机械创新设计PPT页

第一节 平动齿轮传动机构
1. 应用了平行四边形机构和齿轮机构的串 行连接；
平动齿轮创新设计方法总结： 2. 应用了三套机构的并行连接；
3. 应用了转动副的销钉扩大和尺寸变化等 演化与变异设计。
第一节 平动齿轮传动机构
二、平动齿轮传动的关键技术
使齿轮实现圆平动运动的机构称为圆平动机构。常用的圆平动机构有： 1．用平行四边形机构实现齿轮圆平动
平动齿轮减速滚筒具有：传动比大、机械效率高、结构紧凑、尺寸和重 量轻、均载性能好等优点。
第二节 机构应用创新设计案例分析
机构应用创新：
是不改变机构类型的前提下，对机构的构件、运动副进行演 化与变异设计，得到完成特定功能的机械装置的过程。
一.止回机构的创新设计实例
要求将一个硬质物料单方向间歇直线移动，请选择适当 的机构，并分析优缺点。
第11章 机械创新设计实例分析
第一节 平动齿轮传动机构
B B’
C C’
A
D
AB = CD BC = AD
平行四边形机构的特点与应用案例
第11章 机械创新设计实例分析
第一节 平动齿轮传动机构
i12
Z2 Z1 Z2
AB = EF = CD
平行四边形机构与外啮合齿轮机构 II型串联组合的特点
1. 传动比小于1，可实现增 速传动；
平口钳工作块
第四节 多功能平口钳的创新设计案例分析
平口钳工作块
第四节 多功能平口钳的创新设计案例分析
平口钳工作块
问题：市场上为何不见这种钳子？
第五节 发动机主体机构的创新设计案例分析
单缸发动机机构
第五节 发动机主体机构的创新设计案例分析
单缸发动机机构工作周期
吸气冲程 压缩冲程 燃烧冲程 排气冲程
1Biblioteka Baidu浮动盘式平动齿轮机构
根据“机构同性异形变换原理”，用浮动盘式W机构去替代孔销式W机 构，就形成了图9-9所示圆平动齿轮机构运动简图。
第一节 平动齿轮传动机构
2．平动齿轮减速滚筒 图9-10所示为平动齿轮减速滚筒结构简图，由电动机1、滚筒2和孔销
式平动齿轮机构3串联组成。电动机1、平动发生器销轴与机架固联，内齿中 心轮与卷筒固联为输出件，形成卷扬机型减速装置。
第二节 机构应用创新设计案例分析
三.Stewart机构的应用创新设计
Stewart平台机构
Stewart平台机构用于运动模拟器
第二节 机构应用创新设计案例分析
三.Stewart机构的应用创新设计
俄罗斯Lapic 公司的KNM-750
世界上第一台并联机床
第二节 机构应用创新设计案例分析
三.Stewart机构的应用创新设计
应用“机构同性异形变换原理”，以平行四边形机构为原始机构，可 以演化出多种性能相同而结构不同的圆平动机构。
第一节 平动齿轮传动机构
2．用正弦机构实现齿轮圆平动 3．用孔销机构实现齿轮圆平动
应用“机构同性异形变换原理”，还可以演化出多种圆平动机构。它 的性能决定了平动齿轮传动的性能，所以每综合出一种圆平动机构，就得 到一种新型平动齿轮传动。
平行四边形机构与内啮合齿轮机构的Ⅱ型串联组合一 平行四边形机构与内啮合齿轮机构的Ⅱ型串联组合二
第一节 平动齿轮传动机构
第一节 平动齿轮传动机构
平行四边形机构与内啮合齿轮机 构II型串联组合二的特点
外齿轮
i12
Z2 Z2 Z1
内平动齿轮减速器：
1. 当Z1和Z2相差不大时，可 实现大传动比传动；
第二节 机构应用创新设计案例分析
三.Stewart机构的应用创新设计
Fast之父 南仁东先生
我国在贵州建造的世界上 最大的天文望远镜（直径
φ500m) FAST 项 目 的 原
理图
第二节 机构应用创新设计案例分析
