變形(異)設(shè)計與創(chuàng)新4

1、變型（形、異）設(shè)計 適應(yīng)性設(shè)計變性創(chuàng)造原理在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用 1講法改進(jìn)設(shè)想：n先講鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化： 曲柄存在的條件 變支架 變桿長，增大轉(zhuǎn)動副，変桿為盤 變主動件 變執(zhí)行件2n然后和學(xué)生一起討論 帶傳動的變異： 帶的變異 帶輪的變異 齒輪傳動的變異3雷達(dá)天線的俯仰角調(diào)節(jié)n 4縫紉機(jī)5慣性篩678910111213本章的主要內(nèi)容第一節(jié) 產(chǎn)品的變型設(shè)計第二節(jié) 機(jī)構(gòu)的變異設(shè)計第三節(jié) 構(gòu)件的變異設(shè)計14參考書n鐘廷修 ：機(jī)械設(shè)計手冊2 第14篇 快速響應(yīng)變型設(shè)計和反求設(shè)計 （第2版） n呂仲文 ：機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計15第一節(jié) 產(chǎn)品的變型設(shè)計概念：變型設(shè)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

2、功能需求對具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部調(diào)整，以產(chǎn)生適應(yīng)性的變型產(chǎn)品。這類設(shè)計因工作原理不變，僅對局部結(jié)構(gòu)或零件進(jìn)行更新設(shè)計。16意義n變型設(shè)計在原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，按市場需求進(jìn)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(qiáng)的靈活性和適應(yīng)性?？梢姡冃驮O(shè)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(qiáng)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(yīng)產(chǎn)品。 2)迅速 為適應(yīng)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。17基本原則和基本方法基本原則: 在變型產(chǎn)品的設(shè)計中應(yīng)貫徹標(biāo)準(zhǔn)化、

3、通用化、系列化和模塊化的原則基本方法： 相似設(shè)計（系列化）和模塊化設(shè)計 18變型設(shè)計過程19變型設(shè)計輔助系統(tǒng)20尋找相似原型（實例庫）21結(jié)構(gòu)變更以滿足新的功能22基于PDM的變型設(shè)計流程23第二節(jié) 機(jī)構(gòu)變異（性）設(shè)計n 以已知機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)，通過對機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元素進(jìn)行變化或改造，使機(jī)構(gòu)產(chǎn)生出新的運動特性和使用功能的設(shè)計稱為機(jī)構(gòu)的變異設(shè)計。機(jī)構(gòu)變異設(shè)計是變性創(chuàng)造原理在機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計中的具體應(yīng)用。24措施n充分利用或改變構(gòu)件的屬性來創(chuàng)新機(jī)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(jī)架的位置； （3）改變原動件的位置及性質(zhì)；（4）運動副的變異 251構(gòu)件運動的充分利用n一般情況下是主

4、動輪輸入運動，從動輪輸出一個轉(zhuǎn)動。n能不能使鏈條成為輸出運動的構(gòu)件呢？n 我國古時候的農(nóng)用水車?yán)迷阪溕习惭b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。n用鏈來聯(lián)接中心距為零的兩個鏈輪形成鏈?zhǔn)铰?lián)軸器，這種聯(lián)軸器不僅聯(lián)接可靠，還可緩沖。26鏈傳動2728293031鏈傳動的輸出變異32槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)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？33鏈驅(qū)動的槽輪34線圈繞制機(jī)的排線機(jī)構(gòu)35一般的差動輪系36行星輪系的輸出變換372 改變機(jī)架的位置n也稱機(jī)構(gòu)倒置n四桿機(jī)構(gòu)的倒置n曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的倒置38爬樓梯機(jī)器人（第一屆大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計）39鏈傳動中固定鏈條效果

5、？n 各種履帶運輸車輛的行走機(jī)構(gòu)可以看成是將鏈傳動機(jī)構(gòu)倒置而設(shè)計制成的。4041由定軸輪系到行星輪系42仿步機(jī)構(gòu)的設(shè)計43瓦特鏈44瓦特鏈倒置45斯蒂芬鏈46斯蒂芬鏈的倒置47自動卸料（凸輪機(jī)構(gòu)的倒置）48應(yīng)用舉例（紙盒成型）493 改變原動件的位置及性質(zhì)n改變原動件和結(jié)構(gòu)，會產(chǎn)生什么效果呢？50曲柄滑塊機(jī)構(gòu)n以曲柄為原動件？n以滑塊為原動件？51抓斗機(jī)構(gòu)52超越離合器53等三曲邊凸輪機(jī)構(gòu)54并聯(lián)55加工方孔的刀具56泵57差動輪系的無級變速裝置58原理n若兩個電機(jī)的轉(zhuǎn)速都是735轉(zhuǎn)/分，其中一個電機(jī)為調(diào)速電機(jī)，則該機(jī)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。59（4

6、）運動副的變異60怎樣的變化？n低副到高副n連續(xù)擺動到間歇轉(zhuǎn)動61雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為十字滑塊和萬向聯(lián)軸節(jié)62運動副的變大63活塞式水泵64擴(kuò)大后展直65移動副擴(kuò)大66克服死點67高副變低副68瞬心線齒輪69不完全齒輪n可以實現(xiàn)間歇運動70低副變高副71高副低代72第三節(jié) 構(gòu)件變異創(chuàng)新n數(shù)量變元n形狀變元n材料變元n位置變元n聯(lián)接變元n尺寸變元n工藝變元731 數(shù)量變元n齒輪的齒數(shù)n槽輪的槽數(shù)n螺釘頭部的開口n平鍵到花鍵74752 形狀變元767778798081蝸輪蝸桿82838485數(shù)量和形狀的變化863 材料變元n滑動軸承的軸承套n離心泵的葉片n鍍層874 位置變元8889905聯(lián)接變元n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；n二是對于每一種聯(lián)接方式采用不同的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。91926 尺寸變元939495鋼絲鉗967 工藝變元97鳥巢床98冰柜99變型（改良性）設(shè)計的特點n改良性設(shè)計在體現(xiàn)創(chuàng)造性的同時，重視設(shè)計的理性和可行性n改良性設(shè)計保證了產(chǎn)品的更新?lián)Q代，具有一定的繼承性n改良性設(shè)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(shè)計的設(shè)計思維和新設(shè)計理念的迸發(fā)。n不能把變型設(shè)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。100設(shè)計舉例：鍛壓機(jī)方案呂仲文機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計P96