机构的再生创新-机构的再生创新ppt课件

1、再生运动链法机构创新设计方法问题：设计摩托车后悬挂机构 机构运动方案创新 how?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 how?本田 pro-link 悬挂五十铃 full-floater 悬挂川崎 uni-trak 悬挂具有七个运动副的平面六杆机构 具有六个转动副和一个挪动副包含一个机架构件1、一个转动臂构件2、一个摆动 臂构件3、 一个连杆构件4、及一个由活塞和缸体构件5和6组成的减震器。单自在度机构 机构运动方案创新 how?方案集34a1121a1111a1131a2111a2121a

2、2131b1111b1121b2111b2121再生运动链法再生运动链法设计流程图一、再生运动链法步骤1.确定原始机构五十铃 full-floater 悬挂再生运动链法再生运动链法普通化运动链2.运动链普通化把原始机构转化为只含有简单转动副和连杆的运动链。原那么一切运动副转化为普通化转动运动副 一切构件转化为普通化连杆普通化过程中自在度坚持不变各构件与运动副的邻接关系坚持不变五十铃 full-floater 悬挂普通化图例弹簧 II级杆件滚动副 转动副挪动副 转动副平面高副 两个转动副复合铰 简单铰步骤1：解除机架五十铃 full-floater 悬挂1普通化运动链步骤 2：一切运动副转化为普

3、通化转动运动副 高副构件杆件化 凸轮机构、齿轮机构等高副机构经过高副低代变为瞬时 连杆机构。高副低代普通化 普通化运动链低副机构转化为转动副复合铰链运动副单铰化 与复合铰链运动副关联的恣意一个构件上依次添加一个运动副，直到原来的复合铰链运动副只一两个构件关联为止，构成单铰运动链。普通化运动链步骤 2：一切运动副转化为普通化转动运动副 五十铃 full-floater 悬挂b1cefagd1bceagd普通化运动链步骤 2：一切运动副转化为普通化转动运动副 步骤 3：杆件规范化去除尺度要素1bceagd普通化运动链11bceagd运动链普通化步骤普通化运动链普通化运动链本田 pro-link 悬

4、挂压榨机同源机构：具有一样的普通化运动链机构。普通化运动链实例凸轮连杆机构颚式破碎机的六杆摆动机构缝纫机送布机构牛头刨床机构再生运动链法再生运动链法3. 运动链数综合 综合出与原始普通化运动链的杆数及运动副数一样的全部能够的普通化运动链。 创新根源普通化运动链运动链数综合 平面单自在度闭环机构中，设运动链中的构件数n和运动副数p，含有 i个运动副元素的构件数为 ni，那么有1 2 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普通化运动链 拓扑图 一切同源运动链 数综合流程图 两副构件作为衔接顶点的边 三副以上构件表示“图的顶点 图论实际 运动链数综合621345234

5、156拓扑图运动链621345运动链数综合拓扑胚图 三副以上构件表示图的顶点,顶点之间用边衔接，每一衔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。运动链数综合B3A3以点的方式插入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B3A3211型B3A3004型B3A3013型B3A3202型拓扑胚图转化为运动链运动链数综合判别有效链五杆，F=2刚性链刚性链四杆，F=1运动链数综合B3A3211型B3A3202型STEPHENSONWATT运动链数综合再生运动链法运动链再生4.运动链特定化 运动链特定化又称运动

6、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普通化运动链，即对每个非同构的运动链进展机构识别、驱动副识别以及杆组识别以找出符合要求的解 。 设计要求和约束 机件和运动副 注：设计约束是设计者根据对原始机构的分析结合本身的阅历与知识来定义 的，这些约束可以是“柔性的，并可以视不同情况而改动。 本田 pro-link 悬挂五十铃 full-floater 悬挂川崎 uni-trak 悬挂 必需有一个杆作为机架 必需有一个减震器作为减震元件 必需有一个摆动臂用于与车轮联接 机架、减震器和摆动臂必需为不同构件确定设计约束运动链再生确认摩托车后悬挂机架 A机架A1机架A2B1机架B2机架

7、B3机架B分配机架没有约束运动链再生确认摩托车后悬挂减震器 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运动链再生确认摩托车后悬挂减震器 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机架运动链再生确认摩托车后悬挂摆动臂 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

8、B11机架运动链再生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B211B212运动链再生再生运动链法再生运动链法5.运动链详细化 a1111摆动臂A1111减震器机架 由于概念方案没有详细尺度支持，需求参考原始机构构件和运动副的布置格局和受力特点，再结合设计者本身知识和阅历去绘制与实践运用相符的机构简图。减震器详细化摩

9、托车后悬挂机构运动链详细化例1摆动臂A1111减震器机架摆动臂机架详细化运动链详细化摆动臂详细化摆动臂摩托车后悬挂机构运动链详细化例1运动链详细化调整任务位置摩托车后悬挂机构运动链详细化例1运动链详细化调整构件外形a1111摩托车后悬挂机构运动链详细化例1运动链详细化摆动臂减震器机架A1121摆动臂摩托车后悬挂机构运动链详细化例2减震器详细化机架详细化运动链详细化摆动臂详细化摆动臂a1121摩托车后悬挂机构运动链详细化例2运动链详细化a1121川崎 uni-trak 悬挂摩托车后悬挂机构运动链详细化例2调整任务位置调整构件外形运动链详细化方案集34a1121a1111a1131a2111a21

