機(jī)械機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念和目的

1、機(jī)械機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念和目的隨著社會(huì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步, 機(jī)械行業(yè)需要解決的問(wèn)題越來(lái)越多樣化,同時(shí)也對(duì)機(jī)構(gòu)構(gòu)型的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。要解決現(xiàn)實(shí)中面臨的這些問(wèn)題, 就需要進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì) , 以推動(dòng)機(jī)械業(yè)的不斷發(fā)展和進(jìn)步。機(jī)構(gòu)構(gòu)型的創(chuàng)新設(shè)計(jì)會(huì)提高機(jī)械的性能 , 簡(jiǎn)化機(jī)器的內(nèi)部構(gòu)造 , 提高行業(yè)的工作效率 , 降低能耗 , 減少污染 ,提高機(jī)器設(shè)備的準(zhǔn)確度和精確度, 對(duì)整個(gè)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展中有十分積極的意義。1 機(jī)械機(jī)構(gòu)構(gòu)型創(chuàng)新設(shè)計(jì)概述機(jī)械機(jī)構(gòu)仍然是機(jī)器的重要組成部分。在現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新開發(fā)中,從原理的構(gòu)思、運(yùn)動(dòng)尺寸的確定 , 機(jī)器性能的分析以及結(jié)構(gòu)形狀的探討 , 無(wú)不和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本理論和基本方法有

2、著相當(dāng)緊密的。 機(jī)械機(jī)構(gòu)構(gòu)型創(chuàng)新設(shè)計(jì)的目的是按照要求設(shè)計(jì)出符合條件的新機(jī)構(gòu) , 在總體方案設(shè)計(jì)階段突破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 ,采用創(chuàng)造性思維 , 實(shí)現(xiàn)從選型設(shè)計(jì)向構(gòu)型設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變。機(jī)構(gòu)構(gòu)型創(chuàng)新設(shè)計(jì)是一個(gè)比較抽象和復(fù)雜的設(shè)計(jì)過(guò)程 , 在沒有任何依據(jù) , 憑空設(shè)計(jì)出一種新機(jī)構(gòu)是非常困難的。所以 , 可以采用再生設(shè)計(jì)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械機(jī)構(gòu)構(gòu)型的創(chuàng)新設(shè)計(jì) , 即借鑒和吸收現(xiàn)有的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn) , 運(yùn)用創(chuàng)造性的思維和方法 , 通過(guò)類型創(chuàng)新得到新的機(jī)構(gòu)構(gòu)型。2 機(jī)械機(jī)構(gòu)構(gòu)型創(chuàng)新設(shè)計(jì)的原理機(jī)構(gòu)組合原理事實(shí)上 , 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中和運(yùn)用實(shí)踐中 , 運(yùn)用用單一的機(jī)構(gòu)不能滿足要求 ,不能完成任務(wù)。齒輪機(jī)構(gòu)具有良好的運(yùn)動(dòng)性能和動(dòng)力

3、特性, 但運(yùn)動(dòng)形式太簡(jiǎn)單;棘輪機(jī)構(gòu)盡管可以進(jìn)行間歇運(yùn)動(dòng) , 但他的運(yùn)動(dòng)特性太差 ; 連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單 , 使用方便 , 但是很難實(shí)現(xiàn)一些特殊運(yùn)動(dòng)規(guī)律 ; 凸輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)任意運(yùn)動(dòng) , 但是行程的可調(diào)性太差。所以 , 在實(shí)際運(yùn)用中 , 單一的機(jī)構(gòu)往往具有自身的缺陷與不足 , 而為了彌補(bǔ)各自的不足 , 在機(jī)構(gòu)構(gòu)型創(chuàng)新設(shè)計(jì)中我們可以把兩種或兩種以上的機(jī)構(gòu)進(jìn)行組合 , 充分利用各自的性能 , 發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì) , 創(chuàng)造出符合要求的新型機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)變異原理這種原理的而基本思路是: 首先要確定一個(gè)原始機(jī)構(gòu), 并對(duì)該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成和功能約束進(jìn)行分析。 然后通過(guò)一般化的處理將機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖轉(zhuǎn)化為一般化的運(yùn)動(dòng)鏈。再采

4、取措施使運(yùn)動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)系列化, 即將運(yùn)動(dòng)鏈進(jìn)行排列組合, 找出其中的不同結(jié)構(gòu)形式。最后按照該機(jī)構(gòu)構(gòu)型的功能所賦予的約束條件, 演化成眾多的再生運(yùn)動(dòng)鏈和相應(yīng)的新機(jī)構(gòu)。3 機(jī)械機(jī)構(gòu)構(gòu)型創(chuàng)新設(shè)計(jì)的原則機(jī)械行業(yè)是一個(gè)比較古老的行業(yè) , 經(jīng)過(guò)其漫長(zhǎng)的發(fā)展和演進(jìn) , 已經(jīng)形成了很多關(guān)于機(jī)械機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)方面的原則 , 這些原則對(duì)機(jī)械機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)實(shí)踐重要的指導(dǎo)意義。事實(shí)上 , 也只有遵循這些基本原則 , 才有可能使具有實(shí)用價(jià)值的機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)。總的來(lái)說(shuō) , 機(jī)械機(jī)構(gòu)構(gòu)型創(chuàng)新設(shè)計(jì)的原則包括以下幾點(diǎn)?？s短機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈原則運(yùn)動(dòng)鏈太長(zhǎng)會(huì)加大震動(dòng) , 增加積累誤差 , 也增加了機(jī)械設(shè)計(jì)的成本。所以 , 在機(jī)構(gòu)構(gòu)型創(chuàng)新

