机械运动方案创新设计
第十三章 机械运动方案及创新设计
4 2 1 6 3
5 1 2 3
襟翼操纵机构 V型双缸发动机 型双缸发动机
3. 复合式机构组合 一个两（ 一个两（多）自由度作为基础机构A，一个（几个）单 自由度作为基础机构 ，一个（几个） 自由度基本机构B（这里指附加机构） 自由度基本机构 （这里指附加机构）的输出构件接入基础 机构所构成的并联组合形式称为复合式机构组合。 机构所构成的并联组合形式称为复合式机构组合。
ห้องสมุดไป่ตู้
ω1
Ⅱ Ⅲ
V2 V3
Ⅰ
ω1″
刨床传动系统机构组合情况的初步方案图 Ⅰ——减速传动机构（带传动+齿轮传动） 减速传动机构（带传动 齿轮传动） 减速传动机构 齿轮传动 Ⅱ——刨刀往复直线急回运动机构 ——刨刀往复直线急回运动机构 Ⅲ——工作台间歇直线步进机构 工作台间歇直线步进机构
◆ 在Ⅲ后部串联一个能将转动 (或间歇转动 变为移动 或间歇 或间歇转动)变为移动 或间歇转动 变为移动(或间歇 移动)的基本机构 的基本机构Ⅲ 移动 的基本机构Ⅲ″； ◆ 在Ⅲ前部串联能减少间歇运 动冲击又容易获得任意运动规 律的高副机构Ⅲ ； 律的高副机构Ⅲ′； ◆ ω′= ω ″。
14 13 12 11
10 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1-电机； 电机； 电机 2-V带传动； 带传动； 带传动 3-高速级齿轮传动； 高速级齿轮传动； 高速级齿轮传动 4-低速级齿轮传动； 低速级齿轮传动； 低速级齿轮传动 5-摆动到感机构； 摆动到感机构； 摆动到感机构 6-凸轮机构； 凸轮机构； 凸轮机构 7-双摇杆机构； 双摇杆机构； 双摇杆机构 8-升降机构； 升降机构； 升降机构 9-工作台； 工作台； 工作台 10-棘轮 丝杠进给机 棘轮—丝杠进给机 棘轮 构； 11-工件； 工件； 工件 12-让刀机构； 让刀机构； 让刀机构 13进刀机构； 进刀机构； 进刀机构 14-滑枕 滑枕
2023-机械运动方案创新设计(PPT51页)
操作说明
❖ 1、实验台机架的固定
实验台机架图
11
12
2、各另部件之间的拼接
❖ 〔1〕轴相对机架的拼接
❖ 有螺纹端的轴颈可以插入滑块28#上的 铜套孔内，通过平垫片、防脱螺母34# 的连接与机架形成转动副或与机架固 定。如果按图6拼接后，6或8#轴相对 机架固定；如果不使用平垫片34# ， 那么6或8#轴相对机架作旋转运动。拼 接者可根据需要确定是否使用平垫片 34#。
滑块与连杆组成转动副和移动副的拼接
❖ 如下图的拼接效果是滑块13#的扁平轴颈处与连杆11#形成移动副； 在20#、21#的帮助下，滑块13#的圆轴颈处与另一连杆在连杆长槽的 某一位置形成转动副。首先用螺栓、螺母21#将固定转轴块20#锁定 在连杆11#上，再将转动副轴13#的圆轴端穿插20#的圆孔及连杆11# 的长槽中，用带垫片的螺栓15#旋入13#的圆轴颈端面的螺孔中，这 样13#与11#形成转动副。将13#扁头轴颈插入另一连杆的长槽中，将 15#旋入13#的扁平轴端面螺孔中，这样13#与另一连杆11#形成移动 副。
14
移动副的拼接
❖ 移动副的拼接如下图。转滑副轴24#的圆轴端插入连杆11#的长 槽中，通过带垫片的螺栓15#的连接，转滑副轴24#可与连杆 11#形成移动副。
❖ 提示：转滑副轴24#的另一端扁平轴可与其它构件形成转动副 或移动副。根据拼接的实际需要，也可选用7#或14#件替代24# 件作为滑块。 15
垫片螺栓15#旋入轴端面的螺孔内，那么凸轮相对轴转动。
22
凸轮高副的拼接
