1、問題實例v為了使鉗口上下受力均衡，希望其做平動，采用何種機構(gòu)來實現(xiàn)？第二章第二章 機械創(chuàng)新設(shè)計的基礎(chǔ)適應(yīng)機械創(chuàng)新設(shè)計的基礎(chǔ)適應(yīng)第一節(jié)第一節(jié) 機械的基礎(chǔ)知識機械的基礎(chǔ)知識一、機械及其組成一、機械及其組成 1 1機械的概念機械的概念 1 1）機械首先必須是執(zhí)行機械運動的裝置）機械首先必須是執(zhí)行機械運動的裝置 2 2）機械必須進行物料或信息的變換與傳遞，并完成）機械必須進行物料或信息的變換與傳遞，并完成有用的機械功有用的機械功 3 3）機械中要完成能量的轉(zhuǎn)換）機械中要完成能量的轉(zhuǎn)換 機械的分類：原動機，工作機和信息機機械的分類：原動機，工作機和信息機 原動機：三相交流異步電動機、單相交流異步電動機、

2、直流 電動機、步進電動機、（電能機械能） 柴油機、汽油機、蒸汽機、燃氣輪機、原子能發(fā)動機 （熱能 機械能） 水輪機、風(fēng)力機、潮汐發(fā)動機、地?zé)岚l(fā)動機、太陽能 發(fā)動機（自然能 機械能） 原動機的選擇：有電力供應(yīng)處，優(yōu)先考慮使用各類電動機三相交流異步電機常作工、礦、企業(yè)等單位設(shè)備的原動機 單相交流異步電動機在家用電器上廣泛應(yīng)用；直流電動機因其可以調(diào)速，易于實行自動控制，在機電一體化設(shè)備中廣泛應(yīng)用；工作機：指利用原動機提供的動力實現(xiàn)物料或信息的傳遞，克服外載而作有用機械功的機械。信息機：也是一種工作機。只是通過各種復(fù)雜的信息來控制機械運動。在要求分度或步進運動的場合，可用步進電動機。在遠離電源或要求

3、遠距離移動的地方，內(nèi)燃機得到廣泛應(yīng)用；柴油機能提供的功率大于汽油機能提供的功率。在環(huán)保時代，利用自然能源的原動機正在逐步普及。圖2-1 機器的組成機械創(chuàng)新設(shè)計的內(nèi)容主要涉及到機械運動系統(tǒng)機械創(chuàng)新設(shè)計的內(nèi)容主要涉及到機械運動系統(tǒng)從機構(gòu)學(xué)的角度看，傳動機構(gòu)和工作執(zhí)行機構(gòu)是相同的，二者統(tǒng)稱機械運動系統(tǒng)從機構(gòu)學(xué)的角度看，傳動機構(gòu)和工作執(zhí)行機構(gòu)是相同的，二者統(tǒng)稱機械運動系統(tǒng)原動機原動機傳動機構(gòu)傳動機構(gòu)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)工作執(zhí)行機構(gòu)工作執(zhí)行機構(gòu)2機器的組成機器的組成 原動機，工作機（包括傳動裝置），控制裝置，見圖原動機，工作機（包括傳動裝置），控制裝置，見圖 21、22、23機械傳動系統(tǒng)機械傳動系統(tǒng)1 1、

4、嚙合傳動：齒輪傳動、鏈傳動、嚙合傳動：齒輪傳動、鏈傳動2 2、摩擦傳動：帶傳動、摩擦輪傳動、摩擦傳動：帶傳動、摩擦輪傳動3 3、螺旋傳動、螺旋傳動4 4、萬向軸傳動、萬向軸傳動5 5、鋼絲軟軸傳動、鋼絲軟軸傳動6 6、液壓傳動、液壓傳動7 7、液力傳動、液力傳動8 8、電磁傳動、電磁傳動水輪發(fā)電機二坐標機床的工作臺工作執(zhí)行系統(tǒng)工作執(zhí)行系統(tǒng)1 1、連桿機構(gòu)、連桿機構(gòu)2 2、凸輪機構(gòu)、凸輪機構(gòu)3 3、齒輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)4 4、間歇運動機構(gòu)、間歇運動機構(gòu)6 6、螺旋機構(gòu)、螺旋機構(gòu)7 7、電磁機構(gòu)、電磁機構(gòu)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)1 1、機械控制、機械控制2 2、電器控制、電器控制3 3、自動控制、自動控制二

