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知识不仅是指课本的内容,还包括社会经验、文明文化、时代精神等整体要素,才有竞争力,知识是新时代的资本,五六十年代人靠勤劳可以成事；今天的香港要抢知识,要以知识取胜本科毕业论文（设计）机械设计制造及其自动化***20**1*00**专业名称机械设计制造及其自动化申请学士学位所属学科工科指导教师姓名、职称（教授）20 年月日摘要多层热压机是生产胶合板、刨花板、中密度纤维板等人造板的主要设备目前设备制造厂生产的热压机已基本定型为了改进热压机的结构性能和降低制造成本本文主要对五层侧压式热压机结构进行了设计并对热压机的重要部件下托板的结构、强度和刚度进行了设计分析和计算使下托板在结构上更加合理降低了材料和能源消耗提高了生产率设计主要结合现有的设计理念在符合设计要求的前提下设计时热压机的机架整体上主要采用了钢板焊接闭式结构这种结构制造方便无需大型加工设备并且选材主要使用了工字钢、角钢等常用材料使用钢板焊接的加工工艺因而生产工艺性较好一般机械厂均能制造设计中主要使用了CAD、Pro\E等工程制图软件使用了Pro\E软件进行受力分析关键词：侧压式热压机结构设计受力分析AbstractThe multi-layered hot press is the production plywoodthe shaving boardbuilding board and so on density fiberboard major installations. At present the equipment factory production's hot press has finalized basicallyto improve hot press's structure performance and reduce the production costthis article mainly has carried on the design to five side thrust type hot press structureand to hot press's important part under carrier's structurethe intensity and the rigidity has carried on the project analysis and calculates causes the carrier to be more reasonable in the structurereduced the material and the energy consumptionraised the productivity. The design main union existing design ideain conforms to under the design requirements premisein the design in press's rack whole has mainly used the steel plate welding closed type rackthis kind of structure manufacture convenience does not need the large-scale processing equipmentandthe selection has mainly used the I-steelthe angle steel and so on commonly used materialuses processing craft which the steel plate weldsthusthe production technology capability is goodgenerally the machine shop can make. In the design has mainly used CADengineering drawing soft wares Pro \ E and so onused the software Pro \ E to carry on the stress analysis.窗体顶端Key words: lateral pressure typethermal-pressing machinestructural designstress analysis窗体底端目录1.引言 11.1五层侧压式热压机的发展概况及现状11.2热压机的特点21.3热压机的发展带来的机遇和挑战32.热压机的结构设计 42.1框架结构52.2柱塞结构62.3上托板结构 62.4下托板结构72.5平衡机构简要设计82.5.1工作原理82.5.2齿条的设计112.5.3键的选择112.6轴承的选取122.7侧压缸支架结构122.8侧压缸螺栓设计校核133.热压机主要部件的受力分析153.1立柱的设计校核153.2上托板的设计校核153.3下托板的结构设计213.4下横梁底板受力分析24附录26参考文献27致谢281.引言热压机是人造板生产线的主要设备之一热压机的生产能力决定了人造板生产线的产量而热压机的技术水平也在很大程度上决定了人造板产品的质量人造板生产的发展与热压机技术水平的进步息息相关人造板行业的发展对热压机生产提出了更高的要求而更先进水平的热压机的出现则又极大地促进了人造板行业的发展新的人造板国家标准对产品质量提出了更高的要求为保证产品质量就热压机而言一方面：要求工艺上采取最佳热压工艺曲线和工艺参数控制产品质量；另一方面：热压机设备本身在结构和性能上要满足诸如制品的厚度公差、传热的均匀度等要求确保压制品质量热压机的发展促进了人造板工业的繁荣而近年来我国人造板行业的超快速发展也为我国热压机技术的发展提供了广泛的发展空间遗憾的是目前我国还不具备连续压机的生产能力国内需要的连续压机还需要从国外进口这严重影响了我国人造板机械行业整体水平的提高国内的有关单位也在抓紧时间组织必要的人力、物力、技术力量进行连续压机的研制工作相关的产品也有望在未来几年问世本次设计在借鉴以往前人的实际设计经验和部分参数结构的前提下重点对其下托板的结构进行了可行改进设计使用了CAD、Pro/e等工程制图软件对该机器进行结构设计、绘制和分析在指导教师的指导下以及同组同学的共同研讨下基本达到了预期目标1.1五层侧压式热压机的发展概况及现状最早在人造板行业出现的热压机就是多层压机它主要是借鉴并根据纺织工业使用的压机改造而来用于以纸浆来生产最早的纤维板最初的多层热压机尽管还不完善但已经具有现代多层压机的雏形装卸板系统、加热装置、压机闭合开启装置等都为人们所了解这些多层压机的制造商则是来自人造板设备技术比较发达的德国如辛北尔康普公司和贝克一冯赫伦公司前者至今仍然在世界人造板设备供应领域占据重要的地位而后者却已于20世纪80年代退出了市场的竞争行列后来多层压机在刨花板生产中获得了极大的成功并推广开来多层压机的使用在促进刨花板工业的发展的同时推动了整个人造板工业的进步而刨花板行业的发展又为多层热压机的不断改进提供了生产依据最初人造板多层压机的主要制造商主要集中在欧洲包括比松公司、辛北尔康普公司、贝克-冯赫伦公司迪芬巴赫公司和顺智公司等之后随着多层热压机制造技术的推广美洲以及包括中国在内的一些亚洲国家也加入到多层热压机设备供应商之列近年来随着热压机技术的发展欧洲的主要热压机生产厂家已经将主要的生产力转移到连续热压机的生产上而我国的上海人造板机器厂、美国的华盛顿铁工厂则成为除欧洲厂商外的多层热压机市场上较为重要的供应商美国的华盛顿铁工厂一直致力于多层热压机的发展产品的层数、压机幅面也不断加大而我国的上海人造板机器厂则是多层热压机市场的后期之秀依靠国内强大的市场支持目前已向国内外市场提供了多套多层热压机设备为了提高单机生产能力多层热压机采用两种途径提高产能一是增加压机层数二是增大热压板的幅面目前通常使用的热压机层数为10-15层最多可达40层幅面主要有4英寸和8英尺1.2热压机的特点热压机除整个结构布局合理、紧凑、外形美观、精密度高外还具有以下特点：控制系统多样化此热压机的控制系统有光电管、无触点开关和行程开关这些控制电器元件灵敏、耐用而且大部分元件安装在热压机顶部使得热压机