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(共38张PPT)
可转动结构的设计
—高三专题复习课
一、困 惑 篇
家里有一台旧版的“立式阅读支架”
问题一：请同学们帮我看看这款支架有什么“卖点”？
立式摆放，
解放双手，
放松颈部
1、拧松、拧紧（高低调节）
2、拔出、按下（阅读架上下调节）
3、随意转动
（阅读架左右调节）
多角度可调
上下可调
改进要求如下：
φ250
使用场合：办公桌。
材料：圆管直径25mm，扁钢1宽度5cm，扁钢2宽度2cm，各材料长度不限。
设计要求：
1、尽量减少桌面空间使用，可考虑设计”可夹式”,且满足装夹6cm以下厚度的桌沿。
2、支架高度可调，最低23cm，最高37cm。
3、支架长度可调，最短30cm，总长范围44cm。且支架伸缩到某一位置，阅读架任意角度可调。
请同学们限时3分钟，根据“设计要求”， 绘制可行性的“设计草图”。
设计构思四部曲
一部曲：
实现与桌面连接，可夹式结构。且满足且满足装夹6cm以下厚度的桌沿。
你会想到什么方案？
开口式结构
设计构思：
考虑到稳固性，选择材料：扁钢宽度5cm(强度）。
工艺：锯割—锉削-弯折-转孔（中间可增加木块。）
想到“全包围思想”
问：该结构可实现上下位置调节？
用圆头螺栓实现调节功能。
——可调思想
二部曲：
实现支架高度可调，最低23cm，最高37cm。
二问：是否可实现上下位置调节及固定？
先对侧翼钻孔
钻孔后用元宝螺母，通过拧松或拧紧调整。借助钢板的固有韧性，通过元宝螺母，夹紧包围着的柱体。——可调思想
半包围思想
二部曲：
实现支架高度可调，最低23cm，最高37cm。
拼合思想
设计构思：螺栓螺母连接或者铆钉连接
（看题目要求是否可拆）
二部曲：
实现支架高度可调，最低23cm，最高37cm。
元宝螺母特点：
配合螺栓，直接用“手”拧紧
关键字：“易调节”、“方便固定”。
选择标准件或者连接件---实现可调功能
圆头螺栓（手拧螺栓）特点：
配合“手”使用，但无螺母。
关键字：“套管模型”、“方便调节”。
三部曲：
实现支架长度可调，最短30cm，总长范围44cm。
可考虑：可转动或者可折叠、可伸缩的思路。
设计构思：选择材料：扁钢宽度2cm(承受一定强度）。
通过绕轴转动的思路，实现长度可调。
伸缩手臂
斜向上伸缩手臂
你想要的角度轻松调节
设计方案一：
四部曲：
根据设计要求，考虑整体功能的实现，将前三部进行整合，尽量在绘制设计草图时考虑“整体功能”的实现，一目了然。细化轮廓与尺寸，达到设计整体要求。
设计构思：
1、像手臂一样灵活，摇臂360°旋转，远近高低，自由调节。
2、小夹子不占用大空间。
调节支架
磨砂铝合金材质
角度调节方便且不容易磨损
调节按钮
半自动调节按钮
按下调整，拉起自动锁住调节
设计方案二：
二、实 践 篇
请同学们在产品的设计方案基本形成之后，可以通过制作模型来检验产品的造型、结构以及零部件的装配关系，并通过对立体形态的真实观察和推敲，对产品的设计进行调整和修改。
制作模型一般可以分为以下几个步骤：
1、选择合适的材料
2、根据本地的条件、准备适当的工具和加工设备。
3、按设计图样划线。
4、对材料进行锯割、切削等加工。
5、装配。
6、对模型进行表面处理
7、对产品的外观造型和色彩进行评价；对产品的结构、功能进行检测和试验，检验是否符合设计要求。
8、对设计方案进行修改，做成展示模型（样品）
制 作 模 型
模型制作是产品设计过程中不可缺少的环节
如图所示是某传动机构，主动轴由电动机提供动力带动圆轮甲转动，通过连接件带动条状构件乙在水平方向做往返运动，下列有关连接件设计方案最合理的是？
以班为单位成1-2组（5-6人\组），组内同学们选择一个合理的方案，根据材料包中的材料制作合理的连接件设计方案中的“功能模型”。
圆钉
可用于瓦楞纸上打孔
十字螺钉
垫片
元宝螺母
材料名称 瓦楞纸 手拧螺丝 元宝螺母 剪刀 水泥钉 圆垫片 十字螺钉 十字螺钉 备注
规格 M6*12 M3 3寸 M3 M3*40 M3*30
配件自选
数量 1张 4 4 1 4 4 备注 代替钢板 紧固调节 代替手锯 可用于瓦楞纸上打孔 材料包里的材料明细
瓦楞纸
手拧螺丝
A
三、积 累 篇
活塞泵机构
传动机构
问：有何相同？有何不同？
拓展部分
曾经有位老师说过：
不论是设计机器还是维修机器，我们都要将具体的机械抽象成简单的物理（运动学）模型；才能更清晰地理解其工作原理，帮助我们制定设计或维修方案。
平面机构 ----在设计方案构思的分析与应用
平面机构运动简图
机构简图
活塞泵机构
平面连杆机构的基本型式是铰链四杆机构
其余四杆机构均是由铰链四杆机构演化而成的
二杆
三杆, 不可能.
