毕业设计（论文）-机械原理课程系列教具的设计.doc

北京信息科技大学 毕业设计（论文）题 目： 机械原理课程系列教具的设计（2） 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 班级/学号 机械1104 2011010101 指导老师/督导老师： 起止时间：2015 年 3月1 日 至 2011 年 6月25日毕业设计(论文)任务书学院 ：机电工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机1104学生情况指导教师情况题目类型姓 名学 号姓 名职 称单 位理工专业文、管、经专业理论研究 理论研究 亢中惠2011010101教授机械工程系科研开发 应用研究 工程设计 调查研究 题目机械原理课程系列教具的设计（2）是否实物型毕设是 否主要内容以及目标(毕业设计应完成的主要内容，设计任务达到的目标)本设计是 以机械原理课程为基础，设计一套面向未来机械原理基础教学的教具。本套教具以机械原理教学主要知识点为主线 ，涉及了机械原理基础教学中的各种典型机构，在机构的设计中涵盖了平面连杆、凸轮、齿轮、螺旋机构、间歇运动机构等，各部分连接形式多样化、展现方法形象化，知识点讲解具体化。此套教具包含了六个模块：1、平面机构的结构分析平台：包括自由度的计算、机构简图的绘制、杆组分析及高副低代；2、平面四杆机构曲柄存在条件探究平台：包括铰链四杆机构中双曲柄、曲柄摇杆、双摇杆的转换，曲柄滑块机构曲柄存在条件的探究；3、平面四杆机构典型运用平台：介绍了内燃机汽缸机构、牛头刨床、鹤氏起重机等典型机构；4、凸轮机构轮廓设计及从动件运动特性测绘平台；5、多种传动形式传动特性比较平台：包括带传动、链传动、摩擦轮传动、齿轮传动、蜗杆传动、螺旋传动、槽轮传动等；6、定轴轮系和周转轮系功能展示及对比分析平台：包括了定轴轮系和周转轮系的变速比较、差速器运动的合成与分解，行星轮的运动特性分析。机械原理课程系列教具的设计（2）设计内容包括：（1）机械原理课程系列教具的总体设计；（2）平面四杆机构典型运用平台，凸轮机构轮廓设计及从动件运动特性测绘平台的装配图的设计。（3）传动部分运动与动力学计算；（4）零部件的工作能力计算；（5）平台的工作动画；典型平台的实物制作。所设计的机械原理课程系列教具，即能化零为整，又能化整为零，与教科书、习题、实验结合紧密，每一模块体积小、质量轻，方便老师携带，使教与学变得更加直观化、简单化；它既是课堂展示教具又是实验装置，做到了教具一套多用；它是可拆卸教具，以知识为指导，加强培养学生的实践创新能力，启发学生独立思考、解决问题的能力，适应新时代要求的创新型人才。成果形式平面四杆机构典型运用平台的装配图，凸轮机构轮廓设计及从动件运动特性测绘平台的装配图；零件图和动画演示等；(以上图量不小于3a0)；典型平台的实物制作。设计说明书约两万字；外文翻译不小于5千汉字；写一篇论文，题目自定；调研报告（2000字左右）；文献综述报告（40008000字）（参考文献15篇（包括至少2篇外文资料）以上）；开题报告。基本要求设计由 6 个模块组合，涵盖机械原理课程主要内容针对重点难点，具有章节性、专题性，与教科书、习题、实验紧密结合充分展现未来教具机电一体化的发展方向具有前瞻性的成套装置；它既能作为课堂教学与实验操作展示，又能由学生自主设计组装，培养学生动手实践能力和创新能力；凸轮机构实现从动件行程曲线设计凸轮和凸轮运动行程曲线的双向对比；通过有无虚约束的对比突出虚约束在机构中的重要应用；通过高副低代具体机构的实验分析化抽象为具体；各种平面机构与传动件的组合创新形象生动。实习调研要求（对部分有实习环节的专业，提出实习或调研的具体要求，包括调研提纲、实习时间、地点和具体内容要求；文、管、经专业提出对论文论点有关论据、数据和素材的搜集要求）调研场地：资料室、图书馆、情报所、专利局、研究所、书店、实验室、设备的应用场所等。调研目的：了解本课题的国内外技术现状和水平，以便正确估计自己的项目，同时也使所做的项目具有一定的先进性。调研提纲：1) 了解机械原理实验台的结构原理及其使用性能，通过现场观察和阅读图纸、说明书等技术资料，对其主要技术性能指标、总体布局、传动原理、结构原理及主要装配结构关系有详尽的了解。2) 了解机械原理实验台的装配全过程。装配是机械生产的最后一环，决定产品的性能与质量，要着重掌握和了解装配工艺过程及其特点，同类产品的装配要求，工装夹具，装配、检验、调整的方法和手段。3) 了解机械原理实验台需要工装设备的设计原理及其应用。