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1、变型（形、异）设计 适应性设计变性创造原理在机械设计中的应用 吕鲲本章的主要内容第一节 产品的变型设计第二节 机构的变异设计第三节 构件的变异设计参考书n钟廷修 ：机械设计手册2 第14篇 快速响应变型设计和反求设计 （第2版） n吕仲文 ：机械创新设计第一节 产品的变型设计概念：变型设计基于已有的工作原理，采用基本不变的结构方案，只按功能需求对具体结构进行局部调整，以产生适应性的变型产品。这类设计因工作原理不变，仅对局部结构或零件进行更新设计。意义n变型设计在原有产品的基础上，按市场需求进行结构重组，它的实现过程可以最大限度地重用企业已有的成熟产品资源，具有很强的灵活性和适应性。可见，变型设
2、计能迅速推出能满足不同用户需求的新产品，占领市场，增强企业的竞争能力。变型产品具有以下特点： 1)多样灵活性 根据市场需求，灵活地推出多种相应产品。 2)迅速 为适应市场竞争的需要推出产品要快。 3)低廉 在保证功能和质量的前提下成本要低，或确切地说性能价格比要低。基本原则和基本方法基本原则: 在变型产品的设计中应贯彻标准化、 通用化、系列化和模块化的原则基本方法： 相似设计（系列化）和模块化设计 变型设计过程变型设计辅助系统寻找相似原型（实例库）结构变更以满足新的功能基于PDM的变型设计流程第二节 机构变异（性）设计n 以已知机构为基础，通过对机构的结构元素进行变化或改造，使机构产生出新的运
3、动特性和使用功能的设计称为机构的变异设计。机构变异设计是变性创造原理在机构创新设计中的具体应用。措施n充分利用或改变构件的属性来创新机构的措施可以归纳为以下几点：（1）构件运动的充分利用；（2）改变机架的位置； （3）改变原动件的位置及性质；（4）运动副的变异 1构件运动的充分利用n一般情况下是主动轮输入运动，从动轮输出一个转动。n能不能使链条成为输出运动的构件呢？n 我国古时候的农用水车利用在链上安装刮水板来抽水；现代工业生产的流水线常用链来输送工件或物料。n用链来联接中心距为零的两个链轮形成链式联轴器，这种联轴器不仅联接可靠，还可缓冲。链传动链传动的输出变异槽轮机构槽轮机构的从动件至少有3
4、个槽，即最大转度为120要想是一次转过180度怎么办？链驱动的槽轮线圈绕制机的排线机构一般的差动轮系行星轮系的输出变换2 改变机架的位置n也称机构倒置n四杆机构的倒置n曲柄滑块机构的倒置爬楼梯机器人（第一届大学生创新设计）链传动中固定链条效果？n 各种履带运输车辆的行走机构可以看成是将链传动机构倒置而设计制成的。由定轴轮系到行星轮系仿步机构的设计瓦特链瓦特链倒置斯蒂芬链斯蒂芬链的倒置自动卸料（凸轮机构的倒置）应用举例（纸盒成型）3 改变原动件的位置及性质n改变原动件和结构，会产生什么效果呢？曲柄滑块机构n以曲柄为原动件？n以滑块为原动件？抓斗机构超越离合器等三曲边凸轮机构并联加工方孔的刀具泵差
5、动轮系的无级变速装置原理n若两个电机的转速都是735转/分，其中一个电机为调速电机，则该机构是一个效率很高的无级变速器。变速范围在0.823到287.4之间。（4）运动副的变异怎样的变化？n低副到高副n连续摆动到间歇转动双转块机构转化为十字滑块和万向联轴节运动副的变大活塞式水泵扩大后展直移动副扩大克服死点高副变低副低副变高副高副低代增加辅助结构可调凸轮推杆可换的凸轮机构第三节 构件变异创新构件变异的主要目的1)改善机构运动的不确定；2)解决机构由于结构原因无法正确运动问题；3)开发新功能；4)开发新机构；5)改善机构的受力状态，提高构件强度或刚度n数量变元n形状变元n材料变元n位置变元n联接变
6、元n尺寸变元n工艺变元1 数量变元n齿轮的齿数n槽轮的槽数n螺钉头部的开口n平键到花键2 形状变元蜗轮蜗杆数量和形状的变化3 材料变元n滑动轴承的轴承套n离心泵的叶片n镀层4 位置变元5联接变元n联接变元有两层涵义：一是联接方式的变化，如螺纹联接、焊接、铆接、胶接及过盈联接等；n二是对于每一种联接方式采用不同的联接结构。6 尺寸变元钢丝钳7 工艺变元鸟巢床冰柜变型（改良性）设计的特点n改良性设计在体现创造性的同时，重视设计的理性和可行性n改良性设计保证了产品的更新换代，具有一定的继承性n改良性设计在使原有产品的功能、特性得以延续的同时，必然禁锢了设计的设计思维和新设计理念的迸发。n不能把变型设计看成是对原有产品简单的改良，要融入尽量多的创造性思维。设计举例：锻压机方案吕仲文机械创新设计P96作业：n在手锯的基础上发挥你的想象力、运用变异创新设计方法，设计电动机械锯，给出不少于4种方案，并说明相互之间的变异过程。n你见过几种桥梁，说明他们之间的区别和联系（形状、结构和受力），并构思一种新的桥梁。
