大学生科技创新普及竞赛参考题目指南(机械设计类

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1、“启航杯”大学生科技创新普及竞赛参考题目指南（机械设计类）1、机械设计类因考虑其实际情况，与电子、自控类有所区别，最终参赛作品可为实物或是设计说明书，作品可为机械作品，也可为机械结构。2、题目指南的设计说明书为节选自历届全国大学生机械创新设计竞赛、校“五四杯”等竞赛中优秀的机械创新类作品说明书，供参赛选手参考。3、参赛选手要结合机械设计的原则，进行创新设计，作品要有生产生活的应用前途。难度等级：A简单题目编号：001窗户启闭机构这种方便擦洗的窗户启闭机构使窗户能够开启到与闭合时互成90°的位置，操纵窗户启闭的

2、主动构件是一个能相对转动的构件，除此之外机构还包括一个导引机构，在本设计中我们采用的是摇杆滑块导引机构和主动件为转动的连杆机构来完成启闭两个动作。目的意义摘要：日常生活中，启闭机构的应用十分广泛，例如可应用在窗户、炉门、箱盖等场合，普通窗户的启闭机构在使用中的最大问题是擦洗窗问题，特别是对于楼房，还有危险，为了解决这个问题，我们设计了这种方便擦洗的窗户启闭机构。1.机构功能分解：36设计对象的总功能是窗户启闭。完成窗户启闭功能的分功能是：窗户的导引功能；窗户启闭的操纵功能，此外还要对窗户有良好的承重功能及操纵

3、启闭时有简单、省力的功能。2.方案设计及其选择比较：（1）从解决死点位置的角度首先对铰链四杆机构与摇杆滑块机构进行了比较。图1铰链四杆机构图2摇杆滑块机构如图1所示机构为铰链四杆机构，连杆3为窗户，连架杆2为主动操纵机构，其缺点是：①若以构件4为主动构件，则必经过一死点位置才能使窗户全开，这时，需附加一转距才能使窗户度过死点；②若以构件2为主动，则转过的角度很大。如图2所示摇杆滑块机构，因为滑块沿窗户移动，窗的重力可由作为导轨的窗框承受，其缺点是连架杆2或4均不能在窗处于全开或全闭位置时作为主动件，因为在各该

4、位置时机构处于死点位置。（2）从解决导引机构的角度对曲柄滑块机构与摇杆滑块机构进行了比较经过做图和计算可得，曲柄滑块机构不能满足设计的预期要求。比较的结果：摇杆滑块机构能较好的符合导引机构、承载的要求，但需要引入操纵机构，即将主动构件的转动传入到导引机构中，既要结决死点问题，又要解决操纵省力的问题。综上所述，我们最终确定如图3所示的摇杆滑块机构。图3串接式连杆机构组合36该机构的优点如下：窗户关闭位置是操纵机构的远行程的极限位置也是其死点位置，而引导机构并没有达到极限位置，这样有利于窗户关闭的紧密性。因为窗户

5、与连杆3成一定角度固连，所以当窗户开启到90°位置时不是引导机构的死点位置。由操纵机构将主动件的转动传入引导机构度过死点位置。90°的位置不是窗户开启的最终位置。窗户在引导机构度过死点位置后还可以再转动一定的角度，也就是说窗户从闭合到开启的最终位置能够转过钝角，这样就使得人能够在室内擦洗窗户的朝外部分。解决了楼房普通窗户的清洗问题，减小了风险。该机构结构简单轻巧，操纵省力便于安装和投入使用。36难度等级：B中等题目编号：002铰链多杆划桨机构作品设计制作的目的是提出一种铰链多杆划桨机构的设计方案，为船体航行研

6、究提供基础。基本思路是利用连杆曲线特性，利用两个对称的运动链，可以画出具有一段近似直线的连杆曲线，进而执行下水、推行、出水等划桨动作。图1铰链多杆划桨机构该机构是由主动曲柄驱动的两个对称的运动链组成；铰链四杆机构连杆上一点可画具有一段近似直线的连杆曲线；另一个连杆同样画具有一段近似直线的连杆曲线。这样就可以画出划桨的动作。本作品的科学性、先进性在于该机构充分利用了连杆机构能实现复杂轨迹的特点，简单机构实现了复杂的划桨动作，从而实现下水、推行、出水。该机构原理简单，构思新颖，机构在行进中机体重心平稳，可以实现其

7、稳定性要求。从对国内外研究情况可以看出，目前无论是科研院所还是生产厂商都十分重视创新机构的开发。但目前研究的内容，大都侧重于控制系统的研究，不太适合初学者，由其是在大学低年级中开展此类研究非常困难，因此我们主要从最简单的机构应用入手，激发学生进行科技创新的兴趣，为培养科技创新人才提供坚实基础。36难度等级：C偏难题目编号：003管道行进器目的和基本思路由于某些管道口径太小以至于人们难以进入，本作品的制作目的正是基于此而来的。创新点：通过4x2形式排布的八个滚轮与管道内部相接触而产生摩擦力，并由电动机带动其滚动

8、整个装置行进，并且通过齿轮的不同啮合情况而使它们的速度不相同而产生转向功能。并有一个交互功能，能实现自动转弯功能。科学性先进性：本作品采用了完全机械式的机构设计，使其能在管道里面前进，并且当管道出现弯道时，本作品通过一种接触试式装置能识别出转弯的方向和大小，从而能实现自动转弯功能。从而实现了其他产品要通过较复杂、不易维修的电气设备才能达到的功能，并且本作品设计了一套弹性装置，使本作品并不是仅仅适应单