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第十一章第十一章 机械创新设计实例机械创新设计实例 第一节第一节 平动齿轮传动装置的创新设计案例分析平动齿轮传动装置的创新设计案例分析第二节第二节 机构应用创新设计案例分析机构应用创新设计案例分析第三节第三节 箭杆织机打纬凸轮机构的创新设计箭杆织机打纬凸轮机构的创新设计 案例分析案例分析第四节第四节 多功能平口钳的创新设计案例分析多功能平口钳的创新设计案例分析第五节第五节 发动机主体机构的创新设计案例分析发动机主体机构的创新设计案例分析本章主要用于自学本章主要用于自学,可讲一个具体实例说明即可可讲一个具体实例说明即可第一节第一节 平动齿轮传动装置的创新设计案例分析平动齿轮传动装置的创新设计案例分析一、机构串联组合：一、机构串联组合：平行四边形机构与外齿轮机构进行串联组平行四边形机构与外齿轮机构进行串联组 合，由于外齿轮合，由于外齿轮Z1随同连杆做平动，称为随同连杆做平动，称为 平动齿轮传动机构。平动齿轮传动机构。设曲柄长度等于二齿轮中心距设曲柄长度等于二齿轮中心距 LAB=O1O2=r1+r2=m（Z1+Z2）/2 根据机构瞬心原理，可有：根据机构瞬心原理，可有：Z1CABDZ2PO1O2VP2VP1VBZ1CABDZ2PO1O2VP2VP1VB进行整理后，可有：进行整理后，可有：平行四边形机构与外啮合齿轮组合后，可获得平行四边形机构与外啮合齿轮组合后，可获得增速机构。但外形尺寸过大，应用受到限制。增速机构。但外形尺寸过大，应用受到限制。平行四边形机构与内啮合齿轮的串联组合平行四边形机构与内啮合齿轮的串联组合Z1CABDZ2VBVP根据机构瞬心原理，可有：根据机构瞬心原理，可有：当二轮齿数差较小时，可获得大传动比的减速当二轮齿数差较小时，可获得大传动比的减速机构。机构。Z1C1AB1DZ2B3B2C2C3并联组合原理的应用：并联组合原理的应用：采用三套互成采用三套互成120的平动齿轮机构并联组合，可的平动齿轮机构并联组合，可三环减速器。三环减速器。Z1C1AB1DZ2B3B2C2C3三环减速器的内齿轮做平动，不能减小尺寸和三环减速器的内齿轮做平动，不能减小尺寸和重量，做平动的环板的惯性力的平衡难度大，难重量，做平动的环板的惯性力的平衡难度大，难以在高速下运转。以在高速下运转。Z1CABDZ2相对运动原理的应用：相对运动原理的应用：采取外齿轮做采取外齿轮做平动，内齿轮输出，可得到下图平动，内齿轮输出，可得到下图的的平动齿轮机构。平动齿轮机构。根据机构瞬心原理，可有：根据机构瞬心原理，可有：当二轮齿数差较小时，可获得大传动比的减速当二轮齿数差较小时，可获得大传动比的减速机构。机构。为平衡外齿轮的惯性力，为平衡外齿轮的惯性力，采用三套互成采用三套互成120120的的平动齿轮机构并联组合。平动齿轮机构并联组合。Z1C1AB1DZ2B3B2C2C3采用机构演化与变异原理，缩短机架尺寸，可采用机构演化与变异原理，缩短机架尺寸，可得到下列机构。得到下列机构。Z2B1B3B2C2AC1DC3Z1结构创新：用偏心轴代替平行四边形机构结构创新：用偏心轴代替平行四边形机构实用机构爆炸图实用机构爆炸图总结：总结：该装置具有传动比大、体积小、结构紧凑、传动该装置具有传动比大、体积小、结构紧凑、传动效率高等特点。效率高等特点。研制过程中使用了机构的串联组合原理、并联组研制过程中使用了机构的串联组合原理、并联组合原理、相对运动原理、演化与变异原理以及机合原理、相对运动原理、演化与变异原理以及机构创新等创新方法。是机械创新设计的典型案例构创新等创新方法。是机械创新设计的典型案例第二节第二节 机构应用创新设计案例分析机构应用创新设计案例分析机构的应用创新设计是在不改变机构类型的前提机构的应用创新设计是在不改变机构类型的前提下，或者说在不改变机构运动简图的前提下对机下，或者说在不改变机构运动简图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设计过程；把一个基本成特定功能的机械装置的设计过程；把一个基本机构直接应用在满足机器工作要求的场合，也是机构直接应用在满足机器工作要求的场合，也是机构应用创新。所以机构的应用创新是应用最广机构应用创新。所以机构的应用创新是应用最广泛的创新设计方法。泛的创新设计方法。CAB转动副转动副B B进行销钉扩大，直到包含转动副进行销钉扩大，直到包含转动副A A。为。为增大转动副增大转动副C C处的强度，将转动副处的强度，将转动副C C也增大。由也增大。由于转动副于转动副C C不能作整周转动，仅为摆动副，可将不能作整周转动，仅为摆动副，可将其作成半圆状，但这时不能满足滑块与连杆的其作成半圆状，但这时不能满足滑块与连杆的运动约束条件。运动约束条件。处理方法是将处理方法是将C C处转动副上半部分再增大，使滑处转动副上半部分再增大，使滑块与连杆再形成一处转动副。为保证虚约束的块与连杆再形成一处转动副。为保证虚约束的条件，条件，C C处的两个圆应为同心圆。滑块的形状也处的两个圆应为同心圆。滑块的形状也必须进行变异设计，将其作成中空状，设计结必须进行变异设计，将其作成中空状，设计结果见图示。果见图示。CAB第三节第三节 箭杆织机打纬凸轮机构的创新设计箭杆织机打纬凸轮机构的创新设计 案例分析案例分析第四节第四节 多功能平口钳的创新设计案例分析多功能平口钳的创新设计案例分析略：可以自学略：可以自学本章完本章完