机械创新设计课程 11 创新设计实例.pptVIP

9 机械创新设计实例 9.5 电动大门的设计 推拉门 升降、卷帘门 9.6 铰链夹紧机构创新设计 9.6.4特定化图谱 电动大门的技术组合 刺布机构行为数据 除图e所示的运动链为原始运动链外，其余14种运动链都被称作再生运动链。然后根据创新设计约束，从再生运动链中选择出创新运动链，作为创新机构的依据。 同类型平面运动链和再生运动链 1)原始机构中的机架是一个具有最多副数的杆，因此创新运动中最多副数杆应作为机架。 由原始机构，可以归纳出以下创新设计约束： 2)原始机构中的齿轮副起换线的作用。齿轮副在一般运动链中是用一对串联的二副杆来表示。因此在创新运动链中，至少有一对串联的二副杆。 3)组成齿轮副的一对齿轮必须都与机架相邻，并且由于主动齿轮作非匀速转动，它不能作为整个机构的原动件。 4)原始机构属于机构组合；挑线机构和刺布机构仅仅通过原动件杆1组合在一起，杆1是一个三副杆。因此创新机构的原动件也应该是三副杆，并且与机架相邻。 根据以上创新设计约束中的1)、2)、3)，从如前图所示的14种再生运动链中选择出8种运动链，如前图a、b、c、f、g、j、k、m所示；再根据创新设计约束中的1)、3)、4)，从这8种运动链中选择出4种创新运动链，如下图a、c、f、k所示；按照平面运动链中杆的编码原则，对这4种创新运动链中 的杆进行编号，如下图所示。 一类创新运动链 由创新设计约束可知，图示的创新运动链中，杆1为原动件，杆10为机架。 在图a中，杆7为挑线杆，杆9为针杆，而杆3、4的运动对杆7和杆9这2个执行件不起任何作用，因此去掉这个运动链。 在图b、d中·，杆1、2、3、4、5、10组成挑线机构，杆5为挑线杆；杆1、6、7、8、9、10组成刺布机构，杆9为针杆。可以看出，这二个创新运动链中，挑线机构运动链和原始运动链相同，也是瓦特运动链，而刺布机构运动链和原始运动链不同，是斯蒂芬逊运动链。 在图c中，杆1、2、3、4、5、6、7、10组成挑线机构，杆7为挑线杆；杆1、8、9、10组成刺布机构，杆9为针杆。 图b、c、d所示的创新运动链，其自由度数和杆数与原始运动链相同，被称作一类创新运动链。在保证自由度数不变的前提下，杆数发生了变化，这种创新运动链被称作二类创新运动链。 左图中构件1、2、8组成的凸轮机构通过一般化，可以转换成下图b中杆1、2、8、9组成的四杆机构。但是从所能实现的运动及动力功能上看，三构件的凸轮机构很难用四杆机构来替代，而要用六杆机构来替代，因此下图b中原始挑线运动链(瓦特运动链)需要用一个八杆运动链来替代。 八杆运动链共有16种，从中选出一种与原始刺布运动链组合成十二杆运动链，该运动链为二类创新运动链，如图下所示。该创新运动链中，杆1为原动件，杆12为机架，杆1、2、3、4、5、6、7、12组成挑边机构，杆7为挑线杆；杆1、8、9、10、11、12组成刺布机构，杆11为针杆。 二类创新运动链 通过运动链的特殊化可以将创新运动链转换成创新机构。运动链的特殊化就是将运动链转换成特殊链，再将特殊链转换成机构简图。它可以看成是机构一般化的逆过程，但不是简单的逆过程。上图和左图中的创新运动链转换成特殊链，需要遵循以下准则： 1)必须固定某杆作为机架。 2)必须给定原动件。 3)必须有齿轮副，组成齿轮副的两构件必须与机架相连。 4)机架上必须有移动副。 根据以上准则，将左下两图中的创新运动链转换成右下图中的特殊链。 特殊链 其中左图对应于右图 左两图对应于右图 左上图对应右上图 左两图e、f对应于右图二类创新运动链。 特殊链转换成机构简图，基本上是机构简图转换成原始链的逆过程，比较容易实现。右下图就是根据左上图中的特殊链而得到的创新机构简图。 如左图所示的6种创新机构并不是都可行，还得根据具体要求进行分析与评价，从中选择最合适的创新机构。 从左图可以看出，该挑线刺布机构所在空间较小，并且机架上点A、C、正、J的位置不能变，滑块7所示的导杆位置也不能变。 按照这些要求，发现左图b、c所示创新机构中的刺布机构是偏心曲柄滑块机构，并且偏心距较大，这会使得刺布机构的运动和动力性能较差。 如图a、d所示创新机构仍然含有凸轮，并且刺布机构比原始刺布机构更加复杂、难以实现。 如左图e、f所示创新机构中刺布机构的结构和参数不变，而在挑线机构中用连杆机构代替了原来的凸轮机构，这样降低了制造成本。另外，如图f所示创新机构所需的空间比图e的小，实现起来也比较容易。通过以上分析，如图f所示的机构是最合适的创新机构。 创新设计的主要目标是创新机构的结构和原始机构不同，同时要求创新机构的输出值和原始机构尽量相同。该绣花机挑线机构的输出值是图所示挑线孔F的纵坐标y值。 经过分析与计算，得到图7—23f中挑线机构的各有关参数，并且求得挑线孔的纵坐标》／值(即机构