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[摘 要]在我国科学技术不断进步和发展下，机械行业也取得了非常大的发展。不过在发展的同时，需要解决的问题也变的越来越多样化，对机构构型的要求也越来越高。为了更好的解决生产过程中遇到的问题，就需要不断的对机械机构构型的设计方法进行改进，从而促进机械行业的发展，提高机械构型的性能，提升机械产品的工作效率，节省能耗。基于此对机械结构构型的设计方法进行探讨。
[关键词]机械机构；构型；设计方法
中图分类号：TB21 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0351-01
1、简述机械机构构型设计
在机械的组成结构中，机械机构是一个非常重要的部分。在机械产品的研发过程中，机械产品的尺寸、构思原理、结构形状、机械性能等都和构型设计的基本方法和基本原理有着非常紧密的联系。如何根据生产的需要设计出符合要求的新机构是机械机构构型设计的主要目的。在设计的过程中，要使用创造性思维将选型设计逐渐转变成为构型设计。机构构型设计是一个非常复杂和抽象的过程，在设计过程中，要在原有设计的基础上进行创新，而不是使用凭空想象的方法进行设计。也就是说，在设计的过程中，设计人员要充分利用创造性思维和方法对现有的机构的设计特点进行借鉴和吸收，然后设计出更加新颖的机构构型。
2、结构构型设计的基本原理
2.1、机构构型的组合原理
在对机构构型进行设计的过程中，使用比较简单的结构进行设计已经无法满足机构设计的要求，已经无法达到规定要求的设计目标。比如棘轮机构虽然可以进行间歇性运动，不过运动特性非常的差；齿轮机构虽然有着非常不错的动力特性和运动性能，但是运动形式过于简单化；凸轮机构虽然可以进行任意的运动，但是形成缺乏可调性；连杆机构虽然使用比较方便，运动比较简单，但是却无法进行一些比较特殊的运动规律。因此，在实际运用的过程中，使用单一的机构经常会有着非常大的不足和缺陷，为了对各种单一机构的不足之处进行弥补，在进行机械机构构型的设计时，通常会把两种或两种以上的机构组合起来，从而使得它们特有的性能都可以被有效的使用到，充分的发挥出它们自身所具备的优势，进而设计出可以达到规定要求的新机构。
2.2、机械机构的变异原理
首先在进行机械机构的设计前，可以先确定出来一个原始机构，然后分析这个原是机构的功能约束和机构组成，使用一般化的处理方法把机构运动简图转化成一种一般化的运动连。然后再使用一系列的方法使得运动链接的机构变得更加系统，也就是说，使用排列组合的方法对运动链接进行排列，然后分析出各种不同的结构形式。最后再根据原始结构构型的功能所给予的约束形式，变化为更多的与之行对应的新机构和再生运动链。
3、机械机构构型的设计原则
机械行业是一个有着悠久历史的行业，随着时间的不断发展和演化，已经有了非常多的机械机构构型设计原则，在对机械机构构型进行设计的过程中，这些原则都有着非常重要的指导意义。也就是说，只有严格按照这些设计原则进行设计，才可以设计出更多具有实用价值的机械机构#总体来说，机械机构构型的设计主要有下面几个原则，具体为：
（1）对机构运动链进行缩短的原则#机械机构的运功链如果过长，就会使震动量增加，进而会导致积累误差增多，同时也会增加机械设计的成本#因此，为了降低积累误差$降低振动量、减少机械设计的投入成本，在机械机构构型的设计过程中要尽可能的使运动链的长度变短。
（2）选择合适的原动机#利用能源产生原动力的所有机械都叫做原动机，比如水力发动机、风力发动机、热力发动机$电力发动机等，机械设计为了保持机器的动能，也需要使用原动机来提供动能，以此来保证设备可以长期处于一个正常的运行状态#在进行机械机构构型设计的过程中，原动机的选取需要根据设计机械实际的工作需求进行选择#在机械构型设计的过程中，为了确保动力的充足，可以在机械中设计多个原动机，以此来保证机械可以处于一个正常运行的工作状态。
（3）选取正确的运动副原则#两个构件进行直接接触所组成的可动连接又叫做运动副原则，主要用来对两个构件之间的某些相对运动进行限制，高副和低副是机械机构构型设计非常常用的兩个原则。一般情况下，高副和低副都有着自己独特的特征，低副接触位置的压强不高，所以和高副相比有着更高的抗磨损性。设计人员在设计机械机构构型的过程中，要对高副和低副之间的差异化进行准确的区分，要根据实际的设计需求，选择出适合的运动副原则，进而使得运动副的优势充分发挥出来，起到扬长避短的效果。
4 机械机构构型创新设计的实例
4.1 按照组合原理进行构型设计的案例