5、、機構(gòu)運動二、機構(gòu)運動 指機械中的傳動機構(gòu)和工作執(zhí)行機構(gòu)，可以是機構(gòu)的基本型，也可以是機構(gòu)組合，或組合機構(gòu)。 1機構(gòu)的基本型：指最基本的、最常用的機構(gòu)型式 主要有以下幾種：（1）四桿機構(gòu)（2）齒輪機構(gòu) （3）凸輪機構(gòu) 帶傳動帶傳動鏈傳動鏈傳動（4）撓性元件傳動（5）液、氣傳動基本型（7）電磁傳動機構(gòu)的基本型 （6）螺旋傳動機構(gòu)（8）間歇運動機構(gòu)的基本型：外棘輪機構(gòu) 外槽輪機構(gòu)（1 1）、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)）、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)（2 2）、連續(xù)轉(zhuǎn)動到步進轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)）、連續(xù)轉(zhuǎn)動到步進轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)（3 3）、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復(fù)擺動的運動變

6、換與實現(xiàn)機構(gòu)）、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復(fù)擺動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)（4 4）、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復(fù)直線移動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)）、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復(fù)直線移動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)（5 5）、連續(xù)轉(zhuǎn)動到平面運動的變換與實現(xiàn)機構(gòu)）、連續(xù)轉(zhuǎn)動到平面運動的變換與實現(xiàn)機構(gòu)（6 6）、直線移動到直線移動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)）、直線移動到直線移動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)（7 7）、直線移動到定軸轉(zhuǎn)動或擺動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)）、直線移動到定軸轉(zhuǎn)動或擺動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)2 2、機構(gòu)及其運動形態(tài)分析、機構(gòu)及其運動形態(tài)分析10.繩索傳動機構(gòu)繩索傳動機構(gòu)11.液力傳動機構(gòu)液力傳動機構(gòu)12.鋼絲軟軸傳動機構(gòu)鋼絲軟軸傳動機構(gòu)13.萬向節(jié)傳動機

7、構(gòu)等萬向節(jié)傳動機構(gòu)等1.齒輪傳動機構(gòu)齒輪傳動機構(gòu)2.連桿機構(gòu)連桿機構(gòu)6.摩擦輪傳動機構(gòu)摩擦輪傳動機構(gòu)8.帶傳動機構(gòu)帶傳動機構(gòu)9.鏈傳動機構(gòu)、鏈傳動機構(gòu)、（1）連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)）連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)橢圓齒輪傳動橢圓齒輪傳動具有變速傳動性能（變傳動比）轉(zhuǎn)動到轉(zhuǎn)動（連桿機構(gòu)）雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)例：慣性篩例：慣性篩轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)注意與擺動導(dǎo)桿的區(qū)別：都是曲柄導(dǎo)桿機構(gòu)，LBC LBA,則是轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿，否則是擺動導(dǎo)桿機構(gòu)帶傳動機構(gòu)帶傳動機構(gòu)液力傳動機構(gòu)液力傳動機構(gòu)繩索傳動機構(gòu)繩索傳動機構(gòu)鋼絲軟軸傳鋼絲軟軸傳動機構(gòu)動機構(gòu)摩擦輪傳動機構(gòu)摩擦輪傳動機構(gòu)同步帶傳動

