机械创新设计报告

第一篇：机械创新设计报告

机械创新设计报告

学

校：

绍兴文理学院元培学院 姓

名:

班

级:

学

号:

摘要

摇椅作为一种家用休闲、休息的良好用具，能缓解生活压力、促进健康，但是普通摇椅自身不能动，要依靠其他的外力摇动才能动起来。为此，学生在教师的指导下给摇椅增加机械传动机构，进行机械创新设计，研发电动摇椅有一定的意义。

针对普通摇椅自身不能动的情况，进行了电动摇椅的机械创新设计，运用UG 等CAD 软件虚拟设计与传统机械设计理论及经验结合，将一些常用机构有机组合为一个整体，建立了结构合理且能够实现自动摆动的电动摇椅虚拟模型。结果表明: 电动摇椅结构设计合理，可有效消除疲惫、放松身心，提高生活质量。通过电动摇椅设计，在实际应用中对机构的创新设计具有一定的参考价值。

关键词: 电动摇椅；机械；创新设计电动摇椅设计方案

进行方案设计时，采用曲轴机构将电动机的转动转化成往复摆动，从而实现自动摇动;由于电动机的转速较快，设置了减速器和皮带传动进行减速;为了支承曲轴机构并与摇椅连接，设计了轴承和关节轴承装置。电动摇椅的机构运动简图如图1 所示。其工作原理是单相交流电动机经减速器和同步齿形带减速后，带动曲轴旋转，曲轴由带座轴承支承，通过底板固定在底座上，再由关节轴承将拉杆与曲轴联接，从而将曲轴的旋转运动转变为摇椅的往复摆动。电动摇椅的机械创新设计

机械创新设计是指充分发挥设计者的创造力，利用已有的相关科技知识，进行创新构思、设计出具有新颖性、创造性及实用性机械产品的一种实践活动，特点是运用创造性思维，强调产品的创新性和新颖性。根据对北京家具市场和网络进行的调研，目前国内外还没有电动摇椅或类似原理的产品。在设计电动程中，改变了以往常规机械设计方法，充分运用UG 等现代三维机械设计软件进行创新设计。

2.1 电动摇椅的结构创新(1)为便于家用，开始选择采用直流电机用电瓶供电，考虑到充电的不便和电瓶的使用寿命问题，然后改用单相交流动机；(2)原先选用的是普通V 带传动，由于多根皮带的均衡性和为使结构更加紧凑及皮带张紧装置等原因，也为了保证传动的可靠性，后来采用了同步齿形带传动；(3)在设计曲轴机构时，最初准备做成偏心轮形式，但考虑会造成径向尺寸太大，结构笨重，想改为类似汽车发动机的曲轴机构，又因轴承不好安装，最后设计成悬臂式的曲轴机构；(4)最初设计的轴承装置是书上常见的普通结构，要设计和加工轴承座、轴承盖、轴套等零件，组装。

不太方便，最后改用带座轴承，结构变得非常简洁，安装很便捷;(5)对于整个机械机构与摇椅的连接，也由普通的轴承机构改为关节轴承，这样不但结构简单，性能也好，而且美观大方;(6)机架底座也从最初的钢板结构改成现在的槽钢框架结构，摇椅的圆弧支脚正好处于槽钢中，还能起到定位作用;(7)为了提高摇椅的舒适感，使之更加人性化，加装了调速器，电动摇椅摇动的快慢可以根据个人的意愿随意调节，操作方便。2.2 电动摇椅的参数选择(1)电动机型号的确定