不但要了解工装设备的现状及生产手段要能从设计的观点和原则来分析，寻求可行的设计思路和改进方法。4) 了解机械原理实验台国内外同类设备。参观先进设备，收集同类产品的资料屯掌握同类产品科技发展的前沿信息，以使设计有超前意识，并收集产品图纸、设计资料等主要参考资料。5) 对设计课题进行初步探讨，或进行适当可行的试验或验证，自学有关参考资料。摘要机械原理是机械类学科的核心课程，机械类专业的大学学生需要以该学科作为基础掌握其他更高级的学科的知识，因此机械原理学科知识掌握的程度直接决定了其他学科的知识掌握，因此有必要设计一种能让学生亲自动手直观认识各种机构的运动性质，从而不再受限于枯燥乏味的理论知识，实现寓教于乐。现有的机械原理教具大多内容单一、使用过程枯燥甚至不能完整正确的表达所要传授的知识。由于对知识点的展示还不够充分，学生动手参与程度不高，因此还需要提高改进以便于实现理论联系实际和寓教于乐。本次设计的目的是设计一种以机械原理学科知识为基础，能够直观向学生展示相关知识并让他们能亲自动手的教具，要求实现易于拆装、方便搬运。包含平面四杆机构和凸轮机构，方便观察测量。各模块可以分开，也可以作为整体。教材可以实现展示三种平面四杆机构的运动过程以及凸轮机构转角和从动件位移之间的关系。分为5个模块：曲柄摇杆机构展示模块、双曲柄机构展示模块、双摇杆机构展示模块、顶尖凸轮机构展示模块、槽形凸轮机构展示模块，模块大多由电机带动，凸轮类模块具有角度和位移测量机构，能够充分向学生展示相关知识。关键词：机械原理；教具；平面四杆机构；曲柄摇杆；双曲柄；双摇杆；凸轮机构abstractmechanical principles are core curriculum subjects machinery, professional mechanical class university students need to master the discipline as a basis for more advanced knowledge of other disciplines, and therefore subject knowledge to grasp the degree of mechanical principles will determine the mastery of knowledge of other disciplines, it is necessary to design a way to get students hands-on nature of the movement intuitive understanding of various agencies, thus no longer limited to theoretical knowledge boring achieve entertaining.most of the existing mechanical aids contents of a single principle, the process of using boring or even knowledge can not complete the proper expression to be taught. because of the knowledge point is not sufficient to show the extent of the students hands-on participation is not high, it also needs to improve in order to achieve improved theory with practical and entertaining.the purpose of this design is to design a mechanical principle discipline, knowledge-based, can visually show relevant knowledge to students and allow them to hands-on teaching aids required to achieve easy disassembly, easy handling. plane containing four bodies and a cam mechanism to facilitate the observation