机构创新设计任务书 11页

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1、机构创新设计任务书（doc 11 页）机构创新设计任务书一、目的1、巩固已学理论知识；2、综合运用所学知识进行创新机构设计或改进机构的创新设计；3、提高同学理论联系实际，发现问题、思考问题和解决问题的能力。二、要求1、任选或自命题一题，完成其机构运动原理图的设计，并用机构创 新模型加以实现；2、完成设计说明书一份（包括方案的拟定、选择比较，最终方案确 定的理由）。三、设计进度安排设计时间为一周。时间安排如下：1、选题或自命题，明确任务；2、查资料，拟定方案（周三前完成）；3、向指导教师和同学汇报设计结果和心得。四、设计题目（一）机器鱼任务要求：1、能模仿鱼的基本动作：游动和漂浮；2、一个输入，

2、两个输出；3、画出机构运动简图。（二）爬行昆虫任务要求：1、能模仿昆虫直线爬行，足的数目和样式自定；2、遇到前方障碍（高度为昆虫的三分之一以下），能越过；3、在爬行和越障时，要保持身体稳定，不能跌倒。（三）半自动黑板擦随着多媒体技术的推广和应用，学校里的大部分课程采用了多媒体教 学，但某些课程或某些章节仍然离不开黑板板书，这就需要人来动手擦 黑板，费时费力，而且对人的身体健康也有影响。设计一种半自动黑板 擦就显得很有必要。任务要求：1、力度适当，要能擦掉痕迹；2、能清除死角；3、操作容易，结构简单，去除痕迹快；4、闲置时，不影响正常板书。（四）半自动拉幕机构舞台上的布幔悬挂较高，层次多，厚而重

3、。剧情进展过程中要不断 拉动布幔。以往的拉幕工作有人来完成，费力切影响整个舞台背景效果。设计一套简单的自动拉幕机构即可解决问题，该机构还可用在高大建筑 物的窗帘开启和关闭上。任务要求：1、能自动来回拉动厚重的布幔，使布幔开启和闭合；2、速度均匀；3、操作容易。（五）半自动晾衣架晾晒衣物是频繁而单调的工作。如果晾衣架是固定的，无疑增加辛 苦的程度，而且有时还有危险。设计一款实用的半自动晾衣架将会为所 有的家庭主妇们带来便利。任务要求：1、晾衣架能自动升降以缓解举手晾衣的麻烦；2、晾衣架能自动伸出和缩回，既充分利用了阳光，减少事故隐患， 又不影响整个小区的总体美观；3、足够的承载力；4、操作方便，

4、省力。（六）自动擦窗器现代的楼宇越来越高，所用的玻璃窗和玻璃幕墙也越来越多，随之 而兴起了一类新兴职业：蜘蛛人。蜘蛛人的工作单调、劳累而且随时有 生命的危险。自动擦窗器将会有很大的市场前景。任务要求：1、能从事室内外的玻璃擦洗工作；2、运动自如灵活，不留死角；3、安全，（七）平面行走机构微小机械和微型机械同是精密机械学科延伸发展的两个新的生长 点，在医疗、微电子精细加工设备、微组装技术以及航空航天等高科技 领域，都有着非常迫切的研究开发需求。微小机械研究的一项关键技术就是微驱动技术，包括微驱动机构和微行 走机构。任务要求：1、绘制出平面行走微小机构的运动原理图；2、体积小，结构简单，制作和控制

5、容易。（八）简易垃圾袋支架任务要求：1、设计出运动原理图；2、放垃圾时，支架自动张开，撑开垃圾袋；3、不放垃圾时，支架自动吸合，密封垃圾袋；4、支架是可调的，能适应各种大小的垃圾袋。（九）设计某物料压片机的加压机构。其工艺流程为：（1）干粉料均匀筛入圆桶形型腔（图a）；（2）下冲头下沉3mm,预防上冲头进入型腔时把粉料扑出（图b）；（3）上下冲头同时加压（图c），并加压一段时间；（4）上冲头退出，下冲头随后顶出压好的片坯（图d）；（5）料筛推出片坯（图e）。其设计参数为：冲头压力150 KN ；生产率每分钟25片； 机器运转不均匀系数10% ；驱动电机可任选。（十）设计高速摄影机的拉片机构的改

