创新设计论文题目.ppt

第第14讲讲 实例实例1机电工程学院王长春第一页，编辑于星期六：十七点 二十六分。主要内容实践方法与步骤实践方法与步骤机械创新设计论文主要内容机械创新设计论文主要内容设计课题及要求设计课题及要求第二页，编辑于星期六：十七点 二十六分。一、课题及要求1、刮雨器传动装置、刮雨器传动装置要求：（1）原动件整周旋转，输出摇杆大摆角摆动（相同的摆角）。（2）九杆机构。2、车门启闭机构、车门启闭机构要求：（1）气缸驱动。（2）车门开启角度90度。第三页，编辑于星期六：十七点 二十六分。3、电风扇摇头机构、电风扇摇头机构要求：（1）电机驱动。（2）电风扇左右摆动。（3）有高副机构。4、增大升程角的转动导杆和凸轮机构、增大升程角的转动导杆和凸轮机构要求：（1）曲柄为输入键。（2）凸轮与导杆相连。（3）当曲柄转过90度时，凸轮与导杆一起转过180度。第四页，编辑于星期六：十七点 二十六分。5、插床的双滑块急回机构、插床的双滑块急回机构6、手动冲床、手动冲床要求：使扳动手柄的力获得两次放大。7、插床机构、插床机构要求：（1）具有急回特性，Q=30度。（2）插刀实现大行程往复运动。（3）运动传递由电机齿轮减速原动件曲柄输出件插刀。第五页，编辑于星期六：十七点 二十六分。8、自动手套机大行程往复运动机构、自动手套机大行程往复运动机构要求：（1）输出件实现大行程往复运动。（2）运动传递由电机齿轮减速原动件输出件。9、行程速比系数为、行程速比系数为1的平面连杆机构的平面连杆机构要求：（1）行程速比系数为1。（2）运动传递由电机齿轮减速原动件曲柄输出件。第六页，编辑于星期六：十七点 二十六分。10、牛头刨床主切削运动机构、牛头刨床主切削运动机构要求：（1）具有急回特性，Q=30度。（2）运动传递由电机齿轮减速导杆滑块11、料仓自动出料门、料仓自动出料门要求：（1）门关闭后实现自锁。（2）通过电机带动实现自动操作。（3）可提供的机构有杆、凸轮、齿轮、蜗杆等。第七页，编辑于星期六：十七点 二十六分。12、鄂式破碎机偏心铰链连杆机构、鄂式破碎机偏心铰链连杆机构要求：（1）挤压力放大30倍。（2）摆杆角度105度。13、压力机、压力机要求：（1）设计一六杆机构。（2）输出运动为往复直线运动。第八页，编辑于星期六：十七点 二十六分。14、插齿机主动机构、插齿机主动机构要求：（1）设计一六杆机构。（2）输入运动 （3）输出运动为往复直线运动。15、内燃机机构、内燃机机构说明：本题目仅供参考，学生也可自拟题目，经老师同意后，亦可进行设计。第九页，编辑于星期六：十七点 二十六分。二、实践方法与步骤二、实践方法与步骤使用机构运动的多功能零件，按照自己设计的草图，进行机构的初步组装，这一步的目的是杆件分层。一方面为了使各个杆件在相互平行的平面内运动，另一方面为了避免各个杆件、各个运动副之间发生运动干涉。第十页，编辑于星期六：十七点 二十六分。学生按照上一步骤定好的分层方案，使用已有多功能零件，从最里层开始，依次将各个杆件组装连接待机架上。其中构件杆的选取、转动副的联接、移动副的联接、移动副的联接、凸轮、齿轮、齿条与杆件用转动副联接、凸轮、齿轮、齿条与杆件用移动副联接，杆件以转动副的形式与机架联接，杆件以移动副的形式与机架联接，输入转动和输入移动的原动件的组装方式详见附图和说明。第十一页，编辑于星期六：十七点 二十六分。根据输入运动的形式选择原动件。若输入运动为转动（工程实际中以柴油机、电动机等为动力的情况），则选用双轴承式主动定铰链轴或蜗杆为原动件，并使用电机通过软轴联轴器进行驱动；若输入运动为移动（工程实际中以油缸、气缸等为动力的情况），可选用直线电机驱动。第十二页，编辑于星期六：十七点 二十六分。试用手动方式摇动或推动原动件，观察整个机构各个杆、副的运动，全都畅通无阻后，安装电机，用柔性联轴器将电机与机构相连。通过动态观察机构系统的运动，对机构系统的工作到位情况、运动轨迹动力学特性作出定性的分析和评价。一般包括如下几个方面 第十三页，编辑于星期六：十七点 二十六分。各个杆、副是否发生干涉；有无“憋劲”现象；输入转动原动件是否曲柄；输出杆件是否具有急回特性；机构的运动是否连续；第十四页，编辑于星期六：十七点 二十六分。最小传动角（或最大压力角）是否超过其许用值，是否在非工作行程中；对机构运动过程中是否产生刚性或柔性冲击；机构是否灵活、可靠的按照设计要求运动到位；第十五页，编辑于星期六：十七点 二十六分。自由度大于1的机构，其几个原动件能否使整个机构的各个局部实现良好的协调动作；控制元件的使用及安装是否合理，是否按预定的要求正常工作。