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(共38張PPT)
可轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)的設計
—高三專題復習課
一、困 惑 篇
家里有一臺舊版的“立式閱讀支架”
問題一：請同學們幫我看看這款支架有什么“賣點”？
立式擺放，
解放雙手，
放松頸部
1、擰松、擰緊（高低調(diào)節(jié)）
2、拔出、按下（閱讀架上下調(diào)節(jié)）
3、隨意轉(zhuǎn)動
（閱讀架左右調(diào)節(jié)）
多角度可調(diào)
上下可調(diào)
改進要求如下：
φ250
使用場合：辦公桌。
材料：圓管直徑25mm，扁鋼1寬度5cm，扁鋼2寬度2cm，各材料長度不限。
設計要求：
1、盡量減少桌面空間使用，可考慮設計”可夾式”,且滿足裝夾6cm以下厚度的桌沿。
2、支架高度可調(diào)，最低23cm，最高37cm。
3、支架長度可調(diào)，最短30cm，總長范圍44cm。且支架伸縮到某一位置，閱讀架任意角度可調(diào)。
請同學們限時3分鐘，根據(jù)“設計要求”， 繪制可行性的“設計草圖”。
設計構(gòu)思四部曲
一部曲：
實現(xiàn)與桌面連接，可夾式結(jié)構(gòu)。且滿足且滿足裝夾6cm以下厚度的桌沿。
你會想到什么方案？
開口式結(jié)構(gòu)
設計構(gòu)思：
考慮到穩(wěn)固性，選擇材料：扁鋼寬度5cm(強度）。
工藝：鋸割—銼削-彎折-轉(zhuǎn)孔（中間可增加木塊。）
想到“全包圍思想”
問：該結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)上下位置調(diào)節(jié)？
用圓頭螺栓實現(xiàn)調(diào)節(jié)功能。
——可調(diào)思想
二部曲：
實現(xiàn)支架高度可調(diào)，最低23cm，最高37cm。
二問：是否可實現(xiàn)上下位置調(diào)節(jié)及固定？
先對側(cè)翼鉆孔
鉆孔后用元寶螺母，通過擰松或擰緊調(diào)整。借助鋼板的固有韌性，通過元寶螺母，夾緊包圍著的柱體。——可調(diào)思想
半包圍思想
二部曲：
實現(xiàn)支架高度可調(diào)，最低23cm，最高37cm。
拼合思想
設計構(gòu)思：螺栓螺母連接或者鉚釘連接
（看題目要求是否可拆）
二部曲：
實現(xiàn)支架高度可調(diào)，最低23cm，最高37cm。
元寶螺母特點：
配合螺栓，直接用“手”擰緊
關(guān)鍵字：“易調(diào)節(jié)”、“方便固定”。
選擇標準件或者連接件---實現(xiàn)可調(diào)功能
圓頭螺栓（手擰螺栓）特點：
配合“手”使用，但無螺母。
關(guān)鍵字：“套管模型”、“方便調(diào)節(jié)”。
三部曲：
實現(xiàn)支架長度可調(diào)，最短30cm，總長范圍44cm。
可考慮：可轉(zhuǎn)動或者可折疊、可伸縮的思路。
設計構(gòu)思：選擇材料：扁鋼寬度2cm(承受一定強度）。
通過繞軸轉(zhuǎn)動的思路，實現(xiàn)長度可調(diào)。
伸縮手臂
斜向上伸縮手臂
你想要的角度輕松調(diào)節(jié)
設計方案一：
四部曲：
根據(jù)設計要求，考慮整體功能的實現(xiàn)，將前三部進行整合，盡量在繪制設計草圖時考慮“整體功能”的實現(xiàn)，一目了然。細化輪廓與尺寸，達到設計整體要求。
設計構(gòu)思：
1、像手臂一樣靈活，搖臂360°旋轉(zhuǎn)，遠近高低，自由調(diào)節(jié)。
2、小夾子不占用大空間。
調(diào)節(jié)支架
磨砂鋁合金材質(zhì)
角度調(diào)節(jié)方便且不容易磨損
調(diào)節(jié)按鈕
半自動調(diào)節(jié)按鈕
按下調(diào)整，拉起自動鎖住調(diào)節(jié)
設計方案二：
二、實 踐 篇
請同學們在產(chǎn)品的設計方案基本形成之后，可以通過制作模型來檢驗產(chǎn)品的造型、結(jié)構(gòu)以及零部件的裝配關(guān)系，并通過對立體形態(tài)的真實觀察和推敲，對產(chǎn)品的設計進行調(diào)整和修改。
制作模型一般可以分為以下幾個步驟：
1、選擇合適的材料
2、根據(jù)本地的條件、準備適當?shù)墓ぞ吆图庸ぴO備。
3、按設計圖樣劃線。
4、對材料進行鋸割、切削等加工。
5、裝配。
6、對模型進行表面處理
7、對產(chǎn)品的外觀造型和色彩進行評價；對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、功能進行檢測和試驗，檢驗是否符合設計要求。
8、對設計方案進行修改，做成展示模型（樣品）
制 作 模 型
模型制作是產(chǎn)品設計過程中不可缺少的環(huán)節(jié)
如圖所示是某傳動機構(gòu)，主動軸由電動機提供動力帶動圓輪甲轉(zhuǎn)動，通過連接件帶動條狀構(gòu)件乙在水平方向做往返運動，下列有關(guān)連接件設計方案最合理的是？
以班為單位成1-2組（5-6人\組），組內(nèi)同學們選擇一個合理的方案，根據(jù)材料包中的材料制作合理的連接件設計方案中的“功能模型”。
圓釘
可用于瓦楞紙上打孔
十字螺釘
墊片
元寶螺母
材料名稱 瓦楞紙 手擰螺絲 元寶螺母 剪刀 水泥釘 圓墊片 十字螺釘 十字螺釘 備注
規(guī)格 M6*12 M3 3寸 M3 M3*40 M3*30
配件自選
數(shù)量 1張 4 4 1 4 4 備注 代替鋼板 緊固調(diào)節(jié) 代替手鋸 可用于瓦楞紙上打孔 材料包里的材料明細
瓦楞紙
手擰螺絲
A
三、積 累 篇
活塞泵機構(gòu)
傳動機構(gòu)
問：有何相同？有何不同？
拓展部分
曾經(jīng)有位老師說過：
不論是設計機器還是維修機器，我們都要將具體的機械抽象成簡單的物理（運動學）模型；才能更清晰地理解其工作原理，幫助我們制定設計或維修方案。
平面機構(gòu) ----在設計方案構(gòu)思的分析與應用
平面機構(gòu)運動簡圖
機構(gòu)簡圖
活塞泵機構(gòu)
平面連桿機構(gòu)的基本型式是鉸鏈四桿機構(gòu)
其余四桿機構(gòu)均是由鉸鏈四桿機構(gòu)演化而成的
二桿
三桿, 不可能.
