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1、实验10 机械创新综合展示与分析,10.1 实验目的 10.2 实验器材 10.3 机构演化（变异） 10.4 组合机构及设计范例 10.4.1 机构应用示例 10.4.2 组合机构设计示例 10.4.3 空间杆机构 10.4.4 机构创新设计方法 思考题 总 结,10.1 实验目的,1通过对各种机构的展示与分析，增强对机构的认识和机构运用的能力。 2了解各种机构在实际机器中的具体结构与应用特点。 3了解各种机构及其演化,启发机构创新设计的思维和方法。,10.2 实验器材,铰链四杆机构 2曲柄滑块机构 3双滑块机构 4凸轮机构 5齿轮机构 6轮系 7停歇机构 8. 间歇机构 8平面连杆机构 9
2、. 空间连杆机构 10组合机构 11机构创新设计 方法 I 方法II 方法III 12常见的II级机构在工程实际中的应用； 12各种机构组成的泵； 13各种机构的应用,10.3 机构演化（变异） 10.3.1 变换机架,曲柄摇杆机构的演化,返回首页,AD为机架 曲柄摇杆机构 演 示,10.3 机构演化（变异） 10.3.1 变换机架,返回首页,AB为机架 双曲柄机构 演 示,曲柄摇杆机构的演化双曲柄机构,10.3 机构演化（变异） 10.3.1 变换机架,返回首页,CD为机架 双摇杆机构 演 示,曲柄摇杆机构的演化双摇杆机构,10.3.1 变换机架 曲柄滑块机构的演化,返回首页,导路为机架 曲
3、柄滑块机构 演 示,返回首页,AB为机架 转动导杆机构 演 示,10.3.1 变换机架 曲柄滑块机构的演化转动导杆机构,10.3.1 变换机架 曲柄滑块机构的演化移动导杆机构,返回首页,滑块为机架 移动导杆机构 演 示,10.3.1 变换机架 曲柄滑块机构的演化曲柄摇块机构,返回首页,BC为机架 曲柄摇块机构 演 示,10.3.2 扩大转动副,返回首页,扩大转动副 B 超过 A 点,曲柄摇杆机构,10.3.2 扩大转动副,返回首页,构件AB为一圆盘，机构为“偏心轮机构”,10.3.3 转动副变换为移动副,返回首页,10.3.3 转动副变换为移动副,扩大转动副D，原构件CD为一圆环。,返回首页,
4、10.3.3 转动副变换为移动副,圆环变为弧形滑块，令D远。,返回首页,10.3.3 转动副变换为移动副,机构为“偏置曲柄滑块机构”，再令e=0。,返回首页,10.3.3 转动副变换为移动副,机构为“对心曲柄滑块机构”,返回首页,10.3.4 滑块导杆互换,返回首页,10.3.4 滑块导杆互换,原滑块导杆，原导杆滑块（仍固定为机架），各构件运动不变，机构为“移动导杆机”。,返回首页,10.3.4 滑块导杆互换,移动导杆机构中，变换机架为2，各构件相对运动机构不变，机构为“摆动导杆机构”。,返回首页,机构演化的基本原理，揭示了机构的本质的内在联系。了解该原理，对认识机构，培养机构创新设计思维具有
5、意义。利用机构演化原理，还可获得其他机构，如下图所示双滑块机构。,P位于AB中点： 轨迹为一圆弧 P不位于AB中点：轨迹为一椭圆弧,返回首页,双滑块机构中，变换机架为2，机构为“双转块机构”，下图所示十字滑块联轴器便是该机构的应用。,双转块机构 十字滑块联轴器,返回首页,10.4 组合机构及设计范例,执行系统是机械系统中的重要组成部分，为完成机械系统预期的工作，执行系统由一个或几个执行机构组成。执行构件是执行机构的输出构件，是执行系统中直接完成工作任务的零部件。 机构的组合是将几个基本机构按一定的原则或规律组合成一个复杂的机构或机械系统。如凸轮连杆机构由凸轮机构和连杆机构组合而成，齿连杆机构由
6、齿轮机构和连杆机构组合而成。通过将多种基本机构的组合来实现某种复杂的运动规律，使之具有特殊的运动和动力特性，而完成实际生产中的工作要求的典型机构的组合系统称为“组合机构”。,返回首页,10.4.1 机构应用示例,摄影升降机 起重机 压包机 差速器 颚式破碎机 车窗升降机构 牛头刨床机构 各种凸轮机构 飞机起落架 圆盘印刷机 各种紧线器 各种泵 插齿机 摩托车发动机,返回首页,摄影升降机,要求工作台作平行平面运动。 观察分析：摄影平台所采用的是什么机构，该机构如何能保证工作台作平行平面运动,返回首页,返回机构应用示例,起重机,这是一种港口码头起重机的简化结构。要求将货物提升到一定高度后，作水平移
