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机构的多样性与创新设计的构思方法探究

2012-09-18王艳

滁州职业技术学院学报 2012年3期

王 艳

(滁州职业技术学院,安徽 滁州 239000)

随着科学技术的日益进步和计算机的广泛应用,现代机械在机构类型方面出现许多新的创造,正向着机-电-液-信息一体化方向发展,有些已突破了传统机构学范畴,进入“广义机构学”的领域。但是不论现代机械如何发展,传递和变换机械运动的系统的机构,仍然是多数机器的最重要组成部分[1]。设计实践表明,如果设计者具备机构分析与综合的现代理论知识,熟悉各种常用机构的性能、用途和设计要点,能从现有机构中发现规律并举一反三,就能在机械方案设计中取得主动。

一、机构创新的理论基础

机构是由具有确定相对运动的构件组合而成,是可以传递或变换机械运动的人工系统。机构要实现确定的相对运动,构件之间必然以运动副连接起来。由运动副联接而成的构件系统称为运动链。运动链分为闭式链和开式链。如果组成机构的每一个构件都为二副件,则称为单环机构,例如大家熟悉的铰链四杆机构等[2]。单环机构特点是构件总数N与运动副数P相等。如果在单环机构基础上叠加P-n=1(n为活动构件数)个运动链,则组成多环机构。多环机构的环数L=P-N+1。(式1)

二、机构创新设计的方法

(一)由杆组的组合获得多种机构

1、杆组及分类

平面机构包含原动件、机架和从动件系统,由于机构具有确定的相对运动的条件是机构的自由度等于原动件个数,所以剩下的从动件系统的自由度必然为零。从动件系统中不可再分的自由度为零的构件组称为杆组[4]。……

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