measurements. each module can be separated and to be as a whole.textbooks can show the relationship between the movement of three flat four-bar mechanism and a cam mechanism of the process corner and follower displacement. is divided into five modules: module display crank rocker mechanism, double crank mechanism display module, display module double rocker mechanism, the top display module cam mechanism, groove cam mechanism shows modules, mostly driven by the motor, the cam class module has an angle and displacement measuring means to fully demonstrate the relevant knowledge to students.keywords: mechanical principles; teaching aids; flat four bodies; crank rocker; double crank; double rocker; cam mechanism目录任务书 i摘要 abstract 第一章 概述 1 1.1 教具功能 1 1.2 设计意义 1 1.3 整体功能 3第二章 市场调研 5 2.1 现有教具需要改进的地方5 2.2 当前教具的现况 5第三章 相关理论 11 3.1 平面四杆机构 11 3.2 凸轮机构 11 第四章 材料选择 17 4.1 材料选择 17 4.2 材料的性能 22 第五章 三维设计与仿真 29第六章 电机选择 30第七章 传动设计校核 30第六章 技术经济分析 30 5.1 技术分析 30 5.2 经济分析 30后记 31 参考文献 32第1章 概述根据毕业设计要求和机械原理教具需求，决定设计能够帮助学生学习关于平面四杆机构和凸轮机构相关知识的教具，1.1教具功能该演示仪主要具备如下几项功能：（1） 演示三种平面四杆机构的运动原理；（2） 演示两种凸轮的运动原理，凸轮可更换。（3） 方便展示运动特性，例如转角和位移量。1.2设计意义该“凸轮运动演示仪”和“平面四杆机构演示仪”有效的填补了机械原理课程中与平面四杆和凸轮运动相关的教具领域空白，能够提升机械原理课堂的丰富性和吸引力，十分有助于学生理解和掌握凸轮运动的基本原理和研究方法。1.3整体结构该组合演示仪从宏观上看由两大部分组成，即：凸轮演示仪和平面四杆演示仪；按照演示仪功能实现的过程来看，凸轮演示仪分为顶杆凸轮和槽行凸轮，可以展示凸轮角运动量和从动件直线运动量的大小和相互关系；平面四杆机构展示仪可以展示三种平面四杆机构的运动特性。 其中，凸轮运动部分为复合结构，通过将凸轮固定在带有刻度盘的凸轮架上面，同时将带还有对应运动曲线的坐标纸固定在和凸轮架联动的圆筒上面，凸轮顶杆上有指示标志，当凸轮位于某一角度，该标志也指向圆筒上坐标纸上曲线的对应位置，向学生展示凸轮角位移和顶杆直线位移的对应关系。第2章 市场调研 1.1现有教具需要改进的地方作为机械类学生的必修课，机械原理需要一些实体化教具用于演示各种机构和常见机器的运作过程。这些教具用于让学生对所学内容有一个形象的认识。现有的机械原理教具大多内容单一、使用过程枯燥甚至不能完整正确的表达所要传授的知识。因此，我们小组设计制作的机械原理教具应该达到如下要求：（1） 表达更简单直接，方便学生理解，避免教学过程过于枯燥。（2） 教具实现模块化、可扩展化，部分模块可以通过电动机实现自动演示。（3） 可以实现拆装和自由调节参数，改变单一模块的运行方式，实现理论和实践相结合，寓教于乐，帮助学生亲自动手动脑。1.2当前教具的现况 当前机械原理课程大多为原理概念和理论计算，课堂上的实例运用非常少。这直接导致了当代大学生理论知识和实践有所脱节，不能很好地理论联系实际，把所学知识灵活运用到实际当中。通过观看学校现有教具以及查阅有关机械原理教具的资料，我发现现在市场上所提供的各种教具均是单一的原理图例展示或各种相对独立的小型机构模型。