8、機構(gòu)同步帶傳動機構(gòu)鋼絲軟軸汽車傳動軟軸專利：軟軸傳動潛水泵特點：主、從動件的位置具有隨意性（2 2）連續(xù)轉(zhuǎn)動到步進轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)）連續(xù)轉(zhuǎn)動到步進轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)間歇運動機構(gòu)間歇運動機構(gòu)槽輪機構(gòu)槽輪機構(gòu)棘輪機構(gòu)棘輪機構(gòu)不完全齒輪機構(gòu)不完全齒輪機構(gòu)分度凸輪機構(gòu)分度凸輪機構(gòu)（3 3）連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復(fù)擺動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)）連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復(fù)擺動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)連桿機構(gòu)連桿機構(gòu)擺動從動件擺動從動件凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)擺動從動件平面凸輪機構(gòu)擺動從動件平面凸輪機構(gòu)擺動從動件圓柱凸輪機構(gòu)擺動從動件圓柱凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)（4 4）連續(xù)轉(zhuǎn)動到往

9、復(fù)直線移動的運動變換）連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復(fù)直線移動的運動變換 與實現(xiàn)機構(gòu)與實現(xiàn)機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)正弦機構(gòu)正弦機構(gòu)直動從動件凸輪機構(gòu)直動從動件凸輪機構(gòu)齒輪齒條機構(gòu)齒輪齒條機構(gòu)螺旋機構(gòu)螺旋機構(gòu) （5 5）連續(xù)轉(zhuǎn)動到平面運動的變換與實現(xiàn)機構(gòu)）連續(xù)轉(zhuǎn)動到平面運動的變換與實現(xiàn)機構(gòu)行星齒輪機構(gòu)行星齒輪機構(gòu)行星輪行星輪（6 6）直線移動到直線移動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)）直線移動到直線移動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)雙滑塊機構(gòu)雙滑塊機構(gòu)移動凸輪機構(gòu)移動凸輪機構(gòu)雙滑塊機構(gòu)（橢圓儀）雙滑塊機構(gòu)雙滑塊機構(gòu)移動凸輪機構(gòu)移動凸輪機構(gòu)（7 7）直線移動到定軸轉(zhuǎn)動或擺動的運動變換與）直線移動到定軸轉(zhuǎn)動或擺動的運動變換與 實現(xiàn)機構(gòu)

10、實現(xiàn)機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)滑塊主動滑塊主動齒輪齒條機構(gòu)齒輪齒條機構(gòu)齒條主動齒條主動滑塊主動滑塊主動齒條主動齒條主動專利：專利：往復(fù)齒輪發(fā)動機往復(fù)齒輪發(fā)動機 將曲軸傳動改成齒條將曲軸傳動改成齒條帶動齒輪旋轉(zhuǎn)運動帶動齒輪旋轉(zhuǎn)運動配重配重配重配重曲軸配重（8）機、氣、液機構(gòu)組合 氣缸或液壓缸系統(tǒng)與連桿系統(tǒng)的組合，氣缸或液壓缸系統(tǒng)與連桿系統(tǒng)的組合，也可稱其為氣、液驅(qū)動連桿機構(gòu)。也可稱其為氣、液驅(qū)動連桿機構(gòu)。 由動作缸和活塞桿組合而成，主動件由動作缸和活塞桿組合而成，主動件一般均為活塞桿，對于比較復(fù)雜的工藝動一般均為活塞桿，對于比較復(fù)雜的工藝動作，可采用多缸來完成。作，可采用多缸來完成。 第四節(jié)第

11、四節(jié) 多功能平口鉗的創(chuàng)新設(shè)計案例分析多功能平口鉗的創(chuàng)新設(shè)計案例分析北京化工大學(xué)全國一等獎 3、 機構(gòu)的組合：把一些基本機構(gòu)通過適當(dāng)?shù)姆绞竭B接起來，從而組成一個機構(gòu)系統(tǒng)，稱之為機構(gòu)的組合。 在機構(gòu)的組合系統(tǒng)中，各基本機構(gòu)都保持原來的結(jié)構(gòu)和運動特性，都有自己的獨立性。故機構(gòu)的分析和設(shè)計方法仍然適合機構(gòu)組合系統(tǒng)中的各機構(gòu)。串聯(lián)機構(gòu)并聯(lián)機構(gòu)4、組合機構(gòu) 組合機構(gòu)與機構(gòu)的組合有本質(zhì)不同。組合機構(gòu)是指若干基本機構(gòu)，通過特殊的組合而形成的一種具有新屬性的機構(gòu)。組合機構(gòu)中的各基本機構(gòu)已不能保持各自的獨立性，也不能用原基本機構(gòu)的分析和設(shè)計方法進行組合機構(gòu)的設(shè)計。三、機械的控制系統(tǒng)：三、機械的控制系統(tǒng)：機械的控制

