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乐鱼体育官网app平台:机械立异规划实例剖析
添加时间:2021-08-13 | 来源:下载乐鱼体育 作者:乐鱼体育综合          

  第十章 10.1 10.2 机械体系立异规划实例剖析 新式内燃机的开发实例 圆柱凸轮数控铣削设备的立异规划实例 10.3 10.4 全自动送筷机立异规划实例 自行车规划实例 10.5 可升降省力便携式轮椅规划 10.1 新式内燃机的开发实例 本实例就新式内燃机开发中的一些立异技法(运用类比、组合、代替 等立异技法)进行简略剖析。 1. 往复式内燃机的技能对立 现在,使用最广泛的往复式内燃机 由气缸、活塞、连杆、曲轴等首要机件 和其他辅佐设备组成。 活塞式发动机作业时具有吸气、压 缩、做功 ( 燃爆 ) 、排气 4 个冲程,做功冲 程输出转矩,对外做功 这种往复式活塞发动机存在以下明 显的缺陷。 (1) 作业组织及气阀操控组织组成 杂乱,零件多;曲轴等零件结构杂乱, 工艺性差。 活塞1 连杆2 气缸3 曲轴4 进气阀5 排气阀6 10.1 新式内燃机的开发实例 (2) 活塞往复运动形成曲柄连杆组织较大的往复惯性力,此惯性力随 转速的平方增加,使轴承上的惯性载荷增大,体系因为惯性力不平衡而 产生激烈振荡。往复运动约束了输出轴转速的前进。 (3) 曲轴反转两圈才有一次动力输出,功率低。 上述问题引起了人们改动现状的希望,社会的需求促进产品的改造 和立异,多年来,在原有发动机的基础上不断开发了一些新式发动机。 2. 无曲轴式活塞发动机 无曲轴式活塞发动机选用组织代替的办法,以 凸轮组织代替发动机华夏有的曲柄滑块组织,撤销 原有的要害件曲轴,使零件数量削减,结构简略, 本钱下降。 单缸无曲轴式活塞发动机 10.1 新式内燃机的开发实例 ?一般圆柱凸轮组织是将凸轮的反转运动变为从动杆的往复 运动,而此处使用反动作,即当活塞往复运动时,经过连杆 端部的滑块在凸轮槽中滑动而推进凸轮滚动,经输出轴输出 转矩。活塞往复两次,凸轮旋转 360°。体系中没有飞轮, 操控反转运动平稳。 ?这种无曲轴式活塞发动机若将圆柱凸轮安装在发动机的中 心部位,可在其周围设置多个气缸,制成多缸发动机。经过 改动圆柱凸轮的凸轮概括形状能够改动输出轴的转速,到达 减速增矩的意图。这种凸轮式无曲轴发动机已用于船只、重 型机械、建筑机械等职业。 10.1 新式内燃机的开发实例 3. 旋转式内燃发动机 在改善往复式发动机的过程中,人们发现如果能直接将燃料的动力 转化为反转运动必将是更合理的途径。类比往复式蒸汽机到蒸汽轮机的 开展,许多人都在探究旋转式内燃发动机的制作。 1)旋转式发动机的作业原理 汪克尔所规划的旋转式发动机简图如 图所示,它由椭圆形的缸体 1 、三角形转子 2(转子的孔上有内齿轮)、外齿轮3、吸气口 4、排气口5和火花塞6等组成。 旋转式发动机简图 10.1 新式内燃机的开发实例 旋转式发动机在作业时相同也有吸气、紧缩、燃爆(做功)和排气 4个动作。 吸气:AB弧所对的内腔容积由小变大,产生负压效应,由 吸气口将燃料与空气的混合气体吸入腔内。 紧缩:内腔由大变小,混合气体被紧缩。 燃爆:高压状态下,火花塞焚烧使混合气体燃爆并敏捷胀大, 产生强壮的压力驱动转子,并带动曲轴输出运动和转矩,对 外做功。 排气:内腔容积由大变小,揉捏废气由排气口排出。 10.1 新式内燃机的开发实例 2) 旋转式发动机的规划特色 (1) 功用规划。内燃机的功用是将燃气的能量转化为回 转的输出动力,经过内部容积改变,完结燃气的吸气、紧缩、 燃爆和排气4个动作以到达意图。旋转式发动机捉住容积变 化这个首要特征,以三角形转子在椭圆形气缸中偏疼反转的 办法到达功用要求。并且三角形转子的每一个外表与缸体的 效果相当于往复式发动机的一个活塞和气缸,顺次平稳地连 续作业。转子各外表还兼有开闭进排气阀门的功用,规划可 谓奇妙。 (2) 运动规划。偏疼的三角形转子如何将运动和动力 输出?在旋转式发动机中选用了内啮合行星齿轮组织,如 图所示。 行星齿轮组织 10.1 新式内燃机的开发实例 三角形转子相当于行星内齿轮2,它一面绕本身轴线自转,一面绕 中心外齿轮1在缸体3内公转,系杆H转子内齿轮与中心外齿轮的齿数比 是1.5∶1,这样转子转一周,使曲轴转3周,输出转速较高。 依据三角形转子的结构可知,曲轴每转一周即产生一个动力冲程, 相对四冲程往复式发动机,曲轴每转两周才产生一个动力冲程,可知旋 转式发动机的功率容量比是四冲程往复式发动机的两倍。 (3) 结构规划。旋转式发动机结构简略,只要三角形转子和输出轴两 个运动构件。它需求一个化油器和若干火花塞,但无须连杆、活塞以及 杂乱的阀门操控设备。零件数量比往复式发动机少40%,体积削减50%, 分量下降1/2~2/3。 10.1 新式内燃机的开发实例 3) 旋转式发动机的有用比 旋转式发动机与传统的往复式发动机比较,在输出功率 相一起,具有体积小、分量轻、噪声低、旋转速度规模大以 及结构简略等长处,但在有用化出产的过程中还有许多问题 需求处理。 跟着出产科学技能的开展,必然会呈现更多新式的内燃 机和动力机械。人们总是在发现对立和处理对立的过程中不 断获得前进。而在开发规划过程中勇于打破,长于运用类比、 组合、代替等立异技法,仔细进行科学剖析,将会使人们得 到更多立异的、前进的、高档的产品。 10.2 圆柱凸轮数控铣削设备的立异规划实例 本实例就圆柱凸轮加工原理开发中运用归纳立异技法、反求立异 法,经过创造性的归纳和奇妙的构思,使归纳体产生质的腾跃,做了简 单的阐明,然后体现出归纳立异是一种更具有用性的立异思路。 1. 规划意图 圆柱凸轮作为一种机械传动操控部件,具有结构紧凑、作业牢靠 等杰出长处,但其加工制作比较困难。东北大学东软集团出产的医用 全身CT扫描机,有一对杂乱的圆柱凸轮,曩昔一向选用手艺加工,不 仅制作精度低,并且劳动强度大,出产功率低,本钱高。为此,担任 机械加工的东北大学机械厂提出要研发一种精度较高、操作方