机械创新设计实例ppt课件

1、机械创新设计实例机械创新设计实例 联轴器功能联轴器功能 机械中用来联接两轴使之一同回转并传送扭矩。机械中用来联接两轴使之一同回转并传送扭矩。 义务的提出义务的提出 各类机械、机床的转速、载荷、任务环境变化多端，要各类机械、机床的转速、载荷、任务环境变化多端，要求设计人员不断研制新型的联轴器或改良联轴器以顺应不同求设计人员不断研制新型的联轴器或改良联轴器以顺应不同的工况。的工况。实例一实例一 联轴器的创新设计联轴器的创新设计套筒联轴器套筒联轴器凸缘联轴器凸缘联轴器齿轮联轴器齿轮联轴器十字滑块联轴器十字滑块联轴器弹性圈柱销联轴器弹性圈柱销联轴器挠性爪形联轴器挠性爪形联轴器万向联轴器万向联轴器链条联

2、轴器链条联轴器胶板弹性联轴器胶板弹性联轴器轮胎联轴器轮胎联轴器尼龙柱销联轴器尼龙柱销联轴器联联 轴轴 器器可可 移移 式式弹弹 性性刚刚 性性不能补偿位移和偏不能补偿位移和偏移，不能缓冲减震移，不能缓冲减震能补偿位移和偏移，能补偿位移和偏移，缓冲减震才干低缓冲减震才干低能补偿位移和偏移，能补偿位移和偏移，缓冲减震才干好缓冲减震才干好固定式固定式联轴器分类联轴器分类十字滑块联轴器十字滑块联轴器链条联轴器链条联轴器弹性圈柱销联轴器弹性圈柱销联轴器齿轮联轴器齿轮联轴器万向联轴器万向联轴器尼龙柱销联轴器尼龙柱销联轴器夹壳联轴器夹壳联轴器蛇形弹簧联轴器蛇形弹簧联轴器 可移式联轴器开发创新设计可移式联轴器

3、开发创新设计左半联轴器左半联轴器中间元件中间元件右半联轴器右半联轴器从动轴从动轴n，T联接元件联接元件自动轴自动轴n，T联轴器系统构造联轴器系统构造联联 接接补偿两轴相对位补偿两轴相对位移移传送扭矩与转传送扭矩与转速速安安 全全 保保 护护维维 修修 再再 生生润润 滑滑 密密 封封吸吸 震震 缓缓 冲冲联轴器功能树联轴器功能树联接两轴并传送扭矩与转速联接两轴并传送扭矩与转速 1. 任务原理的创新构思任务原理的创新构思 确定可变元素确定可变元素 A联接功能；联接功能；B传送功能；传送功能；C补偿功能补偿功能 变化可变元素变化可变元素 实现联接的作用效应实现联接的作用效应 形联接、力联接、化学分

4、子联接等。形联接、力联接、化学分子联接等。 实现形联接的措施实现形联接的措施 键、十字滑块、齿轮、螺旋等。键、十字滑块、齿轮、螺旋等。 实现形联接的措施实现形联接的措施 过盈配合、螺栓、铆接、焊接、绳等。过盈配合、螺栓、铆接、焊接、绳等。 实现化学联接措施实现化学联接措施 化学胶等。化学胶等。 联接性质联接性质 刚性、弹性。刚性、弹性。 实现传送功能的作用效应实现传送功能的作用效应 摩擦效应、啮合效应、磁效应、粘附效应等。摩擦效应、啮合效应、磁效应、粘附效应等。 实现联接的措施实现联接的措施 齿轮传动、带传动、摩擦轮传动、链传齿轮传动、带传动、摩擦轮传动、链传动、液压传动、蜗杆传动等。动、液压

