机械运动方案创新设计
第十三章 机械运动方案及创新设计
4 2 1 6 3
5 1 2 3
襟翼操纵机构 V型双缸发动机 型双缸发动机
3. 复合式机构组合 一个两（ 一个两（多）自由度作为基础机构A，一个（几个）单 自由度作为基础机构 ，一个（几个） 自由度基本机构B（这里指附加机构） 自由度基本机构 （这里指附加机构）的输出构件接入基础 机构所构成的并联组合形式称为复合式机构组合。 机构所构成的并联组合形式称为复合式机构组合。
ห้องสมุดไป่ตู้
ω1
Ⅱ Ⅲ
V2 V3
Ⅰ
ω1″
刨床传动系统机构组合情况的初步方案图 Ⅰ——减速传动机构（带传动+齿轮传动） 减速传动机构（带传动 齿轮传动） 减速传动机构 齿轮传动 Ⅱ——刨刀往复直线急回运动机构 ——刨刀往复直线急回运动机构 Ⅲ——工作台间歇直线步进机构 工作台间歇直线步进机构
◆ 在Ⅲ后部串联一个能将转动 (或间歇转动 变为移动 或间歇 或间歇转动)变为移动 或间歇转动 变为移动(或间歇 移动)的基本机构 的基本机构Ⅲ 移动 的基本机构Ⅲ″； ◆ 在Ⅲ前部串联能减少间歇运 动冲击又容易获得任意运动规 律的高副机构Ⅲ ； 律的高副机构Ⅲ′； ◆ ω′= ω ″。
14 13 12 11
10 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1-电机； 电机； 电机 2-V带传动； 带传动； 带传动 3-高速级齿轮传动； 高速级齿轮传动； 高速级齿轮传动 4-低速级齿轮传动； 低速级齿轮传动； 低速级齿轮传动 5-摆动到感机构； 摆动到感机构； 摆动到感机构 6-凸轮机构； 凸轮机构； 凸轮机构 7-双摇杆机构； 双摇杆机构； 双摇杆机构 8-升降机构； 升降机构； 升降机构 9-工作台； 工作台； 工作台 10-棘轮 丝杠进给机 棘轮—丝杠进给机 棘轮 构； 11-工件； 工件； 工件 12-让刀机构； 让刀机构； 让刀机构 13进刀机构； 进刀机构； 进刀机构 14-滑枕 滑枕
2023-机械运动方案创新设计(PPT51页)
操作说明
❖ 1、实验台机架的固定
实验台机架图
11
12
2、各另部件之间的拼接
❖ 〔1〕轴相对机架的拼接
❖ 有螺纹端的轴颈可以插入滑块28#上的 铜套孔内，通过平垫片、防脱螺母34# 的连接与机架形成转动副或与机架固 定。如果按图6拼接后，6或8#轴相对 机架固定；如果不使用平垫片34# ， 那么6或8#轴相对机架作旋转运动。拼 接者可根据需要确定是否使用平垫片 34#。
滑块与连杆组成转动副和移动副的拼接
❖ 如下图的拼接效果是滑块13#的扁平轴颈处与连杆11#形成移动副； 在20#、21#的帮助下，滑块13#的圆轴颈处与另一连杆在连杆长槽的 某一位置形成转动副。首先用螺栓、螺母21#将固定转轴块20#锁定 在连杆11#上，再将转动副轴13#的圆轴端穿插20#的圆孔及连杆11# 的长槽中，用带垫片的螺栓15#旋入13#的圆轴颈端面的螺孔中，这 样13#与11#形成转动副。将13#扁头轴颈插入另一连杆的长槽中，将 15#旋入13#的扁平轴端面螺孔中，这样13#与另一连杆11#形成移动 副。
14
移动副的拼接
❖ 移动副的拼接如下图。转滑副轴24#的圆轴端插入连杆11#的长 槽中，通过带垫片的螺栓15#的连接，转滑副轴24#可与连杆 11#形成移动副。
❖ 提示：转滑副轴24#的另一端扁平轴可与其它构件形成转动副 或移动副。根据拼接的实际需要，也可选用7#或14#件替代24# 件作为滑块。 15