12、從手工操作向自動化、智能化發(fā)展的?？刂品椒ǎ簷C械、 電氣、 液壓、 氣動 綜合控制1電氣控制系統(tǒng)的基本要求： 1）滿足機械的動作要求或工藝條件； 2）電氣、電子元件合理，工作安全可靠； 3）停機時，控制系統(tǒng)的電子元器件不應(yīng)長期帶電； 4）有較強的抗干擾能力，避免誤操作； 5）便于維護與管理、經(jīng)濟指標好； 6）使用壽命長； 7）應(yīng)設(shè)置緊急手動裝置。電氣控制應(yīng)用最廣泛。3機械控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢： 應(yīng)用計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)，控制對象不斷增加，控制系統(tǒng)更加復(fù)雜、準確。兩類控制對象：（1）位移、速度、加速度、溫度、壓力數(shù)量的大?。?）以物體的有、無、動、停邏輯量控制方法：開環(huán)、閉環(huán)（單變量）反饋控制

13、現(xiàn)代控制理論（多變量）2控制對象 1）對原動機進行控制：可實現(xiàn)、開、關(guān)、停、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及調(diào)速、限位 2）對電磁鐵的控制：實現(xiàn)控制機械中執(zhí)行機構(gòu)的各種不同動作。 將檢測到的輸出結(jié)果與輸入指令的誤差隨時進行修正，此種控制方式為閉環(huán)控制。將輸出結(jié)果返回輸入端與輸入指令比較的過程，稱為反饋控制伺服電動機模擬伺服控制數(shù)字伺服控制軟件伺服控制智能控制（機電機構(gòu)組合） 智能技術(shù)是集計算機技術(shù)、電子技術(shù)、傳感智能技術(shù)是集計算機技術(shù)、電子技術(shù)、傳感器技術(shù)和控制技術(shù)融為一體的先進控制手段。器技術(shù)和控制技術(shù)融為一體的先進控制手段。v 機械系統(tǒng)的微機控制框圖機械系統(tǒng)的微機控制框圖四、機械系統(tǒng)類型四、機械系統(tǒng)類型1、單

14、一基本機構(gòu)組成的機械2、多個獨立的基本機構(gòu)協(xié)調(diào)工作的機械3、多個基本機構(gòu)連接組成的機械4、智能機械1、單一基本機構(gòu)組成的機械、單一基本機構(gòu)組成的機械由一個基本機構(gòu)組成的簡單機械具有多樣化、由一個基本機構(gòu)組成的簡單機械具有多樣化、用途廣泛且實用性好的特點。用途廣泛且實用性好的特點。許多基本機構(gòu)都有應(yīng)用價值。許多基本機構(gòu)都有應(yīng)用價值。在簡單機械中的應(yīng)用最為普遍。在簡單機械中的應(yīng)用最為普遍。2、多個獨立的基本機構(gòu)協(xié)調(diào)工作組成的機械、多個獨立的基本機構(gòu)協(xié)調(diào)工作組成的機械由多個基本機構(gòu)獨立工作，但他們之間的運動由多個基本機構(gòu)獨立工作，但他們之間的運動必須互相協(xié)調(diào)配合，完成特定的工作任務(wù)。必須互相協(xié)調(diào)配合