5、传动、蜗杆传动等。 实现补偿功能的作用效应实现补偿功能的作用效应 构件相对运动、构件变形等。构件相对运动、构件变形等。 实现补偿的措施实现补偿的措施 添加元件的活动度、参与中间元件、添添加元件的活动度、参与中间元件、添加弹性元件。加弹性元件。 2. 构造创新构思构造创新构思 构造方案的可变元素构造方案的可变元素D中间元件类型中间元件类型 G中间元件数量中间元件数量 E中间元件资料中间元件资料 H位置位置 F功能面外形功能面外形 I顺序顺序可变元素可变元素变变 体体工工作作原原理理方方面面联联接接A类型类型A1形联接形联接力联接力联接化学分子联接化学分子联接措措 施施键键十字滑块十字滑块 齿轮齿

6、轮 过盈配合过盈配合螺栓螺栓铆接铆接化学胶化学胶性质性质A2弹弹 性性刚刚 性性传传递递B效效 应应摩擦效应摩擦效应啮合效应啮合效应流动效应流动效应措措 施施摩擦轮摩擦轮传动传动带带传动传动斜面斜面传动传动齿轮传齿轮传动动链链传动传动齿条齿条传动传动液压传动液压传动补补偿偿C效效 应应( (构件构件) )相对运动相对运动( (构件构件) )变形变形措措 施施增加元件活动度增加元件活动度使用弹性元件使用弹性元件两者结合两者结合形状学矩阵形状学矩阵中间中间元件元件半联半联轴器轴器顺序顺序(半联半联轴器轴器)I布布置置H多于一个多于一个蛇形蛇形绳状绳状柔性件柔性件刚刚弹性件弹性件钢钢橡胶橡胶液体液体

7、气体气体尼龙尼龙塑料塑料木材木材块状块状板状板状橡胶橡胶铝合金铝合金铜铜钢钢弹性体弹性体中间元件中间元件资料资料E螺旋形螺旋形见后表见后表中间元件中间元件类型类型D金属金属非金属非金属非金属非金属金金 属属圈状圈状片状片状功能面功能面外形外形F一个一个中间元件中间元件数量数量G见后表见后表弹簧片弹簧片刚性体刚性体结结构构方方面面变变 体体可变元素可变元素周向周向轴向轴向周向周向轴向轴向中心中心面对面面对面背对背背对背面对背面对背 圆柱形圆柱形 圆锥形圆锥形 矩形矩形 菱形菱形 梯形梯形 十字形十字形 圆鼓形圆鼓形块块 状状 F3F3 圆筒形圆筒形 U形圆筒形形圆筒形 轮胎形轮胎形 锥盘形锥盘形

8、 齿圈形齿圈形 多角形多角形 星形星形 椭圆形椭圆形圈圈 状状 F4F4 3. 新型联轴器的构思新型联轴器的构思 方案方案I A112A21B11C1D1E21F48G1H12H22AAAA 方案方案II A112A22B2C3D3E31F36G1H12H22实例二实例二 抓斗的原理方案创新设计抓斗的原理方案创新设计 抓斗功能抓斗功能 主要用于就地装卸大量散粒物料，用于河口、港口、车主要用于就地装卸大量散粒物料，用于河口、港口、车站、矿山、林场等处。站、矿山、林场等处。 义务的提出义务的提出 目前运用的一些抓斗，还不能完全满足装卸要求。市场目前运用的一些抓斗，还不能完全满足装卸要求。市场上希望

9、有一种装卸效率高、作业快、功能全、适用广的散货上希望有一种装卸效率高、作业快、功能全、适用广的散货抓斗。抓斗。 抓斗开发设计义务书抓斗开发设计义务书要要 求求内内 容容1. 功能方面功能方面抓取性能好，有较大的抓取力抓取性能好，有较大的抓取力装卸效率高装卸效率高装卸性能好，空中任一位置颚板可闭合、打开装卸性能好，空中任一位置颚板可闭合、打开闭合性能好，能防散漏闭合性能好，能防散漏适用范围广，既可抓小颗粒物料，也可抓大颗粒物料适用范围广，既可抓小颗粒物料，也可抓大颗粒物料2. 结构方面结构方面结构新颖结构新颖结构简单、紧凑结构简单、紧凑3. 材料方面材料方面材料耐磨性好材料耐磨性好价格便宜价格便