垫片螺栓15#旋入轴端面的螺孔内，那么凸轮相对轴转动。
22
凸轮高副的拼接
❖ 如下图，首先将轴6#或8#与机架相连。然后分别将凸轮1#、从动件 连杆11#拼接到相应的轴上去。用内六角螺钉27#将凸轮紧定在6#轴 上，凸轮1#与6#轴形成一个运动构件；将带垫片螺栓15#旋入8#轴端 面的螺孔中，连杆11#相对8#轴作往复移动。高副锁紧弹簧的小耳环 用螺栓21#固定在从动杆连杆上，大耳环的安装方式可根据拼接情况 自定，必须注意弹簧的大耳环安装好后，弹簧不能随运动构件转动， 否那么弹簧会被缠绕在转轴上而不能工作。
12机械运动方案与创新设计
二：机构的组合
指在机构选，组合创建新机构系统。
1.机构的工艺动作复杂：
一般常采用并联式、复合式或叠加式组合方式。
2.所选择的机构性能不好，但又无更好 的机构可选：
常采用串联式，用于改善机构的性能。
3.有时由于不具备某种动力源，或受其 它条件的限制，只有进行机构组合， 才能实现所要求的工艺动作。
4. 可操作性 是否操作简单，易掌握，以及人机 关系的协调性能如何等。 5. 舒适性 主要指外包装性能。
二： 评价方法
1. 数学分析法 是利用数学工具进行推导和计算，得 到量化评价参数，然后借助表格和图形 进行评价和决策。 2. 技术经济评价法 是将总目标分为两个子目标，即技术目 标和经济目标，求出相应的技术价和经济 价然后按一定方法进行综合，求出总价值 。诸方案中总价值最高者为最优方案。
需制定运动循环图，规定每个工艺动作 在运动循环周期内应处的位置，以确保各 工艺动作的先后次序，制定运动循环图的 主要步骤是：
1）分析每个子工艺动作特点，从中确定一个 主要动作，以此作为其它动作的位置基准。 2）设定主要动作的位置起点、终点和运动循 环周期。
3）分析其它动作相对主要动作的衔接位置， 以避免干涉。
可行性分析包括：
1.从市场需求预测出发，分析产品开发的必要性
市场预测：在统计过去和现在市场需求数据的 基础上，建立适当的数学模型，分析市场 发展趋势，并对未来市场作出估计和推测。
2.分析该产品目前国内外现状及水平
以了解同类产品的发展动向、掌握新艺、新 材料、新结构的信息，使产品开发趋向合理。
3.确定产品的技术规格、性能参数和约束条件 4.提出产品的技术关键和解决途径 5.预期达到的技术、经济、社会效益 6.预算投资费用及项目进度、期限
机械运动方案及机构创新设计
机械运动方案及机构创新设计
一、背景
注射器是一种用于注射药物的医疗器械，它能够有效地把药物注入患
者的体内，因此在医疗中十分重要。
传统注射器办法主要是手动操作的，
由于操作不熟练，容易造成注射量的误差，严重影响治疗效果。
因此，将
注射器的操作过程改为自动挡模式，成为近年来研究热点之一
二、机械运动方案
1.机构设计
采用该方案的射针机构，机构由漏斗、针尖器及轴承支撑立柱三部分
组成。
其中，漏斗主要用于装载药物，同时也是用于支撑的结构部分；针
尖器主要用于控制射针运动；立柱采用轴承支撑以加强稳定性。
2.移动端设计
采用该方案的移动端，由电机、减速机、内、外齿轮、链条轴承组成。
电机作为动力源，通过减速机将高速运动的动力转换为低速运动，然后再
转移到内、外齿轮上，通过链条轴承将低速运动传递给射针机构，以控制
射针的运动。
1.射针机构设计
采用该设计的射针机构，漏斗内部多加入一个推杆机构，与漏斗下方
的针尖器共同，形成一个滑动机构，漏斗内装载药物，药物通过推杆机构
推动针尖器向前面射出。
机械运动方案创新设计