15、，完成特定的工作任務(wù)。3、多個基本機構(gòu)連接組成的機械、多個基本機構(gòu)連接組成的機械多個基本機構(gòu)通過串聯(lián)組合、并聯(lián)組合、疊加多個基本機構(gòu)通過串聯(lián)組合、并聯(lián)組合、疊加組合、封閉組合等連接方式，組成一個完整的組合、封閉組合等連接方式，組成一個完整的機械系統(tǒng)，完成特定的工作。機械系統(tǒng)，完成特定的工作。此類機械在工程中應(yīng)用最為廣泛。此類機械在工程中應(yīng)用最為廣泛。4、智能機械、智能機械智能機械也是近代產(chǎn)智能機械也是近代產(chǎn)生的體現(xiàn)高科技的機生的體現(xiàn)高科技的機械，其本質(zhì)是把機械械，其本質(zhì)是把機械運動、傳感技術(shù)、測運動、傳感技術(shù)、測試技術(shù)和現(xiàn)代控制技試技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)有機結(jié)合在一起，術(shù)有機結(jié)合在一起，形成的具有

16、智能的新形成的具有智能的新機械。機械。智能機器人智能機器人第二節(jié)第二節(jié) 機械運動簡圖及其結(jié)構(gòu)設(shè)計機械運動簡圖及其結(jié)構(gòu)設(shè)計 1機構(gòu)系統(tǒng)的運動簡圖設(shè)計：根據(jù)產(chǎn)品的功能目標和動作要求，設(shè)計出機械系統(tǒng)的運動方案，并確定傳動機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)以及各種控制的參數(shù)和尺寸。 2運動簡圖 機械的結(jié)構(gòu)設(shè)計 機械的結(jié)構(gòu)圖（裝配圖）一、構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計一、構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則 1）選材料；2）選擇毛坯；3）確定形狀與尺寸；4）強度、剛度、安全性、可靠性的校核；5）與其它構(gòu)件的關(guān)系；6）運動空間及運動干涉；6）經(jīng)濟性；8）維修、安裝方便。 2常用構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計常用構(gòu)件：齒輪、凸輪、桿狀構(gòu)件、塊狀構(gòu)件、具有復(fù)雜

17、形狀的構(gòu)件（1）齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 齒輪軸 整體式：圓盤狀，腹板式，輪副式 圖2-19圖2-19 外齒輪的結(jié)構(gòu)示意圖分體式：齒圈+輪轂內(nèi)齒輪的退刀槽 圖2-20圖2-20 內(nèi)齒輪的結(jié)構(gòu)示意圖（2）凸輪類構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 按尺寸：凸輪軸，盤狀凸輪 彈簧鎖合 （圖2-21） 按鎖合方式 溝槽式（圖2-22a） 幾何鎖合 封閉形狀結(jié)構(gòu) （圖2-22b、c） 尖底按從動件型式 滾子 平底滾子的結(jié)構(gòu)型式 圖2-25 滾動軸承、錐面、弧面、球面共軛凸輪的擺動滾子從動件：可調(diào)滾子位置擺桿 圖2-26b 可調(diào)擺桿臂式從動件 圖2-26c圖2-22 形封閉凸輪結(jié)構(gòu)示意圖圖2-23 雙滾子結(jié)構(gòu)示意圖圖2-24 圓柱滾子

18、改為圓錐滾子結(jié)構(gòu)示意圖滾子的結(jié)構(gòu)型式 圖2-25 滾動軸承、錐面、弧面、球面共軛凸輪的擺動滾子從動件：可調(diào)滾子位置擺桿 圖2-26b 可調(diào)擺桿臂式從動件 圖2-26c圖2-25 滾子結(jié)構(gòu)圖2-26 共軛凸輪的擺動滾子從動件圖2-26 共軛凸輪的擺動滾子從動件圖2-27 曲柄的結(jié)構(gòu)（3）桿類構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計）桿類構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計曲柄：圓盤銷軸狀、曲軸狀、桿件狀曲柄：圓盤銷軸狀、曲軸狀、桿件狀 圖圖2-27連桿、搖桿：視具體情況設(shè)計連桿、搖桿：視具體情況設(shè)計圖2-28 連桿組件圖2-29 轉(zhuǎn)動副的結(jié)構(gòu)示意圖（4）塊狀類構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計）塊狀類構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計：塊狀類構(gòu)件大都作移動，其結(jié)構(gòu)與運動副的結(jié)構(gòu)有關(guān)

