機(jī)械自鎖機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計完整

1、福 州 大 學(xué)至誠學(xué)院科 研 實 踐 報 告題目：機(jī)械自鎖機(jī)構(gòu)的設(shè)計 姓 名： 學(xué) 號： 年 級： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 成 績： 2011 年 12 月 14 日摘要自鎖現(xiàn)象是力學(xué)中的特殊現(xiàn)象，在生活和工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中應(yīng)用廣泛。 了解自鎖現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)理和生活中常見自鎖現(xiàn)象的實質(zhì)，對與我們學(xué)習(xí)進(jìn)步有很大的幫助。自鎖現(xiàn)象是可以利用自鎖原理可以設(shè)計一些機(jī)巧的機(jī)械，但是有利有弊：破壞了自鎖條件即可解除不需要的自鎖，而且可以利用自鎖原理設(shè)計的機(jī)械能夠解決很多實際問題。 通過對力學(xué)自鎖現(xiàn)象的研究和應(yīng)用分析，我們可以深入的了解力學(xué)中的自鎖現(xiàn)象，為自鎖現(xiàn)象更為廣泛的應(yīng)用于實際打下理論基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞:

2、自鎖現(xiàn)象； 自鎖條件； 自鎖應(yīng)用引言自鎖力學(xué)是物理學(xué)的一個分支。自鎖是如果作用于物體的主動力的合力Q的作用線在摩擦角之內(nèi)，則無論這個力怎樣大，總有一個全反力R與之平衡，物體保持靜止；反之，如果主動力的合力Q的作用線在磨擦角之外，則無論這個力多么小，物體也不可能保持平衡。這種與力大小無關(guān)而與摩擦角有關(guān)的平衡條件稱為自鎖條件。物體在這種條件下的平衡現(xiàn)象稱之自鎖現(xiàn)象。在如今的生活中，已有很多領(lǐng)域用到自鎖機(jī)構(gòu)，并且加以改進(jìn)做出更適合的。像可以再零度以下使用的自行車自鎖腳踏板、自鎖螺母等。甚至在電氣領(lǐng)域里也用到自鎖現(xiàn)象的應(yīng)用。經(jīng)過一個學(xué)期的學(xué)習(xí)實踐，我對Pro/E的建模、裝配以及運動仿真等模塊有了一定程

3、度的了解，同時對自鎖現(xiàn)象原理有一定的了解，所以設(shè)計了一個自鎖機(jī)構(gòu)可用于電鉆等各種有進(jìn)給系統(tǒng)回路中，防止不小心碰觸開關(guān)而存在的隱患。但還是存在很多不足，在外觀上，造型過于粗糙和不完美，機(jī)構(gòu)過于簡單，功能還有些欠缺。這都是需要進(jìn)一步的改進(jìn)。一、自鎖機(jī)構(gòu)科技立項與研究的目的、意義機(jī)械自鎖的意義 自鎖現(xiàn)象在機(jī)械工程中具有十分重要的意義，主要有如下兩方面：1)當(dāng)設(shè)計機(jī)械時，為能實現(xiàn)預(yù)期的運動，必須避免該機(jī)械在所需的運動方向發(fā)生自鎖；2)有些機(jī)械的工作原理就是利用了自鎖的特性。自鎖機(jī)構(gòu)在生活中的運用：1. 螺母自鎖：螺母上部有兩個狹槽，當(dāng)螺母在螺栓上擰緊時，螺栓的螺紋將旋入螺母橫斷面的狹槽中，螺紋被螺母側(cè)

4、壁漸漸鎖緊就達(dá)到了制鎖的功能。見圖一圖一 2. 自鎖腳踏 自鎖腳踏給你對車更多的控制，特別是在越野中。如果你用腳套式的腳踏，就不得不適當(dāng)?shù)姆潘蓭ё?，好讓你能快速的脫開。但是你還是會有時候在崎嶇的地形上被晃出幾米遠(yuǎn)（見圖二）圖二 3. 醫(yī)用自鎖托槽： 自鎖托槽是近年出現(xiàn)的一種新技術(shù)。它的一個看似很小的改變，卻給固定正畸技術(shù)帶來了革命性的改變。它的主要優(yōu)點是可以大大降低鋼絲與托槽之間的摩擦阻力。因為正畸治療移動牙齒需要克服鋼絲與托槽之間的摩擦阻力，摩擦力越大，那么需要的矯治力也越大，移動速度也就越慢，矯治需要的時間也就越長。4.自鎖螺紋各種機(jī)器及部件在連接裝配中離不開緊固件。緊固件給機(jī)械工業(yè)帶來了

5、方便， 但是，它有一個不可避免的弱點，即在劇烈震動中會自行松脫，致使部件或一臺完 整的設(shè)備損壞、解體甚至致釀成事故。（見圖三、四）圖三圖四所以，自鎖機(jī)構(gòu)在筑路機(jī)械、礦山機(jī)械、振動機(jī)械設(shè)備等一些大型設(shè)備，及一些機(jī)床等小型設(shè)備的研究應(yīng)用具有重大意義。5.在電氣行業(yè)，也用到了自鎖。即依靠接觸器自身的輔助觸點而使其線圈保持通電的現(xiàn)象。在控制回路中，按下啟動按鈕SB1，繼電器K1（或接觸器）吸合，但一旦放開SB1，繼電器K1斷電，達(dá)不到控制要求。為了使繼電器或接觸器在按下啟動按鈕SB1后，未按下停止按鈕SB2之前，保持吸合狀態(tài)，可在SB1兩端并聯(lián)上K1的常開觸點，這樣，按下SB1后,K1吸合，K1的常開

