機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計任務(wù)書

1、機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計任務(wù)書一、目的1鞏固已學(xué)理論知識；2、綜合運用所學(xué)知識進行創(chuàng)新機構(gòu)設(shè)計或改進機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計；3、提高同學(xué)理論聯(lián)系實際，發(fā)現(xiàn)問題、思考問題和解決問題的能力。二、要求1任選或自命題一題，完成其機構(gòu)運動原理圖的設(shè)計，并用機構(gòu)創(chuàng) 新模型加以實現(xiàn)；2、完成設(shè)計說明書一份（包括方案的擬定、選擇比較，最終方案確 定的理由）。三、設(shè)計進度安排設(shè)計時間為一周。時間安排如下：1選題或自命題，明確任務(wù)；2、查資料，擬定方案（周三前完成）；3、向指導(dǎo)教師和同學(xué)匯報設(shè)計結(jié)果和心得。四、設(shè)計題目（一）機器魚任務(wù)要求：1、能模仿魚的基本動作：游動和漂??；2、一個輸入，兩個輸出；3、畫出機構(gòu)運動簡圖。（二）爬行昆

2、蟲任務(wù)要求：1、能模仿昆蟲直線爬行，足的數(shù)目和樣式自定；2、遇到前方障礙（高度為昆蟲的三分之一以下），能越過；3、在爬行和越障時，要保持身體穩(wěn)定，不能跌倒。（三）半自動黑板擦隨著多媒體技術(shù)的推廣和應(yīng)用，學(xué)校里的大部分課程采用了多媒體教 學(xué)，但某些課程或某些章節(jié)仍然離不開黑板板書， 這就需要人來動手擦黑 板，費時費力，而且對人的身體健康也有影響。設(shè)計一種半自動黑板擦就 顯得很有必要。任務(wù)要求：1、力度適當，要能擦掉痕跡；2、能清除死角；3、操作容易，結(jié)構(gòu)簡單，去除痕跡快；4、閑置時，不影響正常板書。（四）半自動拉幕機構(gòu)舞臺上的布幔懸掛較高，層次多，厚而重。劇情進展過程中要不斷拉 動布幔。以往的拉

3、幕工作有人來完成，費力切影響整個舞臺背景效果。設(shè) 計一套簡單的自動拉幕機構(gòu)即可解決問題， 該機構(gòu)還可用在高大建筑物的 窗簾開啟和關(guān)閉上。任務(wù)要求：1、能自動來回拉動厚重的布幔，使布幔開啟和閉合；2、速度均勻；3、操作容易。（五）半自動晾衣架晾曬衣物是頻繁而單調(diào)的工作。如果晾衣架是固定的，無疑增加辛苦 的程度，而且有時還有危險。設(shè)計一款實用的半自動晾衣架將會為所有的 家庭主婦們帶來便利。任務(wù)要求：1、晾衣架能自動升降以緩解舉手晾衣的麻煩；2、晾衣架能自動伸出和縮回，既充分利用了陽光，減少事故隱患， 又不影響整個小區(qū)的總體美觀；3、足夠的承載力；4、操作方便，省力。（六）自動擦窗器現(xiàn)代的樓宇越來越

4、高，所用的玻璃窗和玻璃幕墻也越來越多， 隨之而 興起了一類新興職業(yè)：蜘蛛人。蜘蛛人的工作單調(diào)、勞累而且隨時有生命 的危險。自動擦窗器將會有很大的市場前景。任務(wù)要求：1、能從事室內(nèi)外的玻璃擦洗工作；2、運動自如靈活，不留死角；3、安全，（七）平面行走機構(gòu)微小機械和微型機械同是精密機械學(xué)科延伸發(fā)展的兩個新的生長點， 在醫(yī)療、微電子精細加工設(shè)備、微組裝技術(shù)以及航空航天等高科技領(lǐng)域， 都有著非常迫切的研究開發(fā)需求。微小機械研究的一項關(guān)鍵技術(shù)就是微驅(qū)動技術(shù)，包括微驅(qū)動機構(gòu)和微行走 機構(gòu)。任務(wù)要求：1、繪制出平面行走微小機構(gòu)的運動原理圖；2、體積小，結(jié)構(gòu)簡單，制作和控制容易。（八）簡易垃圾袋支架任務(wù)要求：