虽然在初次接触时能给学生带来新鲜感，并起到一定的教学效果，但由于缺少动手的乐趣，常规的机械原理教具并不能有效地提高学生的探索热情和自主学习的主观能动性。机械原理课程系列教具的设计（2）设计内容包括：（1）机械原理课程系列教具的总体设计；（2）平面四杆机构典型运用平台，凸轮机构轮廓设计及从动件运动特性测绘平台的装配图的设计。（3）传动部分运动与动力学计算；（4）零部件的工作能力计算；（5）平台的工作动画；典型平台的实物制作。有的教具实现了组合但缺乏可调节性和模块化程度：有的教具虽然可以实现亲自动手调节，但松散单一不方便，易丢失：一些做的比较好的教具价格可以卖出比较好的价钱，不过也应该尝试控制成本：/jsfa/jixie807654.html货号配 合 教 材件数单位材料单价 ( 元 )dmb1劳动社会保障出版社，职业技术学校机械类通用教材机械制图第五版 一书造型120套硬塑6500dmb2劳动社会保障出版社，职业技术学校机械类通用教材机械制图习题集第五版 一书造型140套硬塑7000dmb3劳动社会保障出版社，职业技术学校机械类通用教材机械制图第五版画法几何 25 25 多面投影箱27套外壳有机玻璃 投影箱4500dmb4劳动社会保障出版社，职业技术学校机械类通用教材机械制图第四版 一书造型120套硬塑6500dmb5劳动社会保障出版社，职业技术学校机械类通用教材机械制图习题集第四版 一书造型140套硬塑7000dmb6劳动社会保障出版社，职业技术学校机械类通用教材机械制图第四版画法几何 25 25 多面投影箱27套外壳有机玻璃投影箱4500dmb7劳动社会保障出版社，职业技术学校非械类通用教材机械制图 ( 非机类 ) 一书造型 ( 第二版 )110套硬塑6000dmb8劳动社会保障出版社，职业技术学校非械类通用教材机械制图习题集 ( 非机类 ) 一书造型140套硬塑7000dmb9高等教育出版社，中等职业教育国家规划教材王幼龙主编机械制图一书造型110套硬塑6000dmb10黑龙江省教育学院王幼龙主编机械制图一书造型110套硬塑6000dmb11黑龙江省教育学院王幼龙主编机械制图习题集一书造型115套硬塑6500dmb12国家教委规划教材王幼龙主编机械制图一书造型100套硬塑5500dmb13中等职业学校机械类金大鹰主编机械制图第六版 一书造型110套硬塑6000dmb14中等职业学校机械类金大鹰主编机械制图习题集第六版 一书造型140套硬塑7000dmb15中等职业学校非机类机械制图第五版 金大鹰主编 一书造型100套硬塑5500dmb16中等职业学校机械类金大鹰主编机械制图第四版 一书造型120套硬塑6500dmb17中等职业教育国家规划教材 金大鹰主编机械制图 ( 机械类 ) 一书造型120套硬塑6500dmb18中等职业教育国家规划教材 金大鹰主编机械制图 ( 非机类 ) 一书造型90套硬塑5000dmb19技工学校规划教材 金大鹰主编机械制图一书造型100套硬塑5500dmb20技工学校规划教材 金大鹰主编 机械制图习题集一书造型120套硬塑6500dmb21机械版专业少学时金大鹰主编机械制图一书造型80套硬塑4500dmb22高职高专规划教材金大鹰主编机械制图（非机类）一书造型90套硬塑5000dmb23中等职业教育国家规划教材毛之颖主编机械制图（非机类）一书造型100套硬塑5500dmb24中等专业学校教材机械制图 ( 非机类 )毛之颖主编一书造型110套硬塑6000dmb25中等专业学校教材 毛之颖主编机械制图习题集（非机类）一书造型80套硬塑4500dmb26高职高专推荐教材周鹏翔主编工程制图一书造型80套硬塑4500dmb27高职高专规划教材 胡建生主编工程制图第二版一书造型80套硬塑4500dmb28高职高专规划教材 胡建生主编工程制图习题集第二版一书造型110套硬塑6000dmb29高职高专机械类专业规划教材 吕素霞主编 现代机械制图一书造型90套硬塑5000第3章 相关理论（1）铰链四杆机构所有运动副全都是转动副的四杆机构称为铰链四杆机构，铰链四杆机构是平面四杆机构的基本形式，其他种类四杆机构都可以认为是在它的基础上演化而来的。选定其中一个构件作为机架，直接与机架链以铰链运动副接的构件称为连架杆，不直接与机架连接的构件称为连杆，可以在360范围完整回转的构件被称作曲柄，只能在某一角度范围内往复摆动的构件称为摇杆。如果以转动副连接的两个构件可以做完整周相对转动，则能够称之为整转副，反之则称之为摆转副。