机构运动创新设计..
课程设计报告
学生姓名：________________ 学号：_________________ 学院: ______________________________________________ 班级: ______________________________________________ 题目: _______________ 机构运动创新设计______________
2015年1月5日
目录
、概述................................. 1 .....................................................
一、概述：
机构运动方案创新设计是各类复杂机械设计中决定性的一步，机构的设计选型一般先通过作图和计算来进行，一般比较复杂的机构都有多个方案，需要制作模型来试验和验证，多次改进后才能得到最佳的方案和参数。本实验所用搭接试验台能够任意选择平面机构类型，组装调整机构尺寸等功能，能够比较直观、方便的搭接、验证、调试、改进、确定设计方案，较好地改善了在校学生对平面机构的学习和设计一般只停留在理论设计“纸上谈兵”的状况二、课程设计目的：
1、培养学生对连杆机构的理解掌握与创新设计能力，加强学生的工程实践背景的训练，拓宽学生的知识面，培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力。
2 、通过机构的拼接，在培养工程实践动手能力的同时，要求学生在拼装一个已有模型之外，自己通过对现实生产和生活中的连杆机构机械产品的观察和理解，通过试验台设备进行拼装和仿真。通过解决实际问题，促进学生理论联系实际，学以致用；锻炼学生独立思考能力和动手能力。
3 、加深学生对连杆机构组成原理的认识，进一步掌握连杆机构的创新设计方法。
4、学习机构运动简图的测绘与自由度的计算。
三、课程设计要求和内容：
实验设备和工具
CQJP-D 机构运动创新设计方案拼装及仿真实验台，包括组成机构的各种运动副、构件、动力源及一套实验工具（扳手、螺丝刀）。其中构件包括机架、连杆、圆柱齿轮、齿条、凸轮及从动件、槽轮及拨盘和皮带轮等；运动副包括转动副、移动副、齿轮副、槽轮副等。
实验原理
平面机构是由各个杆组依次联结到机架和原动件上形成的。机构具有确定运动的条件是机构的自由度大于零，且原动件数和机构的自由度相等。所拼接的机构必须满足以上两个条件。将主要由连杆构成的连杆机构（可加入一个其他类型构件如齿轮、凸轮、槽轮等）进行拼装，计算分析其自由度后，输入动力源进行
机构运行。实验内容与步骤
1 、开启计算机，打开仿真软件，从“装配训练”的平面机构中的19 种连杆机构任选其一。
2 、观察其运动方式。
3 、记录所需要的零件。
4 、上实验台架进行搭装。
5 、使用油壶给传动接触部分添加润滑油。
6 、搭装结束后，以手动方式输入运动，确认机构拼接无误后，经指导教师许可后再用电机驱动，进行照相和录像。
7 、拆卸零部件，擦拭后归于原位。
8 、自己设计一个连杆机构，要求有功能分析。
9 、自由度分析（填于附录1 中表1 ）
（1）计算机构自由度
n—活动构件数；PL—转动副和移动副总数（低副数）;PH—高副数。
（ 2 ）核对计算结果是否正确
即给予机构原动件一运动时，可如果观察到机构各构件运动均是确定的，即可推算出计算结果符合要求。
10 、检查无误后进行拼装，并以手动方式输入运动，观察运转情况。设计要求：
a. 程中应保证，机构的自由度数等于原动件数；
b. 根据拟定的设计方案，选择所需的零件，利用机构运动方案创新设计实验台将零
件按机构运动的传递顺序进行连接；
c. 分清机构中各构件所占据的运动平面，避免各运动构件发生运动干涉；
d. 实物连接完成后，需检验机构的自由度是否合理，机构是否能满足要求，完成预
定运动，之后才可以连接电机，进行仿真运动。
设计内容和步骤：
a. 掌握本课程设计的基本原理；
b. 熟悉CQJP-D机构运动创新设计方案拼接及仿真实验台的使用方法；
c. 确定本组的机构运动创新设计方案，保证方案的合理性和可行性，并根据所设计
的方案连接实物；
d. 画出结构简图，正确计算机构自由度，并对所设计的机构进行运动学和动力学分
析。
四、原始数据及技术参数：
（1）原始数据：
CQJP-D机构运动创新设计方案拼接及仿真实验台，丫丫系列电机一台，皮带轮和皮带各一个，主动轴一个，转动副轴三个，齿轮三个，连杆 1 一个，连杆 2 一个，连杆 3 一个，槽轮一个，齿条一个，紧联接螺钉若干，松连接螺钉若干，六角扳手和活动扳手。
（2）主要技术参数：
电机的技术参数为：P=60W，U=220V ，I=0.95A ，n=1350r/min , i0=50 齿轮1：d=88mm , z=42 齿轮2：d=120mm , z=56 齿轮3：d=88mm , z=42 连杆1：
L=120mm , 数量为1 连杆2：L=120mm , 数量为1 连杆3：L=200mm , 数量为1 齿条1：L=350mm ,数量为1
槽轮 1 ：d=88mm
五、设计原理及设备：
一设计的机构目的
实现间歇式的往复运动
二机构的原理
电动机先通过带与一对齿轮减速，再通过槽轮将连续的圆周运动转换为间歇的圆周运动，通过齿轮齿条与连杆使运动进一步转化为齿条的往复直线运动。
槽轮机构原理：由槽轮和圆柱销组成的单向间歇运动机构。它用于来将主动件的连续转动换成从动件的带有间歇的单向周期转动。槽轮机构有外啮合和内啮合两种形式。本次采用为外啮合式，外啮合槽轮机构的槽轮和转臂转向相反。单
臂外啮合槽轮机构由带圆柱销的转臂、具有4条径向槽的槽轮和机架组成。当连续转动的转臂上的圆柱销进入径向槽时，拨动槽轮转过一定角度。当圆柱销转出径向槽后,槽轮停止转动。转臂转一周，槽轮完成一次转停运动。为了保证槽轮停歇，可在转臂上固接一缺口圆盘，其圆周边与槽轮上的凹周边相配。这样，既不影响转臂转动，又能锁住槽轮不动。为了使槽轮能完成周期性的转停运动，槽轮
上的径向槽数不能少于3,这次设计中的槽轮槽数为4。
三所设计机构的应用场合
本设计中主要的创新点在于槽轮机构的应用。槽轮机构结构简单，易加工，
工作可靠，转角准确，机械效率高。但是其动程不可调节，转角不能太小，槽轮在起、停时的加速度大，有冲击，故不宜用于高速。通过与齿条齿轮的配合故可用在低速下的轧钢机中，大功率切割中应用。
四实体图
图1机构实物样品图
机构运动创新设计..