6、进设计1、工作原理如图所示为高速摄影机暴光窗部分的运动简图，高速摄影机工作时， 输片轮始终以等角速度30转动,它使胶片作行事运动（v0），但要求胶片 在暴光窗处能作周期性的间歇运动，当暴光窗处的胶片静止时，定位销插 入胶片的齿孔中，使胶片定位，然后将暴光窗打开，让胶片暴光。暴光结 束后，关闭暴光窗，拔出定位销，胶片被快速地向下拉过一个画面（每 个画面所占片长称节距p。）2、设计要求（1）拉片机构使胶片产生的间歇运动，能满足每秒钟拍摄60张画面的 要求，并且使停歇系数uN08。（2）根据高速摄影机的工作平稳性要求和为了改善胶片的受力情况， 应尽量避免胶片在运动过程中受到冲击性载荷，并应使其最大加

7、 速度尽可能小。（3）机构的拉片长度误差应在允许范围之内。定位销的定位动作与胶 片的停、动动作要配合协调，不发生运动干涉。（4）机构应尽量简单，结构紧凑。（十一）推瓶机构的改进设计题目：改进设计洗瓶机的推瓶机构。工作原理：如图所示：是洗瓶机有关部件的工作示意图。待洗的瓶子放 在两个转动着的导棍上，导棍带动瓶子旋转。当推头M把瓶推向前进时， 转动着的刷子就把瓶子外面洗净。当前一个瓶子洗刷完毕时，后一个待 洗的瓶子已送入导棍待推。原始数据和设计要求：（1）瓶子尺寸：大端直径d=80mm，长200mm。（2）推进距离L=600mm。推瓶机构应使推头M以均匀的速度推瓶，平稳地接触和脱离瓶子，然后，推头

8、快速返回原位，准备第二个 工作循环。（3）按生产率的要求，推程平均速度为v=45mm/s，返回时的平均速度 为工作行程的3倍。（4）机构性能良好，结构紧凑，制造方便。（十二）铁板输送机构的改进设计题目：改进设计一剪板机 的铁板输送机构。原始数据和设计要 求：（1）原材料为成卷的板 料。每次输送铁板 的长度为L=1900 或2200mm （设计 时任选一种）。（2）每次输送铁板到达 规定长度后，铁板 稍停，以待剪板机 构将其剪断。剪断 工艺所需时间约为 铁板输送周期的十五分之一。建议铁板停歇时间不超过剪断工艺 水平时间的1.5倍，以保证有较高的生产率。（3）输送机构运转平稳，振动和冲击尽可能减小

9、（即要求输送机构从 动件的加速度曲线连续无突变。）（十三）轧辊机构的改进设计题目：改进一初轧机的轧辊机构。工作原理：如图所示是由送料辐送进铸坯，由工作辐将铸坯轧制成一定 尺寸的方形、矩形或圆形截面的坯料的初轧机。它在水平面和垂直面内 各布置一对轧辐（图中只画出垂直面内的一对轧辐）。两对轧辐交替轧 制。轧机中工作辊中心M应沿mm轨迹运动，以适应轧制工作的需求。 坯料的截面形状由轧辐的形状来保证。原始数据和设计要求：根据轧制工艺，并考虑减轻设备的载荷，对轧辐中心M轨迹提出如 下要求：（1）在金属变形区末段，应是与轧制中心线平行的直线，在此直线段 内轧辊对轧件进行平整，以消除轧件表面因周期间歇轧制引

10、起波 纹。因此 希望该平整段L尽可能长些。（2）轧制是在垂直面和水平面内交替进行的，当一个面内的一对轧辊 在轧制时，另一面内的轧辊正处于空回程行程中.从实际结构上考 虑,轧辊的轴向尺寸总大于轧制品截面的宽度，所以，要防止两对轧 辊在交错时而发生碰撞.。为此，轧辊中心轨迹曲线mm除要有适 当的形状外，还应有足够的开口度h，使轧辊在空行程中能让出足 够的空间，保证与轧制过程中的轧辊不发生“拦路”相接的情况。（3）在轧制过程中，轧件要受到向后的推力，为使推力尽可能小些， 以减轻送料棍的载荷，故要求轧辊与轧件开始接触时的咬入角Y 尽量小些。Y约取250左右，坯料的单边最大压下量约为50mm，从咬入到平