铰链四杆机构中，按照连架杆是否可以做完整周转动，可以将其分为三种基本形式，即曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。一种平面四杆机构如图所示曲柄摇杆机构的特点是两连架杆中一个为曲柄一个为摇杆的铰链四杆机构双曲柄机构为具有两个曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。其特点是当主动曲柄连续等速转动的情况下，从动曲柄大多做不等速转动。在双曲柄机构中，如果两对边构件长度相等并且平行，则成为平行四边形机构。这种机构的传动特点是主动曲柄和从动曲柄均以相同的角速度转动，而连杆做平动。双摇杆机构。双摇杆机构是两连架杆均为摇杆的一种铰链四杆机构。定理1.杆长之和条件：平面四杆机构的最短杆和最长杆的长度之和小于或者等于其余两杆长度之和。2.在铰链四杆机构中，如果某个转动副能够成为周转副，则它所连接的两个构件中，必有一个为最短杆，并且四个构件的长度关系满足杆长之和条件。3.在有整装副存在的铰链四杆机构中，最短杆两端的转动副均为周转副。此时，如果取最短杆为机架，则得到双曲柄机构；若取最短杆的任何一个相连杆为机架，则得到曲柄摇杆机构；如果取最短杆对面构件为机架，则得到双摇杆机构。4.如果四杆机构不满足杆长条件，则不论选取哪个构件为机架，所得到机构均为双摇杆机构。5.上述一系列结论称为格拉霍夫定理。急回特性在曲柄摇杆机构中，当摇杆位于两个极限位置时，曲柄两个对应位置夹的锐角被称为极位夹角。这样用表示通常用行程速度变化系数k来衡量急回运动的相对程度。偏置曲柄滑块机构和摆动导杆机构同样具有急回特性。对心曲柄滑块机构无急回特性。（2）凸轮机构由凸轮的回转运动或往复运动推动从动件作规定往复移动或摆动的机构。凸轮具有曲线轮廓或凹槽，有三种凸轮机构凸轮机构分为盘形凸轮、圆柱凸轮和移动凸轮等，其中圆柱凸轮的凹槽曲线是空间曲线，因而属于空间凸轮。槽形凸轮机构从动件与凸轮作点接触或线接触，有滚子从动件、平底从动件和尖端从 动件等。尖端从动件能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，可实现任意运动，但尖端容易磨损，适用于传递力较小的低速机构中。为了使从动件与凸轮始终保持接触，可以采用弹簧或施加重力。具有凹槽的凸轮可使从动件传递确定的运动，是确动凸轮的一种。一般情况下凸轮是主动的，但也有从动或固定的凸轮。多数凸轮是单自由度的，但也有双自由度的劈形凸轮。凸轮机构结构紧凑，最适用于要求从动件作间歇运动的场合。它与液压和气动的类似机构比较，运动可靠，因此在自动机床、内燃机、印刷机和纺织机中得到广泛应用。但凸轮机构容易磨损，有噪声，高速凸轮的设计相对复杂，制造要求较高。 （1）平面四杆机构的各种类型： 图3.6 铰链四杆机构运动简图本章节教具分为两部分：第一部分是一个四杆机构，此部分完全是手动控制，可以通过调节四杆机构中机架和主动连架杆的长度，达到了四杆变换的效果。第二部分是一个可以调节偏心距的曲柄滑块机构，需要用一个直流电机带动主动曲柄的运动，并且用升降机来调节偏心距，就可以观察偏心距的改变与机构运动情况的关系。（一）平面四杆机构的基本形式是铰链四杆机构。在铰链四杆机构中，各运动副均为转动副，其固定不动的构件称为机架、与机架相连的构件称为连架杆，其中能做整周转动的称为曲柄，不能做整周转动的称为摇杆、不与机架相连的构件称为连杆，连杆做复杂的平面运动。 铰链四杆机构曲柄存在的条件为：1.最短杆与最长杆长度之和必小于或等于其余两杆长度之和。2.连架杆和机架中必有一杆是最短杆。在当各构件长度不变，且满足2 的情况下，若取不同构件作为机架时，可得到以下三种形式的铰链四杆机构：3.以最短杆的相对杆为机架时，得到双摇杆机构。图3.7 铰链四杆机构初步设计方案是在连架杆1 中间铣一个槽，通过螺母把连杆的一端铰接在连架杆上，并且连架杆和机架的固定方式也是如此。设计两个长度的杆长，所以需要固定三个杆长，然后通过变化可变杆的杆长，就能确定存在曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆的条件。根据上述条件设计四杆的长度，可以满足双曲柄、曲柄摇杆、双摇杆的转换。（2） 曲柄滑块机构是铰链四杆机构的演化形式,是一种由若干刚性构件用低副(回转副、移动副)联接而成的一种机构。是由曲柄（或曲轴、偏心轮）、连杆以及滑块通过移动副和转动副组成的机构。根据结构特点，我们将其分成3大类：1、对心曲柄滑块2、偏置曲柄滑块3、偏心轮机构。我们设计的此款教具，主要是讨论曲柄滑块中偏心距对曲柄存在的影响，了解曲柄滑块中最小传动角出现的位置。