1、實驗實驗10 10 機械創(chuàng)新綜合展示與分析機械創(chuàng)新綜合展示與分析10.1 10.1 實驗目的實驗目的 10.2 10.2 實驗器材實驗器材10.3 10.3 機構演化（變異）機構演化（變異）10.4 10.4 組合機構及設計范例組合機構及設計范例10.4.1 10.4.1 機構應用示例機構應用示例 10.4.2 10.4.2 組合機構設計示例組合機構設計示例10.4.3 10.4.3 空間桿機構空間桿機構 10.4.4 10.4.4 機構創(chuàng)新設計方法機構創(chuàng)新設計方法思考題思考題 總總 結結10.1 10.1 實驗目的實驗目的1 1通過對各種機構的展示與分析，增強通過對各種機構的展示與分析，增強

2、對機構的認識和機構運用的能力。對機構的認識和機構運用的能力。2 2了解各種機構在實際機器中的具體結了解各種機構在實際機器中的具體結構與應用特點。構與應用特點。3 3了解各種機構及其演化了解各種機構及其演化, ,啟發(fā)機構創(chuàng)新啟發(fā)機構創(chuàng)新設計的思維和方法。設計的思維和方法。10.2 10.2 實驗器材實驗器材 鉸鏈四桿機構鉸鏈四桿機構 2 2曲柄滑塊機構曲柄滑塊機構3 3雙滑塊機構雙滑塊機構 4 4凸輪機構凸輪機構5 5齒輪機構齒輪機構 6 6輪系輪系7 7停歇機構停歇機構 8. 8. 間歇機構間歇機構8 8平面連桿機構平面連桿機構 9. 9. 空間連桿機構空間連桿機構1010組合機構組合機構 1

3、111機構創(chuàng)新設計機構創(chuàng)新設計 方法方法 I I 方法方法II II 方法方法IIIIII1212常見的常見的IIII級機構在工程實際中的應用；級機構在工程實際中的應用；1212各種機構組成的泵；各種機構組成的泵；1313各種機構的應用各種機構的應用 10.3 10.3 機構演化（變異）機構演化（變異）10.3.1 10.3.1 變換機架變換機架返回首頁返回首頁ABCDAD為機架為機架 曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構10.3 10.3 機構演化（變異）機構演化（變異）10.3.1 10.3.1 變換機架變換機架返回首頁返回首頁AB為機架為機架 雙雙曲柄機構曲柄機構ABCD雙雙曲柄機構曲柄機構10.3

4、 10.3 機構演化（變異）機構演化（變異）10.3.1 10.3.1 變換機架變換機架返回首頁返回首頁CD為機架為機架 雙雙搖桿機構搖桿機構 ABCD雙雙搖桿機構搖桿機構10.3.1 10.3.1 變換機架變換機架返回首頁返回首頁ABC導路為機架導路為機架 曲柄滑塊機構曲柄滑塊機構 返回首頁返回首頁AB為機架為機架 轉動導桿機構轉動導桿機構 10.3.1 10.3.1 變換機架變換機架轉動導桿機構轉動導桿機構ABC10.3.1 10.3.1 變換機架變換機架移動導桿機構移動導桿機構返回首頁返回首頁滑塊滑塊為機架為機架 移動導桿機構移動導桿機構 CAB10.3.1 10.3.1 變換機架變換機

5、架曲柄搖塊機構曲柄搖塊機構返回首頁返回首頁BC為機架為機架 曲柄搖塊機構曲柄搖塊機構 ABC10.3.2 10.3.2 擴大轉動副擴大轉動副 返回首頁返回首頁擴大轉動副擴大轉動副 B 超過超過 A 點點曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構ABDC10.3.2 10.3.2 擴大轉動副擴大轉動副 返回首頁返回首頁構件構件ABAB為一圓盤，機構為為一圓盤，機構為“偏心輪機構偏心輪機構”ABDC10.3.3 10.3.3 轉動副變換為移動副轉動副變換為移動副 返回首頁返回首頁10.3.3 10.3.3 轉動副變換為移動副轉動副變換為移動副 擴大轉動副擴大轉動副D，原構件原構件CD為一為一圓環(huán)圓環(huán)。 返回首頁返回

