多功能剪钳机构的创新设计课程设计.doc

i 梧 州 学 院 课程设计说明书 题 目 多功能剪钳机构的创新设计 系 别 计算机与电子信息工程系 专 业 电子信息工程系 ii 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导 教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中 特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或 公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机 构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过 贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计 （论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本 和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版， 并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或 其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公 布论文的部分或全部内容。 iii 作者签名： 日 期： iv 学位学位论论文原文原创创性声明性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进 行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外， 本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位学位论论文版文版权权使用授使用授权书权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规 定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可 以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可 以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 v 目录目录 一 设计任务拟定 .1 1.1立项背景 .1 1.2 设计主要技术条件及参数.1 二 功能原理及方案选择 .2 2.1 功能原理.3 2.2 方案选择：.3 三 设计参数 .4 四 机构自由度以及受力分析与计算 .7 4.1 自由度计算：.7 4.2 机构受力分析及其校核.8 五 总结 .9 六 参考文献 10 1 多功能家用剪钳的创新从设计多功能家用剪钳的创新从设计 一一 设计任务拟定设计任务拟定 1.1 立项背景立项背景 现在家用的剪钳市面上较为匮乏，功能单一，已有的也不能满足当下一般 家庭的多种功能需求。一般家庭使用大概包括以下几个方面：剪电线、压 核桃等。所需具备包括剪切、收紧、压溃等功能，此外还应有一定的曾力 机构。 1.2 设计主要技术条件及参数设计主要技术条件及参数 钳口压块水平距离 因为该设计主要针对与一般家庭的生活使用，所以设计其水活塞压块活动 距离为 50mm。 钳口压紧力 家用剪钳其动力来源于使用者，其曾力范围也因使用者的情况而有所不同， 在此设计预期曾力为所施加力的 5 倍。一般成人握力约为 45kg 左右，则设 计目标是达到 225kg 的破坏力，完全可以满足一般家庭使用 剪钳压制范围 该设计机构材料初步拟定使用材料为铸铁材料，预计可承受最大压力超过 300kg。压块最大距离为 50mm，压制范围可以涵盖包括各种坚果以及其他 小于 50mmx50mm 的物体。通过使用压块的更换，使该机构可以实现其多 功能性得到满足。 2 二二 功能原理及方案选择功能原理及方案选择 示意图： 图 1-1 图 1-2 3 2.1 功能原理功能原理 功能分解如下： （1） 垂直滑块移动 该机构的设计基础为四杆机构的衍生形式，曲柄滑块机构。通过长摇杆的 上下摇动实现滑块的上下垂直移动。 （2） 多功能钳口 采用磁性粘合的设计方式，钳口部分使用模块化设计，在不同任务条件下 可以更换钳口实现钳剪的功能多样化。 （3） 杠杆增力部分 该设计定位于家庭使用，所以其使用方式为手动使用。通过杠杆的增力， 使其达到预定的使用压制力。 2.2 方案选择：方案选择： 方案 a 垂直压块使用螺杆方式 螺旋机构 螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的。 其优点是增力效果明显。以较小的转矩产生较大的轴向推向力用以克服工 作阻力。但其缺点也较为显著，在满足工作需要的增力要求的前提下螺旋 运动所需运动距离较大，不便于一般家庭的使用 方案 b 垂直压块使用四杆机构（曲柄滑块机构）的方式 如图 1-1，1-2 可以看出，使用曲柄滑块机构可以使结构的复杂程度大大降 低，同时在杠杆的增力作用下使其达到所需的工作力。原动力部分（摇杆） 4 的移动距离合理，利于一般家庭的使用。 实施设计及评价： 综上综述：在压力要求不高的家庭一般家用机构中，方案 b 的原动力移动 部分移动距离较小，同时其结构简单，制造简便，利于一般家庭普遍使用， 所以选择较为优势的方案 b。 三三 设计参数设计参数 各主要部件的设计参数如下： 压块： 5 套筒底座： 6 连杆 a,b: 连杆 a 7 连杆 b 连杆 a 8 连杆 b 四四 机构自由度以及受力分析与计算机构自由度以及受力分析与计算 4.14.1 自由度计算：自由度计算： 结构运动简图如图 13 所示： 图 13 由图我们可以看出，此机构由 3 个构件组成。其中有三个转动副一个移动 副，共四个低副组成。由平面机构自由度公式我们知道： 1h3n-p +p -f （2）f 则 n=3，=4，=0；1php 由于所用机构不存在虚约束，所以=0，由此计算： f f3x32x4 f1 由于原动件数目为=1，与 f 相等。因此，该机构的运动是可控的。 4.24.2 机构受力分析及其校核机构受力分析及其校核 该机器主要用于一般家庭生活使用，属于低强度低受力机构。主要受 力部件为压杆部分，以压杆最大受力为 200n 为标准。 9 增力计算： 由杠杆原理 1122f lf l 则有 2200x200=45xf 2f889n 满足一般家庭使用。 强度校核计算： 由机构运动简图我们可以看出，压杆部分只受弯矩的作用。由于其最 大受力设定为 200n，我们将其受力图简化为下图： 其中，f=200n；a=45mm；b=155mm；l=200mm。 由其弯矩公式; max= ab/lmf 得： max=7m 由于机构压杆部分使用材料为铸铁，满足使用要求。 10 五五 总结总结 在本次设计中，学习到了很多东西。从立项开始，通过对使用对象的 调查以及工作对象的研究知道了一切设计研究都不能脱离现实生活。设计 过程中，通过与老师和同学的交流，又逐渐发现了设计过程中的不足和缺 陷。通过几次大改和无数次小改才能完成。 总之，每一次设计都是一个全新的挑战。我将在此基础上更加努力， 用自己最大的能力完成毕业设计。 六六 参考文献参考文献 11 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工 作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外， 本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人 完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者（本人签名）： 年 月 日 学位论文出版授权书 本人及导师完全同意中国博士学位论文全文数据库出版章程、 中国优秀 硕士学位论文全文数据库出版章程(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文 提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在中国博士学位论文全文数据库、 中国优秀硕士学位论文全文数据库中全文发表和以电子、网络形式公开出版， 并同意编入cnki中国知识资源总库，在中国博硕士学位论文评价数据库 中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。 论文密级：论文密级： 12 公开 保密（_年_月至_年_月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协 议) 作者签名：_ 导师签名：_ _年_月_日 _年_月_日 13 独 创 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老 师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识 产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计 （论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式 标明。 本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 二一年九月二十 日 毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论 文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同 意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或 其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的 前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部 分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定） 14 作者签名: 二一年九月二十日 15 致 谢 时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收 获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。 首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提 供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。 本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我 的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的 工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我 表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。 首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文 书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方 法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严 谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许 多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。 其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的 严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识 和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。 另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持， 与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难 16 忘的回忆。 最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习 生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。 四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是 无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程， 要把所学的知识应用到实际工作中去。 回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来 对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。 学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给 我留下了值得珍藏的最美好的记忆。 在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳 作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激 他们一直以来对我的抚养