机械运动方案创新设计引言机械运动方案的创新设计是指通过应用新颖的思维和技术手段，提出新的机械运动方案。
这种创新设计可以改进现有机械系统的性能，提高生产效率，降低能耗，并为未来的机械运动系统提供更好的设计参考。
本文将介绍一种创新的机械运动方案，并讨论其优势和应用领域。
设计原理1. 理解机械运动方案在设计新的机械运动方案之前，首先需要对机械运动方案有一个清晰的理解。
机械运动方案是指控制机械装置的运动、位置和速度的方法和措施。
它可以包括各种机械元件的组合、驱动方式、传动装置以及控制系统等。
2. 创新设计的目标创新设计的目标是提出一种能够改进现有机械系统性能的机械运动方案。
这可能包括提高运动的精度、速度和稳定性，减少能耗和噪音，提高系统的可靠性和操作性，等等。
3. 基于新技术的创新设计创新设计需要基于新技术的应用。
例如，可以利用计算机辅助设计（CAD）软件进行机械元件的设计和模拟分析，以提高系统的设计效率和准确性。
同时，可以利用电子控制技术和传感器技术来实现对机械运动的精确控制和监测。
创新设计案例和应用领域1. 基于磁悬浮技术的创新设计一种创新的机械运动方案是基于磁悬浮技术的设计。
磁悬浮技术可以通过电磁力和磁场对物体进行悬浮和稳定控制。
这种技术可以应用于高速列车、磁悬浮飞行器、风力发电机等领域。
通过利用磁悬浮技术，可以降低机械磨损、减少能耗，提高系统运行的稳定性和效率。
2. 基于机器学习的创新设计另一种创新的机械运动方案是基于机器学习的设计。
机器学习是一种人工智能技术，通过对大量数据进行分析和学习，从中发现规律并作出决策。
利用机器学习技术可以对机械运动进行精确的预测和控制，提高系统的自适应性和智能化。
例如，可以利用机器学习技术对机械装置的故障进行预测和预防，提高系统的可靠性和安全性。
3. 基于虚拟现实的创新设计虚拟现实技术是一种将计算机生成的三维图像与现实世界进行交互的技术。
利用虚拟现实技术，可以将机械运动方案进行模拟和仿真，从而提前发现系统设计中的问题，并通过虚拟现实技术进行优化。
机械运动方案创新设计实验报告
机械运动方案创新设计实验报告摘要：本实验旨在进行机械运动方案的创新设计，并通过实验验证其性能。
首先，通过研究已有的机械运动方案，分析其优缺点。
然后，基于创新设计思路，提出新的机械运动方案，并进行设计制造。
最后，通过实验测试其运动性能，并与传统方案进行比较分析。
1.引言2.方案分析通过研究已有的机械运动方案，我们发现传统方案存在以下问题：（1）运动效率低；（2）结构复杂，制造成本高；（3）部分方案存在安全隐患。
基于对这些问题的分析，我们提出了以下创新设计思路：（1）增加传动比，提高运动效率；（2）简化结构，降低制造成本；（3）增加安全措施，提高安全性。
3.方案设计基于上述创新设计思路，我们设计了一种新的机械运动方案。
具体设计如下：（1）采用新型传动装置，增加传动比，提高运动效率；（2）简化结构，减少部件数量和连接点，降低制造成本；（3）增加防护装置和安全传感器，提高安全性。
4.制造与装配根据设计方案，我们制造了相应的零部件，并进行了装配。
在制造过程中，我们严格控制了尺寸和表面质量，以确保装配的准确性和稳定性。
5.实验测试我们对新设计的机械运动方案进行了实验测试，并与传统方案进行了比较。
实验主要包括以下内容：（1）运动速度测试；（2）运动效率测试；（3）安全性测试。
6.结果与讨论通过实验测试，我们得到了以下结果：（1）新设计的机械运动方案比传统方案具有更高的运动速度；（2）新方案的运动效率显著提高，相比传统方案，节省了一定的能源消耗；（3）新方案的安全性能显著提高，有效避免了传统方案的安全隐患。