根据组合原理设计出一个可以进行间歇冲压的装置，并且把这个装置安装在一条生产流水线上，而且压力要符合规定的标准，结构要相对紧凑，效率要高。该设计方案使用旋转运动作为电动机的输出。使用连杆1、连杆2、滑块结构以及大轮构成凸轮一起组成一种机械机构，这种机构可以把旋转运动变成直线往复运动。在这个设计中，往复运动主要是由连杆3、连杆3、连杆5 组成的，而且这三个连杆和中心都呈现出对称分布，可以达到工作压力的基本要求。总而言之，这个机构的结构非常的清晰，通过把旋转运动改变成为往复运动，取得了非常不错的效果。另外，这个机构具有两个输出装置，实现了一机两用的效果，不但大大地提高了机构构型空间的使用率，同时也极大地提高了产品的效率。
4.2 根据变异原理对机械机构构型进行设计
为了使机械机构具有某些方面的特殊性能，达到某些工艺的基本需求，可以对机械机构的结构进行改变，从而设计出更加新颖的机构构型，某机械的结构的摆件为从动件圆柱凸轮结构，从理论的方面来说，摆角越大，摆杆的准确度就越低，在对其进行改进后，凸轮进行转动的时候，导杆也会随着滚子进行上下移动，滚子运动的同时又带动摆杆以角速度进行上下运动，同时摆杆和摆杆之间也进行相对运动，实现了对运动过程自我调试的目的。在对此机构进行调整后，对传统机构存在的不足和问题进行了弥补，对相对摆角的局限性进行了突破，使得摆动运动变得更加的规律化，摆动的精准度也有了极大地提高，属于非常典型的机械机构构型。
5 结束语
综上所述，机械机构构型的创新设计是需要有现实依据的，不可以信马由缰的空想。一个好的机械机构在设计的过程中机构的运动链应该尽量短，从而达到减少累积误差，节省成本，降低振动的目的，在选取原动机的时候，要根据设计的标准对原动机进行选择，遇到特殊情况时，可以考虑多台原动机的设计方法，要对高副和低副各自的特征有一个详细的了解，从而更好的根据他们的优点进行使用，起到扬长避短的目的。最后要把机构的尺寸设计的尽量小巧，从而提高空间的使用率，一般科学的使用滑块、凸轮、连杆可以起到减少机构尺寸的目的。在进行机械机构构型设计的过程中，主要是在现有的技术为基础上，对现有的技术进行更进一步的改进和提高，从而使得机械设备可以在生产过程中变的更加实用，提升设备的生产效率，减少设备的生产能耗。设计人员在具有一定的专业设计水平后，要从实际入手，分析机械设备在实际生产生活中遇到的问题，并以解决问题为基础进行机械构型的创新，从而达到促进机械行业的发展，提高机械产品的性能，减少能耗污染，提升设备的可靠性和精确性的目的，同时也对机械设备的内部结构进行了简化。
参考文献
[1]徐涛，陈义厚.基于机构创新设计的机构再生设计的探讨[J]. 机械研究与应用. 2012（05）
[2]李克非.试析创新思维在机械工程设计中的运用[J]. 黑龙江科技信息. 2011（03）
[关键词]机械机构；构型；设计方法
中图分类号：TB21 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0351-01
1、简述机械机构构型设计
在机械的组成结构中，机械机构是一个非常重要的部分。在机械产品的研发过程中，机械产品的尺寸、构思原理、结构形状、机械性能等都和构型设计的基本方法和基本原理有着非常紧密的联系。如何根据生产的需要设计出符合要求的新机构是机械机构构型设计的主要目的。在设计的过程中，要使用创造性思维将选型设计逐渐转变成为构型设计。机构构型设计是一个非常复杂和抽象的过程，在设计过程中，要在原有设计的基础上进行创新，而不是使用凭空想象的方法进行设计。也就是说，在设计的过程中，设计人员要充分利用创造性思维和方法对现有的机构的设计特点进行借鉴和吸收，然后设计出更加新颖的机构构型。
2、结构构型设计的基本原理
2.1、机构构型的组合原理
在对机构构型进行设计的过程中，使用比较简单的结构进行设计已经无法满足机构设计的要求，已经无法达到规定要求的设计目标。比如棘轮机构虽然可以进行间歇性运动，不过运动特性非常的差；齿轮机构虽然有着非常不错的动力特性和运动性能，但是运动形式过于简单化；凸轮机构虽然可以进行任意的运动，但是形成缺乏可调性；连杆机构虽然使用比较方便，运动比较简单，但是却无法进行一些比较特殊的运动规律。因此，在实际运用的过程中，使用单一的机构经常会有着非常大的不足和缺陷，为了对各种单一机构的不足之处进行弥补，在进行机械机构构型的设计时，通常会把两种或两种以上的机构组合起来，从而使得它们特有的性能都可以被有效的使用到，充分的发挥出它们自身所具备的优势，进而设计出可以达到规定要求的新机构。
2.2、机械机构的变异原理
首先在进行机械机构的设计前，可以先确定出来一个原始机构，然后分析这个原是机构的功能约束和机构组成，使用一般化的处理方法把机构运动简图转化成一种一般化的运动连。然后再使用一系列的方法使得运动链接的机构变得更加系统，也就是说，使用排列组合的方法对运动链接进行排列，然后分析出各种不同的结构形式。最后再根据原始结构构型的功能所给予的约束形式，变化为更多的与之行对应的新机构和再生运动链。