19、。3機械零件組合成構(gòu)件的方法組合方法：螺紋聯(lián)接、焊接、粘接、過盈配合常見的例子：較大的蝸輪（鑄鐵輪轂與青銅輪緣組合） 內(nèi)燃機連桿 滑動軸承座二、運動副的結(jié)構(gòu)設(shè)計二、運動副的結(jié)構(gòu)設(shè)計v運動副的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計對提高機械的性能與壽命有重大幫助v1轉(zhuǎn)動副的結(jié)構(gòu)設(shè)計v滾動軸承：機械效率高v滑動軸承：結(jié)構(gòu)簡單，形成動壓潤滑時也有較高的效率v2移動副的結(jié)構(gòu)設(shè)計v 高副式移動副：低副式移動副v 重力封閉 ： 形封閉圖2-30：a.常見移動副 b.重力封閉 c.重力封閉與形封閉組合 d.重力封閉點接觸式 e.柱面移動副 f.帶滑鍵的柱面移動副 g. 形封閉點接觸式移動副 h. 形封閉結(jié)構(gòu) i.滾子與輪軌接觸形成的

20、移動副構(gòu)圖 j.滾子與滑槽形成的移動副3高副的結(jié)構(gòu)設(shè)計 滾子導(dǎo)軌（滾動導(dǎo)軌）代替平面摩擦導(dǎo)軌：滾子直徑、寬度、滾子的間距，定位措施等都需進行嚴格的結(jié)構(gòu)設(shè)計。滾珠絲杠代替普通絲杠也需進行結(jié)構(gòu)設(shè)計；所有的運動副結(jié)構(gòu)設(shè)計，為了相對運動中的摩擦，應(yīng)考慮：密封，潤滑的方式。圖2-30 常見移動副的結(jié)構(gòu)示意圖圖2-31 低副的高副結(jié)構(gòu)設(shè)計三、機構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計三、機構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計連桿機構(gòu)設(shè)計較難，桿件形狀千變?nèi)f化，也是創(chuàng)新成果最多的領(lǐng)域同一機構(gòu)可設(shè)計出性能、用途、外形完全不同的機械。連桿機構(gòu)的桿狀變化尚沒有找出一定的規(guī)律，目前主要憑堅實的基礎(chǔ)知識、豐富的實踐經(jīng)驗。如機構(gòu)簡圖為圖示的雙曲柄機構(gòu)，既可設(shè)計成

21、泵；也可設(shè)計成軸系結(jié)構(gòu)。圖2-32 雙曲柄機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計示例連桿機構(gòu)設(shè)計時要注意的問題 1）各構(gòu)件的運動不能發(fā)生干涉 圖2-32 2）在機械平衡的基礎(chǔ)上，把安裝配重與結(jié)構(gòu)設(shè)計一并考慮。 3）機構(gòu)系統(tǒng)的運動精度。 尺寸誤差影響機構(gòu)系統(tǒng)運動精度的因素 運動副的間隙誤差 構(gòu)件的彈性變形尺寸誤差對機構(gòu)運動位置的影響圖2-33 連桿機構(gòu)安裝位置示意圖 第三節(jié)第三節(jié) 機械系統(tǒng)的發(fā)展機械系統(tǒng)的發(fā)展一、機械系統(tǒng)的發(fā)展與演變一、機械系統(tǒng)的發(fā)展與演變 1剛性機械系統(tǒng)：系統(tǒng)的運動不具可控性，機械裝置與電氣裝置獨立組合的機械系統(tǒng)。 2柔性機械系統(tǒng)：運動具有可控性，可借助傳感器，控制電路、計算機實施智能化控制。數(shù)控機床和

