机构创新构思原理.pptx

机构创新构思的原理与方法机构创新构思的原理与方法设计者：范月红设计者：范月红 谷沙沙谷沙沙 陈瑟陈瑟2 结构设计的基本原理主要体现在任务分配原理、自补偿原理、力传递原理、结构设计的基本原理主要体现在任务分配原理、自补偿原理、力传递原理、变形协调原理、力平衡原理、等强度原理、稳定性原理与噪声降低原理诸方变形协调原理、力平衡原理、等强度原理、稳定性原理与噪声降低原理诸方面。遵守这些原理是实现良好的结构设计的基础。面。遵守这些原理是实现良好的结构设计的基础。一、任务分配原理一、任务分配原理1）任务分解）任务分解 将任务分解，由不同的结构实现整体功能。将任务分解，由不同的结构实现整体功能。机构创新构思的原理机构创新构思的原理3图7-3 带轮的安装结构(a)(b)图图7-3所示为两种带轮的安装结构，所示为两种带轮的安装结构，图图7-3(a)所示的结构是将弯矩和扭矩同时所示的结构是将弯矩和扭矩同时作用于转轴；作用于转轴；图图7-3(b)所示的结构将弯矩作用于机架、扭矩作用于转轴，显然，所示的结构将弯矩作用于机架、扭矩作用于转轴，显然，图图7-3(b)所所示的结构有利于减小轴的尺寸、提高轴的旋转精度。示的结构有利于减小轴的尺寸、提高轴的旋转精度。(a)(b)42）、任务合成）、任务合成 将任务合成，由同一结构实现不同的功能。将任务合成，由同一结构实现不同的功能。图图7-4所示的齿式联轴器既实现了转速与转矩的传递，又解决了两端轴线的误所示的齿式联轴器既实现了转速与转矩的传递，又解决了两端轴线的误差补偿、适应了工作时外载荷引起的轴线变位。差补偿、适应了工作时外载荷引起的轴线变位。图7-4 齿式联轴器新型脐带剪新型脐带剪结构简介结构简介具体的应用体现具体的应用体现C:Documents and SettingsAdministrator桌面非常有创意的短片，讲述Honda过去65年间最成功的创新_高清.mp48二、自补偿原理二、自补偿原理 在机械设计中，实现自增强、自平衡是提高机械寿命的有效手段。在机械设计中，实现自增强、自平衡是提高机械寿命的有效手段。1）自增强）自增强 在正常工作状态下，负载效应与初始效应的作用方向相同，总效果变好。在正常工作状态下，负载效应与初始效应的作用方向相同，总效果变好。2 2）自平衡）自平衡 在正常工作状态下，自平衡是指将工作力对零件的不利影响自我抵消掉。在正常工作状态下，自平衡是指将工作力对零件的不利影响自我抵消掉。、9 温度变化、受力、磨损等因素是影响机械结构工作精度的原因。温度变化、受力、磨损等因素是影响机械结构工作精度的原因。好的结构设计可以减少这些影响。好的结构设计可以减少这些影响。凸轮、移动从动件与摇杆的接触点上都有磨损。凸轮、移动从动件与摇杆的接触点上都有磨损。图图a使得这两处磨损对从动件的运动误差的影响互相叠加；使得这两处磨损对从动件的运动误差的影响互相叠加；而图而图b的结构则使得影响互相抵消，从而提高了机构的工作精度。的结构则使得影响互相抵消，从而提高了机构的工作精度。10图7-7 力流路线对结构的影响0.2a(a)FF(b)0.5aaFFa2a(c)FF三、力传递原理三、力传递原理机械中的构件与运动副都承受机械中的构件与运动副都承受并传递力，力流路线最短、力流转并传递力，力流路线最短、力流转向平缓是减小体积提高寿命的向平缓是减小体积提高寿命的11图7-9 两焊接板的变形及应力分布(a)(b)FF平均maxFF平均max21压应力拉应力四、变形协调原理四、变形协调原理 在外载荷作用下，两个相邻零件的联接处，由于各自受力与变形不同，两在外载荷作用下，两个相邻零件的联接处，由于各自受力与变形不同，两零件间产生相对变形将引起力流密集形成应力集中。