❖ 如下图，首先将轴6#或8#与机架相连。然后分别将凸轮1#、从动件 连杆11#拼接到相应的轴上去。用内六角螺钉27#将凸轮紧定在6#轴 上，凸轮1#与6#轴形成一个运动构件；将带垫片螺栓15#旋入8#轴端 面的螺孔中，连杆11#相对8#轴作往复移动。高副锁紧弹簧的小耳环 用螺栓21#固定在从动杆连杆上，大耳环的安装方式可根据拼接情况 自定，必须注意弹簧的大耳环安装好后，弹簧不能随运动构件转动， 否那么弹簧会被缠绕在转轴上而不能工作。
12机械运动方案与创新设计
二：机构的组合
指在机构选，组合创建新机构系统。
1.机构的工艺动作复杂：
一般常采用并联式、复合式或叠加式组合方式。
2.所选择的机构性能不好，但又无更好 的机构可选：
常采用串联式，用于改善机构的性能。
3.有时由于不具备某种动力源，或受其 它条件的限制，只有进行机构组合， 才能实现所要求的工艺动作。
4. 可操作性 是否操作简单，易掌握，以及人机 关系的协调性能如何等。 5. 舒适性 主要指外包装性能。
二： 评价方法
1. 数学分析法 是利用数学工具进行推导和计算，得 到量化评价参数，然后借助表格和图形 进行评价和决策。 2. 技术经济评价法 是将总目标分为两个子目标，即技术目 标和经济目标，求出相应的技术价和经济 价然后按一定方法进行综合，求出总价值 。诸方案中总价值最高者为最优方案。
需制定运动循环图，规定每个工艺动作 在运动循环周期内应处的位置，以确保各 工艺动作的先后次序，制定运动循环图的 主要步骤是：
1）分析每个子工艺动作特点，从中确定一个 主要动作，以此作为其它动作的位置基准。 2）设定主要动作的位置起点、终点和运动循 环周期。
3）分析其它动作相对主要动作的衔接位置， 以避免干涉。
可行性分析包括：
1.从市场需求预测出发，分析产品开发的必要性
市场预测：在统计过去和现在市场需求数据的 基础上，建立适当的数学模型，分析市场 发展趋势，并对未来市场作出估计和推测。
2.分析该产品目前国内外现状及水平
以了解同类产品的发展动向、掌握新艺、新 材料、新结构的信息，使产品开发趋向合理。
3.确定产品的技术规格、性能参数和约束条件 4.提出产品的技术关键和解决途径 5.预期达到的技术、经济、社会效益 6.预算投资费用及项目进度、期限
机械运动方案及机构创新设计
机械运动方案及机构创新设计
一、背景
注射器是一种用于注射药物的医疗器械，它能够有效地把药物注入患
者的体内，因此在医疗中十分重要。
传统注射器办法主要是手动操作的，
由于操作不熟练，容易造成注射量的误差，严重影响治疗效果。
因此，将
注射器的操作过程改为自动挡模式，成为近年来研究热点之一
二、机械运动方案
1.机构设计
采用该方案的射针机构，机构由漏斗、针尖器及轴承支撑立柱三部分
组成。
其中，漏斗主要用于装载药物，同时也是用于支撑的结构部分；针
尖器主要用于控制射针运动；立柱采用轴承支撑以加强稳定性。
2.移动端设计
采用该方案的移动端，由电机、减速机、内、外齿轮、链条轴承组成。
电机作为动力源，通过减速机将高速运动的动力转换为低速运动，然后再
转移到内、外齿轮上，通过链条轴承将低速运动传递给射针机构，以控制
射针的运动。
1.射针机构设计
采用该设计的射针机构，漏斗内部多加入一个推杆机构，与漏斗下方
的针尖器共同，形成一个滑动机构，漏斗内装载药物，药物通过推杆机构
推动针尖器向前面射出。
机械运动方案创新设计
机械运动方案创新设计引言机械运动方案的创新设计是指通过应用新颖的思维和技术手段，提出新的机械运动方案。
这种创新设计可以改进现有机械系统的性能，提高生产效率，降低能耗，并为未来的机械运动系统提供更好的设计参考。
本文将介绍一种创新的机械运动方案，并讨论其优势和应用领域。