若观察机构系统运动发生问题，则必须按前述步骤进行组装调整，直至该模型机构灵活、可靠的完全按照设计要求运动。第十六页，编辑于星期六：十七点 二十六分。用实验方法自行确定了设计方案和参数，再测绘自己组装的模型，换算出实际尺寸，填写技术报告，包括按比例绘制正规的机构运动简图，标注全部参数，计算自由度，划分杆组，简述各项评价情况，指出自己有所创新之处，指出不足之处并简述改进的设想。第十七页，编辑于星期六：十七点 二十六分。三、机械创新设计主要内容三、机械创新设计主要内容 1、绘制机构运动简图（要求符号规范并注参数）2、机构有()个活动构件。有()个低副，其中转动副()个，移动副()个。有()个高副，其中齿轮副()个，蜗轮蜗杆副()个，凸轮副()个。有()个复合铰链，在()处。有()个局部自由度，在()处。有()虚约束，在()处。3、机构自由度数目为 F=3n-2PL-PH第十八页，编辑于星期六：十七点 二十六分。4、机构()个原动件。在()处用()驱动，模拟()的运动；在()处用()驱动，模拟()的运动；在()处用()驱动，模拟()的运动。5、针对原设计要求，按照实验结果建树机构的有关杆、副是否运动到位、曲柄是否存在、是否实现急回、最小传动角数值、是否有“憋劲”现象。6、指出在机构中自己有所创新之处。7、指出机构的不足之处，简述进一步改进的设想第十九页，编辑于星期六：十七点 二十六分。图4-1 内燃机机构第二十页，编辑于星期六：十七点 二十六分。机构组成：曲柄滑块与摇杆滑块组合而成的机构。工作特点：当曲柄1作连续转动时，滑块6作往复直线移动，同时摇杆3作往复摆动带动滑块5作往复直线移动。该机构用于内燃机中，滑块6在压力气体作用下作往复直线运动（故滑块6是实际的主动件），带动曲柄1回转并使滑块5往复运动使压力气体通过不同路径进入滑块6的左、右端并实现排气。第二十一页，编辑于星期六：十七点 二十六分。图4-2 精压机机构第二十二页，编辑于星期六：十七点 二十六分。机构组成：该机构由曲柄滑块机构和两个对称的摇杆滑块机构所组成。对称部分由杆件 4567和杆件89107两部分组成，其中一部分为虚约束。工作特点：当曲柄1连续转动时，滑块3上、下移动，通过杆456使滑块7作上下移动，完成物料的压紧。对称部分 89107作用是使构件7平稳下压，使物料受载均衡。用途：如钢板打包机，纸板打包机，棉花打捆、剪板机等均可采用此机构完成预期工作。第二十三页，编辑于星期六：十七点 二十六分。图4-3 两齿轮-曲柄摇杆机构 第二十四页，编辑于星期六：十七点 二十六分。机构组成：该机构由曲柄摇杆机构和齿轮机构组成，其中齿轮5与摇杆2形成刚性联接。工作特点：当曲柄1回转时，连杆2驱动摇杆3摆动，从而通过齿轮5与齿轮4的啮合驱动齿轮4回转。由于摆杆3往复摆动，从而实现齿轮4的往复回转。第二十五页，编辑于星期六：十七点 二十六分。图4-4 喷气织机开口机构第二十六页，编辑于星期六：十七点 二十六分。机构组成：该机构由曲柄摆块机构，齿轮-齿条机构和摇杆滑块机构组合而成，其中齿条与导杆BC固联，摇杆DD与齿轮G固联。工作特点：曲柄AB以等角速度回转，带动导杆BC随摆块摆动的同时与摆块作相对移动，在导杆BC上固装的齿条E与活套在轴上的齿轮G相啮，从而使齿轮G作大角度摆动，与齿轮G固联在一起的杆DD随之运动，通过连杆DF（DF）使滑块作上、下往复运动。组合机构中，齿条E的运动是由移动和转动合成的复合运动，而齿轮G的运动就取决于这两种运动的合成。第二十七页，编辑于星期六：十七点 二十六分。图4-5 冲压机构第二十八页，编辑于星期六：十七点 二十六分。机构组成：该机构由齿轮机构与对称配置的两套曲柄滑块机构组合而成，AD杆与齿轮1固联，BC杆与齿轮2固联。组成要求：Z1=Z2；AD=BC；工作特点：齿轮1匀速转动，带动齿轮2回转，从而通过连杆3、4驱动杆5上下直线运动完成预定功能。第二十九页，编辑于星期六：十七点 二十六分。该机构可拆去杆件5，而E点运动轨迹不变，故该机构可用于因受空间限制无法安置滑槽但又须获得直线进给的自动机械中。而且对称布置的曲柄滑块机构可使滑块运动受力状态好。应用：此机构可用于冲压机、充气泵、自动送料机中。第三十页，编辑于星期六：十七点 二十六分。图4-6 插床机构第三十一页，编辑于星期六：十七点 二十六分。机构组成：该机构由转动导杆机构与正置曲柄滑块机构构成。工作特点：曲柄1匀速转动，通过滑块2带动从动杆3绕B点回转，通过连杆4驱动滑块5作直线移动。由于导杆机构驱动滑块5往复运动时对应的曲柄1转角不同，故滑块5具有急回特性。应用：此机构可用于刨床和插床等机械中。第三十二页，编辑于星期六：十七点 二十六分。小结第三十三页，编辑于星期六：十七点 二十六分。