按人的重量80kg，偏离回转中心25mm 计算，所需转矩为20Nm，根据产品样本选用6RK180GU － C微型带减速器电机。(2)同步齿形带的计算

设计功率为: Pd = KAxP = 1.3x0.18 =0.234kW，故确定选用H 型同步齿形带。(3)轴承型号的选择

减速器输出轴直径为Ф15mm，曲轴轴端直径定为Ф20mm，轴承直径相应加大，确定为Ф25mm，故选用UCP205 带座轴承。(4)关节轴承型号的选择

综合考虑载荷和安装尺寸确定采用JF14 关节轴承。2.3 电动摇椅的三维实体建模

在电动摇椅的设计过程中，采用UG 软件进行总体设计，UG 实体建模充分继承了传统意义上的线、面、体造型特点，能够方便迅速的创建三维实体模型，而且还可以通过其它特征操作，如扫描、旋转实体等，并加以参数化和布尔操作来进行更为广阔的实体造型。UG 为复杂零件的结构设计提供了强有力的技术支持，它可以随时计算出产品的外观、颜色、质量、重心、材质以及惯性矩等，能够可视地完成复杂结构设计，达到高效、直观、一次成型的目的。同时还便于设计人员和用户进行沟通，有利于产品的编辑和进一步改进，提高产品设计的市场适应能力和竞争能力。电动摇椅的各部分零部件建模和组装好后，进行了电动摇椅整机的虚拟装配，如图2 所示，在装配过程中，对零部件进行了全面的静态干涉检查，能发现一些潜在的设计错误并进行修改。结论

通过实际电路的设计和制作，经试验测试，表明该智能频率计实现电路简单、可靠、测量精度高，改变了传统频率计手动切换量程的繁琐，实现了信号频率10Hz ～ 1MHZ 的自动量程切换，提高单片机的晶振频率或外加分频器电路可以扩大频率测量的范围，因此该智能频率计在学校的实验室和便携式频率计方面具有良好的应用前景。4 参考文献

［1］张春林． 机械创新设计［M］． 北京: 机械工业出版社，2007． ［2］曲继方，安子军，曲志刚． 机构创新原理［M］． 北京: 科学出版社，2004． ［3］李锦标． UGNX7． 5 产品设计一体化解决方案［M］． 北京:机械工业出版社，2011．

［4］苗盈，李志广，吴立军． UGNX6 三维造型技术教程［M］．北京: 清华大学出版社，2010． ［5］张云杰． UG NX 6 中文版从入门到精通［M］． 北京: 电子工业出版社，2009．

第二篇：机械创新设计结业报告

长江大学工程技术学院

机械创新设计

结 课 报 告

系(部)专业班级 学生姓名 学号/序号 指导教师 完成时间

机械系 机械61104班

201161/0 杨 勤 / 耿家源 2014-06-11

机械创新设计结业报告

通过这次的机械创新设计课程，我们受益非浅，它不仅锻炼了我们的动手能力，也培养了我们的团队精神，在实践中培养自己的创新能力和解决问题的能力。除此，对于慧鱼小型机器人硬件原理及编程也有了进一步的认识。

慧鱼创意组合模型是一种技术含量很高的工程技术类拼装模型，是展示科学原理和技术过程的理想教具。通过慧鱼模型的组装，程序的编制，任务的完成，阐述机械机构之间的配合关系，各种传感器的安装和使用，以及软件程序的编制思维，实现对伺服电机，电磁线圈的控制,不但操作简易，更可使我们了解机械运作的原理。一般机械所用到的零组件如齿轮、马达、光电开关等，都可以在慧鱼创意积木中找到，且功能毫不逊色。下面让我们来了解下慧鱼的物理元件吧。一.了解慧鱼构件 1.机械构件

1.六面拼接体

六面拼接体的6个面各有U形槽或凸出的小方块，二者是相互配合的。通过U形槽和小方块的相互拼接，可以实现构件之间的互连。由于这些构件是六面体，因此接合的角度一般为0°或90°。如果需要其他角度的连接，有专用的楔形体可供使用，这些楔形体提供的角度有7.5°、15°、30°、60° 等，楔形体的角度已在其侧面标明。