6、首頁10.3.3 10.3.3 轉動副變換為移動副轉動副變換為移動副 圓環(huán)變?yōu)閳A環(huán)變?yōu)榛⌒位瑝K弧形滑塊，令，令D遠。遠。返回首頁返回首頁10.3.3 10.3.3 轉動副變換為移動副轉動副變換為移動副 機構為機構為“偏置曲柄滑塊機構偏置曲柄滑塊機構”，再令，再令e=0e=0。返回首頁返回首頁10.3.3 10.3.3 轉動副變換為移動副轉動副變換為移動副 機構為機構為“對心曲柄滑塊機構對心曲柄滑塊機構”返回首頁返回首頁10.3.4 10.3.4 滑塊導桿互換滑塊導桿互換 返回首頁返回首頁10.3.4 10.3.4 滑塊導桿互換滑塊導桿互換 原滑塊原滑塊導桿，原導桿導桿，原導桿滑塊（仍固定為機滑

7、塊（仍固定為機架），各構件運動不變，機構為架），各構件運動不變，機構為“移動導桿機移動導桿機”。返回首頁返回首頁10.3.4 10.3.4 滑塊導桿互換滑塊導桿互換 移動導桿機構中，變換機架為移動導桿機構中，變換機架為2，各構件相，各構件相對運動機構不變，機構為對運動機構不變，機構為“擺動導桿機構擺動導桿機構”。返回首頁返回首頁 機構演化的基本原理，揭示了機構的本質(zhì)的內(nèi)在機構演化的基本原理，揭示了機構的本質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系。了解該原理，對認識機構，培養(yǎng)機構創(chuàng)新設計聯(lián)系。了解該原理，對認識機構，培養(yǎng)機構創(chuàng)新設計思維具有意義。利用機構演化原理，還可獲得其他機思維具有意義。利用機構演化原理，還可獲得其他機

8、構，如下圖所示雙滑塊機構。構，如下圖所示雙滑塊機構。P P位于位于ABAB中點：中點： 軌跡為一圓弧軌跡為一圓弧P P不位于不位于ABAB中點：軌跡為一橢圓弧中點：軌跡為一橢圓弧返回首頁返回首頁 雙滑塊機構中，變換機架為雙滑塊機構中，變換機架為2 2，機構為，機構為“雙轉塊雙轉塊機構機構”，下圖所示十字滑塊聯(lián)軸器便是該機構的應用。，下圖所示十字滑塊聯(lián)軸器便是該機構的應用。 雙轉塊機構雙轉塊機構 十字滑塊聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器返回首頁返回首頁10.4 10.4 組合機構及設計范例組合機構及設計范例 執(zhí)行系統(tǒng)是機械系統(tǒng)中的重要組成部分，為完執(zhí)行系統(tǒng)是機械系統(tǒng)中的重要組成部分，為完成機械系統(tǒng)預期的工作

9、，執(zhí)行系統(tǒng)由一個或幾個執(zhí)成機械系統(tǒng)預期的工作，執(zhí)行系統(tǒng)由一個或幾個執(zhí)行機構組成。執(zhí)行構件是執(zhí)行機構的輸出構件，是行機構組成。執(zhí)行構件是執(zhí)行機構的輸出構件，是執(zhí)行系統(tǒng)中直接完成工作任務的零部件。執(zhí)行系統(tǒng)中直接完成工作任務的零部件。 機構的組合是將幾個基本機構按一定的原則或機構的組合是將幾個基本機構按一定的原則或規(guī)律組合成一個復雜的機構或機械系統(tǒng)。如凸輪連規(guī)律組合成一個復雜的機構或機械系統(tǒng)。如凸輪連桿機構由凸輪機構和連桿機構組合而成，齒連桿機桿機構由凸輪機構和連桿機構組合而成，齒連桿機構由齒輪機構和連桿機構組合而成。通過將多種基構由齒輪機構和連桿機構組合而成。通過將多種基本機構的組合來實現(xiàn)某種復雜