课程设计报告 学生姓名：________________ 学号：_________________ 学院: ______________________________________________ 班级: ______________________________________________ 题目: _______________ 机构运动创新设计______________
2015年1月5日 目录 、概述................................. 1 .....................................................
一、概述： 机构运动方案创新设计是各类复杂机械设计中决定性的一步，机构的设计选型一般先通过作图和计算来进行，一般比较复杂的机构都有多个方案，需要制作模型来试验和验证，多次改进后才能得到最佳的方案和参数。本实验所用搭接试验台能够任意选择平面机构类型，组装调整机构尺寸等功能，能够比较直观、方便的搭接、验证、调试、改进、确定设计方案，较好地改善了在校学生对平面机构的学习和设计一般只停留在理论设计“纸上谈兵”的状况二、课程设计目的： 1、培养学生对连杆机构的理解掌握与创新设计能力，加强学生的工程实践背景的训练，拓宽学生的知识面，培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力。 2 、通过机构的拼接，在培养工程实践动手能力的同时，要求学生在拼装一个已有模型之外，自己通过对现实生产和生活中的连杆机构机械产品的观察和理解，通过试验台设备进行拼装和仿真。通过解决实际问题，促进学生理论联系实际，学以致用；锻炼学生独立思考能力和动手能力。 3 、加深学生对连杆机构组成原理的认识，进一步掌握连杆机构的创新设计方法。 4、学习机构运动简图的测绘与自由度的计算。 三、课程设计要求和内容： 实验设备和工具 CQJP-D 机构运动创新设计方案拼装及仿真实验台，包括组成机构的各种运动副、构件、动力源及一套实验工具（扳手、螺丝刀）。其中构件包括机架、连杆、圆柱齿轮、齿条、凸轮及从动件、槽轮及拨盘和皮带轮等；运动副包括转动副、移动副、齿轮副、槽轮副等。 实验原理 平面机构是由各个杆组依次联结到机架和原动件上形成的。机构具有确定运动的条件是机构的自由度大于零，且原动件数和机构的自由度相等。所拼接的机构必须满足以上两个条件。将主要由连杆构成的连杆机构（可加入一个其他类型构件如齿轮、凸轮、槽轮等）进行拼装，计算分析其自由度后，输入动力源进行 机构运行。实验内容与步骤
7.实验七 机构创新组合设计实验
实验七机构创新组合设计实验 一、实验目的 1、加深学生对平面机构的组成原理认识,进一步了解机构组成及运动特性。 2、训练学生的工程实践动手能力。培养学生创新意识及综合设计的能力。 二、实验设备及工具 1、JKZB-Ⅱ机构创新组合设计实验台。附件：齿轮、齿条、槽轮、凸轮、转动轴、连杆、各种连接组合零部件等。 2、装拆工具：十字起子、活动扳手、内六角扳手、钢板尺、卷尺等。 3、学生自备草稿纸、笔、绘图工具等。 三、实验要求 1、每2～3人一组,每一组实验前拟一份机构运动设计方案,实验后提交新设计方案. 2、完成实验后各组将机械零部件“物还原位”,老师验收后方可离去. 3、每人完成一份实验报告。 四、实验原理和方法 根据平面机构的组成原理：任何平面机构都可以由若干个基本杆组依次联接到原动件和机架上而构成，故可通过选定的机构类型，拼装该机构并进行分析。 １
五、实验内容 1、自行到实验室熟悉本实验中的实验装置，各种零部件、装拆工具的功能；了解机构的拼接方法，拟订自已的机构运动方案的拼接步骤。 2、自拟或课本提供的机构运动方案做为拼接对象。 3.拼接机构,将各基本杆组按运动传递规律顺序拼接到原动件和机架上。 4．绘制运动简图，分析所拼接的平面机构。 5．根据平面机构的组成原理，利用常用的零部件拼接调整，设计一种具有新型的带发明创造性的组合机构。每一组提交一份机构创新设计方案。 6．最后把组合机构安装在实验平台上，进行测试分析、运动分析、实验结果分析、拟定这次实验的步骤，并写出实验报告。 六、实验方法与步骤 1.学生使用“机构创新组合设计实验台”提供的各种零件。按照自己的运动方案简图，先在桌面上进行机构的初步试验组装，这一步的目的是杆件分层。一方面为了使各个杆件在互相平行的平面内运动，一一方面为了避免各个杆件，各个运动副之间发生运动干涉。 2.按照上一步骤试验好的分层方案，从最里层开始，依次将各个杆件组装连接到机架上。选取构件杆，连接转动副或移动副。凸轮。齿轮。齿条与杆件用转动副连接，凸轮。齿轮。齿条与杆件用移动副连接，杆件以转动副的形式与机架相连，杆件以移动副的形式与机架相连，最后组装连接输入转动的原动件或输入移动的原动件。 3.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），可选用适当行程的气缸驱动，用软管连接好气缸，气控组件和空气压缩机并进行空载形成实验。 4.试用手动的方式摇动或推动原动件，观察整个机构各个杆，副的运动，确定运动没有干涉后，安装电动机，用柔性联轴节将电机与机构相连，或安装气缸，用附件将气缸与机构相连。 5.检查无误后，接通电源试机 6.观察机构系统的运动，对机构系统的工作到位情况，运动学及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： ①各个杆、副是否发生干涉 ②有无形成运动副的两构件的运动不在一个平面，因而出现摩擦力过大的现象 ③输入转动的原动件是否为曲柄。 ２
平面机构运动方案创新设计实验.