7.结论本实验通过创新设计一种新的机械运动方案，并通过实验验证了其性能。
实验结果表明，新方案具有较高的运动速度、较高的运动效率和良好的安全性能。
该实验可为机械运动方案的设计和优化提供参考。
9.致谢感谢实验室的老师和同学对本实验的支持和帮助，在实验过程中给予了我们很多宝贵的建议和指导。
机械运动方案创新设计实验报告
机械运动方案创新设计实验一、实验目的1．加深对平面连杆机构及其设计的理解。
2. 初步了解机构设计的基本原理及各连杆机构的运动特性。
3．学会用实验的方法进行机构运动及结构分析。
4. 培养学生创新意识及综合设计能力。
二、实验原理平面连杆机构由原动件、连杆和从动件组成。
原动件输出运动和动力，通过连杆实现从动件的输出，达到运动方式的转换和对外做功。
三、实验设备及工具1．ZBS-C机构运动创新设计实验台2. 工具：外六角扳手（2把），内六角扳手（1个），钢尺（1个），十字起（1把）一字起（1把）四、实验步骤1，，每位同学根据自己所做的机构设计简图到零件库中选取相应的零件。
2，按工序号找到相对应的试验台架号，按图组装机构3，组装完毕后让其运转，检验是否运转自如，能否满足自己的设计要求。
4，机构运动正常后，测量并记录该机构的实际尺寸，回去后完成实验报告。
五、实验报告要求1．根据对机构的工艺要求，设计拼接机构的运动链结构图，计算机构的自由度；2．按比例绘制搭接机构的运动简图，标注出机构的运动简图的尺寸参数；3．说明该机构是否满足给定的工艺要求；4．分析该机构的优缺点？要求：在预习报告中确定设计方案。
绘制机构运动链结构图。
附录：机构的尺寸及数量。
实验步骤1，，每位同学根据自己所做的机构设计简图到零件库中选取相应的零件。
2，按工序号找到相对应的试验台架号，按图组装机构3，组装完毕后让其运转，检验是否运转自如，能否满足自己的设计要求。
4，机构运动正常后，测量并记录该机构的实际尺寸，回去后完成实验报告。
机械运动方案创新设计实验
机械运动方案创新设计实验一、实验目的1．加深对机构设计原理的认识，进一步了解并掌握机构的组成及其运动特性。
2. 熟悉ZBS-C机构运动创新实验台运动副的拼接方法。
3．要求学生灵活应用以下几种机构构型的创新设计方法，创造性的设计、拼接机构及机构系统。
4.培养学生创新意识及综合设计能力。
二、实验原理根据机构运动的可能性及确定性条件设计机构运动方案，运用转动副、移动副及连杆搭接各类机构及机构系统。
机构组成：平面连杆机构包括原动件、连杆和从动件，机构功能：是指机构实现运动变换和完成某种功用的能力，常用机构的执行机构的运动形式有回转运动、直线运动和曲线运动。
在平面连杆机构中，当原动件以相同的方式运动时，如果改变构件的相对长度，便可使从动件得到不同的运动规律。
三、实验内容1.多功能移动式残病人浴缸翻转机构⑴上身部缸体翻转机构要求上身部缸体从水平位置向上翻转至70度，即翻转角为0-70度.可采用的机构：①摆动导杆机构，导杆与上身部缸体固装在－起，带动缸体翻转。
由直线电机带动主动杆摆动。
②双摇杆机构，上身部缸体作为从动摇杆，在主动摇杆驱动下作0-70度摆动. 主动杆由直线电机带动摆动。
③其它机构⑵腿部缸体翻转机构要求腿部缸体从垂直位置向上翻转至水平位置，利用死点保持腿部缸体在水平位置,借助凸轮机构破坏死点，使腿部缸体在重力作用下复位。
可采用机构：①双摇杆机构，腿部缸体作为主动摇杆；②其它机构2. 牛头创床机构要求刨刀（安装在滑枕上）作直线往复运动。