结构紧凑、整洁热压机主体部分是由一定厚度的钢板焊接成的框架式不易变形；梯形块上设置倒角便于找正热压机的低压泵、高压泵和电机全部安装在油箱架下边占地面积小该热压机由于装有蓄压器因此可起到缓冲作用以增加热压机的稳定性当液压系统达到一定压力时高、低压泵可自动停止工作；当压力不足时可自动开启高、低压泵补充到规定油压使液压系统总保持在规定的油压范围内1.3热压机的发展带来的机遇和挑战随着房地产业的飞速发展带动了装修业的快速发展从而带动了集成材业的发展集成材保留了天然木材的材质感外表美观材质均匀克服了木材易变形、开裂的缺点利用短小料可获得人造板和实木不能替代的方材板提高了木材的使用价值它是室内装饰、木质地板和中高档家具生产的理想材料集成材的生产主要由拼板机来完成使得拼板机的市场需求量越来越大随着板材生产厂家的需要的不断提高要求拼接出来的板材尽量平整木条之间的不平度较小拼接的整板变形量小没有弯曲、扭曲、翘曲现象为此保证设备上下工作面的平面度、刚性、上下平面的平行度比较关键另外必须改善拼接工艺减少板材拼接受力不均保证热拼板机承载面内受热均匀但我国的拼接设备与德国、意大利等发达国家比还相对比较落后主要表现在设备的自动化程度低配套使用的设备较少还存在很多单机使用现象全自动拼板生产线在国内尚还空白另外我国的拼接板精度不高后序加工量大余料浪费较多随着生产规模的不断扩大多层热压机的层数在不断增多幅面也在不断加大然而多层热压机的缺点也越来越显现出来：1）热压辅助时间长压机有效生产率低使用多层压机需要相应配置附属的装板、卸板系统这无形中增加了热压的辅助时间再加上压机自身所需要的闭合开启时间导致热压周期长生产效率低而且压机的层数越多辅助时间越长辅助系统也越复杂2）随着层数的增多多层压机对系统的同时闭合系统要求更高而且由于在热压过程中各层板坯受压不同造成成品板的产品厚度不均产品稳定性差3）由于装板以及热压板闭合后板坯在未加压的情况下受热使产品产生较厚的预固化层砂光余量大4）热压板在热压过程中直接受湿热蒸汽的作用热压板腐蚀严重影响使用寿命5）受压机开档和热压板的限制多层压机生产的产品规格具有一定的限制不能满足人们对产品多规格的要求尽管多层压机具有以上缺点但是到目前为止多层压机仍然占据热压机市场的大部分市场份额成为人造板生产的主要压机之一改善机架应力状态的措施：（1）在同样重量下减簿板厚增加宽度以提高机架抗弯刚度减少应力（2）避免在机架内侧钻孔、焊接零件以免引起应力集中可将零件布置在立柱的外侧（3）在机架上增加几块补板以提高上、下横梁的抗弯刚度和立柱的刚度（4）减小拐角处的应力集中可以采取圆弧过渡或斜角过渡（5）正确选择焊缝位置机架板一般都是拼焊而成的焊缝强度一般都低于母材而且有焊接应力所以焊缝要选在应力较小的位置而且要沿立柱方向不能沿横梁方向2.热压机的结构设计五层侧压式热压机的整机设计采用了框架式结构整体使用工字钢和钢板焊接而成根据热压板的具体的参数选择成品压板和侧压板整机结构见下图：图2-1 五层侧压式热压机的结构其中热压机的主要技术参数为：上下压力：90吨（将层层热压板向上顶起且保证压机工作时板坯不发生翘曲泄压时靠压机自重下降）侧向压力：10吨（将板坯侧向加紧）热压板尺寸：2550*1370*42mm两热压板之间的间距为100mm详细尺寸结构参考零件图：BYSJ-012.1框架结构最上部为上托板为加强强度上托板与第一个热压板间需焊接厚度为10 mm的钢板每个热压板间距离是100mm侧压缸在同一侧与侧压板连接止推板在另一侧厚度均为10mm热压板通过方形钢管和阶梯形挡块定位为了方便热压机在工作时热压板上升过程中位置的找正将梯形挡块开有45度倒角以便起到引导作用为了使两个侧压缸推力相同以及下托板在上升过程中的平稳使用齿轮齿条机构进行调节第六块热压板直接焊接于下托板上它与下托板之间同样有一厚度为10mm钢板加强其强度柱塞缸与焊接在底座上的法兰通过螺栓连接在一起使用厚度为14mm的钢板四个柱塞缸通过两组齿轮齿条控制同步压力立柱采用H钢型号为28a2.2柱塞结构该结构主要有两部分组成柱塞和柱塞缸两者的结构分别表示如下图示：图2.1柱塞结构柱塞缸主要采用14mm的钢板卷筒焊接而成其结构简单制造方便将该结构安装在下横梁上并通过一块14mm厚的钢板与之焊接为一体钢板上安装法兰以实现工作要求2.3上托板结构为了考虑材料和该结构的受力特点通过对不同结构形式的托板受力分析选择受力最小且受力最为合理的结构其结构设计为两边带有加强肋中部为正方形结构且加强肋在其对角线上结构示意图如下所示：图2.3 上托板结构详细尺寸结构参考零件图BYSJ-022.4下托板结构下托板是该机器的主要受力部件之一为了使受力均匀和节省材料从而降低生产成本在参考了以往的设计经验并通过对不同结构形式的托板进行受力分析最终选择了受力最小且受力最为合理的结构其结构设计为将托板均匀分成四部分每部分的加强肋设计在其对角线上连接柱塞法兰的结构设计在该肋板的几何中心上结构如下图所示：图2.4下托板结构详细尺寸结构参考零件图：BYSJ-032.5平衡机构简要设计2.5.1工作原理由于液压系统在工作时对柱塞缸的压力油供应不均匀而使下托板以及侧压板在工作时不平衡为了使液压缸柱塞将下托板顶起工作时下托板平衡的上升及侧压板工作时平衡的对板坯进行加紧而设计了该平衡机构它主要由齿轮齿条机构来保证将两个相同的齿轮安装在同一根轴上将齿条与下托板相连在侧压板上的平衡机构的结构于此相同在此仅以下托板处的平衡机构的结构为例加以说明具体结构如下图所示：图2.5平衡机构（齿轮齿条机构）参考了机械设计齿轮设计例题分析由于该压机的工作压力最大为90吨所以平衡机构中齿轮转速不高受力不是太大的特点可将齿轮精度等级确定为IT7(GB10095-88)选择其材料为40Cr（）硬度为280HBS齿条的材料选为45钢（调质）硬度为240HBS两者材料硬度差为40HBS符合了设计的基本要求现将其主要的设计过程简要叙述如下：1)初选齿轮齿数为=24齿数比u=4；2)主要公式：接触疲劳许用应力分度圆直径：T=Fd/2=11250其中F为液压缸工作参数90t；d为平衡轴直径；有机械设计表10-6查得材料的弹性影响系数=189.8有图10-21d按齿面硬度查齿轮的接触疲劳强度极限=600；由图10-19去接触疲劳寿命系数=0.953)按齿根弯曲强度设计时=0.93mm由图10-20c查得齿轮的弯曲疲劳强度极限=500查图10-18取弯曲疲劳寿命系数=0.85取弯曲疲劳安全系数S=1.4故而 =303.6载荷系数查表10-5查得齿轮的接触疲劳强度决定了承载能它仅与齿轮的直径有关为同时考虑制造及安装方便可将该齿轮的模数适当放大取为m=2.5这样设计的齿轮齿条传动既能满足齿面接触疲劳强度又满足了齿根弯曲疲劳强度并做到了结构紧凑便于生产制造齿轮的主要设计参数：材料：40Cr（调质）精度等级：IT7模数：2.5压力角：20°齿槽宽：3.93 mm齿顶高：2.5 mm齿根高：68.76 mm齿高：5.62 mm齿厚：3.93 mm齿根圆半径：64.38 mm具体尺寸参阅零件图：BYSJ-042.5.2齿条的设计根据齿条的特性及该机构的特点其设计参数有：材料：45钢（调质）精度等级：IT7模数：2.5齿形角：20°齿槽宽：3.93 mm齿顶高：2.5 mm齿根高：3.12 mm齿高：5.62 mm齿厚：3.93 mm齿根圆半径：26.88 mm结构示意图如下：图2.5.2齿条结构参考零件图：BYSJ-052.5.3键的选择根据平衡轴径d=25mm查附表5.20普通平键（GB 1095、1096-2003摘录）选择普通A型平键主要参数：轴深 t=4.0毂深t=3.3根据齿轮宽选键长L=55mm；材料Q275A (GB/1096-2003)2.6轴承的选取根据前文中设计的轴的最小直径d=25mm查机械设计手册选取深沟球轴承代号为：6005 具体参数见下图：其中查机械设计课程设计附录4.2 深沟球轴承（GB/T 276-94摘录）得到主要的参数值有：d=25mmD=47mmB=12mm2.7侧压缸支架结构由于该支架主要对侧压缸起固定作用将其焊接在热压板上工作时随热压板一起上下运动经受力计算该结构主体部分可由14mm钢板焊接；加强肋部分由10mm钢板焊接组成这种结构在受力方面比较理想结构示意图如下：图2.7侧压钢支架三视图具体尺寸参阅零件图：BYSJ-062.8侧压缸螺栓设计校核根据热压机的侧压力10吨以及部件的连接需要初选公称直径为13mm的螺栓为保证其正常工作现对其进行校核受轴向载荷的紧螺栓（静载荷）连接的校核计算结果：工作载荷 