机械创新设计实训实验报告 - 图文

江苏科技大学

（张家港校区）

机械创新设计实训

实习报告

专

姓

业： 12机制

名：庄浩、高雅、管云云、朱康

2015年 1 月 7 日

一、实训目的

《机械创新设计实训》是机械类专业学生的实践环节，该实训是在机械原理以及机械设计等课程设计实验训练基础上，进行更高层次的命题设计实验，是在教师指导下独立查阅资料、设计、安装各种创新机构，并对其进行调试以及运动学分析。机械创新设计实训对于提高学生的创新设计和创新实践能力非常重要，是创新型机械专业人才培养成长的必由之路。旨在培养学生综合机械方面的相关基础知识，促使学生将理论知识充分应用到实践中，充分发挥学生的创造力，提高学生的创新能力。目的在于巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用。机构组合创新是机械类和近机械类专业学生实践教学的核心内容之一。通过本实验的训练，使同学们掌握机构组合创新设计的初步方法。 二、实验内容

1、分析题目确定功能元解

通过“黑箱”的形式给出机构的功能要求，参见表2-1，作为机构创新设计题目，同学们仔细研究机构的功能要求，将总功能分解为各子功能，并参照附录，选择确定各子功能的功能元解，完成机构的功能设计。所解方案不要求一致，只要能满足题目要求即可，同学们也可自行拟定题目，但涉及的构（零）件应在实验台配置范围内。

题目中只提供了原动件和从动件的运动要求，同学们要应用创造思维，运用创新技法，通过机构的巧妙组合或变异获得有创意且能满足题目要求的机构，绘制所设计机构的示意图（画在给出题目的“黑

箱”位置处）和机构的拼装示意图，并计算机构自由度，判断机构的运动情况。

上实验课时在老师的指导下，在实验台上完成所设计机构的拼装。 2、运动分析

运动分析是指测试机构的位移、速度、加速度，根据测试结果进行分析、对比，找出出现异常现象的原因，研究解决的办法。

拼装完后，先用手转动至少一个循环试运行，确认无误后，并经老师允许，插入电机与原动件之间的平键及轴端挡圈，再开动电机，观察是否达到设计要求。通过观察机构的运动，对机构的运动学和动力学性能作出定性分析。装入数据采集装置进行位移、速度、加速度的数据采集，通过测试分析软件完成运动分析，并将分析结果附在实验报告之中。 3、拆卸所拼装机构

实验完成后，请将所装拆机构拆卸下来，将零部件放回原处，并整理实验台。

机械创新设计实训实验报告

庄浩、高雅、 姓 名 班 级 机制 成 绩 管云云、朱康 庄浩1245522138 高雅1245561101 学 号 日 期 2015/1/7 指导教师 管云云1245522201 朱康1245522137 1、实验内容

按题目要求解黑箱，并在实验内容的黑箱中画出创新设计方案运动简图，计算自由度，判断机构是否具有确定的运动。

设计题目 题一： 1、原动件逆/顺时针转动，从动件右侧上下移动。 2、压力角应在允许范围内以保证传动灵活。 黑箱解 自由度计算 F=3n-2pL-pH F=3﹡5-2﹡7-1=1 运动确定 确定

2、画出拼装示意图

主视图

左视图

俯视图

实物搭建结构

3、运动情况分析（是否达到实验目的）

（AB顺时针方向运动）

齿轮处AB为原动件，为顺时针运动，达到实验要求的原动件原动件逆/顺时针转动；

导杆E在曲柄滑块的带动下实现上下移动，达到实验要求的从动件右侧上下移动。

结构传动灵活，压力角在允许范围内。

4、运动学和动力学分析：

1）机构是否存在曲柄？ 答：存在。

铰链四杆机构有曲柄的条件为：

a. 各杆的长度应满足杆长条件：最短杆长度与最长杆长度之和小于等于其他两杆长度之和； b. 其最短杆为连架杆或者机架。

图中所示的连架杆AB为最短杆，所以它是曲柄。

2）输出件是否有急回运动？

用作图法先做出该机构的两个极位AB1C1及AB2C2,如图所示。因为其极位夹角为角θ等于角C1AC2不等于0?，所以机构有急回运动特性。若θ角越大，则行程速度变化系数K值越大，机构的急回运动性质也越显著。

3）机构运动是否连续？

答：当机构的传动角γ=0?，及压力角α=90?时，机构处于死点位置，此时机构不连续运动。

如图所示，当机构以曲柄AB为原动件时，以为机构的最小传动角γ不等于

0?，所以机构没有死点位置。因此此机构运动是连续的。 4）最小传动角是否在非工作行程中？

答：当机构以曲柄AB为原动件时，从动件滑块与连杆BC所夹的锐角γ即为传动角。。传动角与压力角互余，当压力角最大时，传动角最小。当滑块运动到最左端时，压力角最大，此时其最小传动角将出现在曲柄AB与机架共线的两位置之一。所以传动角最小，所以最小传动角不是在非工作行程中。