2.齿轮、齿轮轴与齿条慧鱼模型提供的齿轮种类比较多，其中普通外齿合齿轮还可用作蜗轮。3.蜗轮、蜗杆和螺旋传动

慧鱼模型提供的蜗轮蜗杆形式多样，除图中所示的蜗轮外，所有的外啮合齿轮也都可用作蜗轮。小尺寸蜗杆还可以用作螺旋传动的蜗杆，如图Ⅳ-7所示。4.导轨与连杆

慧鱼模型提供了多种长度的塑料或金属杆件，可用作导轨、连杆和传动轴等。

5.万向节、齿轮箱万向节用于和塑料传动轴配合以传递扭矩。齿轮箱用于和电动机相连接，起减速器的作用。

6.链条和履带链条由链节连接而成，在链条上安装履带板后，就成为履带（输送带）。链轮可以用齿轮代替。2.电气构件 1.电动机与灯泡

慧鱼模型提供的电动机有普通迷你电动机和大功率电动机两种，提供的灯泡也有普通灯泡和聚光灯泡两种，可根据实际需要选用。2.传感器

有光敏传感器，热敏传感器，磁敏传感器，触敏传感器等，根据实际需要选用

3.电源 9V电压，可用电池串联使用。4.接口电路板

接口板通过计算机的USB端口或串口进行通讯。

5.开关

此外，还有一些气动元件等。慧鱼模型操作规程：

1、实验前先按照清单清点零件个数；

2、熟悉零件，了解零件的大致作用；

3、按照说明书拼装，并编写程序；

5、在模型基础上进行创新；

6、拆除模型后将零件放好；

7、按照清单清点零件。

二.任务分配

刘辉:小组长，方案设计，指挥团队工作，分配队员任务。罗平：资料的查阅及整理，协助编程。刘洋：器材清点及整理，协助编程。骆海伟：模型的分析和协助安装。刘杰：器材清点，拍照，模型拆装。陆佳磊：模型的搭接与拆卸。三.拼装模型

模型的拼装是由简单到难的，先看下这个很一般的模型吧。1 小车

此模型由一些最基本的零部件拼接而成，没有加上传感器、电源之类的应用元件，很简单，这个模型主要就是让每个同学通过拼装的过程，了解一下各元件之间是怎样连接的，在认识零件的基础上，知道怎么样才能做到既快又准确的拼装好一个成品，以及明白一些元件之间最常用的连接，防止在之后复杂模型拼接时出现错误连接而导致要不断拆装情况的发生。该模型主要实现基本的转动，可以在外力作用下实现前进、后退、转弯等一些基本运动。2龙门臂架型起重机模型

起升机构包括制动器、电动机、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。3 旋转木马

这是旋转木马的模型，相对于小车，还是复杂点，用上了电机，电池，导线等，还可以装程序，让它不只是单纯的正转反转，可以转下停下的都可以。4吹风机

功能很简单，就像我们所用的吹风机一样，通电会转，有开关控制。

还可以编写程序控制灯泡和传感器来实现自动控制。像干手机。

5洗衣机

当门关上时，灯亮，洗衣机开始工作，把门打开，则停止工作。这里只用到了开关，当门关上时，触碰了开关，电机工作，还没用到程序，如果用程序的话还可以实现很多功能，像转多长时间，停下，或者是门关上后等几分钟了电机才开始工作都是可以通过程序来实现的。

这是洗衣机的程序，当程序运行后，灯亮，一秒钟以后，若按下开关则继续循环，若没有按下开关，则电机转动五秒后，回到选择位置。

6叉车

样子看起来不是很美观，主要是线路看起来蛮乱的，不过它的功能还是很全的，可以显示工作状态，起重重物。

7循轨小车

看着小车自动的转圈，感觉是很神奇的事情，它会沿着轨道转圈，还是自动的，不过搞清楚它的原理，就撕开了它的神秘面纱。它的结构中包含了两个光电传感器，可以用作光线探测器。因此，每一个传感影响一个电机，使小车追踪光源成为可能。