Fc = 3.125 kN残余预紧力系数K = 1.6总载荷 F0 = 8.13 kN相对刚度λ = 0.25预紧力 Fp = 7.34 kN螺栓机械性能等级 = 6.8螺栓屈服强度σs = 480 MPa安全系数 Ss1 = 2螺栓许用应力 [σ] = 160.00 MPa选择材料为：45钢螺栓公称直径 Md = M13螺栓小径d1 = 10.106 mm螺栓计算应力σ = 132.1 MPa校核计算结果：σ≤[σ] 满足强度要求受轴向载荷的紧螺栓（动载荷）连接校核计算结果：工作载荷 Fc = 3.125 kN相对刚度λ = 0.25螺栓材料：Q235A螺栓抗拉强度 = 440 MPa螺栓屈服强度 = 240 MPa抗压疲劳强度= 140 MPa尺寸因数ε = 1制造工艺因数= 1受力不均匀因数 = 1缺口应力集中因数= 3.9安全系数= 2螺栓许用应力幅= 17.95 MPa螺栓公称直径= M12螺栓小径= 10.106 mm螺栓计算应力幅= 4.89 MPa校核计算结果：≤满足故选择公称直径为13的螺栓材料为Q235A处理3.热压机主要部件的受力分析3.1立柱的设计校核立柱采用工字钢根据热压机的对称结构立柱仅受拉力作用没有附加的弯矩和扭矩由计算公式：式中: --所选材料的弹性极限这里选取Q235A=210MPaA--工字钢的横截面积S--设计计算安全系数取S=2.F--工字钢受力将数据代入公式得：A=61.4c㎡据此选取型号：热轧工字钢28a（GB706-88）详细尺寸见零件图3.2上托板的设计校核上托板与热压板间附有10mm厚钢板来加强其强度上托板由厚度为14mm高为300mm的钢板焊接而成由于其复杂的交叉结构传统的材料力学分析解决问题的方法十分繁琐此处借用WildfirePro/E 5.0里面的有限元分析工具进行校核计算首先建立三维模型如图：图3.2.1上托板三维模型三维模型建成后进行受力分析的准备工作：先进行模型设置-材料选择-材料的分配-施加位移约束-定义位移约束-定义载荷性质（第一块热压板受到均匀的压力载荷将90t压力均匀分配到热压板上）-建立模型-分析定义-结果定义图3.2.2上托板受力模型系统开始运行随后便可运行出想要得到的结果如图所示：图3.2.2整体受力系统开始运行随后便可运行出想要得到的结果如图所示：图3.2.3运行结果图3.2.5受力结果从图3.2.5中看出该结构最大应力处应力为79.9Mpa该结构用45号钢其抗拉强度为353MP由于90t为该热压机极限压力热压机在工作是几乎不会达到该力此设计结构是偏安全的符合设计要求计算机运算过程如下：------------------------------------------------------------Mechanica Structure Version L-03-38:spg设计研究 "Analysis1" 的摘要Sat Jun 82011 22:46:54运行设置块求解器的内存分配: 128.0并行处理状态当前运行的并行任务限制: 2当前平台的并行任务限制: 64自动检测到的处理器数: 2创建元素前正在检查模型...这些检查考虑到了以下事实:AutoGEM 会自动在具有材料属性的体积块中、具有壳属性的曲面上和具有梁截面属性的曲线上创建元素自动生成元素创建元素后正在检查模型...未在模型中发现错误Mechanica 结构模型汇总主单位制: millimeter Newton Second (mmNs)长度: mm力: N时间: sec温度: C模型类型: 三维点: 2486边: 12685面: 18003弹簧: 0质量: 0梁: 0壳: 0实体: 7803元素: 7803标准设计研究静态分析 "Analysis1":收敛方法: 单通道自适应绘制栅格: 4收敛环日志: (22:47:32)>> 通道 1 <<计算元素方程 (22:47:33)方程总数: 129213最大边阶数: 3解方程 (22:47:40)后处理解 (22:48:04)检查收敛 (22:48:10)资源检查 (22:48:15) 过去的时间 (秒): 81.67CPU 时间 (秒): 79.34内存使用量 (kb): 339829工作目录磁盘使用量 (kb): 495616>> 通道 2 <<计算元素方程 (22:48:16)方程总数: 153891最大边阶数: 6解方程 (22:48:24)后处理解 (22:48:55)检查收敛 (22:49:01)计算位移和应力结果 (22:49:07)RMS 应力误差估计:载荷集应力误差占最大主应力的百分比---------------- ------------ -----------------LoadSet1 8.66e+00 8.2% of 1.06e+02 资源检查 (22:49:27) 过去的时间 (秒): 153.27CPU 时间 (秒): 138.64内存使用量 (kb): 355804工作目录磁盘使用量 (kb): 619520模型的总质量: 1.088271e+00模型的总成本: 0.000000e+00WCS 原点的质量惯性矩:Ixx: 7.44852e+05Ixy: -1.54093e+05 Iyy: 3.17051e+06Ixz: -9.50469e+05 Iyz: -8.27875e+04 Izz: 2.47457e+06 相对于 WCS 原点的主 MMOI 和主轴:最大主应力中间主应力最小主应力 3.18179e+06 2.89414e+06 3.14004e+05WCS X: -3.68288e-02 -4.06791e-01 9.12779e-01WCS Y: 9.97058e-01 4.64826e-02 6.09449e-02WCS Z: -6.72202e-02 9.12338e-01 4.03882e-01 相对于 WCS 原点的质心位置:( 1.27500e+031.11055e+026.85000e+02)质心的质量惯性矩:Ixx: 2.20786e+05Ixy: 9.89530e-10 Iyy: 8.90748e+05Ixz: 2.44472e-09 Iyz: 2.91038e-10 Izz: 6.92026e+05 相对于 COM 的主 MMOI 和主轴:最大主应力中间主应力最小主应力8.90748e+05 6.92026e+05 2.20786e+05 WCS X: 0.00000e+00 0.00000e+00 1.00000e+00 WCS Y: 1.00000e+00 0.00000e+00 0.00000e+00 WCS Z: 0.00000e+00 1.00000e+00 0.00000e+00 约束集: ConstraintSet1: PRT0001载荷集: LoadSet1: PRT0001模型上的合成载荷:在全局 X 方向: -7.205480e-08在全局 Y 方向: 8.803620e+05在全局 Z 方向: 6.876427e-09测量:max_beam_bending: 0.000000e+00max_beam_tensile: 0.000000e+00max_beam_torsion: 0.000000e+00max_beam_total: 0.000000e+00max_disp_mag: 3.651136e-01max_disp_x: -5.989933e-02max_disp_y: 3.651109e-01max_disp_z: 4.774524e-02max_prin_mag*: -1.058371e+02max_rot_mag: 0.000000e+00max_rot_x: 0.000000e+00max_rot_y: 0.000000e+00max_rot_z: 0.000000e+00max_stress_prin*: 8.868574e+01max_stress_vm*: 8.874455e+01max_stress_xx*: 7.934842e+01max_stress_xy*: 4.213737e+01max_stress_xz*: -2.307811e+01max_stress_yy*: -6.292490e+01max_stress_yz*: 2.411726e+01max_stress_zz*: 4.270502e+01min_stress_prin*: -1.058371e+02strain_energy: 2.373799e+04** 警告: 在结果奇点 (或接近位置) 计算由星号 (*) 标记的测量这些测量的值可能不准确在对它们进行解释时必须使用工程评价分析 "Analysis1" 已完成 (22:49:27)内存和磁盘使用情况:机器类型: Windows NT/x86求解器的 RAM 分配 (兆字节): 128.0总过去的时间 (秒): 154.09总 CPU 时间 (秒): 139.13最大内存使用量 (千字节): 355804工作目录磁盘使用量 (千字节): 619520结果目录大小 (kilobytes):71392 .