10、的運動規(guī)律，使之具本機構的組合來實現(xiàn)某種復雜的運動規(guī)律，使之具有特殊的運動和動力特性，而完成實際生產(chǎn)中的工有特殊的運動和動力特性，而完成實際生產(chǎn)中的工作要求的典型機構的組合系統(tǒng)稱為作要求的典型機構的組合系統(tǒng)稱為“組合機構組合機構”。 返回首頁返回首頁10.4.1 10.4.1 機構機構應用示例應用示例攝影升降機攝影升降機 起重機起重機壓包機壓包機 差速器差速器顎式破碎機顎式破碎機 車窗升降機構車窗升降機構牛頭刨床機構牛頭刨床機構 各種凸輪機構各種凸輪機構飛機起落架飛機起落架 圓盤印刷機圓盤印刷機各種緊線器各種緊線器 各種泵各種泵插齒機插齒機 摩托車發(fā)動機摩托車發(fā)動機返回首頁返回首頁攝影升降機攝

11、影升降機要求工作臺作平行平面運動。要求工作臺作平行平面運動。觀察分析：攝影平臺所采用的是什么機構，該機構如何觀察分析：攝影平臺所采用的是什么機構，該機構如何能保證工作臺作平行平面運動能保證工作臺作平行平面運動返回首頁返回首頁返回機構應用示例返回機構應用示例起重機起重機 這是一種港口這是一種港口碼頭起重機的簡化碼頭起重機的簡化結構。要求將貨物結構。要求將貨物提升到一定高度后，提升到一定高度后，作水平移動到岸上，作水平移動到岸上，避免移動過程中高避免移動過程中高度變化消耗功能。度變化消耗功能。觀察分析：起重機觀察分析：起重機采用的是哪種四桿采用的是哪種四桿機構？應用了該機機構？應用了該機構的何種運

12、動特性？構的何種運動特性？返回首頁返回首頁返回機構應用示例返回機構應用示例壓包機壓包機 要求在壓頭上要求在壓頭上極限位置時有較長極限位置時有較長時間的停歇，以便時間的停歇，以便裝卸；在下極限位裝卸；在下極限位置時有短暫的相對置時有短暫的相對停歇。停歇。觀察：壓包機機構觀察：壓包機機構簡圖及實際運動，簡圖及實際運動，分析該機構的組成，分析該機構的組成，它是如何實現(xiàn)上述它是如何實現(xiàn)上述工作要求的。工作要求的。返回首頁返回首頁返回機構應用示例返回機構應用示例差速器差速器 觀察左、右觀察左、右兩輪同速轉動和兩輪同速轉動和異速轉動時，行異速轉動時，行星輪的運動有何星輪的運動有何不同？從而理解不同？從而理

13、解差速器的工作原差速器的工作原理。理。返回首頁返回首頁返回機構應用示例返回機構應用示例顎式破碎機顎式破碎機 用動顎板與定用動顎板與定顎板之間的間隙顎板之間的間隙變化，通過擠壓變化，通過擠壓來破碎礦石。載來破碎礦石。載荷大且經(jīng)常變化。荷大且經(jīng)常變化。觀察：曲柄形狀觀察：曲柄形狀的演化；該機構的演化；該機構組成及機構級別；組成及機構級別；破碎時機構的運破碎時機構的運動；為什么要采動；為什么要采用這種機構；飛用這種機構；飛輪的作用。輪的作用。返回首頁返回首頁返回機構應用示例返回機構應用示例車窗升降機構車窗升降機構繪繪制制該該機機構構的的運運動動簡簡圖圖返回首頁返回首頁返回機構應用示例返回機構應用示例

14、牛頭刨床機構牛頭刨床機構 分析機構的組成，并從力和運動的觀點，為分析機構的組成，并從力和運動的觀點，為什么要采用該機構？什么要采用該機構？返回首頁返回首頁返回機構應用示例返回機構應用示例各種凸輪機構各種凸輪機構 分析凸分析凸輪機構的輪機構的優(yōu)、缺點。優(yōu)、缺點。 試述凸試述凸輪機構的輪機構的應用特點。應用特點。返回首頁返回首頁返回機構返回機構應用示例應用示例飛機起落架飛機起落架起落架收起起落架收起起起落落架架放放下下機機構構死死點點位位置置返回首頁返回首頁返回機構應用示例返回機構應用示例圓盤印刷機圓盤印刷機 觀察該圓觀察該圓盤印刷機由哪盤印刷機由哪些機構組成？些機構組成？各機構的功用各機構的功用