5、1、設(shè)計出運動原理圖；2、放垃圾時，支架自動張開，撐開垃圾袋；3、不放垃圾時，支架自動吸合，密封垃圾袋；4、支架是可調(diào)的，能適應(yīng)各種大小的垃圾袋。(九) 設(shè)計某物料壓片機的加壓機構(gòu)。其工藝流程為：(1) 干粉料均勻篩入圓桶形型腔(圖 a)；(2) 下沖頭下沉3mm,預(yù)防上沖頭進入型腔時把粉料撲出(圖 b);(3) 上下沖頭同時加壓(圖c),并加壓一段時間；(4) 上沖頭退出，下沖頭隨后頂出壓好的片坯(圖 d);(5) 料篩推出片坯(圖e)。其設(shè)計參數(shù)為：沖頭壓力 150 KN ;生產(chǎn)率 每分鐘25片; 機器運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)10%;驅(qū)動電機可任選。(十)設(shè)計高速攝影機的拉片機構(gòu)的改進設(shè)計1、工作原

6、理如圖所示為高速攝影機暴光窗部分的運動簡圖，高速攝影機工作時， 輸片輪始終以等角速度 3 0轉(zhuǎn)動,它使膠片作行事運動(V0),但要求膠片在 暴光窗處能作周期性的間歇運動，當暴光窗處的膠片靜止時，定位銷插入膠片的齒孔中，使膠片定位，然后將暴光窗打開，讓膠片暴光。暴光結(jié)束 后，關(guān)閉暴光窗，拔出定位銷，膠片被快速地向下拉過一個畫面(每個畫 面所占片長稱節(jié)距P。)2、設(shè)計要求(1) 拉片機構(gòu)使膠片產(chǎn)生的間歇運動，能滿足每秒鐘拍攝60張畫面的要求，并且使停歇系數(shù)> 0.8。(2) 根據(jù)高速攝影機的工作平穩(wěn)性要求和為了改善膠片的受力情況，應(yīng) 盡量避免膠片在運動過程中受到?jīng)_擊性載荷，并應(yīng)使其最大加速度

7、 盡可能小。(3) 機構(gòu)的拉片長度誤差應(yīng)在允許范圍之內(nèi)。定位銷的定位動作與膠片 的停、動動作要配合協(xié)調(diào)，不發(fā)生運動干涉。(4) 機構(gòu)應(yīng)盡量簡單，結(jié)構(gòu)緊湊。(十一)推瓶機構(gòu)的改進設(shè)計題目：改進設(shè)計洗瓶機的推瓶機構(gòu)。工作原理：如圖所示：是洗瓶機有關(guān)部件的工作示意圖。 待洗的瓶子放在 兩個轉(zhuǎn)動著的導(dǎo)棍上，導(dǎo)棍帶動瓶子旋轉(zhuǎn)。當推頭M把瓶推向前進時，轉(zhuǎn)動著的刷子就把瓶子外面洗凈。當前一個瓶子洗刷完畢時，后一個待洗 的瓶子已送入導(dǎo)棍待推。原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求：(1) 瓶子尺寸：大端直徑 d=80mm，長200mm。(2) 推進距離1= 600mm。推瓶機構(gòu)應(yīng)使推頭 M以均勻的速度推瓶， 平穩(wěn)地接觸和脫離瓶子

8、，然后，推頭快速返回原位，準備第二個工 作循環(huán)。(3) 按生產(chǎn)率的要求，推程平均速度為 v=45mm/s，返回時的平均速度 為工作行程的3倍。(4) 機構(gòu)性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便。(十二)鐵板輸送機構(gòu)的改進設(shè)計題目：改進設(shè)計一剪板機 的鐵板輸送機構(gòu)。原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要 求：（1）原材料為成卷的 板料。每次輸送鐵板的長 度為 L=1900 或 2200mm（設(shè)計時任選一種）。（2）每次輸送鐵板到 達規(guī)定長度后，鐵板稍停， 以待剪板機構(gòu)將其剪斷。 剪斷工藝所需時間約為鐵 板輸送周期的十五分之 一。建議鐵板停歇時間不超過剪斷工藝水平時間的1.5倍，以保證有較高的生產(chǎn)率。（3）輸送機構(gòu)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動

9、和沖擊盡可能減?。匆筝斔蜋C構(gòu)從 動件的加速度曲線連續(xù)無突變。）（十三） 軋輥機構(gòu)的改進設(shè)計 題目：改進一初軋機的軋輥機構(gòu)。工作原理：如圖所示是由送料輥送進鑄坯，由工作輥將鑄坯軋制成一定尺 寸的方形、矩形或圓形截面的坯料的初軋機。它在水平面和垂直面內(nèi)各布 置一對軋輥（圖中只畫出垂直面內(nèi)的一對軋輥 ）。兩對軋輥交替軋制。軋 機中工作輥中心M應(yīng)沿mm軌跡運動，以適應(yīng)軋制工作的需求。坯料的 截面形狀由軋輥的形狀來保證。原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求：根據(jù)軋制工藝，并考慮減輕設(shè)備的載荷，對軋輥中心M軌跡提出如下要求：（1）在金屬變形區(qū)末段，應(yīng)是與軋制中心線平行的直線，在此直線段內(nèi) 軋輥對軋件進行平整，以消除軋件