实验四 平面机构运动方案创新设计实验 一、实验目的 1．加深学生对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及其运动特性； 2． 培养学生的工程实践动手能力； 3． 培养学生创新意识及综合设计能力。 二、 设备和工具 1．机构运动方案创新设计实验台； 2．工具箱一套； 3．自备三角板、圆规和草稿纸等文具。 三、 实验前的准备工作 1．预习实验，掌握实验原理，初步了解机构创新模型； 2．选择设计题目，初步拟定机构系统运动方案。 四、 实验原理 任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到原动件和机架上的方法来组成，这是机构的组成原理，也是本实验的基本原理。 1．杆组的概念 由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度相等，因此机构均由机架、原动件和自由度为零的从动件通过运动副联结而成。将从动件系统拆成若干个不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组（简称杆组）。 根据杆组的定义，组成平面机构杆组的条件是： F = 3n - 2P L - P H =0 （4－1） 式中： n 为杆组中的构件数；P L 为杆组中的低副数；P H 为杆组中的高副数。由于构件 数和运动副数目均应为整数，故当n 、P L 、P H 取不同数值时，可得各类基本杆组。 当P H =0时，杆组中的运动副全部为低副，称为低副杆组。由于有F = 3n - 2P L - P H =0，故32L P n ，则n 应当是2的倍数，而P L 应当是3的倍数，即n ：2、4、6……，P L =3、6、9……。 当n=2，P L =3时，基本杆组称为II 级组。II 级组是应用最多的基本杆组，绝大多数的机构 均由II 级杆组组成，II 级杆组可以有下图所示的五种不同类型： 图4－1 平面低副Ⅱ级杆组
实验四-机构创新组合设计实验
实验四机构创新组合设计实验 一、实验目的 1、加深学生对平面机构的组成原理认识,进一步了解机构组成及运动特性。 2、训练学生的工程实践动手能力。培养学生创新意识及综合设计的能力。 二、实验设备及工具 1、JKZB-Ⅱ机构创新组合设计实验台。附件：齿轮、齿条、槽轮、凸轮、转动轴、连杆、各种连接组合零部件等。 2、装拆工具：十字起子、活动扳手、内六角扳手、钢板尺、卷尺等。 3、学生自备草稿纸、笔、绘图工具等。 三、实验要求 1、每2～3人一组,每一组实验前拟一份机构运动设计方案,实验后提交新设计方案. 2、完成实验后各组将机械零部件“物还原位”,老师验收后方可离去. 3、每人完成一份实验报告。 四、实验原理和方法 根据平面机构的组成原理：任何平面机构都可以由若干个基本杆组依次联接到原动件和机架上而构成，故可通过选定的机构类型，拼装该机构并进行分析。
五、实验内容 1、自行到实验室熟悉本实验中的实验装置，各种零部件、装拆工具的功能；了解机构的拼接方法，拟订自已的机构运动方案的拼接步骤。 2、自拟或课本提供的机构运动方案做为拼接对象。 3.拼接机构,将各基本杆组按运动传递规律顺序拼接到原动件和机架上。 4．绘制运动简图，分析所拼接的平面机构。 5．根据平面机构的组成原理，利用常用的零部件拼接调整，设计一种具有新型的带发明创造性的组合机构。每一组提交一份机构创新设计方案。 6．最后把组合机构安装在实验平台上，进行测试分析、运动分析、实验结果分析、拟定这次实验的步骤，并写出实验报告。 六、实验方法与步骤 1.学生使用“机构创新组合设计实验台”提供的各种零件。按照自己的运动方案简图，先在桌面上进行机构的初步试验组装，这一步的目的是杆件分层。一方面为了使各个杆件在互相平行的平面内运动，一一方面为了避免各个杆件，各个运动副之间发生运动干涉。 2.按照上一步骤试验好的分层方案，从最里层开始，依次将各个杆件组装连接到机架上。选取构件杆，连接转动副或移动副。凸轮。齿轮。齿条与杆件用转动副连接，凸轮。齿轮。齿条与杆件用移动副连接，杆件以转动副的形式与机架相连，杆件以移动副的形式与机架相连，最后组装连接输入转动的原动件或输入移动的原动件。 3.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），可选用适当行程的气缸驱动，用软管连接好气缸，气控组件和空气压缩机并进行空载形成实验。 4.试用手动的方式摇动或推动原动件，观察整个机构各个杆，副的运动，确定运动没有干涉后，安装电动机，用柔性联轴节将电机与机构相连，或安装气缸，用附件将气缸与机构相连。 5.检查无误后，接通电源试机 6.观察机构系统的运动，对机构系统的工作到位情况，运动学及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： ①各个杆、副是否发生干涉 ②有无形成运动副的两构件的运动不在一个平面，因而出现摩擦力过大的现象 ③输入转动的原动件是否为曲柄。
机械创新设计常用方法
机械创新设计的常用方法： 1、头脑风爆法； 2、6-3-5法； 3、类比法； 4、查有关参考书浏览网站； 5、咨询教授； 6、从现有的发明专利中找灵感； 7、TRIZ理论。头脑风暴法 头脑风暴法的特点是要求与会者尽可能地解放思想，无拘无束地思考问题，不必顾虑自己的想法是否“离经叛道”或“荒唐可笑”。创造一种自由、活跃的气氛，激发参加者提出各种荒诞的想法，是与会者思想放松。这是获得高质量创造性设想的条件。 6-3-5法 即每次会议请6个人参加，每人在卡片上默写3个设想，每轮历时5分钟。这种方法和头脑风暴法很像，针对头脑风暴的局限性，即有的创造性很强的人喜欢沉思，但会议无此条件，会上表现力和控制力强的人会影响他人提出设想，会议严禁批评，虽然保证了自由思考，但难于及时对众多的设想进行评价和集中。提出了635法。635法的特点是，组织者给每个人发几张卡片，每张卡片上标上1、2、3号，在每两个设想之间留出一定的空隙，好让其他人再填写新的设想。在第一个5分钟内，要求每个人针对议题在卡片上填写3个设想，然后将设想卡传递给右邻的与会者。在第二个5分钟内，要求每个人参考他人的设想后，再在卡片上填写3个新的设想，这些设想可以是对自己原设想的修正和补充，也可以对他人设想的完善，还允许将几种设想进行取长补短式的综合，填写好后再右传给他人。这样，半小时内传递5次，可产生108条设想。从收集上来的设想卡片中，将各种