我们在已知曲柄和连杆长度的情况下，可以通过实验的方式，让学生亲自动手，使用升降架来调整偏心距大小，来讨论曲柄滑块机构曲柄存在的条件。在试验中学生们可以很明显的观察到，当曲柄滑块机构运动到近极位置和远极位置时曲柄和连杆是重合的，而偏心距就决定了机构是否能够通过死点位置。（1）凸轮机构各种类型：凸轮机构的分类：形状分1）盘形凸轮2）移动凸轮3）圆柱凸轮从动件型式1）尖底从动件；2）滚子从动件；3）平底从动件高副接触（锁合）1）力锁合：弹簧力以及重力等；2）几何锁合：等径凸轮以及等宽凸轮；该教具主要进行轮廓设计及从动件运动特性测绘。第4章 材料选择在该系列教具中，底座部分和平面四杆各机构采用较轻的铝合金，具有一定耐磨性和较高强度而且密度较低；各螺栓及传动部件等关键部件采用45号钢，强度刚度较高，适合受力及摩擦较多的零件，耐用；皮带轮采用尼龙工程塑料，能够加工各种非圆孔，公益性好，强度足够。材料性能如下：1.材料：铝合金(6061铝合金)热处理工艺：1）快速退火：加热温度350410;随材料有效厚度的不同，保温时间在30120min之间;空气或水冷。2）高温退火：加热温度350500;成品厚度6mm时，保温时间为1030min、0.17mm所以符合齿根弯曲疲劳强度。查表可知ze=189.8mpa12h=5zekt1r1-0.5r2d13u=5.1192mpa因为5.1192mpa522.5mpa所以符合齿面接触疲劳强度要求2、 键传动校核轴直径10mm，采用平键传动，根据周的直径采用键宽b=3 键高h=3，键长l=10的键传动。轴、齿轮、键的材料均采用调质45钢，静连接，因此键的许用挤压应力为p=120mpa判定条件为p=2t103kldp其中k=h/d=1.5mm代入得p=6.53mpap键传动符合要求3、 带传动设计校核根据尺寸限制，初定带轮直径50mm，传动比1：1，功率1.18w，转速10rpm，扭矩0.49nm(1) 设计功率pd，根据工况系数ka=1.0，确定pd=1.18(2) 带型选择：根据基准宽度制窄带，选择型号为y 型的v 型带。(3) 传动比i=d21-d1=1.01，其中弹性滑移系数=0.01(4) 小带轮基准直径d 1 ：查机械设计手册，取，d1=50mm(5) 大带轮基准直径dd2 ： dd2=50mm(6) 带速v：v=dp1n1601000=0.0262m/s(7) 初定中心距a0：查机械设计手册，由公式0.7dd1+dd2a02dd1+dd2初定中心距为 a0=100mm(8) 基准长度ld0和实际长度ld：ld0=2a0+2dd1+dd2+dd2-dd124a0=357.08mm查询机械设计手册，选取标准带长ld=375mm，kl=0.89(9) 实际中心距aaa0+ld-ld02=108.96mm(10) 校核小带轮包角1=180-dd2-dd1a57.3=180120合格(11) 计算所需带根数z=pdp0+p0kak1=0.91所以采用皮带数z=1(12) 确定初拉力f0和轴向力fq:f0=500pzvz2.5ka-1+qv2=33.78nfq=2zf0sin2=67.56n第8章 技术经济分析1. 技术分析教具作为一种教学辅助手段，需要将抽象的知识形象化向学生展示出来。现在市面上的教材大多数功能单一或难以拆装搬运不适合学生亲自操作，因此需要更多的动手实践来更好的让学生亲自参与教具的操作，提供可拆装更换的零件和多种模块以便于学生更好的理解在不同条件下机构运动的特性。虽然仍旧采用课本上提供的几种机构作为展示对象，但有更多的可操作性，并且可以用于测量实验。此次教具设计包含电动演示、手动操作演示等特点，模块易于搬运并实现部分可更换拆装，同时采用节能的低压直流减速电机，转速适中，能够让学生动手实践，寓教于乐，避免了单调乏味。该套教具实现了对于平面四杆和凸轮机构的自动及手动演示，其中凸轮机构部分的凸轮可以拆装更换，这样就实现了学生的动手实践，避免理论和实际脱节。相比于大型整体教具，该系列教具实现了便于携带，并且可以通过更换林零件改变参数。2. 经济分析按照现在市场价格，但见小型的教具价格通常在300到500元之间，而大型整体式教具单价均在5000以上。现在教具材料以塑料及合金为主，塑料类重量较轻，并且有的材料例如pvc可以实现透明化，但根据对学校内的教具观察发现这类材料有个缺点就是容易老化，例如pvc透明板在固定处、弯折处等容易出现应力集中或交变应力的地方容易出现裂纹，影响透明度和耐用性。对于金属材料虽然更耐用但由于密度问题重量大多较重。经过一定考虑，机座和