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1、InnovativeDesignforMachinery机构创新机构创新设计设计2 2三、机构的构型机构创新构型的基本思路是：以通过机构创新构型的基本思路是：以通过选型选型初步确定的机初步确定的机构方案为构方案为雏型雏型，通过，通过组合组合、变异变异、再生再生等方法进行突破，等方法进行突破，获得获得新的机构新的机构。(一)简单动作功能主要指人类最初创造的各种工具和简单简单的器械。如杠杆杠杆、斜面斜面、滚轮滚轮。简单动作功能通常通过两个零件之间接触表面形状的巧妙组合实现，求解动作功能时针对所要实现的动作功能（运动规律、运动轨迹），对零件的几何形体进行构思。（二（二）利用组合原理构型新机构利用组合
2、原理构型新机构将两种以上的基本机构进行组合，充分利用各自的良好性能，改善其不良特性，创造出能够满足原理方案要求的、具有良好运动和动力特性的新型机构。1.机构串联组合 多个基本机构顺序连接，而且每一个前置机构的输出构件与后一个机构的输入构件为同一个构件，这种组合方式称为串联式组合。由两个或多个结构相同的基本机构并列布置，这种组合方式称为机构并联式组合2.机构并联组合原动机功率不足多台原动机+多套传动系统 世纪中华坛3000吨192个轮子 16个驱动轮从从主机构的运动过程中提取信息，实时主机构的运动过程中提取信息，实时反馈，使运动适当反馈，使运动适当变化，变化，这种组合方式称为机构反馈式组合反馈反
3、馈提高车床螺旋传动精度提高车床螺旋传动精度校正板校正校正曲线3.机构反馈组合方法将一个机构安装在另一个机构的某个运动件将一个机构安装在另一个机构的某个运动件上，上，这种这种组合方式称为机构叠加式组合组合方式称为机构叠加式组合输出输出各机构输出运动的合成各机构输出运动的合成电风扇摇头机构电风扇摇头机构电扇运动电扇运动旋转旋转+摇摆摇摆液压挖掘机液压挖掘机三套液压摆缸机构三套液压摆缸机构4.机构叠加组合方法（1）如图所示的齿轮-连杆间歇传送机构，可以实现间歇传送运动1）.齿轮与连杆机构的组合 2）可以实现大摆角、大行程的往复运动。如图所示，用以扩大摆角的连杆-齿轮机构，以及实现大行程的倍速剪切机构
4、用以扩大摆角的连杆-齿轮机构倍速剪切机构(3）能够较精确地实现给定的运动轨迹 如图所示能够实现相应运动轨迹的振摆式轧机振摆式轧机示意图与齿轮连杆机构相比，凸轮连杆机构更能精确实现给定的复杂运动规律和轨迹。如图所示的吸纸机构和齐纸机构就是凸轮-连杆机构的典型例子2）凸轮连杆机构 凸轮-连杆吸纸机构凸轮-连杆齐纸机构3）齿轮凸轮机构 齿轮凸轮机构常以自由度为2的差动轮系为基础机构，并用凸轮机构为附加机构。如图所示，能够实现变速转动的齿轮-凸轮组合机构实现变速转动的齿轮-凸轮组合机构图 为了实现一定的工艺动作要求，或为了使机构具有某些特殊的性能，改变现有机构的结构，演变发展出新机构的设计，称为机构变
5、异构型。（三）利用机构的变异构型新机构 1机构的倒置 机构的运动构件与机架的转换，称为机构的倒置。按照运动相对性原理，机构倒置后各构件间的相对运动关系不变，但可以得到不同特性的机构。定轴圆柱内啮合齿轮机构行星齿轮机构。卡当机构泵机构 2机构的扩展 以原有机构作为基础，增加新的构件，构成一个新机构，称为机构的扩展。扩展后扩展前3机构局部结构的改变 改变机构的局部结构，可以获得有特殊运动特性的机构。图中所示，以行星轮系替代了曲柄滑块机构的曲柄，得到了一种在滑块右极限位置有停歇的机构。有停歇特征的行星轮系-连杆机构将一机构中的某种结构应用于另一种机构中的设计方法，称为结构的移植移植。利用某一结构特点
6、设计新机构，称为结构的模仿。4机构结构的移植和模仿例如，圆柱齿轮的半径无限增大时，齿轮演变为齿条，运动形式由转动演变为直线移动。运动形式虽然改变了，但齿廓啮合的工作原理没有改变。这种变异方式，可视为移植中的变异。不完全齿轮齿条机构 槽轮展直得到的机构改变机构中运动副的形式，可构型出不同运动性能的机构。运动副的变换方式有很多种，常用的有高副与低副之间的变换、运动副尺寸的变换和运动副类型的变换。5运动副的变异运动副尺寸变化和类型变换再生运动链法创新设计流程 再生运动链法基于机构的杆组组成原理，将一个具体的机构抽象为一般化运动链，然后按该机构的功能所赋予的约束条件，演化出众多的再生运动链和相应的新机
7、构。（四）利用再生运动链法构型新机构（四）利用再生运动链法构型新机构随着科学技术的迅速发展，利用液、气、声、光、电、磁等工作原理的机构应用日益广泛。这类机构统称为广义机构。利用液体、气体作为工作介质，实现能量传递和运动转换的机构，分别称为液动机构和气动机构，广泛应用于矿山、冶金、建筑、交通运输和轻工等行业。（五）广义机构创新设计升降机构夹紧机构如图示的升降机构和夹紧机构皆采用了液动机构。通用机械手结构商标自动粘贴机如图示的通用机械手结构和商标自动粘贴机皆采用了气动机构。利用光电效应，可以将光能转变为机械能。如图所示光电动机。利用电与磁相互作用的物理效应，利用电磁转换产生机械运动。如图所示电磁机构3）利用电磁物理效应及光电效应 光电动机电磁机构（1）利用重力作用 工程实践中，许多简便而实用的机构是利用力学原理创新出的。如图示螺钉整列机构 4）利用力学原理（2）利用振动及惯性作用 振动及惯性作用在机械机构的创新设计中被广泛应用，如图示谷物自行分离机螺钉整列机构谷物自行分离机THANKYOU!