22、機器人屬于柔性機械系統(tǒng)。3機械系統(tǒng)的發(fā)展機械技術(shù)與電子技術(shù)控制技術(shù)的結(jié)合，機械系統(tǒng)由剛性機械向柔性機械系統(tǒng)演化，使機電一體化的機械系統(tǒng)發(fā)展很快剛性機械系統(tǒng) 圖2-18a改進的剛性機械系統(tǒng) 圖2-18b柔性機械系統(tǒng) 圖2-18c直接驅(qū)動式的機械系統(tǒng) 圖2-18d圖2-18 機械系統(tǒng)的演變過程框圖機械系統(tǒng)的發(fā)展趨勢簡介機械系統(tǒng)的發(fā)展趨勢簡介剛性機械系統(tǒng)正在向柔性機械系統(tǒng)發(fā)展剛性機械系統(tǒng)正在向柔性機械系統(tǒng)發(fā)展。伺服電機伺服電機負載負載全柔性機械全柔性機械減速或變速機構(gòu)減速或變速機構(gòu)工作執(zhí)行機構(gòu)工作執(zhí)行機構(gòu)伺服電機伺服電機負載負載柔性機械柔性機械減速或變速機構(gòu)減速或變速機構(gòu)工作執(zhí)行機構(gòu)工作執(zhí)行機構(gòu)普通

23、電機普通電機負載負載剛性機械剛性機械一、機械運動的換向與控制一、機械運動的換向與控制v(1)(1)旋轉(zhuǎn)運動的換向與控制旋轉(zhuǎn)運動的換向與控制1)1)改變電機轉(zhuǎn)向改變電機轉(zhuǎn)向 2 2）限位開關(guān)換向）限位開關(guān)換向 第四節(jié)第四節(jié) 機械運動及其控制機械運動及其控制1)1)改變電機轉(zhuǎn)向改變電機轉(zhuǎn)向L1L2L3QSU11V11W11FU2U12V12W12U13V13W13FRUVWPEM3KM1KM2FRSB3SB1SB20KM2KM2KM1KM1KM2KM1FU11234567 滾輪式行程開關(guān)外形圖(a) 單輪旋轉(zhuǎn)式； （b） 雙輪旋轉(zhuǎn)式； （c） 電氣符號 2）限位開關(guān)換向）限位開關(guān)換向v3)3)介輪

24、換向介輪換向 輪輪2 2、3 3為介輪，左圖輪為介輪，左圖輪1 1、4 4反向轉(zhuǎn)動；反向轉(zhuǎn)動；右圖輪右圖輪1 1、4 4同向轉(zhuǎn)動。同向轉(zhuǎn)動。 v4)4)摩擦輪換向摩擦輪換向控制摩擦輪控制摩擦輪A A、B B在軸上的滑動在軸上的滑動位置，使得與位置，使得與C C交替接觸，實現(xiàn)交替接觸，實現(xiàn)C C輪的正反轉(zhuǎn)，輪的正反轉(zhuǎn)，完成螺旋完成螺旋D D的往復(fù)的往復(fù)移動。移動。v5)5)自身換向機構(gòu)自身換向機構(gòu)利用機構(gòu)本身的結(jié)構(gòu)特點，利用機構(gòu)本身的結(jié)構(gòu)特點，使從動件的運動自動換向。如曲柄搖桿機構(gòu)使從動件的運動自動換向。如曲柄搖桿機構(gòu) v(2)(2)直線移動的換向與控制直線移動的換向與控制 v1)1)改變電機轉(zhuǎn)向來實現(xiàn)往復(fù)直線移動改變電機轉(zhuǎn)向來實現(xiàn)往復(fù)直線移動 電機正反轉(zhuǎn)，經(jīng)齒輪驅(qū)動固定在大門上的齒條，電機正反轉(zhuǎn)，經(jīng)齒輪驅(qū)動固定在大門上的齒條，使大門往復(fù)移動。圖使大門往復(fù)移動。圖b b為電動感應(yīng)推拉門示意圖，為電動感應(yīng)推拉門示意圖，兩扇門固定在帶的上下兩側(cè)，利用電機的正反轉(zhuǎn)兩扇門固定在帶的上下兩側(cè)，利用電機的正反轉(zhuǎn)和上下皮帶的反向運動完成門的開啟與