\Analysis1最大数据库工作文件大小 (kilobytes):427008 .\Analysis1.tmp\kblk1.bas158720 .\Analysis1.tmp\kel1.bas33792 .\Analysis1.tmp\oel1.bas运行已完成Sat Jun 82011 22:49:283.3下托板的结构设计结合该部件的结构特点利用三维Pro\E建立立体模型如下图所示：图3.3.1加力后的三维立体模型按照以上方法进行加力、加约束、建立静态分析模型运行结果如图：图3.3.2运行结果图3.3.3运行结果图3.3.4运行结果从图中可以看出该结构受到的最大压应力为70Mpa材料为45号钢（抗压强度为353Mpa）的结构该压机的额定工作压力为90吨在工作压力极少达到所设压力的情况下这种设计是偏于安全的因而符合设计要求3.4下横梁底板受力分析由于该机械工作时推力最大只有90吨而在正常工作情况下是很少达到此压力的所以按照设计要求在比较了几种设计方案后确定了下横梁的结构考虑到其复杂的结构用传统的力学方法很难实现对它的受力分析为了便于受力校核此处使用了Pro/E 里的有限元分析工具对其进行受力分析和校核并根据该机械的工作特点以及其受力特点人为地模拟施加力建立如下三维模型：图3.4.1加力后的三维模型设定相应的约束后运行出结果如图：图3.4.2整体受力运行结果图3.4.3运行结果从图中可以看出该结构所受最大压强为25.7MPa对45号钢（抗压强度为353Mpa）来说是非常安全综上所述该设计在结构和受力方面都符合设计要求附录【1】型钢结构表：【2】调质：淬火后又高温回火的双重热处理其目的是：提高了强度又保持了材料的韧性还改善了材料的切削加工性【3】回火：淬硬后加热到AC1以下的某一温度保温一定时间然后冷却到室温的热处理工艺其目的是：(a)消除工件淬火时产生的残留应力防止变形和开裂；(b)调整工件的硬度、强度、塑性和韧性达到使用性能要求；(c)稳定组织与尺寸保证精度；(d)改善和提高加工性能【4】附零件图：轴承座图号BYSJ-07参考文献[1] 胡广斌.人造板热压机的发展历程.中图分类号：TS653 文献标识码:A 文章编号1001-5299(2005)01-0050 -04.[2] 秦少芳.框架热压机主要受力件设计的探讨.木材工业1996(3):16一20.[3] 多层热压机设计.沈阳重机厂吴新泉.中国学术期刊电子出版设1994-2001.[4] 袁东.世界人造板机械发展现状与趋势[J].世界林业研究2007 C 20 ) 60-67.[5] 李绍昆姜仁龙.中密度纤维板多层热压机的热压过程分析[[J].中国人造板 2008 . 6:20-23.[6] 种奇军熊键国种凤军.人造板热压机框架、油缸等的简易设计计算[[J].中国人造板2006 C 1)31-33.[7] 李沿海.日本KU一IHPD 1515型热压机设计特点[[J].林业机械与木工设备 2001 1: 33-34.[8] 路健张伟.国际人造板机械发展状况与技术特点.木材加工机械2003 (5) : 1-720.[9] 川哀华柯尊忠郭世英.热压机框板结构优化设计[[J].合肥工业大学学报怕然料学版1990 13(222-27.[10] 林秀安.大型多向模锻液压机关键技术的试验研究.中国机械工程学会第二次锻压学术年会论文1979.[11] 张剑峰杨一匕.我国人造板机械工业发展现状、存在问题及展望[J]2000 C 4 ) 27-32.[10] 苏阳崔学红邵林波.热压机框架板的受礼分析及其改进[[J].昆明冶金高等专科学校学报2003 19(2):18-21.[11] 穆国君.密排缸压机框式机架强度的简单计算[[J].木材加工机械 1990 } (4) : 5-8.[12] 东北重型机械学院.650吨板框式结构模锻液压机一试验研究.机械工业部8022235科研课题论文1981.致谢。
机械工程中的创新设计论文
机械工程中的创新设计论文引言机械工程旨在设计、开发和制造机械设备和系统。
随着科技的不断发展，创新设计在机械工程领域变得越来越重要。
本论文旨在讨论机械工程中的创新设计，如何应用创新设计的方法和技术来改进机械设备和系统。
1. 创新设计的定义创新设计是指通过引入新的思想、技术或方法，使机械设备和系统达到更高的性能、效率和可靠性。
创新设计可以是针对现有设备和系统的改进，也可以是全新的设计。
创新设计需要从市场需求出发，结合先进的科技和工程知识，寻找出新的解决方案。
2. 创新设计的重要性创新设计在机械工程中具有重要意义。
首先，创新设计可以提高机械设备和系统的性能和效率。
通过引入新的技术和方法，可以使机械设备和系统具有更高的工作速度、更低的能耗和更小的故障率。
其次，创新设计可以提高机械设备和系统的可靠性和安全性。
通过引入新的结构设计和控制策略，可以降低故障风险，减少事故发生的可能性。
此外，创新设计还可以降低成本和提高生产效率。
通过优化设计和改进制造工艺，可以减少材料浪费和工艺时间，从而降低生产成本。
3. 创新设计的方法和技术在机械工程中，有许多方法和技术可以应用于创新设计。
以下是一些常用的方法和技术：a. 软件模拟和仿真软件模拟和仿真可以帮助工程师在设计之前评估各种设计方案的性能和效果。
通过建立数学模型，工程师可以模拟出机械设备和系统的运行情况，从而评估其性能和效率。
软件模拟和仿真可以帮助工程师快速定位问题和改进设计。
b. 3D打印技术3D打印技术可以制造复杂形状和结构的零件，提供更多的设计自由度。
通过使用3D打印技术，工程师可以设计出更轻、更强、更具创新性的零件和组件。
3D打印技术可以加快设计和制造的速度，同时减少浪费和成本。
c. 材料科学和工艺技术材料科学和工艺技术是创新设计不可或缺的一部分。
通过研究和应用新材料和工艺技术，可以改善机械设备和系统的性能和可靠性。
例如，新型材料可以提供更高的强度和耐磨性，新型工艺技术可以提高制造质量和效率。
机械创新设计的论文
机械创新设计的论文关于机械创新设计的论文一、机械产品创新设计的原则（一）经济效益最好原则设计的机械零件既要功能满足客户要求，又要成本低廉。
考虑经济最佳性必须从设计和制造两个方面上入手。
设计上保证合理的原理方案，选用正确的材料；制造上考虑零件的加工工艺性和装配工艺性。
（二）生态效益最好原则不论是在产品制造过程中，还是在产品使用过程中，都要求产品对周围环境“零污染”。
这就要求在设计过程中尽量选择低污染的材料及零部件，避免选用有毒、有害和有辐射性的材料。
（三）安全可靠原则安全可靠是机械产品品质的保证，必须确定零件在强度、刚度、耐磨性、稳定性及热平衡性上满足设计要求。
对于重型机械，一般要求有自锁装置和保险装置，以确保操作员人身安全。
二、机械产品创新设计方法研究（一）创新技术主题的确定与分类搜集的专利可以分为发明专利、实用新型专利和外观设计专利。
发明和实用新型专利的说明书提供了发明或实用新型的技术特征，清楚、简要地表述请求专利保护的'范围。
外观设计专利提供了该外观设计的图片或照片，必要时会作一定的简要说明。
在专利局专利分类方法的基础上，结合一般产品的特点，提出了一般产品创新技术主题的确定与分类方法。
创新技术主题的确定应当以权利要求书为主，并适当结合说明书。
以权利要求书为主确定技术主题，应当完整地掌握权利要求中所记载的技术内容，如以独立权利要求来确定技术主题时，则应当将其前序部分记载的技术特征和特征部分记载的技术特征结合起来确定。