11、整段结束的长度约为270mm。（4）为减少制造误差引起的轨迹变化或更换轧辊后要求开口度有稍许 变化，所选机构应能便于调节中心的轨迹。（5）要求在一个轧制周期中，轧辊的轧制时间尽可能长些。（十四）医用棉签卷棉机机构改进设计题目：医用棉签卷机的运动方案及机构的改进设计工作原理：按照医院用棉签的手工卷制方法应有取棉、揪棉、取棉、卷 棉四个动作。用机器卷制棉签时，仿照手工方式，进行动作 分解，可粗分为：送棉、压（夹）棉、揪棉、送签和卷棉等 工艺动作。原始数据和设计要求：（1）棉花：条状脱脂棉，宽2530mm，自然厚45mm；（2）签杆：医院通用签杆，直径约3mm，杆长约70mm，卷棉部分长 约 202

12、5mm；（3）生产率：每分钟卷60支，每支卷取棉块长约2025mm；（4）卷棉机体积要小，重量轻，工作可靠，外形美观，成本低，卷出 的棉签松紧适度。（十五）织机开口机构的改进设计原理：织物由经纱和纬纱紧密交织而成。最简单的织物是平纹组 织，其经纬纱的交织情况如图所示。它是将经纱按照单双数分成A、B 两组，分别穿在综框A和B的综丝眼a和b中，当两个综框一个在上， 一个在下时，两组经纱上下分开，形成梭口。综框在行程末端作较长时 间的停歇，此时，梭子带着纬纱穿过梭口，然后综框上下交替，梭子带 着纬纱又从梭口穿回。就这样综框上下交替、梭子来回穿梭，实现经纬 交织，形成织物。两个综框各由一个机构带动作垂

13、直上下运动（行程末端有较长时间 的停歇）。两个开口机构改革的结构相同，仅安装相位不同，它们根据织 物的经纬纱线交织规律使两个综框交替作垂直升降。原始数据和设计要求待后续。（十六）新型内燃机的开发,fr目前应用最广泛的往复式内燃机由气缸、活塞、连杆、曲轴等主要构件和其他辅助设备组成。见图所示。这种往复式活塞发动机存在以下明显的缺点：（1）工作机构及气阀控制机构组成复杂，零件多。曲轴等零件结构复 杂，工艺性差。（2）活塞往复运动造成曲柄连杆机构较大的往复惯性力，此惯性力随 速度的平方增长，使轴承惯性载荷增大，系统由于惯性力不平衡 而产生强烈振动。往复运动限制了输出轴转速的提高。（3）曲轴回转两圈才

14、有一次动力输出，效率低。针对以上缺点，提出新型内燃机改进设计方案。（十七）半自动蹲坑盖设计曾有报道洗衣服时一 惊动了三个部门才把 这样不仅安全而且美目前在很多的公共卫生间提倡用蹲坑代替坐便器，有诸多的大学生 宿舍也大多选用蹲坑。但还很少见有盖子的蹲坑， 不小心一脚就滑进蹲坑，就卡住了，耗用六个小时 脚解救出来。所以是否可以给蹲坑设计一个盖子， 观无异味。设计要求：(1)开关自如；(2)半自动、价格便宜;(3)操作方便、卫生；(4)要有一定的强度。（十八）热敏式电脑防尘罩电脑日益普及，但对于电脑的防尘却不够重视，而且普通的电脑防 尘罩要在电脑关闭并冷却后才能罩上，而此时往往就想不起来了。是否 可

15、以给易沾灰尘的显示器（显示器里面进了灰尘后对显示器会有很大的 伤害却难以清除）设计一个智能式的防尘罩，利用显示器自身的特点， 开启时发热升温后盖打开，关闭了当温度降低到某一安全值后便于工作 盖上。（十九）车用垃圾桶经常在公交车上看到歪倒的垃圾桶，影响整体的美观，起不到设置的效果，而且这样易被踩坏或踢坏。是否可以设计一种方便公交车用的 新型垃圾桶。（二十）爬式加料机传动装置的设计1.设计题目设计用于爬式加料机的传动装置（如下图）1 传动装置2 卷扬机3一滑轮4小车5 电动机6导轨 二w?:爬式加料机数据见数据表格。（2）工作条件单班制工作，间歇运转，工作中有轻微振动，工作环境有较大灰 尘。（3）使用期限工作期限为五年。（4）生产批量及加工条件小批量生产。可加工7、8级精度的齿轮、蜗轮。2 .设计任务1）确定传动方案浣成总体方案