设想，尤其是最后一轮填写的设想进行分类整理，然后根据一定的评判准则筛选出有价值的设想。 类比法 类比法即比较分析两个对象之间某些相同或相似之点，从而认识事物或解决问题的方法。类比法应用比较广泛，比如我们常见的仿生技术的原理也是类比法。比如雷达的发明灵感是从蝙蝠来的、飞机的发明是根据鸟类的飞行来的、军用越野车的发明是按蜘蛛爬行的原理。 查有关参考书浏览网站 现在网络覆盖范围很广，许多人都通过网络来发表自己的看法，所以网上有很多值得我们借鉴的好的想法。这种方法的特点就是获取方便。 教授咨询 教授通常做过的项目比较多，所以经验丰富，对于一个解决实际问题的设计方案也会比我们考虑的周全。所以咨询教授是一种很可靠的方法。 从现有发明专利中找灵感 通常我们要设计的产品都会有发明专利，所以在设计之前可以参考一下别人已有的专利，了解别人的设计思想，从而对自己的设计进行改进，但是要注意不能抄袭别人的专利。这种方法的特点是，可以查到的专利和多，所以对我们来说可以借鉴的资源也很丰富，但是也有个缺点，那就是别人已有的专利越多，我们自己可以发挥的空间
机构运动创新设计
课程设计报告 学生姓名:学号： 学院: 班级: 题目: 机构运动创新设计 指导教师：苏天一 2015 年 1 月5日
目录 一、概述 1 二、课程设计目的 1 三、课程设计要求和内容 1 四、原始数据及技术参数 2 五、设计原理及设备 2 六、机构自由度计算 5 七、机构动力分析与计算 7 八、机构运动分析与计算 9 十、参考文献 12
一、概述： 机构运动方案创新设计是各类复杂机械设计中决定性的一步，机构的设计选型一般先通过作图和计算来进行，一般比较复杂的机构都有多个方案，需要制作模型来试验和验证，多次改进后才能得到最佳的方案和参数。本实验所用搭接试验台能够任意选择平面机构类型，组装调整机构尺寸等功能，能够比较直观、方便的搭接、验证、调试、改进、确定设计方案，较好地改善了在校学生对平面机构的学习和设计一般只停留在理论设计“纸上谈兵”的状况 二、课程设计目的： 1、培养学生对连杆机构的理解掌握与创新设计能力，加强学生的工程实践背景的训练，拓宽学生的知识面，培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力。 2、通过机构的拼接，在培养工程实践动手能力的同时，要求学生在拼装一个已有模型之外，自己通过对现实生产和生活中的连杆机构机械产品的观察和理解，通过试验台设备进行拼装和仿真。通过解决实际问题，促进学生理论联系实际，学以致用；锻炼学生独立思考能力和动手能力。 3、加深学生对连杆机构组成原理的认识，进一步掌握连杆机构的创新设计方法。 4、学习机构运动简图的测绘与自由度的计算。 三、课程设计要求和内容： 实验设备和工具 CQJP-D机构运动创新设计方案拼装及仿真实验台，包括组成机构的各种运动副、构件、动力源及一套实验工具（扳手、螺丝刀）。其中构件包括机架、连杆、圆柱齿轮、齿条、凸轮及从动件、槽轮及拨盘和皮带轮等；运动副包括转动副、移动副、齿轮副、槽轮副等。 实验原理 平面机构是由各个杆组依次联结到机架和原动件上形成的。机构具有确定运动的条件是机构的自由度大于零，且原动件数和机构的自由度相等。所拼接的机构必须满足以上两个条件。将主要由连杆构成的连杆机构（可加入一个其他类型构件如齿轮、凸轮、槽轮等）进行拼装，计算分析其自由度后，输入动力源进行
间隙运动机构运动分析及创新毕业设计试验平台研制
摘要 在许多机械设备中，尤其是自动和半自动机中，由于生产工艺的需求，往往需要机构实现周期性的转位、分度以及作带有瞬间停歇或有停歇区的断续性运动。 总的来说，间歇运动机构根据其不同的结构特征和运动原理，可以分为两大类：一类是实现步进运动的间歇运动机构，如棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、共轭盘形分度凸轮机构等；另一类是实现瞬间停歇或停歇区的间歇运动机构，如凸轮-连杆组合机构以及差动链轮机构。 由于间歇机构传动的间歇特性以及设计难度较大，所以现实生活中，对于间歇机构运动分析的试验平台还是比较少见的，本文着重对常见的几种可以实现步进运动的间歇机构进行设计，通过理论初设计时确定机构的动停比，在试验台上安装相应传感器，对运动的间歇机构进行数据的采集，绘制出间歇机构的运动曲线，对机构进行运动的分析，确定机构在理想工况下的传动特性，从而对后期机构的矫正与优化提供一定的帮助。 关键字：间歇运动机构；传感器；步进运动；试验台
Abstract In many machinery and equipment，Especially in automatic and semi-automatic machines , Due to the demand of the production process, Often requires agencies to achieve a cyclical translocation, indexing and with instantaneous stop or stop intermittent motion. Overall, Intermittent mechanism can be divided into two categories according to their different structural characteristics and movement principle, One is stepping movement intermittent motion mechanism, such as Ratchet mechanism, Geneva mechanism, incomplete gear mechanism, conjugated disc-shaped indexing cam mechanism and so on; The other is instantly stop or rest area intermittent motion mechanism, such as Cam - connecting rod combination mechanism and differential sprocket mechanism. Due to the intermittent transmission characteristics of intermittent institutions as well as design more difficult,, in real life, the test platform for intermittent motion analysis is still relatively rare. This article focuses on several common stepper motion can be achieved intermittent do a parametric design. Determined by the theory of the early design agency of the Proportion of