10、21a2131b1111b1121b2111b2121机构创新设计方法 再生运动链法二 再生运动链法设计应留意的问题 1、构件类似性判别构件类似性定义两个具有一样运动副数目的构件，假设它们与运动链中其它构件的衔接关系均一样，那么称此两构件类似。图示六杆运动链，如改动自动件所在的构件，在求普通化运动链图谱时，可以发现，将自动件装在1、2、3、4杆上，对于该机构的运动特性没有影响，因此，这些构件具有类似性。 构件平行类似性定义 运动副数目一样的两构件与其它构件的位置关系一样，那么称此两构件平行类似。如图a、c中，构件1和3、构件2和4为平行类似，图b中，构件1、2、3平行类似。 构件类似关系承继性

11、定义 在运动链组成构造发生变化的过程中，运动副数目未发生变化的类似构件，在新构造中坚持原有的类似关系，这种类似关系的传送性称之为类似关系的承继性。以下图给出了类似关系承继性的解释。构件类似关系第一判别规那么 假设具有一样运动副数目的两构件，同时分别与两组平行类似构件或一组类似构件、一组平行构件相联络，那么此两构件类似。构件类似关系第二判别规那么 假设两组平行类似构件的两端同时与两组类似构件或一组类似构件和一个构件相联接，那么此两组平行类似构件彼此类似。 2、多级方案挑选 在运动链再生为机构的过程中，出现了大量的机构型式。为了从中选出最正确的设计方案，需求在运动链再活力构的过程中，分层次、多角度

12、地对再活力构进展评价，删除那些多余的机构。 因此，应根据设计义务及设计的约束条件，将方案挑选分解成假设干个等级，按照由宽松到严厉的顺序陈列，使经过挑选后的方案更接近工程设计要求。这样，一方面可以获得方案的最优解，另一方面又可以高效地挑选出不能满足设计要求的方案，提高设计效率。三 再生运动链法创新设计实例 铰链夹紧机构创新设计1、原始机构图示为一常用的铰链夹紧机构。在该机构中，1为机架，2和3分别为液压缸和活塞杆，5为连杆，4和6为连架杆，其中6是执行机构，用于夹紧工件7。 2、普通化运动链按机构普通化原那么，将铰链夹紧机构运动简图笼统为普通化运动链。为此，将活塞杆3和液压缸2以标志为P的二级组

13、替代，并释放固定杆1，由此得到铰链夹紧机构的普通化运动链，如以下图所示。3、普通化运动链图谱运用机构数目综合实际，可以得到与普通化运动链的杆数、运动副一样的全部能够的运动链图谱。在得到普通化运动链之后，可以从运动链图谱中查得所需的普通化运动链图谱。对于图4-19所示的六杆七副单自在度运动链，可得到图示的四种普通化运动链图。 4、特定化运动链图谱1. 铰链夹紧机构的设计要求1)连杆总数和运动副总数均坚持不变。2)必需含有1个液压缸。3)必需有1个固定杆，即机架。4)液压缸必需与机架衔接，或本身作为机架。5)活塞杆一端与液压缸组成挪动副，另一端不能与固定杆铰接。2.设计步骤1)选固定杆的一端与液压

14、缸铰接，或者将液压缸本身在作为固定杆。2)使活塞杆的一端与液压缸组成挪动副，但另一端不能与固定杆相连。3)选1个双副杆作为执行件，它不能与活塞杆相连，但必需与固定杆铰连。 设以G表示固定杆，E表示执行件，C表示活塞杆，P表示由液压缸与活塞组成的挪动副，那么由图4-20a再生出以下图所示的6种再生运动链。由图4-20b再生出以下图所示的4种再生运动链。由图4-20c再生出以下图所示的10种再生运动链。由图4-20d再生出右图所示的一种 再生运动链。飞机起落架的再生设计缝纫机送布机构的再生设计原始机构普通化运动链确定设计约束组合运动链再生运动链再活力构机构选型与综合 机构创新设计方法机构选型 先按

15、执行构件的运动方式要求选择机构，同时还应思索机构的功能特性和原动机的方式。满足各种运动要求的现有机构及机构性能可从机构手册或相关资料中查阅获得，表3-1给出了部分按执行构件运动方式分类的机构及运用实例，供机构选型时参考。常用原动机的运动方式及性能特点见表3-2。 实现同一功能或运动方式要求的机构可以有多种类型，选型时应尽能够将现有的各种机构搜索到，然后根据机构选型原那么进展分析、比较，初步选出一些所需机构类型，再对这些机构方案进展综合评价，选出最优方案。 牛头刨床刨刀往复运动机构的初选方案 序号评价指标具体项目1运动性能1运动规律、运动轨迹；2运转速度、传动精度2工作性能1效率高低；2使用范围

16、3动力性能1承载能力；2传力特性；3振动、噪声4经济性1加工难易；2维护方便性；3能耗大小5结构紧凑1尺寸；2重量；3结构复杂性 通常对机构方案应从运动性能、任务性能、动力性能等方面进展综合评价。机构方案评价目的 典型机构的评价评价指标具体项目评价连杆机构凸轮机构齿轮机构运动性能1.运动规律、运动轨迹任意性较差基本能任意一般作定比传动2.运转速度、传动精度较低较高高工作性能1.效率高低一般一般高2.使用范围较大较小较小动力性能1.承载能力较大较小较大2.传力特性一般一般较好3.振动、噪声较大较小较小经济性1.加工难易易难一般2.维护方便性较方便较麻烦方便3.能耗大小一般一般一般结构紧凑1.尺寸较大较小较小2.重量较轻较重较重3.结构复杂性复杂一般简单机构的综合1.改善机构的性能，满足功能目的的需求采用图示的方式将曲柄摇杆机构123和齿轮机构34组合起来，那么可增大从动件的输出摆角。将图示摇杆滑块机构和铰链四杆机构串联组合而成的，从而使梳毛机推