机构运动方案创新设计实验.

机构运动方案创新设计实验

一、概述

机构运动方案创新设计是各类复杂机械设计中决定性的一步，机构的设计选型一般先通过作图和计算来进行，一般比较复杂的机构都有多个方案，需要制作模型来试验和验证，多次改进后才能得到最佳的方案和参数。本实验所用搭接试验台能够任意选择平面机构类型，组装调整机构尺寸等功能，能够比较直观、方便的搭接、验证、调试、改进、确定设计方案，较好地改善了在校学生对平面机构的学习和设计一般只停留在理论设计“纸上谈兵”的状况。

二、实验目的

掌握机构创新模型的使用方法及实验原理。

（1）训练学生的工程实践动手能力，培养学生创新意识及综合设计的能力。

（2）加深对平面机构的组成原理及其运动特性的理解和感性认识。

三、实验原理

任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到原动件和机架上去的方法来组成，这是机构的组成原理，也是本实验的基本原理。

杆组的概念、正确拆分杆组及拼装杆组。

1．杆组的概念

由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度数目相等，因此机构均由机架、原动件和自由度为零的从动件系统通过运动副联接而成。将从动件系统拆成若干个不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组，简称杆组。

根据杆组的定义，组成平面机构杆级的条件是：F=3n—2P L-P H=0。其中构件数n,高副

数P L和低副数P H都必须是整数。由此可以获得各种类型的杆组。

最简单的杆组为n=2 ，P L=3 ，称为II 级组，由于杆组中转动副和移动副的配置不同，

II 级杆组共有五种形式如图2-22 所示。

III级杆组形式较多，其中n=4，P L=6，图2-23所示为机构创新模型已有的几种常见的

III 级杆组。

2．正确拆分杆组

正确拆分杆组的三个步骤：

（1）先去掉机构中的局部自由度和虚约束，有时还要将高副加以低代。

（2）计算机构的自由度，确定原动件。

（3）从远离原动件的一端（即执行构件）先试拆分II 级杆组，若拆不出II 级组

时，再试拆III 极杆组，即由最低级别杆组向高一级杆组依次拆分，最后剩下原动件和机架。正确拆组的判定标准是：拆去一个杆组或一系列杆组后，剩余的必须仍为一个完整的机构或若干个与机架相联的原动件，不许有不成组的零散构件或运动副存在，否则这个杆组拆得不对。每当拆出一个杆组后，再对剩余机构拆杆组，并按第（3）步骤进行，直到全部杆

组拆完，只应剩下与机架相联的原动件为止。

如图2-24所示机构，先除去K 处的局部自由度，高副低带，然后，按步骤（2）计算机构的自由度：F=1，并确定凸轮为原动件：最后根据步骤（3）的要领，先拆分出由构件4和5组成的II 级杆组，再拆分出由构件6和7及构件3和2，构件8和10组成的三个II 级杆组，最后剩下原动件1 和机架9。

3．正确拼装杆组

根据拟定的机构运动学尺寸，利用机构运动创新方案实验台提供的零件按机构运动传递顺序进行拼接。拼接时，首先要分清机构中各构件所占据的运动平面，并且使各构件的运动在相互平行的平面内进行，其目的是避免各运动构件发生干涉。然后，以实验台机架铅垂面为拼接的起始参考面，所拼接的构件以原动构件起始，依运动传递顺序将各杆组由

里(参考面)向外进行拼接

四、实验设备及功用

机构运动方案创新设计实验台设备包括机架及其组件，分别详述如下

1 ?机架

实验台机架如图右所示机架中有 5 立

柱，它们可沿x 方向移动。移动时请 推

动、并尽可能使立柱在移动过程中保 状

态。立柱移动到预定的位置后，用螺 柱

上、下两端锁紧(*安全注意事项： 将立柱上、下两端的螺栓卸下，在移动

对机将滑块紧定在立柱上。按图示方法即可在 x 、y 平面内确定一个固定点，这样活动构件 相对机架的连接位置就确定了。 2. 其他组件

(1)