下面以钻夹头为例，确定创新技术主题的方法有：（1）对于发明专利和实用新型专利，一般情况下以独立权利要求中的前序部分记载的技术特征为主，将特征部分记载的技术特征看作是对前序部分的限定。
例：一种新型锁紧式钻夹头，其特征在于：空心钻体的前端开有一截面为三角形的环形沟槽，所述前套的前端与该沟槽卡接。
创新技术主题：以前套与丝母套之间的沟槽卡接为特征的锁紧式钻夹头。
（2）对于发明专利和实用新型专利的特殊情况，即独立权利要求中前序部分所描述的对象在分类表中没有确切位置的，以特征部分记载的技术特征为主，将前序部分记载的技术特征看作是对特征部分的限定。
机械创新设计论文格式(标准版)
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一、机械创新设计论文格式标准论文格式字体的第一页：论文题目（黑体、居中、三号字）（空一行）作者（宋体、小三）（空一行）[摘要]（四号黑体）空一格打印内容（四号宋体，200-300字）……（空一行）[关键词]（四号黑体）关键词内容（小四号宋体、每两个关键词之间空两格）标准论文字体格式的第二页：目录（居中、四号黑体）（空一行）（空一行）引言（小四号宋体）……页码（小四号宋体）一、标题（小四号宋体）……页码（小四号宋体）1.（小标题）（小四号宋体）……页码（小四号宋体）（1）（下级标题）（小四号宋体）……页码（小四号宋体）二、（标题）（小四号宋体）……页码（小四号宋体）1.（小标题）（小四号宋体）……页码（小四号宋体）（1）（下级标题）（小四号宋体）……页码（小四号宋体）参考文献（小四号宋体）……页码（小四号宋体）附录（小四号宋体）……页码（小四号宋体）致谢语（小四号宋体）……页码（小四号宋体）英文题目、摘要、关键词（小四号宋体）……页码（小四号宋体）第三页开始：毕业论文正文引言（居中、四号黑体）（空一行）（空一行）引言内容用小四号宋体打印（空一行）（空一行）一、（标题）（居中、四号黑体）（空一行）（空一行）1、（小标题）（四号宋体）（空一行）（1）（下级小标题）（小四号黑体）（正文内容用小四号宋体、下同）（空一行）（空一行）1、（小标题）（四号宋体）（空一行）（1）（下级小标题）（小四号黑体）▪▪▪（空一行）（空一行）结论（内容用小四号宋体）（空一行）（空一行）附录（居中、四号黑体）附录内容（内容用小四号宋体）（空一行）（空一行）参考文献（居中、四号黑体）参考文献（内容用五号宋体）（空一行）（空一行）致谢（居中、四号黑体）（空一行）（空一行）致谢语（内容用小四号宋体）（空一行）（空一行）最后一页（英文题目）（居中、小四号Arial体）（空一行）（空一行）摘要（小四号Arial体）（内容用五号Arial体）关键词（小四号Arial体）（内容用五号Arial体、每个单词间空二格）备注：1、英文译文打印格式：标题用四号黑体、内容用小四号宋体。
机械创新设计论文---精品模板
绪论创新指人类为了满足自身的需要，不断拓展对客观世界及其自身的认知与行为的过程和结果的活动。
具体的讲，创新是指人为了一定的目的，遵循事物发展的规律，对事物的整体或其中的某些部分进行变革，从而使其得以更新与发展的活动. 创新是人类生命体内自我更新、自我进化的自然天性。
创新是人类心理特有的天性。
创新是人类自身存在与发展的客观要求。
创新是人类社会文明与进步的标志。
创新是人类与自然交互作用的必然结果.我们为何要创新？早在3000多年前,我国的商汤王就喊出了响彻环宇的创新之音“苟日新，日日新，又日新”。
人类的生存与发展遇到了严峻的挑战：资源匮乏、人口膨胀、环境污染、疾病丛生；中华民族的生存与发展遇到了严峻的挑战：人口压力、经济压力、安全压力、资源压力、技术压力、分配压力、创新压力、文化教育压力、国民素质压力、民主与法制的压力;以创新为特征的21世纪是一个充满竞争的世纪：从生产率看,日本是中国40倍，美国是中国50倍,中等发达国家是中国10倍；从科技投入看，日本是中国25倍,美国是中国50倍;从人均科技投入看，日本是中国250倍，美国是中国300倍。
98年全国专利35960件，外国人占61.3％无论是纵观历史，还是横阅当今，民族之间或国家之间的所有进步和落后的差异，都是由创新所致.一切竞争归根结底都是创新人才及创新人才所具备的创新能力的竞争，是创新速度与效率的竞争,而适宜创新人才成长的良好社会制度安排与环境营造是创新的根本。
中国是一个有着五千年悠久历史和灿烂文明的国家，中华民族从来不缺少创新精神和创造型思维的能力.我们应该有坚定的信念,特别是我们的年轻人，应该有这种信心、有这种信念,要坚持弘扬创新精神，要大力培育创新意识，在新的世纪里,我们一定能够重现中华文明的灿烂辉煌，实现中华民族的伟大复兴!作为当代大学生,我们更加需要的就是创新精神，但是创新不是凭空想象，那是建立在现实基础上的，想要进行创新,我们就要对已经存在的产品进行了解，只有这样我们才能对其进行改造和创新!用于集体宿舍楼发生火灾的紧急避难新型床梯一、设计目的虽然科技在迅速发展，但无论何时，突发性灾难都是不可避免的.中国每年发生突发性灾难包括火灾、雪灾、地震、突发性事故等。
机械创新设计方案(设计方案实例论文)
机械创新设计说明书设计题目：洗瓶机推瓶机构设计组号：院系专业：指导教师：目录1，设计目的及意义由于工业生产和社会生活的需要，大量的玻璃瓶、塑料瓶需要进行回收清洗后再利用，节省了大量制瓶洗所需要的费用同时也提高了工业生产的生产效率。
然而就在此时也出现了回收后再清洗的问题。
产品盛载是车间的最后一道关键工序，因此玻璃瓶的供应速度也就决定了总的生产效率的高低。
从而产生了对洗瓶机设备的研究与改进工作。
随着啤酒市场不断地发展变化，酒瓶种类、标纸和粘接剂品种不断增加，特别是现在的头标铝箔纸的出现，给洗瓶设备和工艺提出了新的更高的要求在长期使用多种洗瓶机的过程中。
为了适应现在啤酒回收瓶的洗涤要求，我们同该洗瓶机的制造厂家进行了广泛地讨论和研究，对洗瓶机适时地进行了一系列的技术改进。
洗瓶机器设备的出现并且运用到实际生产中，改变了人工刷洗的传统工艺，实现了自动化生产方式，达到了减少劳动力、节约费用、提高工作效率、增加企业经济效益之目的。
并且得到了广大用户的支持和好评，而且使得化、制药、食品等行业的生产率产生了质的飞跃。
洗瓶机推瓶机构的原理方案分析：（1）功能分解：（2）（3）求功能元解洗瓶机推瓶机构形态学矩阵2.设计题目2.1推瓶机推瓶机构的改进设计洗瓶机主要是由推瓶机构、导辊机构、转刷机构组成。
待洗的瓶子放在两个同向转动的导辊上，导辊带动瓶子旋转。
当推头M 把瓶子推向前进时，转动着的刷子就把瓶子外面洗净。
当前一个瓶子将洗刷完毕时，后一个待洗的瓶子已送入导辊待推。
如图1所示。
图1 洗瓶机工作示意图2， 原理方案设计3.1功能分析为了完成设计任务需要三个阶段：①通过组合机构使推头M 以接近均匀的速度推瓶，平稳地接触和脱离瓶子，然后推头快速返回原位，准备第二个工作循环；②导辊及其上方的转动的刷子不停的转动，完成瓶子外围的清洗。
3.2功能原理分析根据使用要求或工艺要求设计机构时，首先考虑的是采用什么功能原理来实现这些要求。
《机械创新设计》结课论文格式要求
《机械创新设计》结课论文格式要求1．总体要求全文控制不少于3000字，并按以下顺序编排：论文名、作者、学校名＋院系名＋学校所在城市＋邮编、摘要、关键词、正文（可自行组织，但应包括下列内容：论文涉及相关技术背景、国内外相关研究现状、设计制作中解决的关键技术问题的描述、创新特色、应用前景等）、参考文献。
2．页面要求A4页面。
页边距：上25mm，下25mm，左、右各20mm。
标准字间距，单倍行间距。
不要设置页眉，页码位于页面底部居中。
3．图表要求插图按序编号，并加图名（位于图下方），采用嵌入型版式。
图中文字用小五号宋体，符号用小五号Times New Roman（矢量、矩阵用黑斜体）；坐标图的横纵坐标应标注对应量的名称和符号/单位。
表格按序编号，并加表题（位于表上方）。
采用三线表，必要时可加辅助线。
4．字号、字体要求微定位仿生机器人作者：×××（南京工程学院机械工程学院，南京211167）（空一行）摘要：提出了┄┄。
（200字以内）关键词：仿生机器人；微定位；机构设计（3～5个）（空一行）1 引言近年来，随着纳米技术的兴起和迅猛发展，在超精密机械加工、微操作、能量束加工、生物工程等高科技领域迫切需要具有纳米级定位的微动机器人系统[1]。