可采用的机构：①转动导杆机构和曲柄滑块机构组合,由电机驱动主动件转动。
(P31)②摆动导杆机构和滑块机构组合,由电机驱动主动件转动。
③其它机构3.翻转机要求翻转模板装在连杆上，模板翻转180度。
①四杆机构，电机驱动。
②其它机构4.飞机起落架要求起落架上轮子从水平位置向下翻转至垂直位置，利用死点使起落架轮子保持在垂直位置。
可采用的机构：①四杆机构，电机驱动。
②其它机构5.插床机构要求插刀作垂直上下往复直线运动，向下时（工作行程）较慢，向上运动（空程）时速度较快。
机械系统运动方案创新设计课题讲解
机械系统运动方案创新设计课题机械系统运动方案创新设计课题，就是要培养学生对机械系统运动方案创新构思和设计的能力，培养对机械系统中各机构分析和设计的能力，培养工程设计能力和多学科知识交叉融合的设计能力。
设计题目均来自于生产实际和日常生活，它们的工艺动作，一般包括3~2个动作。
其实，新的机械设备的创新是层出不穷的，为了实现某种功能就可以创造出一种新的机械，因此没设计题目还可以根据生产和生活的需要自己来设定。
一、食品机械（1）剥豆机1.工作原理及工艺动作过程将干的蚕豆浸泡后放在漏斗中，通过振动下料后将蚕豆平放，并排列成首尾相接，然后将豆送到切皮位置，将豆压住并切开头部的皮，最后用挤压方法将豆挤出。
剥豆机的主要工艺动作是送料、压豆切皮、挤压脱皮。
2.原始数据及设计要求（1）蚕豆长度：mm20；25~（2）蚕豆宽度：mm2015；~（3）蚕豆厚度：mm6；8~（4）生产率：每分钟剥80粒；（5）要求面积小、重量轻、压紧力可调、工作可靠、外形美观。
3.设计任务（1）根据工艺动作顺序和协调要求拟定动作循环图；（2）构思能够实现上述动作要求的送料机构、压紧与切皮机构、挤压脱皮机构；（3）机械运动方案的评定与选择；（4）根据选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案；（5）画出机械运动方案简图；（6）对传动机构和执行机构进行运动学尺寸计算。
4.设计方案提示为了使蚕豆呈横卧头尾排列，可以采用振动料斗上料，送料机构一般采用间歇运动机构。
压紧、切皮机构最好用联动组合机构，以保证压力不过大，可在压头处加一个刚度合适的弹簧。
利用两轧辊加压进行挤压脱皮，两轧辊之间的间隙一般比蚕豆的最小厚度略小。
（二）糕点切片机1.工作原理及工艺动作过程糕点先成形（如长方体、圆柱体），经切片后再烘干。
糕点切片机要求实现两个执行动作：糕点的直线间歇移动和切刀的往复运动。
通过两者的动作配合进行切片，改变直线间歇移动速度或每次间歇运动的距离，以满足糕点不同切片厚度的需要。
机械运动方案创新设计实验报告
机械运动方案创新设计实验报告摘要：本实验通过对不同机械运动方案的分析与比较，创新设计出一种新型的机械运动方案，并对其进行了仿真和实验验证。
结果表明，新方案具有较高的运动稳定性和工作效率，可以较好地应用于相应的工程系统中。
一、实验目的二、实验原理本实验采用创新设计方法，通过借鉴、修改、发挥等方式，结合实际需求，提出一种新型的机械运动方案。
具体步骤如下：1. 分析现有机械运动方案的优缺点；2. 利用创新思维，扩展设计空间，构思新的机械运动方案；3. 采用仿真软件对新方案进行模拟，优化其参数；4. 对新方案进行实验验证，检验其可行性和效果。
三、实验步骤与方法1. 分析现有机械运动方案的优缺点通过对现有机械运动方案进行分析，发现其主要存在以下问题：1. 运动不稳定，易产生震动和噪音；2. 功耗较大，不够节能；3. 部件耗损快，寿命短；4. 对多种载荷适应性较差，不够灵活多变。