7、动到岸上，避免移动过程中高度变化消耗功能。 观察分析：起重机采用的是哪种四杆机构？应用了该机构的何种运动特性？,返回首页,返回机构应用示例,压包机,要求在压头上极限位置时有较长时间的停歇，以便装卸；在下极限位置时有短暂的相对停歇。 观察：压包机机构简图及实际运动，分析该机构的组成，它是如何实现上述工作要求的。,返回首页,返回机构应用示例,差速器,观察左、右两轮同速转动和异速转动时，行星轮的运动有何不同？从而理解差速器的工作原理。,返回首页,返回机构应用示例,颚式破碎机,用动颚板与定颚板之间的间隙变化，通过挤压来破碎矿石。载荷大且经常变化。 观察：曲柄形状的演化；该机构组成及机构级别；破碎时机构
8、的运动；为什么要采用这种机构；飞轮的作用。,返回首页,返回机构应用示例,车窗升降机构,绘制该机构的运动简图,返回首页,返回机构应用示例,牛头刨床机构,分析机构的组成，并从力和运动的观点，为什么要采用该机构？,返回首页,返回机构应用示例,各种凸轮机构,分析凸轮机构的优、缺点。 试述凸轮机构的应用特点。,返回首页,返回机构应用示例,飞机起落架,起落架收起,返回首页,返回机构应用示例,圆盘印刷机,观察该圆盘印刷机由哪些机构组成？各机构的功用是什么？ 单击鼠标从几个角度观察。,返回首页,返回机构应用示例,各种紧线器,观察各种紧线器的机构结构,返回首页,返回机构应用示例,各种泵,分析泵的结构及工作原理,
9、返回首页,返回机构应用示例,插齿机,观察该插齿机由哪些机构组成？各机构的功用是什么？ 单击鼠标从几个角度观察。,返回首页,返回机构应用示例,摩托车发动机,单击鼠标观察。,返回首页,返回机构应用示例,10.4.2 组合机构设计示例,串联机构 并联机构 反馈机构 叠合机构 凸轮连杆机构 齿轮-连杆机构 10.4.3 空间杆机构 空间五杆机构 空间六杆机构 10.4.4 机构创新设计方法 设计方法 I 设计方法 II 设计方法 III,返回首页,串联机构：,连杆齿轮、齿条机构：转动往复摆动 连杆齿轮机构：转动有急回大转角往复摆动,返回首页,并联机构：,连杆齿轮机构：定轴转动复杂行星运动 连杆间歇机构
10、：转动间歇运动,返回首页,反馈机构：,蜗轮-凸轮机构：单一运动带补偿的复合运动,返回首页,叠合机构,行星-凸轮机构： 转动步进运动 行星连杆机构： 转动复合运动,返回首页,凸轮连杆机构,转动精确的连杆曲线,返回首页,空间五杆机构,机构含一个球面副和四个转动副（RRSRR）,其特点是输入轴和输出轴的空间位置可任意安排。而且当球面副两构件布置对称时可获得两轴转速相同的传动。,返回首页,空间六杆机构,此机构用于产生平行位移。其中一组构件的平行轴线通常垂直于另一组构件的平行轴线。当主动构件作往复运动时，顶板相对固定底板作平行的上下运动。,返回首页,齿轮-连杆机构,齿轮机构曲柄滑块机构,返回首页,设计方
11、法 I,返回首页,设计方法 II,返回首页,设计方法 III,返回首页,思考题,1周转轮系的功用有哪些？ 2停歇、间歇机构有哪几类？ 3组合机构有哪几类？ 4空间连杆机构有哪几类？ 5请找出圆盘印刷机中所各运动机构及其所起的作用？,思考题,6缝纫机主要由哪些机构组成？ 7打印机可以采用哪些工作原理来设计？它们各有何优缺点？ 8剪、钳为什么有许多不同的形状，各有什么用处？ 9泵的工作原理有哪几种？它们采用什么机构来实现？ 10风扇送风摇头机构有几种方案？你认为哪种方案好？为什么？,返回首页,总 结,机构的创新设计是建立在学习、掌握基本机构的运动、动力特性的基础之上，结合现代控制技术的应用，并总结生产实践的工程经验和综合运用多方面的知识而发挥创造才能的具有挑战性的工作。 机构的创新及组合机构的设计没有成熟固定的程式和标准的规定，灵活性大。实验中，应注意观察机构的组成及运动的实现。,返回首页,