基于目前微定位工作台只能固定在某一位置工作的不足，我们的创新机构提出可实现大范围移动、高精度定位的微驱动工作台。
2 国内外研究概况纳米级微定位工作台通常采用柔性铰链等弹性机构的变形来实现微位移的运动传递，从而实现纳米级微定位。
2.1 单自由度纳米级微驱动台如图1所示，┄┄正文中表示物理量的符号，表示点、线、面的字母均用Times New Roman斜体；表示法定计量单位、词头的符号、函数等，化学元素符号均用Times New Roman正体。
2.2 三自由度纳米级微驱动台图4 六自由度纳米级微驱动台┄┄（空一行）参考文献[1]刘明尧，谈大龙，李斌．可重构模块化机器人现状和发展．机器人，2001，23(3)：275-279[2]熊有伦．机器人技术基础．华中理工大学出版社，1996：15-47[3]理查德摩雷，李泽湘，夏思卡萨特里．徐卫良，钱瑞明译．机器人操作的数学导论．机械工业出版社，1998：11-67[4]Lee H Y, Reinholtz C F. Inverse kinematics of serial-chain manipulators[J]. ASME Journalof Mechanical Design. 1996, 118(3): 396-404。
机械创新论文【范本模板】
全自动控制用水量保温电饭锅Automatic control water consumption electric heat preservation课程名称：机械创新设计班级:姓名：全自动控制用水量保温电饭锅Automatic control water consumptionelectric heat preservation摘要:在电饭锅上安装给水排水装置后,利用传感器及各类阀体间的相互配合，使电饭锅具有从洗米到煮饭及保温全过程的功能,从而简化煮饭过程，有力控制用水量，防止了米饭因用水量不适而产生的夹生或过稀，使米饭口感如一。
Content abstract： in installed on the rice cooker water device， using the sensor and all kinds of interaction between the body, make the electric cooker has from the wash meters to cook and heat preservation whole process function， which can simplify cooking process, powerful control water consumption， prevent the rice water from the discomfort for raw or too thin， the rice taste like。
关键词：控制用水量、保温电饭锅、传感器、给水排水装置（一）前言我们知道，普通的电饭锅是在洗过米后手动加入适量的水,再按下煮饭按钮,等一段时间就可以将米饭煮熟。
对于很多有经验的人来说，很容易将米饭做得香软可口，但对于新手来说，就很不容易控制用水量,导致米饭过硬或是水分过多而口感变差。
那么我们可不可以做出一个可以自动控制用水量的电饭锅呢？于是，我决定本次创新设计论文，拟定为论述一款自动控制用水量的全自动电饭锅的设计方案。
机械创新设计论文
机械创新设计论文————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：毕业设计（论文）机械创新设计（论文）多功能小桌子二零一六年五月目录目录 (2)摘要 (3)Abstract (4)设计理念 (5)多功能桌子 (6)技术领域 (6)背景技术 (6)实用改进新型内容 (6)附图说明 (7)具体实施方式 (7)图一 (8)图二 (9)摘要本实用新型公开了一种多功能小桌子，包括桌板和活动连接于所述桌板下端的四个板状的桌腿，其特征在于：所述桌腿通过连接板与所述桌板活动连接，所述桌腿的一侧设有至少两个拼接条或至少两个用于所述拼接条穿过的环扣；所述桌腿上还设有用于弯曲桌腿的转轴，所属转轴还包括用于保持平衡的支撑杆。
本实用新型所述的桌子是一种可以方便携带的多功能桌子，可拆卸的板状桌腿在不使用时，可以组装成书架；桌板也可以挂置在墙上节省空间。
本实用新型具有结构简单新颖，使用携带方便，美观大方等特点。
AbstractThe utility model discloses a multifunctional small table, including the connection table and other activities described in the tables below four tabular table legs, whose character is: the above table leg by connecting plate connection with mentioned in your table, described in the article on one side of the table leg has at least two splicing or at least two article described for stitching across the ring; Described in the table leg is also used for bending rotation table leg, also includes balancing is used to belong to the rotation support bar. The utility model described in the table is a multi-function table can be convenient to carry, removable plate table legs when not in use, can be assembled into a bookcase; Tables also can hang buy to save space on the wall. The utility model has the advantages of novel structure is simple, the use of easy to carry, beautiful and easy, etc.设计理念一种多功能桌子，包括（1）和活动连接于所述桌板（1）下端的四个板状的桌腿（4），其特征在于：所述桌腿（4）通过连接板（3）与所述桌板（1）活动连接，所述桌腿（4）的一侧设有至少2个拼接条（7）或至少2个用于所述拼接条（7）穿过的扣环（6）；所述桌腿（4）上还设有用于弯曲桌腿的转轴（5），所述转轴（5）还包括用于保持平衡的支撑杆（8）。
机械创新设计范文
机械创新设计范文
现代机械创新设计
随着社会的进步，人们越来越重视机械的创新设计，使机械更加高效，安全，经济和环保。
人类的发展需要更多有效的机械技术，以实现更高级
的机械控制和自动化。
机械创新设计的研发是机械技术革新的重要方面，
它是机械技术发展的核心。
机械创新设计分为三个基本领域：动力系统、结构设计和用户体验。
动力系统研发旨在提高机械装置的动力效率和智能化；结构设计强调兼容
性和可靠性，提供更安全、高效和经济的构造方案；用户体验注重机械设
备的可操纵性，保证用户使用舒适、便捷和简单的设备。
通过上述三个领
域的创新设计，能够使机械装备具有更强的动力性能、较高的耐久性能、
更紧凑的结构和更安全的运行环境；同时能够提供更加舒适、便捷和人性
化的用户体验。
在动力系统的创新设计中，发动机技术是机械发展的关键词之一、发
动机的结构设计着重于机械结构、气体流动、燃烧过程和机械传动系统的
系统化，可以提高发动机的动力效率，降低消耗能源，并实现更高级的全
自动控制。
机械创新设计报告论文
机械创新设计报告论文===引言机械工程是一门旨在研究机械运动和力学性质的学科。
机械创新设计是机械工程中十分重要的领域，它涵盖了从概念设计到详细设计的全过程，并且需要结合创新思维和工程实践来寻求解决现实问题的方法。
