2.3 常用基本机构的特性及一般评价

机械产品的运动功能总是通过机构将原动机的输出运动经过必要的转换来实现的。在目前的条件下,尽管有这样那样类型的原动机,绝大多数的机械产品仍然愿意采用运动特性好、能量转换率高的笼型异步电动机。因此,能将连续转动转换为其他运动形式的机构仍然是设计者最常采用的机构。掌握好这些常用机构的运动特性,熟悉它们所能实现的功能,了解它们的优缺点,对于设计者正确地选用或从中获得启动来创新机构都是十分必要的。表2-1给出了原动件是转动的常用机构功能表,可供设计者设计时选用参考。

表2-1 常用机构的运动转换及功能表

从表2-1中可以看出:满足同一运动输出形式或具有相同功能特点的机构有很多。设计者在进行机构形式设计时面临的问题是:怎样根据具体设计任务科学合理地选择机构?为了减少选择机构的主观性、片面性和盲目性,提高设计的效率和质量,最好的办法是建立选择机构的评选技术标准和相应的评选方法。根据专家们的经验,可以从运动性能、工作性能、动力性能、经济性能和结构性能五个方面对机构进行评价。这五个方面的内容还可以进一步细分为一些更详细更具体的技术指标,设计者可以用评分法或模糊评价法等,对上述指标进行(加权)评分,最后根据评价结果确定首选的机构。表2-2以连杆机构、凸轮机构、齿轮机构和组合机构四种最常用的机构,采用模糊评价法就上述五方面的内容作出一个初步的评价。

表2-2 四种常用机构性能的初步评价表

如果上述机构还需进一步进行评价选优,可以根据机构的具体应用情况,拟定相应的评价体系,对其中某些指标给予较大的重视。例如,对于重载工况,应对承载能力一项给予较大重视;对于高速工况,应对运动速度、振动、噪声、尺寸、质量等项予以较大的关注。总之,科学地选择评价指标,建立科学的评价体系是一项十分细致和复杂的综合性工作,也是设计者面临的重大课题。因为,设计是以设计者为主体的创造性活动,它既不是一种无拘无束的自由之作,也不是一种可以按某种确定方法就可能取得确定结果的程序化操作。评价的目的不仅是为了分析比较一些单项指标的优劣,更重要的是要从产品的整体利益来选择机构,机构选择的最终原则是为了创造出质优价廉的新产品。