5、設(shè)計(jì)中 , 要盡量縮短運(yùn)動(dòng)鏈 , 以減小震動(dòng) , 減小積累誤差 , 降低機(jī)械設(shè)計(jì)成本。恰當(dāng)選擇運(yùn)動(dòng)副原則運(yùn)動(dòng)副是兩構(gòu)件直接接觸組成的可動(dòng)連接 , 它限制了兩構(gòu)件之間的某些相對(duì)運(yùn)動(dòng) , 在機(jī)械機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)中常用的是高副和低副。高副和低副各有自己的特點(diǎn) , 低副在接觸部分的壓強(qiáng)較低 , 因而比高副更加耐磨損。在機(jī)械機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)中 , 要充分認(rèn)識(shí)高副和低副的不同特點(diǎn) , 根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)際需要選擇使用 , 充分發(fā)揮運(yùn)動(dòng)副的優(yōu)勢(shì) , 取長(zhǎng)補(bǔ)短。恰當(dāng)選擇原動(dòng)機(jī)原則原動(dòng)機(jī)是指用能源產(chǎn)生原動(dòng)力的一切機(jī)械 , 包括熱力、水力、風(fēng)力、電力發(fā)動(dòng)機(jī)等 , 機(jī)械也需要原動(dòng)機(jī) , 以提供動(dòng)力 , 保障正常的運(yùn)行工作。在機(jī)械

6、機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)中 , 要根據(jù)機(jī)械的具體要求選擇適合的原動(dòng)機(jī) , 為了保證機(jī)械的正常運(yùn)行 , 在設(shè)計(jì)中 , 可以考慮采用多個(gè)原動(dòng)機(jī) , 以保障充足的動(dòng)力。縮小機(jī)構(gòu)的尺寸原則機(jī)構(gòu)尺寸的大小對(duì)機(jī)械性能的發(fā)揮有著重要的作用。機(jī)構(gòu)尺寸較小 , 占用的空間較少 , 有利于各個(gè)部分功能的發(fā)揮和空間的有效利用 , 反之 , 尺寸較大則不利于機(jī)械整體性能的發(fā)揮。為了縮小機(jī)構(gòu)的尺寸 , 在設(shè)計(jì)中可以適當(dāng)?shù)倪x擇凸輪、 連桿、滑塊等 , 以提高空間的使用效率 , 增加機(jī)械的整體性能。4 機(jī)械機(jī)構(gòu)構(gòu)型創(chuàng)新設(shè)計(jì)的實(shí)例利用組合原理創(chuàng)新設(shè)計(jì)的機(jī)械機(jī)構(gòu)構(gòu)型實(shí)例設(shè)計(jì)一個(gè)間歇沖壓裝置并將該裝置安裝在一條流水生長(zhǎng)線上 , 同時(shí)要求壓力

7、符合要求 , 結(jié)構(gòu)緊湊 , 效率高。該設(shè)計(jì)方案電動(dòng)機(jī)輸出的是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 連桿 1、連桿 2 和大輪構(gòu)成凸輪 - 連桿 - 滑塊結(jié)構(gòu) , 這種機(jī)構(gòu)可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。該設(shè)計(jì)的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)由連桿 3、連桿 4、連桿 5 構(gòu)成 , 并且這三個(gè)連桿與中心呈對(duì)稱分布 , 滿足工作壓力的要求?？傊?, 該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)清晰 , 將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成了直線往復(fù)運(yùn)動(dòng) , 收到的效果也顯著。此外 , 該機(jī)構(gòu)擁有兩個(gè)輸出裝置的配備 , 使得一機(jī)兩用得以實(shí)現(xiàn) , 不僅提高了機(jī)構(gòu)構(gòu)型的空間利用率 , 也有利于加工產(chǎn)品的效率的提高。利用變異原理創(chuàng)新設(shè)計(jì)的機(jī)械機(jī)構(gòu)構(gòu)型實(shí)例為了滿足某些工藝的要求, 使機(jī)構(gòu)具有某些特殊性能, 實(shí)踐中我們可以改變某些機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) , 設(shè)計(jì)出新的機(jī)構(gòu)構(gòu)型 , 如圖 1 所示。該圖的左側(cè)為傳統(tǒng)的擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪結(jié)構(gòu), 從理論上來(lái)說(shuō) , 除了兩個(gè)特殊點(diǎn)之外, 擺角越大 , 擺桿的準(zhǔn)確度越低 , 而經(jīng)過(guò)改進(jìn)后 , 凸輪 2 以角速度 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) , 導(dǎo)桿 3 隨著滾子 4 上下移動(dòng)。滾子 4 又帶動(dòng)擺桿 5 以角速度 o 上下擺動(dòng)