三.Stewart机构的应用创新设计
西安电子科技大学与北京理 工大学以及郑州解放军信息
第五节 发动机主体机构的创新设计案例分析
多缸发动机的设计
多个滑块驱动同一个轴
第五节 发动机主体机构的创新设计案例分析
直线布置的多缸发动机的设计
第五节 发动机主体机构的创新设计案例分析
周向布置的多缸发动机的设计
周向布置的八缸发动机
第五节 发动机主体机构的创新设计案例分析
周向布置的多缸发动机的设计
单动式棘轮机构
第二节 机构应用创新设计案例分析
二.运动副的变异设计实例
设计压力机或钢板剪床
机构选择：曲柄滑块机构。 运动分析：位移较小。 受力分析：杆件BC受力很 大，运动副B和C受力很大。
第二节 机构应用创新设计案例分析
二.运动副的变异设计实例
设计压力机或钢板剪床
处理方法：将转动副B增 大，包含转动副A；将转 动副C增大，由于C为摆 动副，所以可以做成半圆； 增大滑块尺寸，形成机构 的型封闭，以使滑块能够 向上移动。
对置布置的4缸发动机
工 程 学 院 联合 制 作 的 FAST
项目的50m缩比模型
清华大学为FAST 项目预
研制作的并联机构样机
第四节 多功能平口钳的创新设计案例分析
缺点：钳口在工作 时有向外分分力。
平口钳
第四节 多功能平口钳的创新设计案例分析
平口钳和压线钳
齿轮 齿条
一种多功能可拆配式平动 夹钳的机构设计与实现
第四节 多功能平口钳的创新设计案例分析
2. 经过机构演化与变异设计， 可以减小尺寸和重量，增 加平稳性。
内齿轮
三套平行机构并联组合
平行四边形机构与内啮合齿轮 机构II型串联组合II
内平动齿轮减速器
第一节 平动齿轮传动机构
将 机 架 AD 和 连 杆 BC缩短，转动副A 和D位于平动的外 齿轮的齿板内部
第一节 平动齿轮传动机构
内啮合平动齿轮传 动比的计算：
中国第一台并联机床
李金泉设计的BKX-I型 并联机床
第二节 机构应用创新设计案例分析
三.Stewart机构的应用创新设计
德国柏林 Surgical Robotics Lab of
HumboldtUniversity: SurgiScope
飞行模拟器
加拿大LAVAL实验室的 三自由度并联Agile eye
2. 体积过大，应用前景不好
外齿轮 外齿轮
第一节 平动齿轮传动机构
平行四边形机构与内啮合 齿轮机构II 型串联组合一 的特点:
外齿轮
i12
Z2 Z1 Z2
1. 当Z1和Z2相差不大时， 可实现大传动比传动；
2. 运转时惯性力大，影 响运动的平稳性。
3. 效率高。 4. 体积大。
外齿轮 内齿轮
外齿轮 平行四边形机构与内啮合齿轮 机构II型串联组合I
第一节 平动齿轮传动机构
三环减速器（外平动齿轮减速 器）的特点：
i12
Z2 Z1 Z2
1. 当Z1和Z2相差不大时， 可实现大传动比传动；
2. 效率高； 3. 体积、重量大； 4. 高速运动时平稳性较差。
三套平行机构并联组合
平行四边形机构与内啮合齿轮 机构II型串联组合I
第一节 平动齿轮传动机构
第一节 平动齿轮传动机构
2．用正弦机构实现齿轮圆平动 3．用孔销机构实现齿轮圆平动
应用“机构同性异形变换原理”，还可以演化出多种圆平动机构。它 的性能决定了平动齿轮传动的性能，所以每综合出一种圆平动机构，就得 到一种新型平动齿轮传动。
第一节 平动齿轮传动机构
三、平动齿轮机构的演化
平动发生器是平动齿轮机构的关键技术。不同的平动发生器，会演化出 结构不同的平动齿轮机构，相同的平动发生器，结构不同，也会演化出性能 差异很大的平动齿轮传动装置。