1、 机构的创新设计 机构设计的一般原则 常用基本机构的特性及评价 机构的创新设计方法机构设计的一般原则机构的形式设计要解决的关键问题是: 构造什么样的机构去实现原理方案所提出来的运动要求。这是机构设计中最富有创造性、最直接影响方案的可靠性和经济性的重要环节。因此,机构形式设计,在保证机构能 满足基本运动要求 的同时,还应满足机构设计的 一些一般性原则 ,这些原则也是评价机构性能好坏的重要标准之一。这些一般性的原则是: 机构设计的一般原则1、机构越简单越好。所谓简单指机构的构件与运动副数量最少,即机构的运动链最短。运动链短的机构有如下特点: 构件、运动副少,可降低生产成本、减轻产品的质量。 构件数
2、量少,有利于提高产品的刚度,减少产生扰动的环节,提高产品的可靠性。 运动副少,有利于减少运动副摩擦带来的功率损耗,提高机械传动效率及使用寿命。 运动副少,能有效地减少运动副的累。 机构设计的一般原则例 :如图所示,三种能够实现直线轨迹运动的机构,其中图 a中 ab bc be, e点能精确实现直线轨迹。 图 b为 e点能实现 近似直线轨迹的曲柄摇杆机构 。图 c为有 e点能精确实现直线轨迹的八杆机构 。由于八杆机构运动副较多,运动累积误差大,在同一制造条件下,八杆机构的实际运动误差大约为机构的 2-3倍。 机构设计的一般原则图 4 1三种能够实现直线轨迹运动的机构 a)曲柄小滑块机构; b)曲
3、柄摇杆机构; c)八杆机构 图示 三种能够实现直线轨迹运动的机构 a)曲柄小滑块机构; b)曲柄摇杆机构; c)八杆机构 机构设计的一般原则2、机构尺寸应尽可能地小 在满足相同工作要求的前提下,不同的机构,其尺寸、质量和结构的紧凑性是大不相同的。例如,( 1)在传递相同功率并且设计合理的条件下,行星轮系的外形尺寸比定轴轮系小;( 2)在从动件要求作较大行程的直线移动的条件下,齿轮齿条机构比凸轮机构更容易实现体积小,质量轻的目标。机构设计的一般原则3、注意运动副的选择类型 运动副元素的相对运动是产生摩擦和磨损的主要原因。运动副的数量和类型对机构运动、传动效率和机构的使用寿命起着十分重要的作用。
4、机构设计的一般原则图示为 三种曲柄长度相同的滑块行程为四倍曲柄长的机构 )连杆齿轮齿条机构 )六杆机构 )等腰对心式柄滑块机构 机构设计的一般原则图示为 减少移动副或代替移动副的措施 )用转动副代替移动副 )不用移动副的直线导向机构 机构设计的一般原则4、选择合适的原动机,尽可能减少运动转换机构的数量 目前工程上使用的原动机主要有三类: 内燃机 这类原动机主要有汽油机和柴油机。内燃机不适合于在低速状态下工作,用内燃机来驱动低速执行机构必须要受用减速设备。内燃机主要用于没有电力供应或需在远距离运动中提供动力且对运动精度要求不高的场合。 气、液马达,活塞气、液缸,摆动式气、液缸 这些原动机可对外输出转动、往复直线运动、往复摆动,借助控制设备也能实现间歇运动。 电动机 电动机的类型不同机械特性也不相同,电动机的转速变化范围大,输出功率从零点几瓦到上万千瓦。因此,电动机是工程设计中最常用的原动机。