适用专业机械设计制造及其自动化、材料成型与控制工程设计周数1学分撰写人冯祯民审核人何春霞一、设计目的与任务（一）设计目的综合运用《机械原理》课程以及其它先修课程的理论和生产实际知识，进行机械设计的基本训练。培养学生理论联系实际的能力。培养学生创新设计意识、创新思维能力及综合设计能力。要求同学针对某一机构设计出多种不同方案，利用ZBS—C机构运动创新设计方案实验台进行实际搭接，优选出最佳的设计方案。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）设计任务要求每个同学按照所选定的设计题目要求，相应完成配匹任务：用图解法或解析法完成机构的运动方案设计，并在ZBS—C机构运动创新设计方案实验台上搭接出设计方案，多方案比较后最后选出最佳设计方案用机构运动简图表示所设计机构并说明其工作原理，完成设计说明书一份。二、设计内容、设计时间和地点（一）设计内容1.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，两个输出；（3）画出机构运动简图。2.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。3.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。4.半自动拉幕机构舞台上的布幔悬挂较高，层次多，厚而重。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。5.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，省力。6.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）安全性高。7.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，制作和控制容易。8.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。9.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1-a）；（2）下冲头下沉3mm，预防上冲头进入型腔时把粉料扑出（图1-b）；（3）上下冲头同时加压（图1-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1-d）；（5）料筛推出片坯（图1-e）。其设计参数为：冲头压力为150KN；生产率为每分钟25片；机器运转不均匀系数10%；驱动电机可任选。干粉料料筛上冲头片坯上冲头a）b）c）d）e）图110.设计高速摄影机的拉片机构的改进设计（1）工作原理如图2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ω0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）。35mmP=19mm胶片胶片轮导片轮定位销曝光窗图2（2）设计要求①；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