6、觸點閉合，松開SB1，繼電器仍然吸合，直到按下停止按鈕SB2。這種在啟動按鈕兩端并聯(lián)上繼電器或接觸器常開輔助觸點的電路就叫電器自鎖電路。（見圖五） 圖五 二、項目研究過程與方法概述Pro/E 軟件的基本功能介紹 Pro/E 軟件是美國 PTC 公司推出的大型 CAD/CAM/CAE 一體化軟件。 無論是造型設(shè)計、工程出圖，以及 3D 裝配等方面，Pro/E 軟件都具 有操作容易、使用方便、可動態(tài)修改的特點。 Pro/E 更是以其基于特征的參數(shù)化設(shè)計、單一數(shù)據(jù)庫下的全相關(guān) 性等新概念而聞名于世。另外還具有模具設(shè)計，動態(tài)、靜態(tài)干涉檢查， 計算質(zhì)量特征（如質(zhì)心、慣性矩）等功能模塊。用 Pro/E 創(chuàng)

7、建的三維 參數(shù)化零件模型，不但可以在屏幕上自由的翻轉(zhuǎn)動態(tài)觀察結(jié)構(gòu)形體， 更可以進(jìn)行方便的動態(tài)修改和調(diào)整。進(jìn)行力學(xué)分析、運動分析、數(shù)控 加工等。 Pro/E 是在 Windows 環(huán)境下開發(fā)的， 因此已成為目前計算機(jī)平臺 上的主流三維設(shè)計軟件之一。1 參數(shù)化設(shè)計，相對于產(chǎn)品而言，我們可以把它看成幾何模型，而無論多么復(fù)雜的幾何模型，都可以分解成有限數(shù)量的構(gòu)成特征，而每一種構(gòu)成特征，都可以用有限的參數(shù)完全約束，這就是參數(shù)化的基本概念。2 基于特征建模Pro/E是基于特征的實體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。這

8、一功能特性給工程設(shè)計者提供了在設(shè)計上從未有過的簡易和靈活。3 單一數(shù)據(jù)庫（全相關(guān)） Pro/Engineer是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫上，不象一些傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個數(shù)據(jù)庫上。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個庫，使得每一個獨立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個部門的。換言之，在整個設(shè)計過程的任何一處發(fā)生改動，亦可以前后反應(yīng)在整個設(shè)計過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程詳圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑也會自動更新；組裝工程圖如有任何變動，也完全同樣反應(yīng)在整個三維模型上。這種獨特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計的完整的結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)合起來。這一優(yōu)點，使得設(shè)計更優(yōu)化，成

9、品質(zhì)量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場，價格也更便宜。三、自鎖機(jī)構(gòu)的組成，工作原理 此次所設(shè)計的自鎖機(jī)構(gòu)，是針對在一些設(shè)備、儀器、工具中含有進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計?？深A(yù)防由于人為不小心按到開關(guān)而啟動機(jī)器存在的安全隱患。 組成：主要有兩個支撐架（灰色部件），及一個自鎖扣合器組成（藍(lán)色部件）。 當(dāng)機(jī)器進(jìn)給完畢回原位時，帶動自鎖扣合器（藍(lán)色部件），扣合器下端可連接啟動保護(hù)開關(guān)（可用按鈕、或者彈簧扣），從而使開關(guān)失效，當(dāng)需要使用時，掰動保護(hù)開關(guān)，即可正常使用。心得體會 科研訓(xùn)練是大學(xué)中必不可少的一個環(huán)節(jié)， 很多大學(xué)都有這方面的安排，以為科研訓(xùn)練確實能訓(xùn)練學(xué)生的科研能力，創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能 力。通過科研訓(xùn)練可以激發(fā)學(xué)生

10、的專業(yè)激情和學(xué)習(xí)興趣，并能培養(yǎng)學(xué) 生的科研組織能力和對專業(yè)知識的綜合運用能力，提高綜合素質(zhì)。我做的是自鎖機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計。通過這次科研訓(xùn)練，我對自鎖機(jī)構(gòu)的使用及運用范圍有了初步的了解，并在此基礎(chǔ)上做出了一個簡單的自鎖機(jī)構(gòu)。通過這段時間的科研訓(xùn)練，我深切感受到了“獲益匪淺”四個字 的含義。首先，開闊的我的視野。以前只是到了使用的階段，現(xiàn)在能 對其進(jìn)行一些開發(fā)。其次，這次科研訓(xùn)練有效地加強(qiáng)了我的團(tuán)隊合作 能力，眾人拾材火焰高，團(tuán)結(jié)他人，就是對自己的充電。 希望今后的實踐中能學(xué)到更多，有更多收獲感悟。感謝學(xué)院的精心安排與導(dǎo)師的不辭辛苦！參考文獻(xiàn)1 濮良貴，紀(jì)明剛 等編著.機(jī)械設(shè)計M 北京：高等教育出版社，2006.2 孫江宏.Pro/ENGINEER Wildfire3.0中文版 企業(yè)應(yīng)用與工程實踐.清華大學(xué)出版社，2007年6月.3 詹友剛.Pro/ENGINEER Wildfire 中文野火版3.0 數(shù)控加工精解M.機(jī)械工業(yè)出版社，2008年4月.4 溫建民等.Pro/E野火中文版產(chǎn)