副的邻接关系保持不变五十铃五十铃 full-floater 悬挂悬挂步骤步骤1：解除机架解除机架五十铃五十铃 full-floater 悬挂悬挂1一般化运动链一

4、般化运动链步骤步骤 2 2：所有运动副转化为一般化（转动）运动副所有运动副转化为一般化（转动）运动副 l 高副构件杆件化 凸轮机构、齿轮机构等高副机构通过高副低代变为瞬时 连杆机构。高副低代一般化高副低代一般化 一般化运动链一般化运动链l低副机构转化为转动副l复合铰链运动副单铰化 与复合铰链运动副关联的任意一个构件上依次增加一个运动副，直到原来的复合铰链运动副只一两个构件关联为止，形成单铰运动链。一般化运动链一般化运动链步骤步骤 2 2：所有运动副转化为一般化（转动）运动副所有运动副转化为一般化（转动）运动副 五十铃五十铃 full-floater 悬挂悬挂b1cefagd1bceagd一般化

5、运动链一般化运动链步骤步骤 2 2：所有运动副转化为一般化（转动）运动副所有运动副转化为一般化（转动）运动副 步骤步骤 3 3：杆件规范化（去除尺度因素）杆件规范化（去除尺度因素）1bceagd一般化运动链一般化运动链11bceagd运动链一般化步骤运动链一般化步骤一般化运动链一般化运动链一般化运动链一般化运动链本田本田 pro-link 悬挂悬挂压榨机压榨机同源机构：具有相同的一般化运动链机构。一般化运动链一般化运动链再生运动链法再生运动链法再生运动链法再生运动链法3.运动链数综合运动链数综合 综合出与原始一般化运动链的杆数及运动副数相同的全部可能的一般化运动链。创新本源一般化运动链一般化运

6、动链运动链数综合运动链数综合 平面单自由度闭环机构中，设运动链中的构件数n n和运动副数p，含有 i个运动副元素的构件数为 n ni i，则有（1）（2）l确定连杆类型确定连杆类型构件能含有的最大运动副元素数目（3）运动链数综合运动链数综合运动链数综合运动链数综合一般化运动链 拓扑图 所有同源运动链 数综合流程图数综合流程图 两副构件作为连接顶点的边 三副以上构件表示“图”的顶点 图论理论 运动链数综合运动链数综合621345234156拓扑图运动链621345运动链数综合运动链数综合拓扑胚图拓扑胚图 三副以上构件表示图的顶点三副以上构件表示图的顶点,顶点之间用边连接，每一顶点之间用边连接，每

7、一连接顶点的边代表着一支有二副杆组成的运动链；顶点连连接顶点的边代表着一支有二副杆组成的运动链；顶点连出的边数应该等于代表顶点的构件的运动副数。出的边数应该等于代表顶点的构件的运动副数。运动链数综合运动链数综合B3A3以点的形式插入4，0，0种方案3，1，0种方案2，2，0种方案2，1，1种方案共15种方案运动链数综合运动链数综合B3A3211型B3A3004型B3A3013型B3A3202型拓扑胚图拓扑胚图转化为运动链转化为运动链运动链数综合运动链数综合判断有效链判断有效链五杆，F=2刚性链刚性链四杆，F=1运动链数综合运动链数综合B3A3211型B3A3202型STEPHENSONWATT

8、运动链数综合运动链数综合再生运动链法再生运动链法运动链再生运动链再生4.4.运动链特定化运动链特定化 运动链特定化（又称运动链再生）就是根据设计要运动链特定化（又称运动链再生）就是根据设计要求和约束分配特定类型的机件和运动副至可行一般化运求和约束分配特定类型的机件和运动副至可行一般化运动链，即对每个非同构的运动链进行机构识别、驱动副动链，即对每个非同构的运动链进行机构识别、驱动副识别以及杆组识别以找出符合要求的解识别以及杆组识别以找出符合要求的解 。设设计计要要求求和和约约束束 机机件件和和运运动动副副 注：设计约束是设计者根据对原始机构的分析结合自身的经验与知识来定义注：设计约束是设计者根据

9、对原始机构的分析结合自身的经验与知识来定义 的，这些约束可以是的，这些约束可以是“柔性柔性”的，并可以视不同情况而改变。的，并可以视不同情况而改变。本田本田 pro-link 悬挂悬挂五十铃五十铃 full-floater 悬挂悬挂川崎川崎 uni-trak 悬挂悬挂l 必须有一个杆作为机架必须有一个杆作为机架l 必须有一个减震器作为减震元件必须有一个减震器作为减震元件l 必须有一个摆动臂用于与车轮联接必须有一个摆动臂用于与车轮联接l 机架、减震器和摆动臂必须为不同构件机架、减震器和摆动臂必须为不同构件确定设计约束确定设计约束运动链再生运动链再生确认摩托车后悬挂机架确认摩托车后悬挂机架 A机架