设计原理1. 理解机械运动方案在设计新的机械运动方案之前，首先需要对机械运动方案有一个清晰的理解。
机械运动方案是指控制机械装置的运动、位置和速度的方法和措施。
它可以包括各种机械元件的组合、驱动方式、传动装置以及控制系统等。
2. 创新设计的目标创新设计的目标是提出一种能够改进现有机械系统性能的机械运动方案。
这可能包括提高运动的精度、速度和稳定性，减少能耗和噪音，提高系统的可靠性和操作性，等等。
3. 基于新技术的创新设计创新设计需要基于新技术的应用。
例如，可以利用计算机辅助设计（CAD）软件进行机械元件的设计和模拟分析，以提高系统的设计效率和准确性。
同时，可以利用电子控制技术和传感器技术来实现对机械运动的精确控制和监测。
创新设计案例和应用领域1. 基于磁悬浮技术的创新设计一种创新的机械运动方案是基于磁悬浮技术的设计。
磁悬浮技术可以通过电磁力和磁场对物体进行悬浮和稳定控制。
这种技术可以应用于高速列车、磁悬浮飞行器、风力发电机等领域。
通过利用磁悬浮技术，可以降低机械磨损、减少能耗，提高系统运行的稳定性和效率。
2. 基于机器学习的创新设计另一种创新的机械运动方案是基于机器学习的设计。
机器学习是一种人工智能技术，通过对大量数据进行分析和学习，从中发现规律并作出决策。
利用机器学习技术可以对机械运动进行精确的预测和控制，提高系统的自适应性和智能化。
例如，可以利用机器学习技术对机械装置的故障进行预测和预防，提高系统的可靠性和安全性。
3. 基于虚拟现实的创新设计虚拟现实技术是一种将计算机生成的三维图像与现实世界进行交互的技术。
利用虚拟现实技术，可以将机械运动方案进行模拟和仿真，从而提前发现系统设计中的问题，并通过虚拟现实技术进行优化。
机械运动方案创新设计实验报告
机械运动方案创新设计实验报告摘要：本实验旨在进行机械运动方案的创新设计，并通过实验验证其性能。
首先，通过研究已有的机械运动方案，分析其优缺点。
然后，基于创新设计思路，提出新的机械运动方案，并进行设计制造。
最后，通过实验测试其运动性能，并与传统方案进行比较分析。
1.引言2.方案分析通过研究已有的机械运动方案，我们发现传统方案存在以下问题：（1）运动效率低；（2）结构复杂，制造成本高；（3）部分方案存在安全隐患。
基于对这些问题的分析，我们提出了以下创新设计思路：（1）增加传动比，提高运动效率；（2）简化结构，降低制造成本；（3）增加安全措施，提高安全性。
3.方案设计基于上述创新设计思路，我们设计了一种新的机械运动方案。
具体设计如下：（1）采用新型传动装置，增加传动比，提高运动效率；（2）简化结构，减少部件数量和连接点，降低制造成本；（3）增加防护装置和安全传感器，提高安全性。
4.制造与装配根据设计方案，我们制造了相应的零部件，并进行了装配。
在制造过程中，我们严格控制了尺寸和表面质量，以确保装配的准确性和稳定性。
5.实验测试我们对新设计的机械运动方案进行了实验测试，并与传统方案进行了比较。
实验主要包括以下内容：（1）运动速度测试；（2）运动效率测试；（3）安全性测试。
6.结果与讨论通过实验测试，我们得到了以下结果：（1）新设计的机械运动方案比传统方案具有更高的运动速度；（2）新方案的运动效率显著提高，相比传统方案，节省了一定的能源消耗；（3）新方案的安全性能显著提高，有效避免了传统方案的安全隐患。
7.结论本实验通过创新设计一种新的机械运动方案，并通过实验验证了其性能。
实验结果表明，新方案具有较高的运动速度、较高的运动效率和良好的安全性能。
该实验可为机械运动方案的设计和优化提供参考。
9.致谢感谢实验室的老师和同学对本实验的支持和帮助，在实验过程中给予了我们很多宝贵的建议和指导。