这是循轨小车的程序图，程序由两个部分组成，一个部分来处理光源的寻找，另一部分来实现对光源的追踪。这里我们同样用子程序

来实现它们。小车通电之后，“轨道寻找”子程序就启动了，此子程序一直执行，直到检测到检测到一个轨道。然后主程序控制着小车在轨道上行驶。当小车偏离了目标轨迹的方向，其中一个传感器就不再检测到轨道。小车应该能够改变自己的方向，直到两个传感器重新都能检测到轨道。

四 心得体会

历时八周的机械设计终于结束了，因为对我们来说学到的不仅是那些知识，更多的是团队和合作。在这个课程中，我们一起分享着学习的乐趣，虽然不是很辛苦，但也不是很轻松，但总的来说，还是学到了东西。现在想来，也许学校安排的课程设计有着它深层的意义吧，毕竟学校也是花了不少钱购进这些设备，让我们来学习，和老师，同学们一起学习的时光真的很宝贵，也很快乐，这次实践一定会成为我们人生中美好的回忆。

第三篇：机械创新设计参观报告

机械创新设计参观报告

——参观第十三届中国国际机床展览会手记

2013年4月26日下午，我在第十三届中国国际机床展结束之前，搭上了展览的末班车，得以有幸去这场国际性的机械工业的饕餮盛宴上汲取养分。首先我想简单介绍一下中国国际机床展（CIMT），通过在网上查找资料，得知第十三届中国国际机床展览会（CIMT2013）是中国机床工具工业协会于2013年4月22-27日在北京中国国际展览中心（新馆）举办的，是世界四大机床名展之一。这是后金融危机时期在我国举办的一次大型国际机床展会，吸引了全球机床制造商广泛而高度的关注，参展热情空前高涨，总计将有28个国家和地区的1200余家机床制造商踊跃参展，国际知名机床制造厂商悉数到场，涵盖主机、功能部件、数控系统、机床电器以及量具、刃具、附件等机床主要展品达数万件，展区面积达到12万平方米，创CIMT展会的历史纪录。展会规模宏大，精品荟萃，盛况空前。

下了公交车以后，走进展厅，就像走进了一个科技和机械的世界，第一次感觉到我所学习的东西真正和世界接轨，和国际接轨。也感觉到了一个好的机械工程师所面临的压力和挑战。以前在金工实习车间实习的时候，我们面对的都是比我们年龄还大一两轮的机床，这次突然见到这么多国际最前沿的高精尖技术机床，实在是让我喜出望外，眼花缭乱。

从展厅相关介绍得知，这次会展出的主机达1100余台之多，总重量达到13万吨，其中重型机床100余台、超百吨机床22台。展出的主机种类纷繁，有数控车床，加工中心，数控成形机床，数控磨床，复合加工机床，数控铣镗（镗铣）床，数控齿轮加工机床，数控特种加工机床，数控钻床等等。还包括柔性生产线和工业机器人的应用和展出。另有数万台套功能部件、机床配套件、先进刀具、工位卡具等展品。其中有很多先进机床是我以前闻所未闻，见所未见的，就连有些名词也不甚了解，比如五轴联动（五轴加工是指在一台机床上至少有五个坐标轴，而且可在计算机数控(CNC)系统的控制下同时协调运动进行加工。）我下面简单介绍几个我感兴趣的机床和刀具。