movement and rest. Sensor installed on the test stand, collect the data of the Intermittent movement mechanism, Measuring the angular displacement of its movement, the angular velocity, Analysis of the motion of the institutions, Determining mechanism in the transmission characteristics of the ideal conditions, Correction and optimization of the late institutions to provide some help. Key words:Intermittent mechanism;Sensor;stepper motion；Test bench
机原实验--机械运动方案创新设计实验3实验报告
本次实验的要求，全班共分为八组。每组设计一至二个方案。 实验地点：实验中心北楼202 陈老师 2013.12.23 机械运动方案创新设计实验 一、实验目的 1．通过实际机构的应用和搭接加深对不同机构运动特性的理解。 2. 通过对典型机构的组装，掌握活动连接，固定连接的结构和特点，了解实际机构与机构简图的不同之处，避免设计时出现运动的干涉。 3. 通过现场操作，培养实际动手能力，现场应变能力，团队合作精神。 4. 通过实验的多方案设计，培养发散性思维和创新设计能力。 二、实验原理 通常机构由三个部分组成，原动件—传动件—从动件。原动件输出运动和动力，经传动件的变化，由从动件对外输出。 平面连杆机构由原动件—连架杆、传动件—连杆和从动件-连架杆组成。 三、实验设备及工具 1．ZBS-C机构运动创新设计实验台 2. 工具：外六角扳手（2把），内六角扳手（2个），钢尺（1个），十字起（1把） 一字起（1把） 四、实验内容（任选一至二项） 1.多功能移动式残病人浴缸翻转机构 ⑴上身部缸体翻转机构 要求上身部缸体从水平位置向上翻转至70度，即翻转角为0-70度. 可采用的机构：摆动导杆机构，导杆与上身部缸体固装在－起，带动缸体翻转。
2. 牛头创床机构 要求刨刀（安装在滑枕上）作直线往复运动。 可采用的机构：摆动导杆机构和滑块机构组合。 方案 (一) 方案（二） 3.飞机起落架 要求起落架上轮子从水平位置向下翻转至垂直位置，利用死点使起落架轮子保持在垂直位置。可采用的机构：双摇杆机构
起落架的要求如下： a. 起落架放下后，只要油缸的锁紧长度不变，整个机架构成自由度为零的刚性结构，且处在稳定的死点位置。 b. 起落架收起时，活塞杆内移，轮子移至水平位置。 c. 机构的最小传动角大于30°。 4.冲压成型机 压头作垂直上下直线运动，以较小功率带动主动件运动时，滑块能产生巨大的冲压力。 可采用的机构：多杆增力机构 5.精压机机构
机械创新设计指导
机械创新设计指导 一、创新设计实践目的 1、培养学生对机械系统运动方案的整体认识，加强学生的工程实践背景的训练，拓宽学生的知识面， 培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力。 2、通过机构的拼接，在培养工程实践动手能力的同时，可以发现一些基本机构及机械设计中的典型 问题，通过解决问题，可以对运动方案设计中的一些基本知识点融会贯通，对机构系统的运动特性有一个更全面的理解。 3、加深学生对平面机构的组成原理、结构组成的认识，了解平面机构组成及运动特性，进一步掌握 机构运动方案构型的各种创新设计方法。培养学生用实验方法构思、验证、确定机械运动方案的初步能力。 4、培养学生用电机、传感器、等控制测量元件组装动力源，对机械进行驱动和控制的能力。 二、核心内容： 使用“机构运动创新设计组件”进行积木式组合调整，从而让学生自己构思创新、试凑选型机械设计方案，亲手按比例组装成实物模型，亲手安装电机及控制电路，模拟真实工况，动态演示观察机构的运动情况和传动性能，通过直观调整布局、连接方式及尺寸以及更改电路来验证和改进设计。设计和组装融为一体，直到该模型机构灵活、可靠地按照设计要求运动到位，最终使学生用实验方法自行确定了切实可行，性能较优的机械设计方案和参数，即通过创意实验模拟实施环节来实现培养学生创新动手能力的教改目标。 三、使用设备、工具 1、机构运动部件数套。 2、交流调速、直流电机等动力控制元件。 3、钢板尺、量角器、游标卡尺。 4、扳手、钳子、螺丝刀等常用工具一套。 四、课题要求 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 要求：（1）气缸驱动。
机构创新设计实验报告
机构创新设计实验报告 实验课程名称：机械原理 学院：机电学院 专业班级：10机械设计制造及其自动化 学号：101401010124 学生姓名：舒展 2012年6月28日机构创新设计实验报告
一、实验目的 1.通过实际机构的应用设计和搭接加深对不同机构运动特性的 理解； 2.通过对典型机构的组装，掌握活动连接、固定连接的结构和特 点；了解实际机构与机构简图的不同处，避免设计时出现运动 的干涉。 3.通过现场操作，培养实际动手和现场应变能力。 4.通过实验的多方案设计培养发散思维和创新设计能力。 二、实验设备 ZSB-C机构创新设计方案试验台。 三、实验原理 此机构由电动机输出动能，再由皮带动齿轮转动，然后由一个小齿轮和一个大齿轮组合，降低输出速度。 构造一个曲柄摇杆机构，实现将电机转动转变化摇杆传动的功能。 利用曲柄摇杆机构特性设计一个能实现刚体给定位置的机构。 最终实现机构运用原理设计要求。 四、备选方案分析和最终选型方案。 设计好曲柄摇杆机构，可选择设计起重机构、铸造造型机沙箱翻转机构、读数机构、轨迹生成机构及缝纫机踏板机构等。 最终先择实现起重功能的起重机构。 最终选择此方案有2个原因。 五、最终选型方案的分析及选择该方案的理由
（一）实验室设备条件及设备精度限制，不能设计出比较精准的机构，此机构相比读数机构、轨迹生成机构等设计难度低，精度要求低。（二）此机构功能容易得到实现，构造比较简单，利用实验室现有机构实验设备、实验构件，在实验室中能独立完成。 六、实际拼装的机构的机构运动简图 七、实际拼装机构的杆组拆分简图