零件间产生相对变形将引起力流密集形成应力集中。所谓变形协调，就是使所谓变形协调，就是使相邻零件在外载荷作用下的变形方向相同，并尽可能减小相对变形。相邻零件在外载荷作用下的变形方向相同，并尽可能减小相对变形。图图7-9(a)为两板受拉，相对变形较小，符合变形协调原理，应力分布较均为两板受拉，相对变形较小，符合变形协调原理，应力分布较均匀；图匀；图7-9(b)为一板受拉，另一板受压，相对变形较大，变形不协调，应力为一板受拉，另一板受压，相对变形较大，变形不协调，应力分布不均匀分布不均匀.12图7-10 强度(a)(b)(c)(d)FFFF五、等强度原理五、等强度原理 若一个零件的各处应力相等称为等强度。等强度充分利用了材料的力学性若一个零件的各处应力相等称为等强度。等强度充分利用了材料的力学性能，是一种好的设计方案。能，是一种好的设计方案。图图7-10(a)所示强度不等，而且强度差；所示强度不等，而且强度差；图图7-10(b)所示强度不等，浪费了材所示强度不等，浪费了材料；料；图图7-10(c)所示适于铸铁的等强度结构，所示适于铸铁的等强度结构，图图7-10(d)所示适用于钢的等强度所示适用于钢的等强度结构。结构。13六、稳定性原理六、稳定性原理 结构的稳定性是指倾翻力被恢复力平衡，系统处于稳定状态。结构的稳定性是指倾翻力被恢复力平衡，系统处于稳定状态。图图7-11(a)所示的活塞，配有压力平衡环，活塞不易倾斜。所示的活塞，配有压力平衡环，活塞不易倾斜。图图7-11(b)所示的气缸压力能使活塞有恢复到垂直位置的倾向，达到稳定工作所示的气缸压力能使活塞有恢复到垂直位置的倾向，达到稳定工作状态；状态；图图7-11(c)所示的气缸压力达到活塞的下端，活塞不易倾斜；所示的气缸压力达到活塞的下端，活塞不易倾斜；图图7-11(d)所示的活塞铰接点达到上端，活塞同样不易倾斜。所示的活塞铰接点达到上端，活塞同样不易倾斜。图7-11 保持活塞稳定的结构(a)压力平衡环 (b)圆锥形活塞 (c)压力囊 (d)活塞重心上铰链连接活塞气缸活塞气缸活塞气缸活塞气缸稳定性是一切伟大创新的保证2013 ICRA 令人惊叹的机器人_高清.mp4这一切所有的顺利完成最离不开的一项是稳定性15噪声对人是有害的，根据噪声对人是有害的，根据JB377411984工程机械噪声限值工程机械噪声限值标准规定，标准规定，司机位置处的噪声不得大于司机位置处的噪声不得大于90dB。机械噪声是由固体振动产生的，因此，减少振动是降低噪声的有效手段。机械噪声是由固体振动产生的，因此，减少振动是降低噪声的有效手段。七、七、噪声降低原理噪声降低原理指环手枪指环手枪有没有？有时候，我们的想像是这样的：有时候，我们的想像是这样的：据说恐怖电影中大多数毛骨悚然的金属声音都是这种据说恐怖电影中大多数毛骨悚然的金属声音都是这种乐器发出来的乐器发出来的_标清标清.flv其实，这除了在恐怖电影中有用之外，绝对属于噪声其实，这除了在恐怖电影中有用之外，绝对属于噪声 谢谢观看谢谢观看全国机械创新设计大赛视频_标清.flv