第十二章 机构创新设计与优化
本章学习任务：机构创新设计方法、机构优化方法。驱动项目的任务安排：项目中机构优化。
思考题
12-1 再生运动链杆机构设计的步骤。 12-2 运动链约束制定的依据。 12-3 TRIZ 创新思维方法及其步骤。 12-4 TRIZ 理论常用工具及应用流程。 12-5 简述 ARIZ85 的九个关键步骤。 12-6 常用的机构优化算法。 12-7 12-7
习题
12-1 对如题图 12-1 的摩托车后轮悬挂机构采用再生运动链进行创新设计。
2 S 1 4 3 题图 12-1 摩托车后轮悬挂机构
12-2 对如题图 12-2 所示的机械夹具应用再生运动链进行创新设计。
3
2
1
1
p 1
2 a 1 4 松开方向
q
b 3
6
5
4
7
c
1
题图 12-3 刹车机构
题图 12-2 机械夹具
12-4 12-5 12-8 12-9 12-10 12-11 12-12 12-13 12-14
试用 STC 算子法完成一款骑行割草机构的创意设计。 试用九屏幕法完成一款多功能健身器材的创意设计。
12-3 针对如题图 12-3 所示的刹车机构，采用再生运动链方法进行创新设计。
12-612-7 利用进化模式工具进行多工位机床夹具的创新设计。
分析微型管道机器人行走机构所面临的矛盾，并应用 TRIZ 理论进行求解。 分析现有单排溜冰鞋上楼梯的困难，应用 TRIZ 理论进行求解并创新设计。 将固定式健骑机改为行走式，分析此过程中的难点问题，并应用 TRIZ 理论求解。 如何让自行车更加轻便，请用物场模型分析方法来求解。 试分析交通工具的进化路线，并预测未来交通工具的样式及结构。
大雪和严寒会使电线上堆积冰凌雪花，严重时导致电线断裂，试应用 TRIZ 理论标准解法解决此问题， 点浇口是模具设计中常见的浇口类型，其优点是：浇口位置限制较少，可自由选择进料部位，浇口
并给出创新机构方案。
尺寸小，熔体通过浇口时流速增加，产生摩擦热使熔体温度升高，粘度降低，有利于充模；铸件内应力小， 尤其浇口附近。其缺点是：点浇口模具需要两个以上的分型面，模具结构复杂，制造成本很高。请利用 TRIZ 理论解决此问题。
12-15 试设计如题图 12-4 所示的六杆机构，失效从动杆 ODD 在一极限位置有较长时间的近似停歇。给定从
? ? ?
动杆 ODD 的摆角 ? 30，该杆近似停歇和往复摆动时曲柄 OAA 相应的转角 ? 150， ? 110，
0
?
?
?
?
?
61
min
max
26
12
? 100，许用传动角[] ? 40，即[ ] ? [] ? 40，[ ] ? 180? [] ? 140。
B
A 1 OA
2
3
D
5
OB
4
OD
C
题图 12-4
12-16
求解曲柄摇杆机构再现函数最优化设计问题，要求预定曲柄与摇杆间的 12 对对应角位移如题表 12-1
题表 12-1
j 1 j 所示。
/(? ) /(? ) 1 0 0 2 30 7.22 3 60 21.45 4 90 37.48 5 120 51.49 6 150 60.8 7 180 64.0 8 210 60.8 9 240 10 270 11 300 12 330 7.22 1 j 51.49 37.48 21.45
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