八、此机构功能 （一）实现起重 可以将重物提升到一个平台上，如：装卸载货物、掉重、起重小轿车等 （二）拔起铸造模型 （三）运送物资 （四）升降台 九、问题及建议 1.此机构的由于组成比较简单，有一些地方的设计不够完美，还需 改善。 2.实验的设备太少了，有时候大家都在做实验的时候实验零件不够 用，这使得我们设计的机构不能完全的成功。 3.设备都生锈了，我建议多对设备进行维护。 4.我们实践动手能力还需要提高，希望学院多安排此类课题设计。 十、实验心得 通过这段时间的机械设计课程设计进一步巩固、加深和拓宽所学的知识；通过设计实践，树立了正确的设计思想，增强创新意思，熟悉掌握了机械设计的一般规律，也培养了分析和解决问题的能力；对自己进行了一个全面的机械设计基本技能的训练。 从开始的传动方案的拟定的总体设计中，让我清楚的了解了自己接下
TRIZ 创新设计的方法(12)
第4章产品进化过程及进化定律 4．1 概述 从历史的观点研究一类产品，如汽车、计算机、自行车、机床等，会发现这些产品今天的实现形式与其刚诞生时相比已有很大或根本性的变化。但这些产品的主要功能并没有变化，如汽车与自行车的主要功能是“运送货物与人”，计算机的主要功能是“代替人进行计算”，机床的主要功能是“加工零件”。人类需求的质量、数量及对产品实现形式的不断变化，迫使企业不得不根据需求变化及实现的可能，增加产品的辅助功能、改变其实现形式。即从历史的观点看，产品处于进化之中。 为了生存与发展，快速、有效地开发新产品是企业在竞争中取胜的重要武器。世界上大多数的新产品是在老产品或当前产品的基础上开发出来的。企业在新产品研发决策过程中，要预测当前产品的技术水平及新一代产品可能的进化方向，这种预测的过程称为技术预测(Technology Forecasting)。 技术预测的研究起始于半个世纪以前。最初应用于军工产品，即对武器及部件的性能进行技术预测，后来也用于民用产品。在长期的研究过程中，理论界提出了技术预测的多种方法，图4—1被祢为Worlton逻辑树，其内涵为不同预测方法的抽象描述。 树的最高层为预测方法，该方法被分为两大类：规范化方法(Normative)与探索性方法(Exploratory)。规范化方法的核心是“发现某个特征，确认使该特征能够实现的活动。”，即该方法倾向于堤出促使理想特征实现的策略与过程，该类方法中的核心方法是形态分析法(Morphologic Analysis)。探索性方法通过对过去与将来从低级到高级进化的过程预测未来，该类方法中的核心方法为S——曲线及Delphi法，前者为客观、定量法，后者为主观、小组法。 上述各种方法是西方世界提出的方法。MIT的Frauens 2000年指出西方传统的技术预测存在如下3条缺点： 1)预测所需要的准则太弱。 2)支持提出及实现可能特征的工具集是有限的。 3)确定目前产品功能的潜力主要取决于专家。 Frauens还指出：前苏联TRIZ中的技术系统进化(Technology System Evolution)理论已提供了强有力的技术预测工具，这些工具包括产品进化定律及进化路线等。 本章系统地介绍TRIZ中的产品进化理论成果及应用实例。 4．2 产品进化过程实例 4．2．1 潜艇 公元前332年，亚历山大大帝命令其部下建造一只防水的玻璃桶，自己进入桶里，让部下们把桶放到海水下面，他记录了所见到的各种动物。亚力山大是早期进行水下探
平面机构运动方案创新设计实验
实验四平面机构运动方案创新设计实验 、实验目的 1. 加深学生对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及其运动特性; 2. 培养学生的工程实践动手能力； 3. 培养学生创新意识及综合设计能力。 设备和工具 1. 机构运动方案创新设计实验台； 2?工具箱一套； 3.自备三角板、圆规和草稿纸等文具。 实验前的准备工作 1. 预习实验，掌握实验原理，初步了解机构创新模型; 2. 选择设计题目，初步拟定机构系统运动方案。 四、实验原理 任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到原动件和机架上的方 法来组 成，这是机构的组成原理，也是本实验的基本原理。 1.杆组的概念 由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度 相等，因 此机构均由机架、原动件和自由度为零的从动件通过运动副联结而成。 将从动件系统拆 成若干个不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组(简 称杆组)。 根据杆组的定 义，组成平面机构杆组的条件是： F = 3n - 2P L - P H =0 (4- 1) 式中：n 为杆组中的构件数；P L 为杆组中的低副数；P H 为杆组中的高副数。 由于 构件数和运动副数目均应为整数，故当 n 、P L 、P H 取不同数值时，可得各 类基本杆 组。 当P H =0时，杆组中的运动副全部为低副，称为低副杆组。由于有F = 3n - 2P L - 2P L n - 3，则n 应当是2的倍数，而P L 应当是3的倍数，即n ：2、4、6……， 9……。当n=2 , P L =3时，基本杆组称为II 级组。II 级组是应用最多的 绝大多数的机构均由II 级杆组组成，II 级杆组可以有下图所示的五 P H =0，故 P L =3、6、 基本杆组,
《机械创新设计》课程标准
《机械创新设计》课程标准 1、课程性质 《机械创新设计》是模具设计与制造专业学生的一门专业限选课。本课程的目的和任务是介绍机械创新设计的基础知识、基本理论和基本方法，培养学生的机械创新能力和工程意识，拓宽学生的知识面，开阔技术视野，积累机械创新经验和实用性新结构的技术资料。并通过机械创新设计实例，培养学生自学创新能力。培养学生对把握机械行业发展方向的洞察能力，为提高学生的职业技能，培养高素质专门人才奠定良好基础。 先导课程：机械图样的识读与绘制、公差选用与零件测量、零件材料选择及成型方法、机械零部件传动与分析、模具制作与装配等；后续课程：岗位技能实训、顶岗实习等。 2、课程设计思路 本课程从创造学和设计方法学的基本理论出发，研究讨论创造性思维、创造原理和创造技法。针对开发型、变异型、反求型等多种类型设计，围绕设计中的机械原理方案设计、机构设计和结构设计等环节，从各个角度探讨创新设计的规律。并通过典型的综合设计案例分析引导学生观察和分析，培养兴趣，开展创新设计实践，从而培养学生的综合创新设计能力。 建议本课程在大二第二学期授课，总学时32，总学分2分。 3、课程目标 3-1知识目标 （1）了解创新设计概述以及创新人才的培养及相关概念； （2）掌握创新思维与创新技法； （3）掌握机械系统方案与创新设计。 3-2能力目标 （1）机构变异与创新设计的掌握； （2）机构组合与创新设计的掌握； （3）机构再生与创新设计的掌握； （4）机械结构设计与创新的掌握； （5）反求设计与创新的掌握； （6）创新实例与分析。 3-3素质目标 （1）培养学生的团队协助精神和沟通能力，培养学生的创新思维与创新方法； （2）培养学生在分析和解决问题时查阅资料、处理信息、独立思考的能力；
机构运动方案创新设计实验.