首先我介绍一下我们自主知识产权的五轴联动高速、精密、数控工具磨床MK6035—5，在E5一DOO6展台徘徊的时候看到了，它是武汉机床厂自主研制“高档数控机床与基础制造装备”，填补了国内的空白，并使得中国制造机床的技术水平也跻身国际先进行列，打破了外国机床统一天下的局面。从外观来看，这个“大个子”跟我们在数控中心见到的数控铣床长得差不多，并不像传统的工具磨床那样类似车床，只不过外表更漂亮。看过介绍之后才知道，它能生产或修磨各类刀具，之所以叫工具磨床可能就是因为此，如模具铣刀（圆柱球头和圆锥球头铣刀等），旋转锉（C型、E型、F型、L型），钻头类刀具（含枪钻，深孔钻头），阶梯刀具，立铣刀，铰刀类刀具，各种成形铣刀，医疗器械，三角凿刀和牛头刨刀具等各种复杂刀具，其加工的精密性和高速性能更是让人叹为观止，虽然不能亲自操作一下，但是能看到这样的机床，也让我以后有了在自己专业奋斗的目标。由于对国内的机床比较感兴趣，所以下一个我也想介绍一下一种和创新有关的机床，叫复合加工机床。北京机床所精密机电有限公司展出ASPM50超精密车磨复合加工机床，是自主开发的系统4轴联动，并且和一般机床不同的是，不仅把车削和磨削结合起来，而且床身是天然花岗岩，给人很亲近自然的感觉，觉得它不像一台机床，更像一件艺术品，属于工程师的艺术品。它整机采用高性能气

浮隔振系统，超精密气体静压主轴，内装式主轴电机，直线电机驱动，位置反馈采用超精密光栅尺。直驱超精密气体静压转台。机床主要用于外圆面、平面、非球曲面及微细结构的超精密加工。可实现超精密车削、磨削、飞刀铣削。对于接触过粗糙度的我来说，能加工镜面级工件的床子，已然让我爱不释手！

在工具展区里，我看到了直驱双摆铣头，散热铣头，各种导轨，丝杠和精密电主轴，不能在一一作介绍了。

通过这次参观，开阔了我的视野，使我的思想从课本上的理论知识，逐步与实际的生产技术结合起来。也使我对课本一些比较模糊的概念、抽象的原理有了一个崭新的认识和理解。更让我知道机械创新这门课程在以后的设计中有着多么重要的作用。因为倘若没有创新，只是日复一日年复一年用旧的机床加工，更本就不会有这么多高精尖的先进产品问世。而且我也认识到，对于我们学工科的学生来说，创新和实践才是最重要的。同时，我们对机械发展的新领域有了全新的概念，使我们有了自己的发展方向。连同机械创新设计课程一样，这次参观让我受益匪浅。

第四篇：机械创新设计

学习机械创新设计后的感想与收获

机信087 王橙岩 08080803110239

机械创新设计技术是一门培养学生创新意识、提高学生综合素质、启发创新思维、注重工程能力培养、介绍机械创新设计方法与机电产品制作实践的课程。而机械创新设计正是以培养学生主动实践、工艺实践及创新能力的一门课程。

通过老师的讲解与播放多媒体典型机电产品设计案例的分析与指导，使我进一步了解了创新设计、产品制作的过程与方法。紧接着老师让我们分组亲自动手设计一件物品，在实践中我培养和锻炼创新能力，加深了知识的理解与动手能力。机械创新，精髓便在创新二字，虽然身在大三，阅历尚浅，然则阅历过多 则多会犯经验主讲之错误，很多人也由于知识过多而导致思想严重保守，从而失去了创新能力，因此从这一方面看，阅历少既是我们的劣势，同时也是优势，劣势在于我们所接触知识不多，从而导致思想与实际情况相脱离甚至相违背，而优势则在于思想不受限制，许多突发厅想便在瞬间产生，其摆脱传统，得到创新。很多人谈到设计首先想到的是“我的能力不足，我的学历不够”首先就进行了自我否定，认为设计是一件很难的事，是一件常人很难企及的事。其实设计并不是灯塔上的明珠，难以企及，只要我们注意生活、观察生活中的不足，就一定能设计出我们想要的产品。