3、机械机构构型的设计原则
机械行业是一个有着悠久历史的行业，随着时间的不断发展和演化，已经有了非常多的机械机构构型设计原则，在对机械机构构型进行设计的过程中，这些原则都有着非常重要的指导意义。也就是说，只有严格按照这些设计原则进行设计，才可以设计出更多具有实用价值的机械机构#总体来说，机械机构构型的设计主要有下面几个原则，具体为：
（1）对机构运动链进行缩短的原则#机械机构的运功链如果过长，就会使震动量增加，进而会导致积累误差增多，同时也会增加机械设计的成本#因此，为了降低积累误差$降低振动量、减少机械设计的投入成本，在机械机构构型的设计过程中要尽可能的使运动链的长度变短。
（2）选择合适的原动机#利用能源产生原动力的所有机械都叫做原动机，比如水力发动机、风力发动机、热力发动机$电力发动机等，机械设计为了保持机器的动能，也需要使用原动机来提供动能，以此来保证设备可以长期处于一个正常的运行状态#在进行机械机构构型设计的过程中，原动机的选取需要根据设计机械实际的工作需求进行选择#在机械构型设计的过程中，为了确保动力的充足，可以在机械中设计多个原动机，以此来保证机械可以处于一个正常运行的工作状态。
（3）选取正确的运动副原则#两个构件进行直接接触所组成的可动连接又叫做运动副原则，主要用来对两个构件之间的某些相对运动进行限制，高副和低副是机械机构构型设计非常常用的兩个原则。一般情况下，高副和低副都有着自己独特的特征，低副接触位置的压强不高，所以和高副相比有着更高的抗磨损性。设计人员在设计机械机构构型的过程中，要对高副和低副之间的差异化进行准确的区分，要根据实际的设计需求，选择出适合的运动副原则，进而使得运动副的优势充分发挥出来，起到扬长避短的效果。
4 机械机构构型创新设计的实例
4.1 按照组合原理进行构型设计的案例
根据组合原理设计出一个可以进行间歇冲压的装置，并且把这个装置安装在一条生产流水线上，而且压力要符合规定的标准，结构要相对紧凑，效率要高。该设计方案使用旋转运动作为电动机的输出。使用连杆1、连杆2、滑块结构以及大轮构成凸轮一起组成一种机械机构，这种机构可以把旋转运动变成直线往复运动。在这个设计中，往复运动主要是由连杆3、连杆3、连杆5 组成的，而且这三个连杆和中心都呈现出对称分布，可以达到工作压力的基本要求。总而言之，这个机构的结构非常的清晰，通过把旋转运动改变成为往复运动，取得了非常不错的效果。另外，这个机构具有两个输出装置，实现了一机两用的效果，不但大大地提高了机构构型空间的使用率，同时也极大地提高了产品的效率。
4.2 根据变异原理对机械机构构型进行设计
为了使机械机构具有某些方面的特殊性能，达到某些工艺的基本需求，可以对机械机构的结构进行改变，从而设计出更加新颖的机构构型，某机械的结构的摆件为从动件圆柱凸轮结构，从理论的方面来说，摆角越大，摆杆的准确度就越低，在对其进行改进后，凸轮进行转动的时候，导杆也会随着滚子进行上下移动，滚子运动的同时又带动摆杆以角速度进行上下运动，同时摆杆和摆杆之间也进行相对运动，实现了对运动过程自我调试的目的。在对此机构进行调整后，对传统机构存在的不足和问题进行了弥补，对相对摆角的局限性进行了突破，使得摆动运动变得更加的规律化，摆动的精准度也有了极大地提高，属于非常典型的机械机构构型。
5 结束语
综上所述，机械机构构型的创新设计是需要有现实依据的，不可以信马由缰的空想。一个好的机械机构在设计的过程中机构的运动链应该尽量短，从而达到减少累积误差，节省成本，降低振动的目的，在选取原动机的时候，要根据设计的标准对原动机进行选择，遇到特殊情况时，可以考虑多台原动机的设计方法，要对高副和低副各自的特征有一个详细的了解，从而更好的根据他们的优点进行使用，起到扬长避短的目的。最后要把机构的尺寸设计的尽量小巧，从而提高空间的使用率，一般科学的使用滑块、凸轮、连杆可以起到减少机构尺寸的目的。在进行机械机构构型设计的过程中，主要是在现有的技术为基础上，对现有的技术进行更进一步的改进和提高，从而使得机械设备可以在生产过程中变的更加实用，提升设备的生产效率，减少设备的生产能耗。设计人员在具有一定的专业设计水平后，要从实际入手，分析机械设备在实际生产生活中遇到的问题，并以解决问题为基础进行机械构型的创新，从而达到促进机械行业的发展，提高机械产品的性能，减少能耗污染，提升设备的可靠性和精确性的目的，同时也对机械设备的内部结构进行了简化。
参考文献
[1]徐涛，陈义厚.基于机构创新设计的机构再生设计的探讨[J]. 机械研究与应用. 2012（05）
[2]李克非.试析创新思维在机械工程设计中的运用[J]. 黑龙江科技信息. 2011（03）