机构运动方案创新设计实验 一、概述 机构运动方案创新设计是各类复杂机械设计中决定性的一步，机构的设计选型一般先通过作图和计算来进行，一般比较复杂的机构都有多个方案，需要制作模型来试验和验证，多次改进后才能得到最佳的方案和参数。本实验所用搭接试验台能够任意选择平面机构类型，组装调整机构尺寸等功能，能够比较直观、方便的搭接、验证、调试、改进、确定设计方案，较好地改善了在校学生对平面机构的学习和设计一般只停留在理论设计“纸上谈兵”的状况。 二、实验目的 掌握机构创新模型的使用方法及实验原理。 （1）训练学生的工程实践动手能力，培养学生创新意识及综合设计的能力。 （2）加深对平面机构的组成原理及其运动特性的理解和感性认识。 三、实验原理 任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到原动件和机架上去的方法来组成，这是机构的组成原理，也是本实验的基本原理。 杆组的概念、正确拆分杆组及拼装杆组。 1．杆组的概念 由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度数目相等，因此机构均由机架、原动件和自由度为零的从动件系统通过运动副联接而成。将从动件系统拆成若干个不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组，简称杆组。 根据杆组的定义，组成平面机构杆级的条件是：F=3n—2P L-P H=0。其中构件数n,高副 数P L和低副数P H都必须是整数。由此可以获得各种类型的杆组。
最简单的杆组为n=2 ，P L=3 ，称为II 级组，由于杆组中转动副和移动副的配置不同， II 级杆组共有五种形式如图2-22 所示。 III级杆组形式较多，其中n=4，P L=6，图2-23所示为机构创新模型已有的几种常见的 III 级杆组。 2．正确拆分杆组 正确拆分杆组的三个步骤： （1）先去掉机构中的局部自由度和虚约束，有时还要将高副加以低代。 （2）计算机构的自由度，确定原动件。 （3）从远离原动件的一端（即执行构件）先试拆分II 级杆组，若拆不出II 级组 时，再试拆III 极杆组，即由最低级别杆组向高一级杆组依次拆分，最后剩下原动件和机架。正确拆组的判定标准是：拆去一个杆组或一系列杆组后，剩余的必须仍为一个完整的机构或若干个与机架相联的原动件，不许有不成组的零散构件或运动副存在，否则这个杆组拆得不对。每当拆出一个杆组后，再对剩余机构拆杆组，并按第（3）步骤进行，直到全部杆 组拆完，只应剩下与机架相联的原动件为止。 如图2-24所示机构，先除去K 处的局部自由度，高副低带，然后，按步骤（2）计算机构的自由度：F=1，并确定凸轮为原动件：最后根据步骤（3）的要领，先拆分出由构件4和5组成的II 级杆组，再拆分出由构件6和7及构件3和2，构件8和10组成的三个II 级杆组，最后剩下原动件1 和机架9。 3．正确拼装杆组 根据拟定的机构运动学尺寸，利用机构运动创新方案实验台提供的零件按机构运动传递顺序进行拼接。拼接时，首先要分清机构中各构件所占据的运动平面，并且使各构件的运动在相互平行的平面内进行，其目的是避免各运动构件发生干涉。然后，以实验台机架铅垂面为拼接的起始参考面，所拼接的构件以原动构件起始，依运动传递顺序将各杆组由
机械运动系统的方案设计(朱理)
11-1 机械运动系统方案设计的内容 11.2 机械运动系统功能结构的建立 11.3 确定机械运动系统的工作原理 11.4 机械运动系统工艺动作过程的构思与分解 11.5 机构选型及其系统组成 11.6 机械执行系统间运动的协调设计和运动循环图 11.7 机械运动系统方案的构思与拟定 11.8 机械运动系统方案的评价
机械运动系统方案设计的内容
机械系统运动方案的设计，是指机械运动系统的方案设计。方案设计阶段 是决定产品性能、成本及竞争能力的关键环节。对设计师而言，则是最具吸 引力，同时也最具挑战性的工作。
11.1.1 机械运动系统的概念
从运动学角度考察，机械系统的 基本功能是机械运动的生成、传 递与变换。在机械系统中，动力 系统（即原动机）生成原始的机械运动，然后经传动系统（传动机构）的 传递，最后由执行系统（执行机构）变换成为期望的运动形式之后输出。 运动的传递与运动形式的变换是机构的基本特性。从而，—般将传动系统 与执行系统统称为“机械运动系统”，亦称为“机构系统”。
机械运动系统方案设计的内容
11.1.2 机械运动系统方案设计的流程
机械运动系统的方案设计，是指在设计任务明确之后，通过建立功能结构、 确定工作原理、工艺动作过程的构思与分解、机构的选型与组合以及方案评价 等步骤，形成机械系统运动方案的过程。其基本程序如下。
由设计任务出发，将总功能分解，建立机械运动系统的功能结构 根据相应的功能来选择工作原理，不同的工作原理将形成不同的运动方案 从工作原理出发，进行工艺动作过程的构思与分解，形成原理解 选择合适的机构及机构组合来实现所要求的工艺动作，形成各种备选方案 通过方案评价来选择最佳方案。
平面机构运动方案创新设计实验
平面机构运动方案创新设 计实验 The pony was revised in January 2021