以前听电视上讲了一个未读完初中的保安，觉得现现代马桶不好用，尤其是那种自动抽纸的马桶。所以想方设法对其进行了改进，最后经过一年的努力终于发明了一种机械式马桶。很多大公司纷纷找上

门要购买其专利，有的甚至高达两百万。值的我们深思的是，这些公司人才济济，而且都是名校的高材生„„

一个未念完初中的人，让一群高材生都汗颜。他没有什么特别之处，但他有那种敢想敢做的精神，并为之不懈努力。他没有认为自己该有什么文凭，所以设计发明也是大众的事，人人都是发明家，人人都是设计师。

另外我们研究学问的同时我们也要更多的注重人际交往的能力，交往是更好的合作的前提，只有更好的交往才能更好的合作，才能做出最棒的产品，我们可以想象一个不会交往的人，纵使他在有才华，也是很难做出一件十分完美的产品的，因为一个人的力量，一个人能想到的问题，一个人的创意毕竟有限，只有依靠大家的力量，通力合作才能做出更伟大的成就，我们可以想象在现在这样一个科技发展迅速的世界里，时间就是金钱，时间就是效率，只有抓住时间通力合作，才能缩短时间，才能缩短上市时间，才能抓住商机，创造更大的价值，所以交往并非是演说家的专利，更是技术家的专利，交往是每个人应该掌握的一门技能，它不但服务于我们的社会生活，还可以服务于我们的工作学习，所以交际是一门学问，每个人都要学习的。

我们平日所学习的，多为课本上的理论知识，然而无数事实证明理论与实际是有区别的，理论上成立的东西实际上可能很难完成，除此之外，我们在实践中亦可以学习不少课本上从未出现的东西，通过学习这些，我们的动手能力与实践能力在很大的程度上会有所加强，从而使自己的综合素质能够上一个台阶，这些对我们进入社会都会有

十足的好处，毕竟，现代社会追求的是拥有综合素质的人才，只有在大学里通过积极参与各项活动，才能充分地锻炼自己，才能使自己的能力得到锻炼，才能使自己成为社会需要，用人企业需要的人才，这样才不辜负自己在大学的几年学习。

第五篇：机械创新设计.

机械创新设计实训设计说明书

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实训班级： 组长姓名： 组员姓名： 组员姓名： 组员姓名： 组员姓名： 组员姓名： 组员姓名： 组员姓名：

学号： 学号： 学号： 学号： 学号： 学号： 学号： 学号：

目录

摘要..................................................................................................................................................3 1 课题背景及意义...........................................................................................................................3

1.1 课题背景............................................................................................................................3 1.2 创新设计意义....................................................................................................................3 2 设计条件与要求...........................................................................................................................3

2.1..............................................................................................................................................3 2.2..............................................................................................................................................3 2.3..............................................................................................................................................3 3 方案选择.......................................................................................................................................4

3.1..............................................................................................................................................4 3.2..............................................................................................................................................4 3.3..............................................................................................................................................4 4 结构设计.......................................................................................................................................4

4.1..............................................................................................................................................4 4.2..............................................................................................................................................4 5 分析计算.......................................................................................................................................4

5.1..............................................................................................................................................4 5.2..............................................................................................................................................5 6 创新点及应用...............................................................................................................................5

6.1..............................................................................................................................................5 6.2..............................................................................................................................................5 6.3..............................................................................................................................................5 7 总结..............................................................................................................................................5

7.1..............................................................................................................................................5 7.2..............................................................................................................................................5 8 参考文献.......................................................................................................................................5

摘要 课题背景及意义

1.1 课题背景

1.2 创新设计意义 设计条件与要求

2.1

2.2

2.3 方案选择

3.1

3.2

3.3 结构设计

4.1

4.2 分析计算

5.1 理论分析与计算

5.2 工作原理 创新点及应用

6.1

6.2

6.3 总结

7.1

7.2 参考文献

附图： 附图一 附图二 …… 附图N