本篇论文将介绍一个机械创新设计的案例，旨在展示设计团队是如何应用创新方法和技术来改进现有的机械产品。
问题陈述我们的设计团队接到一个任务，要改进一款现有的液压汽车千斤顶的设计。
该款千斤顶在使用过程中存在几个问题：1）操作力过大，需要更多的力量才能抬起汽车；2）折叠过程不便，需要较多的空间存放；3）占据的物理空间较大，不易携带和储存。
基于这些问题，我们的任务是设计一款能够解决这些问题的新型液压汽车千斤顶。
设计过程需求分析首先，我们对需求进行了详细的分析。
我们需要设计一款操作简单、折叠方便，并且易于携带和储存的液压汽车千斤顶。
因此，我们需要减少操作力，降低折叠过程的难度，并尽可能减小千斤顶的体积和重量。
概念设计在需求分析的基础上，我们进行了概念设计。
我们采用了一个新的液压系统，以减小操作力，只需较小的力量就能举起汽车。
我们还引入了一个可折叠的设计，将千斤顶的存储空间减小到最小，并且增加了一个便于携带的手提装置。
详细设计在概念设计确定后，我们进行了详细设计。
我们使用CAD软件进行了三维模型的设计，优化了液压系统和结构设计，并进行了强度和稳定性的分析。
我们还对每个部件进行了材料选择，并根据实际情况确定了制造工艺和成本。
制造和测试在详细设计完成后，我们开始了制造和测试阶段。
根据设计图纸，我们制造了千斤顶的每个部件，并进行了组装。
然后，我们对千斤顶进行了全面的性能测试，包括举升能力、操作力、折叠过程等。
测试结果表明，新设计的液压汽车千斤顶在各项指标上均优于原有的千斤顶。
结果和讨论我们的新设计解决了现有液压汽车千斤顶存在的问题。
操作力大大降低，只需较小的力量就能举起汽车。
折叠过程方便快捷，并且占据的空间更小，易于携带和储存。
机械创新设计小论文
１1.设计目标设计题目：爬杆机械猫。
主要机械系统为曲柄连杆机构。
因此保证机器人能顺利完成爬杆的功能，并在上升时完成伸头以及摆尾的动作。
2.设计特点和创新点搜集同类设计通过比较可知，普通爬杆机器人是在直杆上爬行，原理图如下所示，而我本次设计的执行机构为弯杆，与同类爬行机器人相比，我本次设计的爬行机器人不但能在直杆上爬行，并能在弯杆上爬行，极大的提高了爬行机器人的应用场合。
3.运动原理与功能模块划分我们此次做的课程设计名为爬杆机器人。
该机器人模仿虫蠕动的形式向上爬行，其爬行运用简单的曲柄滑块机构。
其中电机与曲柄固接，驱动装置运动。
曲柄与连杆铰接，其另一端分别铰接一自锁套（即上下两个自锁套），它们是实现上爬的关键结构。
当自锁套有向下运动的趋势时，由力的传递传到自锁套，球、锥管与圆杆之间形成可靠的自锁，阻止构件向下运动，而使其运动的方向始终向上（运动示意见右图）。
功能模块：爬杆功能、伸头功能、摆尾功能。
设计方案主要分为：曲柄滑块机构和气功驱动两种形式。
4.设计方案的分析、比较与评价通常情况下，一部的机器需要通过电机带动一系列复杂的机构使其正常运转，这其中涉及到很多简单且基本的机械机构。
当然，也可以直接通过电机带动整部机器的运转，这完全取决于机器所需完成的工作以及设计该机器时所面临的种种实际情况。
针对该爬杆机器人，提出两套设计方案，分别是：由曲柄滑块机构带动和由气压元件直接驱动。
曲柄滑块机构工作原理如下： 圆杆连杆上自锁套曲柄下自锁套在平面连杆机构中，能绕定轴或定点作整周回转的构件被称为曲柄。
而通过改变平面四杆机构中构件的形状和运动尺寸能将其演化为不同的机构形式，就曲柄滑块机构而言，它是通过增加铰链四杆机构中摇杆的长度至无穷大而演变过来的。
改机构实际上是由一曲柄一端铰接在机架上，另一端铰接一连杆，连杆的另一端联结一滑块，在曲柄为主动件运动时带动连杆，连杆又带动滑块，使其在平面某一范围内做直线往复运动（图1）。
机械创新设计论文
Hefei University课程论文COURSE THESIS题目：手推折叠轮椅系别：机械工程系专业：机械设计制造及自动化学制：四年姓名：**学号：**********导师：**2016年10月18日手推折叠轮椅摘要本设计所要研究的手推型折叠轮椅仅以连杆机构所组成，通过设计和对设计要求的限制的考虑，及各类参考文献中得出了最适合此类机构的是Watt I型六连杆机构【1】，并且进行了应用材料的确定、杆件的力学分析和整体的结构设计，最后完成了实体3D模型的制作。
所以本设计所研究的手推型折叠轮椅是由单一自由度收折，并且没有分离的零件，不需使用任何拆卸工具即可以达到收折后体积小、重量轻、操作简便，像行李箱拖行及站立收藏等特性，适用于下肢瘫痪、年老体弱多病和行动不方便者，是一种非常理想的代步工具。
关键词：手推型折叠轮椅; 连杆机构;一．引言由于现代医学的发展和进步，人类的寿命正逐渐的往上提升，致使各国老年人口将不断增加，然而高龄化的社会结构已然成为世界各国的重大挑战。
针对这些年长而行动不方便的使用者而言，其身体各部分器官正逐渐退化，再加上神经肌肉萎缩，自行驱动轮椅是非常困难的事，因此他们将不适合使用具有手轮圈的自推型轮椅，而手推型轮椅较能符合其需求。
许多行动不便者在解决移动能力障碍时，最直接使用的工具便是轮椅。
【2】根据我国统计部门统计，截止到2006年4月1号，全国现有各类残疾人总数约8296万人，占总人口数的比例为6.34%，而属于肢体残疾的占总残疾人数的比例为29.07%，人数达到2412万， 2005年底，中国60岁以上老年人口1.44亿，占总人口的比例达11%。
现在我国60岁以上老年人口每年以3%的速度递增，在60岁以上的老年人口中，有相当一部分老年人在日常生活和工作中，在疾病治疗和康复过程中，都需要借助使用轮椅。
这对于家庭生计、社会成本与国家经济均会造成严重的影响，不可轻视。
对于青壮年的肢体障碍患者而言，轮椅可使他们重新返回职场，以改善家庭生计和降低社会负担；对于行动不便的高龄老人或出现重度神经肌肉萎缩的患者而言，轮椅是他们走出户外的最佳辅具，不但能改善他（她）们的精神生活，而且在心灵层面上更得到慰藉。
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手推折叠轮椅一、手推折叠轮椅的进步历程根据所收集的各类文献及市场出售的各种折叠式轮椅显示，目前绝大多数折叠式轮椅皆仅止于左右折叠，所以收折之后所占的体积仍是非常庞大，如此将造成搬运、载送上的困难，且施力不易，携带相当不方便，对于必须经常外出而行动不方便者，将形成非常大的负担。
目前市面上亦有两三种可收折成手提箱大小的折叠式轮椅，称为组合式轮椅，但其最大的缺点是组装程序相当的复杂和费时，在每一次的使用前与收复过程中，必须经过相当繁琐的步骤，对于使用时间短而使用次数多的患者而言，是一个非常困扰的问题。
本设计所要研究的手推型折叠轮椅仅以连杆机构所组成，从经过设计和设计要求的限制，及各类参考文献中得出了最适合此类机构的是Watt I型六连杆机构，并且进行了应用材料的确定、杆件的力学分析和整体的结构设计，最后完成了实体3D模型的制作。
所以本设计所研究的手推型折叠轮椅是由单一自由度收折，并且没有分离的零件，不需使用任何拆卸工具即可以达到收折后体积小、重量轻、操作简便，像行李箱拖行及站立收藏等特性，适用于下肢瘫痪、年老体弱多病和行动不方便者，是一种非常理想的代步工具。
由于现代医学的发展和进步，人类的寿命正逐渐的往上提升，致使各国老年人口将不断增加，然而高龄化的社会结构已然成为世界各国的重大挑战。
针对这些年长而行动不方便的使用者而言，其身体各部分器官正逐渐退化，再加上神经肌肉萎缩，自行驱动轮椅是非常困难的事，因此他们将不适合使用具有手轮圈的自推型轮椅，而手推型轮椅较能符合其需求。
许多行动不便者在解决移动能力障碍时，最直接使用的工具便是轮椅。
根据我国统计部门统计，截止到2006年4月1号，全国现有各类残疾人总数约8296万人，占总人口数的比例为6.34%，而属于肢体残疾的占总残疾人数的比例为29.07%，人数达到2412万。
2005年底，中国60岁以上老年人口1.44亿，占总人口的比例达11%。
现在我国60岁以上老年人口每年以3%的速度递增。