5）机构运动过程中是否有刚性冲击或柔性冲击？

答：根据加速度图可以看出，在刚开始处加速度有突变，但是突变是有限的，因此不会有较大的冲击，所以机构运动过程是柔性冲击。

6）构（零部）件的位移、速度、加速度分析（附图）

答：通过模型分析，得出从动件运动的位移，速度和加速度的时间曲线。 结果如下。由于模型分析结果比较理想，与实际搭建的结构存在一定的误差。

5、工作展望

本次机械创新设计是一个简短的过程，只有一个星期，但是通过这一个星期的锻炼，我们有了如下的重要的收获：

1、 团队合作和协调沟通能力。任何一种机械产品的开发，凭一人之力是很难完成的，此时团队的力量将变得十分重要。如果一个团队成员合作能力抢，大家能够互相协调并有效地沟通，拧成一股绳，产生的力量会无比强大。如果大家努力的方向不一致，大家互相不接受对方的意见，工作将难以开展，或者效率很低。之所以强调着一点，是因为在设计过程中大家出现很多次一箭分离，产生了抵触情绪。一个团队中大家必须互相理解，每个人的做法都有自己的理由，我们一开始不能凭感觉否决他人，而是应该理解别人的思想后再给出中肯的意见。所以我们从中学会去了解小组中每个成员的做事方式，去进行有效的交流沟通，不要简单地批评他人的构思，而是学会倾听，然后积极讨论，为一个共同的目标努力。

2、 从这次机械创新设计实训中，我们也知道了自己眼高手低的不良态度，其实这也是大学生普遍存在的不良态度。因为在学校我们只能通过课本去了解知识，很多机械知识获取只是通过做习题来掌握。殊不知机械学科是一门长期实践的学科，很多结构在纸上画起来十分简单，用鼠标随便点点画画就行了，殊不知很多学的东西无法运用到生活中去，造成知识与生活脱节，纸上建模简单，但真正投入到实际加工中，我们会对自己的设计十分担心，因为实际加工影响因素多，自己考虑问题不全面，产生一系列问题。另外我们之前可能对机械结构观察不深入，接触的机械产品和机械结构太少，具体到设计过

程中时，大脑中浮现的机械结构太少，只能根据产品功能去查阅书籍。所以对于机械专业学生，必须生活中留心观察各种机械结构，了解工作原理，存储在大脑中，这样设计结构才能得心应手。有了一定的机械知识的存储，才会从中得到灵感，才能有好的创新点子。

3、 每一次团队合作也是一个相互学习的过程，这个学习不仅仅是涉及项目知识的快速学习，而是学习他人优秀的品质。通过这次团队合作，自己可以认识很多优秀的人，通过他们意识到自己的不足，每个人都有自己的优点，我们只有虚心请教他人，才能使自己快速成长。我们必须在很短的时间里学习更多新的内容，从而提高自己办事的效率。

4、 要有明确的目标和坚定的信念以及不灭的斗志，坚持到最后就是胜利，说的容易做起来却不是那么回事，很多时候屡次的失败背后就是正确的答案，我们往往忘了最初的目标，做一件事没有明确而强烈的目标很难取得比赛的成功。

5、 最后感谢吴老师的耐心指导。通过这次机械创新设计实训，我们学会了产品研制的最基本的过程，也巩固了三维绘图以及学过的机械基本知识。通过这次的机械创新设计实训，我们也认识到自身的不足核问题，在今后的学习中，我们会着重加强知识的灵活运用以及生活实践的积累。

程中时，大脑中浮现的机械结构太少，只能根据产品功能去查阅书籍。所以对于机械专业学生，必须生活中留心观察各种机械结构，了解工作原理，存储在大脑中，这样设计结构才能得心应手。有了一定的机械知识的存储，才会从中得到灵感，才能有好的创新点子。

3、 每一次团队合作也是一个相互学习的过程，这个学习不仅仅是涉及项目知识的快速学习，而是学习他人优秀的品质。通过这次团队合作，自己可以认识很多优秀的人，通过他们意识到自己的不足，每个人都有自己的优点，我们只有虚心请教他人，才能使自己快速成长。我们必须在很短的时间里学习更多新的内容，从而提高自己办事的效率。

4、 要有明确的目标和坚定的信念以及不灭的斗志，坚持到最后就是胜利，说的容易做起来却不是那么回事，很多时候屡次的失败背后就是正确的答案，我们往往忘了最初的目标，做一件事没有明确而强烈的目标很难取得比赛的成功。

5、 最后感谢吴老师的耐心指导。通过这次机械创新设计实训，我们学会了产品研制的最基本的过程，也巩固了三维绘图以及学过的机械基本知识。通过这次的机械创新设计实训，我们也认识到自身的不足核问题，在今后的学习中，我们会着重加强知识的灵活运用以及生活实践的积累。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/4zpo.html