15、是什么？是什么？單擊鼠標從幾單擊鼠標從幾個角度觀察。個角度觀察。返回首頁返回首頁返回機構返回機構應用示例應用示例各種緊線器各種緊線器觀觀察察各各種種緊緊線線器器的的機機構構結結構構返回首頁返回首頁返回機構應用示例返回機構應用示例各種泵各種泵分分析析泵泵的的結結構構及及工工作作原原理理返回首頁返回首頁返回機構應用示例返回機構應用示例插齒機插齒機 觀察觀察該插齒機該插齒機由哪些機由哪些機構組成？構組成？各機構的各機構的功用是什功用是什么？么？單擊鼠標單擊鼠標從幾個角從幾個角度觀察。度觀察。返回首頁返回首頁返回機構應用示例返回機構應用示例摩托車發(fā)動機摩托車發(fā)動機單擊鼠標觀察。單擊鼠標觀察。 返回首頁

16、返回首頁返返回回機機構構應應用用示示例例10.4.2 10.4.2 組合機構組合機構設計示例設計示例串聯(lián)機構串聯(lián)機構 并聯(lián)機構并聯(lián)機構反饋機構反饋機構 疊合機構疊合機構凸輪連桿機構凸輪連桿機構 齒輪齒輪- -連桿機構連桿機構10.4.310.4.3 空間桿機構空間桿機構空間五桿機構空間五桿機構 空間六桿機構空間六桿機構 10.4.4 10.4.4 機構創(chuàng)新設計方法機構創(chuàng)新設計方法設計方法設計方法 I 設計方法設計方法 II 設計方法設計方法 III 返回首頁返回首頁串聯(lián)機構：串聯(lián)機構：連桿齒輪、齒條機構：轉動連桿齒輪、齒條機構：轉動往復擺動往復擺動連桿齒輪機構：轉動連桿齒輪機構：轉動有急回大轉

17、角往復擺動有急回大轉角往復擺動返回首頁返回首頁并聯(lián)機構：并聯(lián)機構：連桿齒輪機構：定軸轉動連桿齒輪機構：定軸轉動復雜行星運動復雜行星運動連桿間歇機構：轉動連桿間歇機構：轉動間歇運動間歇運動返回首頁返回首頁反饋機構：反饋機構：蝸輪蝸輪- -凸輪機構：單一運動凸輪機構：單一運動帶補償?shù)膹秃线\動帶補償?shù)膹秃线\動返回首頁返回首頁疊合機構疊合機構行星行星- -凸輪機構：凸輪機構：轉動轉動步進運動步進運動行星連桿機構：行星連桿機構：轉動轉動復合運動復合運動返返回回首首頁頁凸輪連桿機構凸輪連桿機構轉動轉動精確的連桿曲線精確的連桿曲線返回首頁返回首頁空間五桿機構空間五桿機構 機構含一個球面機構含一個球面副和四個

18、轉動副副和四個轉動副（RRSRRRRSRR）, ,其特點是其特點是輸入軸和輸出軸的空輸入軸和輸出軸的空間位置可任意安排。間位置可任意安排。而且當球面副兩構件而且當球面副兩構件布置對稱時可獲得兩布置對稱時可獲得兩軸轉速相同的傳動。軸轉速相同的傳動。返回首頁返回首頁空間六桿機構空間六桿機構 此機構用于此機構用于產(chǎn)生平行位移。產(chǎn)生平行位移。其中一組構件的其中一組構件的平行軸線通常垂平行軸線通常垂直于另一組構件直于另一組構件的平行軸線。當?shù)钠叫休S線。當主動構件作往復主動構件作往復運動時，頂板相運動時，頂板相對固定底板作平對固定底板作平行的上下運動。行的上下運動。返回首頁返回首頁齒輪齒輪- -連桿機構連桿機構齒輪機構曲柄滑塊機構齒輪機構曲柄滑塊機構返回首頁返回首頁設計方法設計方法 I返回首頁返回首頁設計方法設計方法 II返回首頁返回首頁設計方法設計方法 III返回首頁返回首頁思考題思考題1周轉輪系的功用有哪些？周轉輪系的功用有哪些？2停歇、間歇機構有哪幾類？停歇、間歇機構有哪幾類？3組合機構有哪幾類？組合