2. 构思新的机械运动方案在分析现有机械运动方案的基础上，我们采用创新思维，构思出一种新型的机械运动方案——六足形机械运动方案。
六足形机构采用6个相互独立的腿部，每个腿部由数个可伸缩的伸缩杆组成。
在机构外部固定一个六边形框架，六个腿部的杆件通过六个转轴与框架相连。
六个转轴围绕框架中心轴线旋转，使六个腿部可以实现各向异性、多自由度的运动。
3. 仿真优化采用SolidWorks软件，对六足形机构进行三维建模，并进行运动仿真。
通过调整机构参数，优化其运动轨迹，提高其运动稳定性和工作效率。
4. 实验验证将六足形机构制作出来，并对其进行实验验证。
在不同载荷下，测试其运动性能和工作效果，检验其可行性和优越性。
四、实验结果与分析通过对六足形机构的仿真和实验验证，得出以下结果：1. 六足形机构运动稳定，无震动和噪音，工作效率高；2. 六足形机构功耗小，节能效果显著；3. 六足形机构部件耗损慢，寿命长；4. 六足形机构适应性强，能适应不同载荷和工作环境。
机械运动方案与创新设计
控制电动机
内燃机
液压马达
可获得很大的动力和转矩，运动速度和输出动力、转矩调整 控制方便，易实现复杂工艺过程的动作要求；但需要有高压 油的供给系统，油温变化较大时，影响工作稳定性；密封不 良时，污染工作环境；液压系统制造装配要求高。 工作介质为空气，易远距离输送、无污染，能适应恶劣环境、 动作速度快；但工作稳定性较差，噪声大；输出转矩不大， 传动时速度较难控制。适用于小型轻载的工作机械。
44 4
执行构件运动速度的协调配合 范成法加工时，刀具与齿坯之间必须保持精确的传动比。
切 削 运 动
让刀运动
让刀运动
0
范成运动
0
i0 齿轮插刀加工
⑵ 执行系统协调设计方法 ● 确定机械的工作循环周期 ● 确定机械在一个运动循环中各执行构件的各个行程段及 其所需时间 ● 确定各执行构件动作间的配合关系 ⑶ 机械运动循环图 用于描述机械在一个运动循环中各执行构件运动间相互 协调配合的图。 通常选取机械中某一主要的执行构件为参考构件，以生 产工艺的起始点作为运动循环的起始点，据此确定其它执行 构件的运动相对于参考构件的先后次序和配合关系。
变传 动比 传动
无级变 速
可调
周期性 变速
恒定 可调
选择原则
● 执行系统的工况和工作要求与原动机的机械特 性相匹配 ● 考虑工作要求传递的功率和运转速度 ● 有利于提高传递效率 ● 尽可能结构简单的单级传动装置 ● 考虑结构布置 ● 考虑经济性 ● 考虑机械安全运转条件
传动比的合理分配
传动机 构种类 圆周速 度 ms
机械运动方案与创新设计
机械功能目标的拟定
功能目标 机械产品的功用，拟定机械的功能目标时应 该对机械产品或机械装置的具体性能参数 和各项技术指标进行限定
机械运动创意方案拼接实验
机械运动创意方案拼接实验引言机械运动创意方案的设计和实现一直是工程师们关注的重点。
为了探索不同创意方案的运动效果，拼接实验成为了一种常见的方法。
本文将介绍一种基于拼接实验的机械运动创意方案实现过程，并探讨其运动效果。
实验设备和材料- 1个小型木制装置- 1个直流电机- 1个齿轮组件- 1个摆杆- 1个弹簧- 1个传动带实验步骤1. 设计和制作小型木制装置首先，我们设计并制作了一个小型的木制装置，用于支撑和固定后续的机械组件。
这个装置可以是简单的木板结构，但需要足够稳固和坚固，能够承受后续的运动力。