铰链四杆机构
﹡铰链四杆机构的基本型式和特征
机构具有确定运动的条件
铰链四杆机构的基本型式和特征
一.基本型式
连架杆
机架
连杆
连架杆
曲柄摇杆机构
双摇杆机构
双曲柄机构
1
B
2
C
3
1
B
2
C
3
4
A
D
1 . 曲柄摇杆机构
结构特点：连架杆1为曲柄，3为摇杆
运动变换：转动 摇动
举例：搅拌器机构、雷达天线机构
1
2
3
4
特性：
急回特征
死点
2.双曲柄机构
结构特点：二连架杆均为曲柄
运动变换：转动 转动，通常二转速不相等
举例：振动筛机构
特殊双曲柄机构
平行四边形机构
结构特点：二曲柄等速
运动不确定问题
车门开闭机构
反平行四边形机构
结构特点：二曲柄转向相反
(3) 双摇杆机构
结构特点：二连架杆均为摇杆
运动变换：摆动 摆动
举例: 鹤式起重机
特殊机构
等腰梯形机构
实例: 汽车前轮转向机构
2.双曲柄机构
插床机构
惯性筛
3. 双摇杆机构
鹤式起重机
铰链四杆机构曲柄存在条件
（1）曲柄是最短杆；
（2）最短杆长度+最长杆长度 其余两杆长度之和。
曲柄存在必要条件:
最短杆长度+最长杆长度 >其余两杆长度之和。
双摇杆机构:
变更机架后机构的演化
曲柄摇杆机构
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构
死点的应用－－防松
夹紧机构
触点开关
飞机起落架机构
折叠家具机构
=00
死点的应用－－防松
实现有轨迹、位置或运动规律要求的运动
圆轨迹复制机构
AMF保龄球置瓶机扫瓶机构
C
D
A
B
M
四、创 新 篇
百听不如一练
绍兴一模卷设计题
在新冠疫情期间，小明所在小区要设置一个受控进入点，小明决定帮忙设计一个道闸杆自动升降装置。道闸杆、支架采用废旧材料，底座采用桌子（桌子稳定性不用考虑），构件安装如图所示。道闸杆截面30×40mm，长度足够，杆右端已钻好2×φ16mm的孔，孔间距为100mm。请你帮助小明设计该装置的传动结构，设计要求如下：
①采用如图所示的小型减速电机驱动，通过电机的正反转实现道闸杆的升降；
②道闸杆绕支架上的φ16mm的轴孔旋转
③电机通过底座4×M8mm的安装孔安装在木质桌面上；
④材料自选。
画出设计草图（重点表达你的设计，涉及到的部分可以用简单线条表示，电机及支架画一个方块代表即可），必要时可以用文字说明；
设 计 构 思
铰链四杆机构
1
B
2
C
3
4
A
D
3
D
1
B
2
C
4
A
对CD杆等效转化
转动副变成移动副
曲线导轨曲柄滑块机构
设 计 方 案
运动简图
Responsible for your product
生活因技术而美好
技术因设计而有趣

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