10、A1机架A2B1机架B2机架B3机架B分配机架没有约束运动链再生运动链再生确认摩托车后悬挂减震器确认摩托车后悬挂减震器 一对二副杆一对二副杆组成的减震器，且减震器不能为机架AA1机架减震器A11机架A2减震器A21运动链再生运动链再生确认摩托车后悬挂减震器确认摩托车后悬挂减震器 一对二副杆一对二副杆组成的减震器，且减震器不能为机架B2机架B3机架机架B1B11减震器减震器B21运动链再生运动链再生确认摩托车后悬挂摆动臂确认摩托车后悬挂摆动臂 摆动臂减震器机架A111摆动臂减震器机架A112摆动臂减震器机架A113减震器A11机架运动链再生运动链再生确认摩托车后悬挂摆动臂确认摩托车后悬挂摆动臂

11、摆动臂减震器机架A211摆动臂减震器机架A213减震器A21机架减震器机架A212摆动臂运动链再生运动链再生确认摩托车后悬挂摆动臂确认摩托车后悬挂摆动臂 摆动臂减震器机架B111减震器机架摆动臂B112减震器B11机架运动链再生运动链再生确认摩托车后悬挂摆动臂确认摩托车后悬挂摆动臂 减震器摆动臂机架B211减震器机架摆动臂B212B21减震器机架运动链再生运动链再生摆动臂减震器机架摆动臂减震器机架摆动臂减震器机架A111A112A113摆动臂摆动臂减震器机架减震器机架摆动臂减震器机架A211A212A213减震器机架摆动臂摆动臂减震器机架B111B112减震器机架摆动臂减震器摆动臂机架B211

12、B212运动链再生运动链再生再生运动链法再生运动链法再生运动链法再生运动链法5.运动链具体化运动链具体化 a1111摆动臂A1111减震器机架 由于概念方案没有具体尺度支持，需要参考原始机构由于概念方案没有具体尺度支持，需要参考原始机构构件和运动副的布置格局和受力特点，再结合设计者自身构件和运动副的布置格局和受力特点，再结合设计者自身知识和经验去绘制与实际使用相符的机构简图。知识和经验去绘制与实际使用相符的机构简图。减震器具体化减震器具体化摩托车后悬挂机构运动链具体化例摩托车后悬挂机构运动链具体化例1摆动臂A1111减震器机架摆动臂机架具体化机架具体化运动链具体化运动链具体化摆动臂具体化摆动臂

13、具体化摆动臂摩托车后悬挂机构运动链具体化例摩托车后悬挂机构运动链具体化例1运动链具体化运动链具体化调整工作位置调整工作位置摩托车后悬挂机构运动链具体化例摩托车后悬挂机构运动链具体化例1运动链具体化运动链具体化调整构件外形调整构件外形a1111摩托车后悬挂机构运动链具体化例摩托车后悬挂机构运动链具体化例1运动链具体化运动链具体化摆动臂减震器机架A1121摆动臂摩托车后悬挂机构运动链具体化例摩托车后悬挂机构运动链具体化例2减震器具体化减震器具体化机架具体化机架具体化运动链具体化运动链具体化摆动臂具体化摆动臂具体化摆动臂a1121摩托车后悬挂机构运动链具体化例摩托车后悬挂机构运动链具体化例2运动链具

14、体化运动链具体化a1121川崎川崎 uni-trak 悬挂悬挂摩托车后悬挂机构运动链具体化例摩托车后悬挂机构运动链具体化例2调整工作位置调整工作位置调整构件外形调整构件外形运动链具体化运动链具体化方案集方案集34a1121a1111a1131a2111a2121a2131b1111b1121b2111b2121机构创新设计方法机构创新设计方法 再生运动链法再生运动链法习题习题如图所示气动压紧机构，移动构件如图所示气动压紧机构，移动构件5 5为压紧杆，为压紧杆，汽缸部件为动力源，要求气缸与机架固结或铰接。汽缸部件为动力源，要求气缸与机架固结或铰接。请按一般化原则将以下机构转换为一般化运动链，请按一般化原则将以下机构转换为一般化运动链，简述具体转换步骤。简述具体转换步骤。气动压紧机构气动压紧机构习题习题 试对牛头刨床主运动机构进行机构再生运动链设计，试对牛头刨床主运动机构进行机构再生运动链设计，除含有两个移动副设计方案，再分别给包含一个除含有两个移动副设计方案，再分别给包含一个或三个移动副的设计方案，并绘制出机构简图图谱。或三个移动副的设计方案，并绘制出机构简图图谱。