機械創(chuàng)新設計---第6章機構(gòu)創(chuàng)新設計(已修改)
2024-12-20 10:03 本頁面
【正文】 Helga design To Learn ,Respect and Understand other People and Believes is the Secret of PEACE Helga photos from Web 第 6章 機構(gòu)創(chuàng)新設計 一個 好的機械原理方案 能否實現(xiàn)， 機構(gòu)設計是關鍵 。機構(gòu)設計中 最富有創(chuàng)造性 、 最關鍵的環(huán)節(jié) ，是 機構(gòu)形式 的設計。常用機構(gòu)形式的設計方法有 兩 大類，即 機構(gòu)的選型 和 機構(gòu)的構(gòu)型 。本章從這兩方面介紹機構(gòu)創(chuàng)新設計的方法。 機構(gòu)創(chuàng)新設計 ? 6． 1 機構(gòu)形式設計的原則 ? 6． 2 機構(gòu)的選型 ? 6． 3 機構(gòu)的構(gòu)型 ? 6． 1． 1 機構(gòu) 盡可能簡單 ? 1．機構(gòu) 運動鏈盡量簡短 ? 完成同樣的運動要求，應優(yōu)先選用 構(gòu)件數(shù) 和 運動副數(shù) 最少 的機構(gòu)，這樣可以 簡化 機器的 構(gòu)造 ，從而 減輕重量 、 降低成本 。此外也可減少由于零件的制造誤差而形成的運動鏈的 累積誤差 ，從而提高零件 加工工藝性 和增強機構(gòu) 工作可靠性 。運動鏈簡短也有利于提高機構(gòu)的 剛度 ，減少產(chǎn)生 振動的環(huán)節(jié) 。 ? 考慮以上因素，在機構(gòu)選型時，有時 寧可 采用有 較小設計誤差的 簡單近似機構(gòu) ，而不采用 理論上無誤差 但 結(jié)構(gòu)復雜 的機構(gòu)。 6． 1 機構(gòu)形式設計的原則 ?圖 61所示為兩個直線軌跡機構(gòu)．其中圖 a為 E點有近似直線軌跡 的 四 桿機構(gòu)，圖 b為 理論上 E點有精確直線軌跡 的 八 桿機構(gòu)。實際分析表明，在保證同一制造精度條件下， 后者 的實際傳動誤差約 為前者的 2~3倍 ，其主要原因在于運動副數(shù)目增多而造成運動 累積誤差增大 。 ? 2．適當選擇 運動副 ? 在基本機構(gòu)中， 高副 機構(gòu)只有 3個構(gòu)件和 3個運動副（ 凸輪 機構(gòu)：凸輪、從動件和機架）， 低副 機構(gòu)則至少有 4個構(gòu)件和 4個運動副（ 曲柄滑塊機構(gòu) ）。 ? 因此，從減少構(gòu)件數(shù)和運動副數(shù)，以及設計簡便等方面考慮，應 優(yōu)先采用高副機構(gòu) 。 ? 但 從 低副 機構(gòu)的運動副元素 加工方便 、 容易保證配合精度 以及有 較高 的 承載能力等方面考慮，應 優(yōu)先采用低副機構(gòu) 。 ? 究竟選擇 何種 機構(gòu)，應根據(jù)具體設計要求 全面衡量得失 ，盡可能做到“揚長避短”。 ? 在一般情況下 ， 應先考慮低副機構(gòu) ，而且盡量 少采用移動副 （制造中不易保證高精度，運動中易出現(xiàn)自鎖）。 ? 在執(zhí)行構(gòu)件的 運動規(guī)律要求 復雜 ，采用 連桿機構(gòu) 很難完成 精確設計 時，應考慮采用 高副 機構(gòu)，如凸輪機構(gòu)或連桿 凸輪組合機構(gòu)。 往復直線運動 ? 3．適當選擇原動機 ? 執(zhí)行機構(gòu)的形式與原動機的形式密切相關，不要僅局限于選擇傳統(tǒng)的電動機驅(qū)動形式。在只要求執(zhí)行構(gòu)件 實現(xiàn)簡單的工作位置變換 的機構(gòu)中 —— ? 如圖 6－ 2所示的 氣壓 或 液壓缸 作為原動機比較方便，它同采用 電動機 驅(qū)動相比，可省去一些 減速傳動機構(gòu) 和 運動變換機構(gòu) ，從而可 縮短運動鏈，簡化結(jié)構(gòu) ，且具有 傳動平穩(wěn) 、 操作方便 、 易于調(diào)速 等優(yōu)點。 ? 再如，對圖 6－ 3所示鋼板疊放機構(gòu)的動作要求是將軌道上的鋼板順滑到疊放槽中（圖中右側(cè)未示出）。圖 a為 六 桿機構(gòu)，采用電動機作為原動機，帶動機構(gòu)中的曲柄轉(zhuǎn)動（未畫出 減速裝置 ）；圖 b為連桿 凸輪（為固定件）機構(gòu)，采用液壓缸作為原動件直接帶動執(zhí)行構(gòu)件運動。 ? 可以看出 后者 比前者要 簡單 。 ? 以上兩例說明， 改變 原動件 的 驅(qū)動方式 有可能使 機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡化 。此外，改變原動機的 傳輸方式 ，也可能使 結(jié)構(gòu)簡化 。 ? 在 多個執(zhí)行構(gòu)件 運動的 復雜機器 中，若由 單機（原動）統(tǒng)一驅(qū)動 改成 多機分別驅(qū)動 ，雖然增加了原動機的數(shù)目和電控部分的要求，但 傳動部分 的運動鏈卻可 大為簡化 ， 功率損耗也可減少 。 ? 因此，在一臺機器中只采用 一個原動機 驅(qū)動 不 一定就是最佳方案。 ? 4．選用 廣義 機構(gòu) 不要僅限于 剛性 機構(gòu)，還可選用 柔性 機構(gòu)，以及利用 光 、電 、 磁 和 利用摩擦 、 重力 、 慣性 等原理工作的廣義機構(gòu)，許多場合可使機構(gòu)更加簡單、實用。 ? 例：
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