2. 安装直流电机和齿轮组件接下来，我们安装了一个直流电机和一个齿轮组件在木制装置上。
这个电机将提供动力，而齿轮组件可以将电机的转动动力传递给其他零件。
3. 运动链组件的连接接下来，我们开始连接运动链组件。
我们选择了一个摆杆和一个弹簧作为连接器。
摆杆可以在运动中产生摆动效果，而弹簧可以提供回弹力。
4. 传动带的安装最后，我们安装了一个传动带在齿轮组件上。
传动带可以将电机的转动动力传递给摆杆，并产生激动人心的运动效果。
实验效果与分析经过实验，我们成功实现了一个基于拼接实验的机械运动创意方案。
在启动电机后，齿轮组件开始运动，运动的动力通过传动带传递给摆杆。
随着传动带的运动，摆杆开始摆动，并通过连接的弹簧回弹。
这种运动效果既有节奏感，又具有探索性，给人带来了一种娱乐和探索的体验。
在实验过程中，我们观察到了几个有趣的现象。
首先，摆杆的摆动幅度和频率与电机的转速和传动带的松紧程度有关。
调整这些参数，可以改变运动的速度和效果。
其次，弹簧的刚度对回弹力有着很大的影响。
如果弹簧刚度过大，摆杆可能会因回弹力过大而失去节奏感；而如果弹簧刚度过小，摆杆可能会停止回弹。
总结通过拼接实验，我们成功实现了一个基于木制装置、直流电机、齿轮组件、摆杆、弹簧和传动带的机械运动创意方案。
通过观察和调整实验参数，我们得出了一些关于机械运动创意方案设计的经验和结论。
机械的运动方案及机构的创新设计
§10－3 机械运动方案的设计
机械的运动方案设计包括从原动机─传动机构─执行机构的整个系统的 设计，其结果是给出一份满足运动性能要求的运动简图。
一、工艺参数的给定及原动机的选择
在概述中对牛头刨床的运动方案设计已给出了主要的工艺参数 ——运 动参数，以及由此而确定的力参数。切削力的大小影响着机构的选取，因为 某些机构无法承受大的作用力。运动参数应包括运动形式（直线运动、回转 运动、曲线运动）、运动特点（连续式、间歇式、往复式）、运动范围（极 限尺寸、转角及位移）、运动速度（等速、不等速）等。运动参数是由机械 的工艺要求决定的。力的参数，如牛头刨床中的切削力的大小，锻压机械中 压头的压力大小等都是由机械的工艺要求决定的。有时，某些参数需由设计 者计算得到。 根据运动参数，参考力的参数，考虑粗略的、大致的传动方案（注意 对传动精度的要求），比较其繁简，并依据现有条件，综合选择原动机的类 型。一般地说，应首选电动机，但也并非尽然。在满足工作性能要求、现场 允许的条件下，有时也用液压或气压驱动源。 原动机的不同选择对机械传动系统的设计、组成的繁简以及性能的优 劣都有着重要的影响。
三、运动方案设计的主要步骤 1.工艺参数的给定及运动参数的确定； 2.执行构件间运动关系的确定及运动循环图的绘制； 3.动力源的选择及执行机构的确定； 4.机构的选择及创新性设计； 5.方案的比较与决策。
§10－2原动机、传动机构和执行机构的类型和选择 一、原动机的类型及应用 原动机的动力源主要有电、液及气三种。 电动机是最常用的原动机，交流异步电动机、直流电动机、 交流伺服电动机、直流伺服电动机及步进电动机等均有广泛的 应用。 液压马达及液压油缸是主要的液压原动机。 气马达及气缸则是主要的气压原动机。
4.点到点的运动机构 1)曲柄滑块机构 合理的设计曲柄滑块机构的尺寸，可以实现滑块的点到点 的运动 2)凸轮机构 摆动从动件凸轮机构及直动从动件凸轮机构均可实现点到 点的运动
机械运动方案及机构的创新设计
机械运动方案及机构的创新设计一、引言机械运动是现代工程中的一项基础性任务，广泛应用于各个领域，如制造业、航空航天、汽车工程、医疗设备等。
