變型（形、異）設計

——適應性設計變性創(chuàng)造原理在機械設計中的應用呂鯤第一頁，共九十一頁。本章的主要內(nèi)容第一節(jié)產(chǎn)品的變型設計第二節(jié)機構(gòu)的變異設計第三節(jié)構(gòu)件的變異設計第二頁，共九十一頁。參考書鐘廷修：《機械設計手冊2第14篇快速響應變型設計和反求設計（第2版）》

呂仲文：《機械創(chuàng)新設計》第三頁，共九十一頁。第一節(jié)產(chǎn)品的變型設計概念：變型設計基于已有的工作原理，采用基本不變的結(jié)構(gòu)方案，只按功能需求對具體結(jié)構(gòu)進行局部調(diào)整，以產(chǎn)生適應性的變型產(chǎn)品。這類設計因工作原理不變，僅對局部結(jié)構(gòu)或零件進行更新設計。第四頁，共九十一頁。意義變型設計在原有產(chǎn)品的基礎上，按市場需求進行結(jié)構(gòu)重組，它的實現(xiàn)過程可以最大限度地重用企業(yè)已有的成熟產(chǎn)品資源，具有很強的靈活性和適應性?？梢姡冃驮O計能迅速推出能滿足不同用戶需求的新產(chǎn)品，占領(lǐng)市場，增強企業(yè)的競爭能力。變型產(chǎn)品具有以下特點：1)多樣靈活性根據(jù)市場需求，靈活地推出多種相應產(chǎn)品。2)迅速為適應市場競爭的需要推出產(chǎn)品要快。3)低廉在保證功能和質(zhì)量的前提下成本要低，或確切地說性能價格比要低。第五頁，共九十一頁?；驹瓌t和基本方法基本原則:在變型產(chǎn)品的設計中應貫徹標準化、通用化、系列化和模塊化的原則基本方法：相似設計（系列化）和模塊化設計

