机械方案设计-补充知识.ppt

机械方案优化及结构创意实践 课程简介 机械设计 设计 是根据客观需求，通过人们的创造性思维，经过判断、决策，并用各种设计模型使之定量化，将提供的资源转化为技术装置或系统以满足人类与社会的功能要求的过程。 机械设计 设计 是创造性思维过程，设计的核心是创造性，如果没有创新，就不能成为设计。 机械设计 设计 是一种优化方法的过程，是在给定条件下，对原理方案、机构方案、总体设计、造型设计等方面谋求最优解的过程。 机械设计及其过程 调查研究，了解产品的使用要求：使用环境、技术指标以及现有的制造条件等，在此基础上进行可行性研究。 总体方案设计（主要是机械运动方案设计）； 零、部件设计； 加工工艺设计； 试制，包括加工、装配、调试等； 产品定型以及批量生产。 机械产品的设计过程 机械产品的设计过程 机械产品的设计过程 机械产品的设计过程 机械产品的设计过程 机器的组成 机器一般由以下四个部分组成： 总体方案设计的内容 执行系统的方案设计； 原动机类型选择； 传动系统方案设计； 控制系统方案设计； 其他辅助系统设计（润滑系统、冷却系统、故障检测系统、安全保障系统、照明系统等）； 课程特点 属于机械基础实验课，以实验为主，强调分析及动手能力； 需要具备机械原理的基本理论知识； 发挥参与者的主动性。 课程内容 组合常用机构设计新机构实现要求的运动； 熟悉常用驱动方式在机构中的应用； 通过机构组装练习熟悉实验仪器的用法； 根据题目要求设计相应机构绘出机构运动简图； 通过组装模型的方式对设计出的机构验证其设计的正确性； 实验装置 组装模型 组装模型 组装模型 组装模型 组装模型 组装模型 组装模型 组装模型 课程目的 进一步熟悉前导课程中介绍的常用传动类型及常用机构的运动特性和设计方法； 熟悉常用机械动力源在机械中的应用； 通过创意实验及模拟实施环节培养理论联系实际的分析方法和动手能力； 最终达到提高综合设计能力和工程实践能力的目的； 机械方案优化及结构创意实践 补充知识 平面机构组成原理 机构具有确定运动的条件 机构的自由度=机构原动件数目 平面机构的组成 机构=基本杆组+原动件+机架 平面机构组成原理 基本杆组（阿苏尔杆组 ） 不能再拆的最简单的自由度为零的构件组 平面机构组成原理 结构分类 对于不含高副的机构 或： 平面机构组成原理 结构分类 由于构件数和运动副数都必须是整数，故满足条件的组合有： 平面机构组成原理 Ⅱ级组 由2个构件和3个低副构成 ： 平面机构组成原理 Ⅲ级组 由4个构件和6个低副构成 ： 平面机构组成原理 组成分类 Ⅱ级机构 ：由最高级别为Ⅱ级组的基本杆组构成的机构 Ⅲ级机构 ：由最高级别为Ⅲ级组的基本杆组构成的机构 Ⅰ级机构：只由机架和原动件而构成的机构(如杠杆机构、斜面机构等) 平面机构组成原理 Ⅱ级机构 平面机构组成原理 Ⅲ级机构 平面机构组成原理 新机构设计 选定机架 原动件通过运动副连接到机架 依次附加基本杆组 新机构设计-示例1 机架 新机构设计-示例1 原动件 新机构设计-示例1 附加基本杆组 新机构设计-示例1 附加基本杆组 新机构设计-牛头刨机构 机架 新机构设计-牛头刨机构 原动件 新机构设计-牛头刨机构 附加基本杆组 新机构设计-牛头刨机构 附加基本杆组 新机构设计 牛头刨机构 平面机构中的高副低代 高副低代 为了便于对含有高副的平面机构进行分析研究，可以将机构中的高副根据一定的条件虚拟地以低副加以代替，这种高副以低副来代替的方法就叫作高副低代。 平面机构中的高副低代 高副低代必须满足的条件 代替前后机构的自由度完全相同； 代替前后机构的瞬时速度和瞬时加速度完全相同 平面机构中的高副低代 在对高副进行低代时，可以先过接触点C作两轮廓曲线的公法线K1K2，并在其上定出两廓线在接触点C处的曲率中心K1及K2，然后再用一个虚拟的构件分别在点K1和点K2与两构件1、2以转动副相联即可 平面机构中的高副低代 如果高副两元素之一为一直线(如图2-3所示的凸轮机构)．则因其曲率中心在无穷远处，所以低代时虚拟构件这一端的转动副将转化为移动副。 平面机构中的高副低代 如果高副两元素之一为一点(如图2-3所示的凸轮机构)，则因其曲率半径为零，曲率中心与两构件的接触点C重合，故低代时虚拟构件这一端的转动副即在点C处。 机械运动方案设计 设计方法 机械运动方案设计总体思路 机械运动方案设计总体思路 方案设计一般原则 采用尽可能短的运动链 优先选用基本机构 应使机械有较高的效率 合理安排不同类型传动机构的顺序 合理分配传动比 保证机械运转安全 基本运动和基本功能 实现基本功能的机构 基本功能的的组合 机构功能组合 机构组合-串联 机构组合-并联 机构组