10、表面因周期間歇軋制引起波紋。 因此希望該平整段L盡可能長些。（2）軋制是在垂直面和水平面內(nèi)交替進行的，當一個面內(nèi)的一對軋輥在 軋制時，另一面內(nèi)的軋輥正處于空回程行程中.從實際結(jié)構(gòu)上考慮, 軋輥的軸向尺寸總大于軋制品截面的寬度，所以，要防止兩對軋輥在 交錯時而發(fā)生碰撞.。為此，軋輥中心軌跡曲線 mm除要有適當?shù)?形狀外，還應(yīng)有足夠的開口度h,使軋輥在空行程中能讓出足夠的 空間，保證與軋制過程中的軋輥不發(fā)生“攔路”相接的情況。（3）在軋制過程中，軋件要受到向后的推力，為使推力盡可能小些，以減輕送料棍的載荷，故要求軋輥與軋件開始接觸時的咬入角丫盡量小些。丫約取25°左右，坯料的單邊最大壓下

11、量約為 50mm從 咬入到平整段結(jié)束的長度約為 270mm（4）為減少制造誤差引起的軌跡變化或更換軋輥后要求開口度有稍許 變化，所選機構(gòu)應(yīng)能便于調(diào)節(jié)中心的軌跡。（5）要求在一個軋制周期中，軋輥的軋制時間盡可能長些mm（十四）醫(yī)用棉簽卷棉機機構(gòu)改進設(shè)計題目：醫(yī)用棉簽卷機的運動方案及機構(gòu)的改進設(shè)計工作原理：按照醫(yī)院用棉簽的手工卷制方法應(yīng)有取棉、揪棉、取棉、卷棉四個動作。用機器卷制棉簽時，仿照手工方式，進行動作分解， 可粗分為：送棉、壓（夾）棉、揪棉、送簽和卷棉等工藝動作。原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求：（1） 棉花：條狀脫脂棉，寬2530mm,自然厚45mm；（2） 簽桿：醫(yī)院通用簽桿，直徑約 3mm,桿長約

12、70mm,卷棉部分長 約 2025mm；（3）生產(chǎn)率：每分鐘卷60支，每支卷取棉塊長約2025mm；（4）卷棉機體積要小，重量輕，工作可靠，外形美觀，成本低，卷出的 棉簽松緊適度。（十五）織機開口機構(gòu)的改進設(shè)計原理：織物由經(jīng)紗和緯紗緊密交織而成。最簡單的織物是平紋組織，其經(jīng)緯紗的交織情況如圖所示。它是將經(jīng)紗按照單雙數(shù)分成A、 E兩 組，分別穿在綜框A和E的綜絲眼a和b中， 當兩個綜框一個在上，一個 在下時，兩組經(jīng)紗上下分開，形成梭口。綜框在行程末端作較長時間的停 歇，此時，梭子帶著緯紗穿過梭口，然后綜框上下交替，梭子帶著緯紗又 從梭口穿回。就這樣綜框上下交替、梭子來回穿梭，實現(xiàn)經(jīng)緯交織，形成

13、織物。兩個綜框各由一個機構(gòu)帶動作垂直上下運動 （行程末端有較長時間的 停歇）。兩個開口機構(gòu)改革的結(jié)構(gòu)相同，僅安裝相位不同，它們根據(jù)織物 的經(jīng)緯紗線交織規(guī)律使兩個綜框交替作垂直升降。原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求待后續(xù)。(十六)新型內(nèi)燃機的開發(fā)目前應(yīng)用最廣泛的往復(fù)式內(nèi)燃機由氣缸、 活塞、連桿、曲軸等主要構(gòu) 件和其他輔助設(shè)備組成。見圖所示。這種往復(fù)式活塞發(fā)動機存在以下明顯 的缺點：(1) 工作機構(gòu)及氣閥控制機構(gòu)組成復(fù)雜， 零件多。曲軸等零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 工藝性差。(2) 活塞往復(fù)運動造成曲柄連桿機構(gòu)較大的往復(fù)慣性力，此慣性力隨速度的平方增長，使軸承慣性載荷增大，系統(tǒng)由于慣性力不平衡而產(chǎn) 生強烈振動。往復(fù)運動限制

14、了輸出軸轉(zhuǎn)速的提高。(3) 曲軸回轉(zhuǎn)兩圈才有一次動力輸出，效率低。針對以上缺點，提出新型內(nèi)燃機改進設(shè)計方案。(十七)半自動蹲坑蓋設(shè)計目前在很多的公共衛(wèi)生間提倡用蹲坑代替坐便器，有諸多的大學(xué)生 宿舍也大多選用蹲坑。但還很少見有蓋子的蹲坑，曾有報道洗衣服時一不 小心一腳就滑進蹲坑，就卡住了，耗用六個小時，驚動了三個部門才把腳 解救出來。所以是否可以給蹲坑設(shè)計一個蓋子， 這樣不僅安全而且美觀無 異味。設(shè)計要求：(1) 開關(guān)自如；(2) 半自動、價格便宜；(3) 操作方便、衛(wèi)生；(4) 要有一定的強度。(十八)熱敏式電腦防塵罩電腦日益普及，但對于電腦的防塵卻不夠重視，而且普通的電腦防 塵罩要在電腦關(guān)閉