10、宜4. 人机工人机工程方面程方面操作方便，造型美观操作方便，造型美观5. 经济、使用安经济、使用安全方面全方面尽量能在各种起重机、挖掘机上配合使用尽量能在各种起重机、挖掘机上配合使用维护、安装方便，工作可靠，使用安全维护、安装方便，工作可靠，使用安全总成本低廉总成本低廉维修再生维修再生容料容料自锁自锁升降运动升降运动左右前后运动左右前后运动停顿停顿回转运动回转运动平安自锁平安自锁过载维护过载维护维修再生平安维修再生平安卸放卸放装夹装夹位移位移物料搬运物料搬运起重机功能树起重机功能树颚板启开颚板启开加压加压支承容料支承容料自锁自锁过载维护过载维护防散漏防散漏抓取抓取容料容料抓放、运送物料抓放、运

11、送物料抓斗功能树抓斗功能树平安平安颚板闭合颚板闭合上升上升自锁自锁升降升降下降下降停顿停顿颚板启开颚板启开卸放卸放自自 锁锁上升、下降、停顿上升、下降、停顿支支 承承加加 压压( (颚板颚板) )闭合闭合抓放物料抓放物料搬运物料搬运物料( (颚板颚板) )启开启开能量能量信息信息物料物料抓取物料抓取物料卸放物料卸放物料平安、维护再生平安、维护再生提升物料提升物料包容物料包容物料抓斗功能构造图抓斗功能构造图 抓斗可变元素抓斗可变元素 A能实现支承、容料和启闭运动的原理机构能实现支承、容料和启闭运动的原理机构 B能完成启闭动作、加压、自锁的动力安装能完成启闭动作、加压、自锁的动力安装齿轮齿轮传动传

12、动B22螺杆螺杆传动传动B21气压气压B4液压液压B3电力机械电力机械B2绳索绳索滑轮滑轮B1启闭、加启闭、加压、自锁、压、自锁、动力源方动力源方式式其他其他齿轮齿条齿轮齿条机构机构螺杆机构螺杆机构杠杆机构杠杆机构连杆机构连杆机构单单( (多多) )铰链杆铰链杆颚板启闭颚板启闭机构机构A变变 体体可变元素可变元素抓斗原理方案形状学矩阵抓斗原理方案形状学矩阵A1A3A2A5A4 评价准那么评价准那么 A抓取力大，顺应难抓物料抓取力大，顺应难抓物料 B可在空中任一位置启闭可在空中任一位置启闭 C C装卸效率高装卸效率高 D D技术先进技术先进 E构造易实现构造易实现 F经济性好，平安可靠经济性好，

13、平安可靠A B C D E F A1B3 A1B21 A2B1长撑杆抓斗长撑杆抓斗 A1B4 A1B1耙集式抓斗耙集式抓斗评价意见评价意见评价准那么评价准那么抓斗方案抓斗方案抓斗可行原理方案初步评价表抓斗可行原理方案初步评价表A B C D E F ? A3B22 A3B21 A3B1 A2B4 A2B3评价意见评价意见评价准那么评价准那么抓斗方案抓斗方案 A3B3 A3B4 A4B21 A5B22 ? ? A1B22 满足六项准那么的方案满足六项准那么的方案 A1B3、A1B4、A2B3、A2B4、A3B3、A3B4紧凑紧凑较强较强强强强强较优较优较庞大较庞大较强较强强强强强普通普通同功率下构造同功率下构造对环境温度顺应性对环境温度顺应性对湿度顺应性对湿度顺应性抗粉尘性抗粉尘性能否进展复杂控制能否进展复杂控制大大中中大大较复杂较复杂较易较易较难较难中中快快小小简单简单较难较难容易容易输出力输出力动作速度动作速度呼应性呼应性控制安装构成控制安装构成速度调理速度调理维修再生维修再生液动液动气动气动比较内容比较内容液动液动气动气动比较内容比较内容动力源采用液压和气压的抓斗性能比较表动力源采用液压和气压的抓斗性能比较表A1B3方案方案液压双液压双(多多)颚板抓斗颚板抓斗A3B3方案方案液压剪式抓斗液压剪式抓斗A