第六頁，共九十一頁。變型設計過程第七頁，共九十一頁。變型設計輔助系統(tǒng)第八頁，共九十一頁。尋找相似原型（實例庫）第九頁，共九十一頁。結(jié)構(gòu)變更以滿足新的功能第十頁，共九十一頁?；赑DM的變型設計流程第十一頁，共九十一頁。第二節(jié)機構(gòu)變異（性）設計以已知機構(gòu)為基礎，通過對機構(gòu)的結(jié)構(gòu)元素進行變化或改造，使機構(gòu)產(chǎn)生出新的運動特性和使用功能的設計稱為機構(gòu)的變異設計。機構(gòu)變異設計是變性創(chuàng)造原理在機構(gòu)創(chuàng)新設計中的具體應用。第十二頁，共九十一頁。措施充分利用或改變構(gòu)件的屬性來創(chuàng)新機構(gòu)的措施可以歸納為以下幾點：（1）構(gòu)件運動的充分利用；（2）改變機架的位置；（3）改變原動件的位置及性質(zhì)；（4）運動副的變異第十三頁，共九十一頁。1．構(gòu)件運動的充分利用一般情況下是主動輪輸入運動，從動輪輸出一個轉(zhuǎn)動。能不能使鏈條成為輸出運動的構(gòu)件呢？我國古時候的農(nóng)用水車利用在鏈上安裝刮水板來抽水；現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的流水線常用鏈來輸送工件或物料。用鏈來聯(lián)接中心距為零的兩個鏈輪形成鏈式聯(lián)軸器，這種聯(lián)軸器不僅聯(lián)接可靠，還可緩沖。第十四頁，共九十一頁。鏈傳動第十五頁，共九十一頁。第十六頁，共九十一頁。第十七頁，共九十一頁。第十八頁，共九十一頁。鏈傳動的輸出變異第十九頁，共九十一頁。槽輪機構(gòu)槽輪機構(gòu)的從動件至少有3個槽，即最大轉(zhuǎn)度為120°要想是一次轉(zhuǎn)過180度怎么辦？第二十頁，共九十一頁。鏈驅(qū)動的槽輪第二十一頁，共九十一頁。線圈繞制機的排線機構(gòu)第二十二頁，共九十一頁。一般的差動輪系第二十三頁，共九十一頁。行星輪系的輸出變換第二十四頁，共九十一頁。2改變機架的位置也稱機構(gòu)倒置四桿機構(gòu)的倒置曲柄滑塊機構(gòu)的倒置第二十五頁，共九十一頁。爬樓梯機器人（第一屆大學生創(chuàng)新設計）第二十六頁，共九十一頁。鏈傳動中固定鏈條效果？各種履帶運輸車輛的行走機構(gòu)可以看成是將鏈傳動機構(gòu)倒置而設計制成的。第二十七頁，共九十一頁。第二十八頁，共九十一頁。由定軸輪系到行星輪系第二十九頁，共九十一頁。仿步機構(gòu)的設計第三十頁，共九十一頁。瓦特鏈第三十一頁，共九十一頁。瓦特鏈倒置第三十二頁，共九十一頁。斯蒂芬鏈第三十三頁，共九十一頁。斯蒂芬鏈的倒置第三十四頁，共九十一頁。自動卸料（凸輪機構(gòu)的倒置）第三十五頁，共九十一頁。應用舉例（紙盒成型）第三十六頁，共九十一頁。3改變原動件的位置及性質(zhì)改變原動件和結(jié)構(gòu)，會產(chǎn)生什么效果呢？第三十七頁，共九十一頁。曲柄滑塊機構(gòu)以曲柄為原動件？以滑塊為原動件？第三十八頁，共九十一頁。抓斗機構(gòu)第三十九頁，共九十一頁。超越離合器第四十頁，共九十一頁。等三曲邊凸輪機構(gòu)第四十一頁，共九十一頁。并聯(lián)第四十二頁，共九十一頁。加工方孔的刀具第四十三頁，共九十一頁。泵第四十四頁，共九十一頁。差動輪系的無級變速裝置第四十五頁，共九十一頁。原理若兩個電機的轉(zhuǎn)速都是735轉(zhuǎn)/分，其中一個電機為調(diào)速電機，則該機構(gòu)是一個效率很高的無級變速器。變速范圍在0.823到287.4之間。第四十六頁，共九十一頁。（4）運動副的變異第四十七頁，共九十一頁。怎樣的變化？低副到高副連續(xù)擺動到間歇轉(zhuǎn)動第四十八頁，共九十一頁。雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)轉(zhuǎn)化為十字滑塊和萬向聯(lián)軸節(jié)第四十九頁，共九十一頁。運動副的變大第五十頁，共九十一頁?；钊剿玫谖迨豁?，共九十一頁。擴大后展直第五十二頁，共九十一頁。移動副擴大第五十三頁，共九十一頁?？朔傈c第五十四頁，共九十一頁。高副變低副第五十五頁，共九十一頁。低副變高副第五十六頁，共九十一頁。高副低代第五十七頁，共九十一頁。增加輔助結(jié)構(gòu)可調(diào)凸輪第五十八頁，共九十一頁。推桿可換的凸輪機構(gòu)第五十九頁，共九十一頁。第三節(jié)構(gòu)件變異創(chuàng)新構(gòu)件變異的主要目的1)改善機構(gòu)運動的不確定；2)解決機構(gòu)由于結(jié)構(gòu)原因無法正確運動問題；3)開發(fā)新功能；4)開發(fā)新機構(gòu)；5)改善機構(gòu)的受力狀態(tài)，提高構(gòu)件強度或剛度第六十頁，共九十一頁。數(shù)量變元形狀變元材料變元位置變元聯(lián)接變元尺寸變元工藝變元第六十一頁，共九十一頁。1數(shù)量變元齒輪的齒數(shù)槽輪的槽數(shù)螺釘頭部的開口平鍵到花鍵第六十二頁，共九十一頁。第六十三頁，共九十一頁。2形狀變元第六十四頁，共九十一頁。第六十五頁，共九十一頁。第六十六頁，共九十一頁。第六十七頁，共九十一頁。第六十八頁，共九十一頁。第六十九頁，共九十一頁。蝸輪蝸桿第七十頁，共九十一頁。第七十一頁，共九十一頁。第七十二頁，共九十一頁。第七十三頁，共九十一頁。數(shù)量和形狀的變化第七十四頁，共九十一頁。3材料變元滑動軸承的軸承套離心泵的葉片鍍層第七十五頁，共九十一頁。4位置變元第七十六頁，共九十一頁。第七十七頁，共九十一頁。第七十八頁，共九十一頁。5聯(lián)接變元聯(lián)接變元有兩層涵義：一是聯(lián)接方式的變化，如螺紋聯(lián)接、焊接、鉚接、膠接及過盈聯(lián)接等；二是對于每一種聯(lián)接方式采用不同的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。第七十九頁，共九十一頁。第八十頁，共九十一頁。6尺寸變元第八十一頁，共九十一頁。第八十二頁，共九十一頁。第八十三頁，共九十一頁。鋼絲鉗第八十四頁，共九十一頁。7工藝變元第八十五頁，共九十一頁。鳥巢床第八十六頁，共九十一頁。冰柜第八十七頁，共九十一頁。變型（改良性）設計的特點改良性設計在體現(xiàn)創(chuàng)造性的同時，重視設計的理性和可行性改良性設計保證了產(chǎn)品的更新?lián)Q代，具有一定的繼承性改良性設計在使原有產(chǎn)品的功能、特性得以延續(xù)的同時，必然禁錮了設計的設計思維和新設計理念的迸發(fā)。不能把變型設計看成是對原有產(chǎn)品簡單的改良，要融入盡量多的創(chuàng)造性思維。第八十八頁，共九十一頁。設計舉例：鍛壓機方案呂仲文《機械創(chuàng)新設計》P96第八十九頁，共九十一頁。作業(yè)：在手鋸的基礎上發(fā)揮你的想象力、運用變異創(chuàng)新設計方法，設計電動機械鋸，給出不少于4種方案，并說明相互之間的變異過程。你見過幾種橋梁，說明他們之間的區(qū)別和聯(lián)系（形狀、結(jié)構(gòu)和受力），并構(gòu)思一種新的橋梁。第九十頁，共九十一頁。內(nèi)容總結(jié)變型（形、異）設計

——適應性設計。這類設計因工作原理不變，僅對局部結(jié)構(gòu)或零件進行更新設計。1)多樣靈活性根據(jù)市場需求，靈活地推出多種相應產(chǎn)品。2)迅速為適應市場競爭的需要推出產(chǎn)品要快。3)低廉在保證功能和質(zhì)量的前提下成本要低，