机械运动方案创新设计实验报告
机械运动方案创新设计实验一、实验目的1．加深对平面连杆机构及其设计的理解。
2. 初步了解机构设计的基本原理及各连杆机构的运动特性。
3．学会用实验的方法进行机构运动及结构分析。
4. 培养学生创新意识及综合设计能力。
二、实验原理平面连杆机构由原动件、连杆和从动件组成。
原动件输出运动和动力，通过连杆实现从动件的输出，达到运动方式的转换和对外做功。
三、实验设备及工具1．ZBS-C机构运动创新设计实验台2. 工具：外六角扳手（2把），内六角扳手（1个），钢尺（1个），十字起（1把）一字起（1把）四、实验步骤1，，每位同学根据自己所做的机构设计简图到零件库中选取相应的零件。
2，按工序号找到相对应的试验台架号，按图组装机构3，组装完毕后让其运转，检验是否运转自如，能否满足自己的设计要求。
4，机构运动正常后，测量并记录该机构的实际尺寸，回去后完成实验报告。
五、实验报告要求1．根据对机构的工艺要求，设计拼接机构的运动链结构图，计算机构的自由度；2．按比例绘制搭接机构的运动简图，标注出机构的运动简图的尺寸参数；3．说明该机构是否满足给定的工艺要求；4．分析该机构的优缺点？要求：在预习报告中确定设计方案。
绘制机构运动链结构图。
附录：机构的尺寸及数量。
实验步骤1，，每位同学根据自己所做的机构设计简图到零件库中选取相应的零件。
2，按工序号找到相对应的试验台架号，按图组装机构3，组装完毕后让其运转，检验是否运转自如，能否满足自己的设计要求。
4，机构运动正常后，测量并记录该机构的实际尺寸，回去后完成实验报告。
机械运动方案创新设计实验
机械运动方案创新设计实验一、实验目的1．加深对机构设计原理的认识，进一步了解并掌握机构的组成及其运动特性。
2. 熟悉ZBS-C机构运动创新实验台运动副的拼接方法。
3．要求学生灵活应用以下几种机构构型的创新设计方法，创造性的设计、拼接机构及机构系统。
4.培养学生创新意识及综合设计能力。
二、实验原理根据机构运动的可能性及确定性条件设计机构运动方案，运用转动副、移动副及连杆搭接各类机构及机构系统。
机构组成：平面连杆机构包括原动件、连杆和从动件，机构功能：是指机构实现运动变换和完成某种功用的能力，常用机构的执行机构的运动形式有回转运动、直线运动和曲线运动。
在平面连杆机构中，当原动件以相同的方式运动时，如果改变构件的相对长度，便可使从动件得到不同的运动规律。
三、实验内容1.多功能移动式残病人浴缸翻转机构⑴上身部缸体翻转机构要求上身部缸体从水平位置向上翻转至70度，即翻转角为0-70度.可采用的机构：①摆动导杆机构，导杆与上身部缸体固装在－起，带动缸体翻转。
由直线电机带动主动杆摆动。
②双摇杆机构，上身部缸体作为从动摇杆，在主动摇杆驱动下作0-70度摆动. 主动杆由直线电机带动摆动。
③其它机构⑵腿部缸体翻转机构要求腿部缸体从垂直位置向上翻转至水平位置，利用死点保持腿部缸体在水平位置,借助凸轮机构破坏死点，使腿部缸体在重力作用下复位。
可采用机构：①双摇杆机构，腿部缸体作为主动摇杆；②其它机构2. 牛头创床机构要求刨刀（安装在滑枕上）作直线往复运动。
可采用的机构：①转动导杆机构和曲柄滑块机构组合,由电机驱动主动件转动。
(P31)②摆动导杆机构和滑块机构组合,由电机驱动主动件转动。
③其它机构3.翻转机要求翻转模板装在连杆上，模板翻转180度。
①四杆机构，电机驱动。
②其它机构4.飞机起落架要求起落架上轮子从水平位置向下翻转至垂直位置，利用死点使起落架轮子保持在垂直位置。
可采用的机构：①四杆机构，电机驱动。
②其它机构5.插床机构要求插刀作垂直上下往复直线运动，向下时（工作行程）较慢，向上运动（空程）时速度较快。