鉸鏈四桿機構(gòu)
﹡鉸鏈四桿機構(gòu)的基本型式和特征
機構(gòu)具有確定運動的條件
鉸鏈四桿機構(gòu)的基本型式和特征
一.基本型式
連架桿
機架
連桿
連架桿
曲柄搖桿機構(gòu)
雙搖桿機構(gòu)
雙曲柄機構(gòu)
1
B
2
C
3
1
B
2
C
3
4
A
D
1 . 曲柄搖桿機構(gòu)
結(jié)構(gòu)特點：連架桿1為曲柄，3為搖桿
運動變換：轉(zhuǎn)動 搖動
舉例：攪拌器機構(gòu)、雷達天線機構(gòu)
1
2
3
4
特性：
急回特征
死點
2.雙曲柄機構(gòu)
結(jié)構(gòu)特點：二連架桿均為曲柄
運動變換：轉(zhuǎn)動 轉(zhuǎn)動，通常二轉(zhuǎn)速不相等
舉例：振動篩機構(gòu)
特殊雙曲柄機構(gòu)
平行四邊形機構(gòu)
結(jié)構(gòu)特點：二曲柄等速
運動不確定問題
車門開閉機構(gòu)
反平行四邊形機構(gòu)
結(jié)構(gòu)特點：二曲柄轉(zhuǎn)向相反
(3) 雙搖桿機構(gòu)
結(jié)構(gòu)特點：二連架桿均為搖桿
運動變換：擺動 擺動
舉例: 鶴式起重機
特殊機構(gòu)
等腰梯形機構(gòu)
實例: 汽車前輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)
2.雙曲柄機構(gòu)
插床機構(gòu)
慣性篩
3. 雙搖桿機構(gòu)
鶴式起重機
鉸鏈四桿機構(gòu)曲柄存在條件
（1）曲柄是最短桿；
（2）最短桿長度+最長桿長度 其余兩桿長度之和。
曲柄存在必要條件:
最短桿長度+最長桿長度 >其余兩桿長度之和。
雙搖桿機構(gòu):
變更機架后機構(gòu)的演化
曲柄搖桿機構(gòu)
曲柄搖桿機構(gòu)
雙曲柄機構(gòu)
雙搖桿機構(gòu)
死點的應用－－防松
夾緊機構(gòu)
觸點開關(guān)
飛機起落架機構(gòu)
折疊家具機構(gòu)
=00
死點的應用－－防松
實現(xiàn)有軌跡、位置或運動規(guī)律要求的運動
圓軌跡復制機構(gòu)
AMF保齡球置瓶機掃瓶機構(gòu)
C
D
A
B
M
四、創(chuàng) 新 篇
百聽不如一練
紹興一模卷設計題
在新冠疫情期間，小明所在小區(qū)要設置一個受控進入點，小明決定幫忙設計一個道閘桿自動升降裝置。道閘桿、支架采用廢舊材料，底座采用桌子（桌子穩(wěn)定性不用考慮），構(gòu)件安裝如圖所示。道閘桿截面30×40mm，長度足夠，桿右端已鉆好2×φ16mm的孔，孔間距為100mm。請你幫助小明設計該裝置的傳動結(jié)構(gòu)，設計要求如下：
①采用如圖所示的小型減速電機驅(qū)動，通過電機的正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)道閘桿的升降；
②道閘桿繞支架上的φ16mm的軸孔旋轉(zhuǎn)
③電機通過底座4×M8mm的安裝孔安裝在木質(zhì)桌面上；
④材料自選。
畫出設計草圖（重點表達你的設計，涉及到的部分可以用簡單線條表示，電機及支架畫一個方塊代表即可），必要時可以用文字說明；
設 計 構(gòu) 思
鉸鏈四桿機構(gòu)
1
B
2
C
3
4
A
D
3
D
1
B
2
C
4
A
對CD桿等效轉(zhuǎn)化
轉(zhuǎn)動副變成移動副
曲線導軌曲柄滑塊機構(gòu)
設 計 方 案
運動簡圖
Responsible for your product
生活因技術(shù)而美好
技術(shù)因設計而有趣

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