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机械创新设计班级：机械2104姓名：**学号：落叶清理机的设计摘要：该落叶清理器主要用于对道路旁的落叶进行清扫;该机器操作维护方便;便于工人使用;其结构需简单;可靠性好;清扫机构可调节..该机器在整体方案上采用三轮传动形式;通过前轮的旋转来带动整个机构的运动..清扫功能实现形式确定为扫把运动方向与机器前进方向相同..扫把环绕工作轴成星形布置放射状;工作轴与车轮所在轴平行..落叶收集方式确定为扫把成环状布置在一根轴上;环轴一圈扫把逐渐增长;通过轴旋转;扫把一点点地将落叶送上斜坡;由最长的那根扫把将落叶弹入垃圾箱..传动的方式采用的两轴间的带传动..改机器的设计适用于各种道路的落叶垃圾等的清理;有着很高的应用前景..1.设计背景目前路面上的清洁车基本都是用吹吸式或冲水式来清除垃圾;只能在大路中间行驶;清洁范围有限..路边或小路上等无法用清洁车清扫的地方;只能依靠工人手工清扫垃圾;劳动量大且效率低..所以有必要开发一种小型清洁机器;以减少工人劳动量;同时提高效率..2.方案设计选择该机器应具备以下特点：1、结构简单..因是小型清洁机器;要求成本低;操作维护方便;便于工人使用;其结构需简单;可靠性好..目前国内虽然已有同类机器;但其结构偏复杂;成本高;无法推广使用..2、清扫机构可调节;即清扫时该机构工作;不清扫时该机构不工作;以免做无用功..在以上分析的基础上;对机器各部分方案进行设计..1、整体方案的设计;即机器的整体结构形式外观的确定..有两种方案可供选择：1.机器为四轮车形式;由人推动或机车拖动..清扫的动力来源为前轮与地面的摩擦力..前轮旋转;带动前轮所在轴旋转;再带动工作轴旋转;扫把旋转;完成运动..2.机器为三轮车形式;由人力驱动..清扫的动力来源为人蹬脚踏板的力..人蹬脚踏板;带动后轮运动;再将后轮运动传递给工作轴;扫把旋转;完成运动..对方案12进行比较：方案1：优点：仅有一个传动从前轮所在轴到工作轴;结构简单;紧凑..若机器自备动力源;通过一定方式控制机器运动;还可实现自动清扫..缺点：动力来源不稳定;可能会使机器无法正常工作..而且要产生足够大的摩擦力;机器自重必须足够大..方案2：优点：动力来源稳定;可直接在现有三轮车基础上进行改装;成本低..因是骑行;效率较手推车高..缺点：结构尺寸相对较大..方案1动力开源问题难以解决;方案2虽然结构尺寸较大;但相对来说;其稳定性好;效率高..最终选择方案2;同时选定动力源为人力..2、清扫功能实现形式的确定因是小型清洁机器;考虑到动力及成本;选择清扫功能实现形式为：通过扫把与地面的相对运动;将落叶垃圾扫起..主要运动为旋转运动..有以下两种方案：1.扫把运动方向与机器前进方向相同..扫把环绕工作轴成星形布置放射状;工作轴与车轮所在轴平行..扫把与地面相对运动;将落叶扫起..2.扫把运动方向与机器前进方向交错..扫把均匀布置在一盘状物体周围;盘状物体与地面平行;通过盘装物体旋转;扫把与地面相对运动;将落叶扫起..分析方案12的优缺点：方案1结构简单;清扫功能易实现;但清扫能力有限;即可能清扫的不彻底..方案2清扫能力强;但是是交错传动;需借助圆锥齿轮或涡轮蜗杆来实现;结构较复杂;会增加机器成本;而且效率较低..考虑到机器清洁的主要是落叶或其他片状体;不需要较强的清扫能力;故选方案1..3、落叶收集方式的确定收集容器为一放在车后的垃圾箱..需确定的是如何将落叶由地面送入垃圾箱..有三种方案：1.通过一传送机构..将落叶扫到传送机构上;再由传送机构将落叶送入垃圾箱..需另设一条传送链;结构复杂;成本高..2.将扫把成环状布置在两个滚筒上;滚筒转动;则扫把连续地将落叶扫入垃圾箱;如下图所示：此方案可行性好;传输平稳;但结构稍显复杂..3.扫把成环状布置在一根轴上;环轴一圈扫把逐渐增长;通过轴旋转;扫把一点点地将落叶送上斜坡;由最长的那根扫把将落叶弹入垃圾箱..此方案结构简单;容易实现..但最短扫把对落叶的清扫会受到最长扫把的限制;因最长扫把与地面接触时被压弯;最短扫把可能扫在它的上面;不能与地面接触;只有通过增加两扫把之间的距离才能解决..同时最长扫把将落叶弹起时会产生灰尘;传送过程不平稳;但不影响机器正常工作..综合考虑;选择方案34、传动方案的选取主要传递的是运动;且是在两平行轴之间传递;可选的传动方案有：1.带传动..虽然传动平稳;但不适合低速传动;且要求有一定的初拉力;不合适..2.齿轮传动..传动比稳定;效率高;但制造及安装精度高;价格较贵;且不宜用于传动距离过大的场合;不合适..3.链传动安装精度低;可在恶劣环境下工作;可用于远距离传动..虽然瞬时传动比不恒定;但不影响本机器工作..最终选择链传动..至此;机器的方案设计完成..其三维图如下：3.各部分零件的具体设计及参数选定3.1 传动件的设计;参数选定1、脚踏板到后轮轴的传动可直接利用三轮车上原有的链轮传动..大链轮齿数为38;分度圆直径为200mm;飞轮齿数为23;分度圆直径为121mm..大链轮与飞轮中心距为1000mm..2、后轮轴到工作轴的传动链轮轮齿要有足够的耐磨性和强度..因小链轮的啮合次数较大链轮多;所受的冲击也较大;故小链轮应采用较好的材料制造..人正常骑行速度约为5m/s;车轮直径为700mm;后轮轴转速为0510*******.4/min 700n r π⨯=⨯=;则主动轮转速为 设计时必须保证工作轴转速高于后轮轴转速扫把与地面的相对速度必须大于零;才可将落叶扫起..考虑到链条传动的多边形效应;取扫把与地面的平均相对速度为0.5m/s;以保证任意时刻扫把与地面的相对速度均大于零..3.2 清扫及收集机构的设计、参数选定机构结构图如上滚筒材料为塑料;斜板及垃圾箱材料为Q235.1、滚筒因工作轴较细;扫把不能直接固定在轴上..先将扫把固定在滚筒上;然后通过键将轴与滚筒周向固定..选择滚筒外径为D=120mm;内径与轴径相等;为d=25mm..滚筒分置在小链轮两侧;长度均为L=350mm..2、扫把共有六把;均布在滚筒上..因工作轴中心离地面高度为200mm;滚筒外径为120mm;取最短扫把长度为150mm;以保证扫把与地面充分接触;便于将落叶扫起..其余扫把在最短扫把的基础上以10mm 递增;最长扫把长200mm..3、斜板最高点离地高度为150mm;与地面夹角为30°;故斜板宽度为300mm..斜板长度为750mm;厚度为5mm..4、箱体采用厚为5mm 的钢板焊接而成..尺寸为750×120×100..3.3 调节机构的设计为保证扫把清扫时正常工作;不清扫时不工作;可在车两侧安装一机构..该机构可以固定工作轴在空间的位置;还可对工作轴的位置进行调节;使不清扫时扫把不与地面接触;达到提高效率的目的..其结构形式如下图：该机构可以简化成下图所示连杆机构..后轮轴的空间位置确定;可视为一铰支..滑块可绕车体上一固定点旋转;该点视为铰支点..工作时;通过卡簧固定竖直杆与滑块的相对位置;则工作轴的空间位置可确定..不工作时;旋转滑块;带动后轮轴与工作轴之间的杆旋转;使工作轴上升;再通过卡簧固定其位置;即可保证扫把不与地面接触..3.4 轴的设计、参数选定1、后轮轴确定轴的直径：后轮轴轴的材料为40Cr ;调质处理;原轴径20d mm =;因增加了工作部分;后轮轴受力增大;将轴径放大为25d mm =..轴的结构设计轴上增加一大链轮;其余部分不变..大链轮厚度为30mm;布置在轴中间;其左端面距轴端距离为385mm..大链轮的轴向定位采用弹性挡圈;周向定位采用平键..2、工作轴则轴的最小直径为：考虑到轴的加工、安装及细长轴刚度等问题;将直径放大到25d mm = 轴的结构设计：轴向力很小或没有;可将此轴设计为一根光轴..链轮及滚筒的轴向定位采用弹性挡圈;周向定位采用平键;并选用滑动轴承..4. 设计方案的技术创新点1、巧妙地采用逐渐变长的扫把;将落叶扫起;经由斜板;将落叶直接扫入垃圾箱;一个结构;两种功能;使机器结构大为简化..2、设计了一个Ⅱ级机构;该机构一方面可以固定工作轴在空间的位置;另一方面也可对工作轴的位置进行调节;使不清扫时扫把不与地面接触;达到不做无用功的目的..3、该机器是以现有三轮车为基础;对其进行改装而成..可利用原三轮车上大部分零件;同时不改变其原有的各项功能..清扫时作清洁车使用;不清扫时将其作为运输垃圾的车;集清扫与收集于一体;可提高机器利用率..。
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2020年4月
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