创新设计论文题目

图4-1
内燃机机构
• 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14讲 实例 讲 实例1
机电工程学院 王长春
主要内容
•设计课题及要求 设计课题及要求
•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
一、课题及要求 1、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 、
⑴各个杆、副是否发生干涉； ⑵有无“憋劲”现象； ⑶输入转动原动件是否曲柄； ⑷输出杆件是否具有急回特性； ⑸机构的运动是否连续；
⑹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； ⑺机构是否灵活、可靠的按照设计要求运动 到位；
⑻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； ⑼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。
图4-3 两齿轮-曲柄摇杆机构
• 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。
图4-4
喷气织机开口机构
• 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（D′F′）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。
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
12、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10±5度。 13、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。
14、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 、 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。
图4-6
插床机构
• 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。
图4-2
精压机机构
• 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 4→5→6→7和杆件8→9→10→7两部分组成，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4→5→6使滑块7作上下移动，完成 物料的压紧。对称部分 8→9→10→7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。
要求：（1）气缸驱动。 （2）车门开启角度90度。
3、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。 3 4、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。
5、插床的双滑块急回机构 、 6、手动冲床 、 要求：使扳动手柄的力获得两次放大。 7、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。
8、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 的平面连杆机构 、行程速比系数为1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Fra Baidu bibliotek原动 件曲柄→……→输出件。
10、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 、 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。
• 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。
• 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 •
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。
• 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。
图4-5
冲压机构
• 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。 •
• 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。
小结
• 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。
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