而机械运动方案的创新设计，对于提高工程的效率、降低成本、增强产品的竞争力具有重要意义。
本文将从创新思路、机构设计和实例应用三个方面，探讨机械运动方案及机构的创新设计。
二、创新思路1.多学科交叉融合：机械运动方案的创新设计需要多学科的综合应用，如机械工程、电子工程、材料科学等，通过不同学科的结合，可以获得更为丰富的创新思路。
2.充分利用信息技术：信息技术的快速发展为机械运动方案的创新提供了新的思路和手段，如基于计算机模拟的仿真设计、智能控制系统等，能够提高设计效率和准确性。
3.绿色环保意识：在机械运动方案设计中，应充分考虑绿色环保的要求，如减小能耗、降低噪音、减少污染等，这也是当前社会发展的趋势和目标。
三、机构设计1.驱动系统设计：驱动系统是机械运动的核心，其设计应兼顾效率和可靠性。
可采用新型的传动方式，如减速器、液压传动、电动传动等，以提高效率和减小体积。
2.结构设备创新：结构设备的创新是机械运动方案设计的重要组成部分。
通过改变结构和材料的组合方式，可以实现轻量化和强度提升的目标。
同时，也可以考虑采用可拆卸的结构，方便维护和更换。
3.运动控制系统设计：运动控制系统是实现机械运动方案的关键，其设计应考虑运动轨迹控制、力与位置的控制等问题。
可以采用精确的位置传感器、智能控制算法等技术，以实现更加精确和高效的运动控制。
四、实例应用1.机械手臂创新设计：机械手臂广泛应用于装配线、物流仓储等领域，其创新设计可以改善操作效率和安全性。
可以采用新型的执行器和控制算法，实现更为精准和灵活的运动控制。
2.机械传动系统创新设计：机械传动系统是许多机械运动的核心，其创新设计可以提高效率和可靠性。
可以利用新型的材料和结构设计，实现更高的变速比和传动效率。
3.智能运动控制系统创新设计：智能运动控制系统可以根据实际需求，自动调整运动轨迹和力度，提高运动的效率和质量。
5 机械运动方案设计与创新
或转塔铣床等。
纵系列模块化设计：产品功能及原理方案相同，结构相
似，而参数尺寸有变化，随参数变化对系列产品划分合理
区段，同一区段内模块通用。
全系列模块化设计：包括纵系列与横系列。
跨系列模块化设计：指具有相近动力参数的不同类型
产品。它有两种模块化形式：一种是在相同的基础件结 构上，选用不同模块组成跨系列产品。如德国生产的双 柱坐标镗床，通过改变测量系统模块，还可得到一种专 门用于测量的产品。另一种是在基础不同的跨系列产品 中，选用相同功能的模块。如自卸车与载重汽车，选用 同样的变速箱与制动器等通用模块。
3）模块的划分与组合：
3.利用技术冲突解决原理
冲突广泛存在于产品的设计之中，解决冲突是创新设 计的核心。冲突类型很多，这里只讨论关于技术冲突的有 关问题。
1）技术冲突的概念：
技术冲突是指一个作用同时导致有用及有害两种结 果，也可指有用作用的引入或有害作用的消除导致一个或 几个子系统变坏。技术冲突常表现为一个系统中两个子系 统之间的冲突。
（4）不对称原理
将物体的形状由对称变为不对称。如不对称搅拌容器， 或对称容器不对称叶片。 如果物体是不对称的，则增加其不对称程度。如不对称 共鸣器的设计，见下页图。 对称是机械零件传统的设计形式，但实际上，设计 中很多冲突与对称有关，将其变为不对称就解决了很多 问题。
不对称共鸣器：将金属筒中心线与绝缘筒的轴心线 偏移一定距离，可以得到很好的调谐效果。
模块名称 通用化程 度（%） 箱体 97 齿轮 85.6 轴 77.4 轴承 98.4 端盖 98.6