实验四平面机构运动方案创新设计实验 一、实验目的 1．加深学生对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及其运动特性； 2．培养学生的工程实践动手能力； 3．培养学生创新意识及综合设计能力。 二、设备和工具 1．机构运动方案创新设计实验台； 2．工具箱一套； 3．自备三角板、圆规和草稿纸等文具。 三、实验前的准备工作 1．预习实验，掌握实验原理，初步了解机构创新模型； 2．选择设计题目，初步拟定机构系统运动方案。 四、实验原理 任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到原动件和机架上的方法来组成，这是机构的组成原理，也是本实验的基本原理。 1．杆组的概念 由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度相等，因此机构均由机架、原动件和自由度为零的从动件通过运动副联结而成。将从动件系统拆成若干个不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组（简称杆组）。根据杆组的定义，组成平面机构杆组的条件是： F = 3n - 2P L - P H =0 （4－1）
式中： n 为杆组中的构件数；P L 为杆组中的低副数；P H 为杆组中的高副数。由于构件 数和运动副数目均应为整数，故当n 、P L 、P H 取不同数值时，可得各类基本杆组。 当P H =0时，杆组中的运动副全部为低副，称为低副杆组。由于有F = 3n - 2P L - P H =0，故 32L P n ，则n 应当是2的倍数，而P L 应当是3的倍数，即n ：2、4、6……，P L =3、6、9……。当n=2，P L =3时，基本杆组称为II 级组。II 级组是应用最多的基本杆组，绝大多数 的机构均由II 级杆组组成，II 级杆组可以有下图所示的五种不同类型： 图4－1 平面低副Ⅱ级杆组 n=4，P L =6的杆组形式很多，如图6－2所示为常见的Ⅲ级杆组。 图4－2 平面低副Ⅲ级杆组 2、正确拆分杆组 从机构中拆出杆组具有三个步骤： 1） 先去掉机构中的局部自由度和虚约束； 2） 计算机构的自由度，确定原动件； 3） 从远离原动件的一端开始拆分杆组，每次拆分时，要求先试着拆分Ⅱ级组，没有Ⅱ组时，再拆分Ⅲ级组等高一级杆组，最后剩下原动件和机架。 拆分杆组是否正确的判定方法是：拆去一个杆组或一系列杆组后，剩余的必须为一个完整的机构或若干个与机架相联的原动件，而不能有不成组的零散构件或运动副存在，全部杆组拆完后，应当只剩下与机架相联的原动件。 如图4－3所示机构，可先除去K 处的局部自由度，然后，按步骤2）计算机构的自由度（F=1），并确定凸轮为原动件；最后根据步骤3），先拆分出构件4和5组成的Ⅱ级组，再拆分出构件6和7及构件3和2组成的两个Ⅱ级组以及由构件8组成的单构件高副杆组，最后剩下原动件1和机架9。 图4－3 杆组拆分
浅析机构运动方案创新设计的实验报告
浅析机构运动方案创新设计的实验报告 一、概述 机构运动方案创新设计是各类复杂机械设计中决定性的一步，机构的设计选型一般先通过作图和计算来进行，一般比较复杂的机构都有多个方案，需要制作模型来试验和验证，多次改进后才能得到最佳的方案和参数。本实验所用搭接试验台能够任意选择平面机构类型，组装调整机构尺寸等功能，能够比较直观、方便的搭接、验证、调试、改进、确定设计方案，较好地改善了在校学生对平面机构的学习和设计一般只停留在理论设计“纸上谈兵”的状况。 二、实验目的 掌握机构创新模型的使用方法及实验原理。 （1）训练学生的工程实践动手能力，培养学生创新意识及综合设计的能力。 （2）加深对平面机构的组成原理及其运动特性的理解和感性认识。 三、实验原理 任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到原动件和机架上去的方法来组成，这是机构的组成原理，也是本实验的基本原理。 杆组的概念、正确拆分杆组及拼装杆组。 1．杆组的概念 由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度数目相等，因此机构均由机架、原动件和自由度为零的从动件系统通过运动副联接而成。将从动件系统拆成若干个不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组，简称杆组。
根据杆组的定义，组成平面机构杆级的条件是：F=3n—2PL-PH=0。其中构件数n，高副数PL和低副数PH都必须是整数。由此可以获得各种类型的杆组。 最简单的杆组为n=2，PL=3，称为II级组，由于杆组中转动副和移动副的配置不同，II级杆组共有五种形式如图2-22所示。 III级杆组形式较多，其中n=4，PL=6，图2-23所示为机构创新模型已有的几种常见的III级杆组。 2．正确拆分杆组 正确拆分杆组的三个步骤： （1）先去掉机构中的局部自由度和虚约束，有时还要将高副加以低代。 （2）计算机构的自由度，确定原动件。 （3）从远离原动件的一端（即执行构件）先试拆分II级杆组，若拆不出II 级组 时，再试拆III极杆组，即由最低级别杆组向高一级杆组依次拆分，最后剩下原动件和机架。正确拆组的判定标准是：拆去一个杆组或一系列杆组后，剩余的必须仍为一个完整的机构或若干个与机架相联的原动件，不许有不成组的零散构件或运动副存在，否则这个杆组拆得不对。每当拆出一个杆组后，再对剩余机构拆杆组，并按第（3）步骤进行，直到全部杆组拆完，只应剩下与机架相联的原动件为止。 如图2-24所示机构，先除去K处的局部自由度，高副低带，然后，按步骤（2）计算机构的自由度：F=1，并确定凸轮为原动件：最后根据步骤（3）的要