15、并冷卻后才能罩上， 而此時往往就想不起來了。是否可 以給易沾灰塵的顯示器(顯示器里面進了灰塵后對顯示器會有很大的傷害 卻難以清除)設(shè)計一個智能式的防塵罩，利用顯示器自身的特點，開啟時 發(fā)熱升溫后蓋打開，關(guān)閉了當溫度降低到某一安全值后便于工作蓋上。(十九)車用垃圾桶經(jīng)常在公交車上看到歪倒的垃圾桶，影響整體的美觀，起不到設(shè)置 的效果，而且這樣易被踩壞或踢壞。是否可以設(shè)計一種方便公交車用的新型垃圾桶。（二十）爬式加料機傳動裝置的設(shè)計1 .設(shè)計題目設(shè)計用于爬式加料機的傳動裝置（如下圖）爬式加料機數(shù)據(jù) 見數(shù)據(jù)表格。（2）工作條件單班制工作，間歇運轉(zhuǎn)，工作中有輕微振動，工作環(huán)境有較大灰塵（3）使用期限工作

16、期限為五年。（4）生產(chǎn)批量及加工條件小批量生產(chǎn)?？杉庸?、8級精度的齒輪、蝸輪。2. 設(shè)計任務(wù)1）確定傳動方案，完成總體方案論證報告；2）選擇電動機型號；3）設(shè)計減速傳動裝置。3. 具體作業(yè)1）機構(gòu)簡圖一份；2）說明書一份。4.小車原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)編號12345裝料量/N3000350040004500 5000 丁速度/(m/s)0.40.40.40.40.4軌距/mm662662662662662_輪距/mm500500500500500（二十一）電子防盜門開閉機構(gòu)的改進設(shè)計現(xiàn)有防盜門存在的問題1）關(guān)閉時，彈簧彈力過大，沖擊聲很響，夜半擾民，對門體損 害也大；2）液壓撐桿阻尼過大時，關(guān)閉速度太

17、慢，給不法之徒以可趁之 機。改進設(shè)計滿足1）開啟至45度時，基本無阻尼，過后阻尼逐漸增 大（防止開啟過大）；2）關(guān)閉時先快后慢，盡量避免沖擊；3）滿足線控開鎖和鑰匙開鎖功能。要求了解現(xiàn)有電子防盜門的結(jié)構(gòu)，繪制改進的結(jié)構(gòu)原理圖，做 必要的計算。（二十二）鋼板翻轉(zhuǎn)機設(shè)計題目：該機具有將鋼板翻轉(zhuǎn)180。的功能。如圖11所示，鋼板翻 轉(zhuǎn)機的工作過程如下。當鋼板T由輥道送至左翻板 W1后，W1開始順時 針方向轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)至鉛垂位置偏左10°左右時，與逆時針方向轉(zhuǎn)動的右翻板 W2會合。接著，W1與W2 一同轉(zhuǎn)至鉛垂位置偏右10°左右，W1折回到 水平位置，與此同時，W2順時針方向轉(zhuǎn)動到水平

18、位置，從而完成鋼板翻 轉(zhuǎn)任務(wù)。已知條件：1）原動件由旋轉(zhuǎn)式電機驅(qū)動；2）每分鐘翻鋼板10次；3）其他尺寸如圖11所示；4）許用傳動角丫 =50°圖11鋼板翻轉(zhuǎn)機構(gòu)工作原理圖（二十三）設(shè)計平臺印刷機主傳動機構(gòu)平臺印刷機的工作原理是復(fù)印原理，即將鉛版上凸出的痕跡借助于油 墨壓印到紙張上。平臺印刷機一般由輸紙、著墨（即將油墨均勻涂抹在嵌 于版臺的鉛版上）、壓印、收紙等四部分組成。如圖12所示，平臺印刷機 的壓印動作是在卷有紙張的滾筒與嵌有鉛版的版臺之間進行。 整部機器中 各機構(gòu)的運動均由同一電機驅(qū)動。運動由電機經(jīng)過減速裝置I后分成兩 路，一路經(jīng)傳動機構(gòu)I帶動版臺作往復(fù)直線運動， 另一路經(jīng)傳動機構(gòu)U帶 動滾筒作回轉(zhuǎn)運動。當版臺與滾筒接觸時，在紙