凸轮和高副锁紧弹簧 凸轮基圆半径为18mm,从动推杆的行程为

30mm 。从动件 为正弦加速度运动规律；凸轮与从动件的高副形成是依靠弹簧力的锁合，各 4件。

(2) 齿轮 模数2,压力角20°,齿数分别为34和42,两齿轮中心距为76mm 。各4 件。

(3) 齿条 模数2,压力角20°,单根齿条全长为422mm,为4件。

(4) 槽轮拨盘 两个主动销，为4件。

(5) 槽轮四槽，为1件。

根铅垂 用双手 持铅垂 栓将立 不允许

立柱前

只需将螺栓拧松即可)。立柱上的滑块可沿 栓

将滑块紧定在立柱上。按图示方法即可在

y 方向移动。将滑块移动到预定的位置后，用螺 x 、y 平面内确定一个固定点，这样活动构件相

(6) 主动轴动力输入用轴，轴上有平键槽。L 为5mm、20mm、35mm、50mm各4

件，L为65mm,为2件

（7）转动副轴（或滑动）主要用于跨层面（即非相邻平面）的转动副或动副的形成。

L为5mm、30mm分别为6件、4件、3件。

（8）扁头轴又称从动轴，轴上无键槽，主要起支撑及传递运动的作用。L 为5mm、20mm、35mm、50mm、65mm,分别为16件、12件、12 件、10件和8 件。

（9）主动滑块插件与主动滑块座固联，可组成做直线运动的主动滑块。L 为

40mm、55m m,各一件。

（10）主动滑块座与直线电机齿条固连形成主动件，且随直线电机齿条作往复直线运动,为1 件。

（1 1）连杆（或滑块异向杆）其长槽与滑块形成移动副,其圆孔与轴形成转动副。L

为50mm 100mm、150mm> 200mm 250mm 300mm> 350mm,各8 件。

（12）压紧连杆用特制垫片将连杆固定在主动轴或固定轴上时用。巾6.5为16件。

（13）转动副轴（或滑块）与固定转轴块配用时间可在连杆长槽的某一选定位置形成

转动副或做滑块。L为5mm、20mm，各8件。

（14）转动副轴（或滑块）用于两构件形成转动副或作滑块用,为16件。

（15）带垫片螺栓转动副轴与连杆之间构成转动副或移动副时用带垫片螺栓连接, 用于加长转动副轴或固定轴的轴长，规格M6，为48件。

（16）压紧螺栓转动副轴或固定轴与连杆形成同一构件时用该压紧螺栓连接,规格

M6，为48件。

（17）运动构件层面限位套用于不同构件运动平面之间的距离限定，避免发生运动构件间的运输干涉。L为5mm、15mm、30mm、45mm 60mm，分另35件、40件、20件、20 件、10件。

18）带轮大孔轴，用于旋转电机，为3件

（19）主动轴带轮小孔轴，用于主动轴，为3 件。

（20）盘杆转动轴盘类零件或与其他构件（如连杆）构成转动副时用。L 为20mm、

35mm、45mm,分别为6件、6件、4件。

（21）固定转轴块用螺栓将固定转轴块锁紧在连杆长槽上，构件可与该连杆在选定位置形成转动副,为8 件。

（22）加长连杆和固定凸轮弹簧用螺栓、螺母用于两杆加长时锁紧的连接件,固定弹

簧，M10,各为18件。

（23）曲柄双连杆部件偏心轮与活动圆环形成转动副, 且已制作成一组合件, 为4件。

（24）齿条导向板将齿条夹紧在两块齿条导向板之间, 可保证齿轮与齿条的正常啮合, 为8 件。

（25）转动副轴（或滑块）轴的扁头主要用于两构件形成转动副；轴的圆头主要用于两构件形成移动副,或做滑块时用,为16件。

（26）安装电机座行程开关座用内六角螺栓、平垫标准件M8X 25,巾8，各32件。

（27）内六角螺钉标准件M6X15，为2件，用于将主动滑块固定在直线电机齿条上。

（28）内六角紧定螺钉标准件M6X 6,为18件。

（29）滑块已与机架相连支撑轴，并在机架平面内沿铅垂方向上下移动，为64件。

（30）压紧立柱特制平垫已与机架相连，用于固定立柱。巾9,为40件。

（31）固定立柱上滑块用特制螺母已与机架相连，M6,为64件。

（32）固定电机用特制螺母卡在机架的长槽内，可轻松柠紧螺栓固定电机座，为18 件。

（33）行程开关支座2件，并配内六角头螺栓平垫，M5X15,巾5,各4件。用于行程

开关与其座的连接，行程开关的安装高度可在长孔内进行调节

(34)平垫片使轴相对机架不转动时用，巾17,为20件

(35)防脱螺母防止轴从机架上脱出，M12，为76件。

( 36)转速电机座已与电机相连，为3 件。

( 37)直线电机座已与电机相连，为1 件。

(38)平键主动轴与带轮的连接，3X 15,为20件。

(39)直线电机控制器与行程开关配用，可控制直线电机的往复运动行程。前面板

为LED 显示方式，当控制器的前面板与操作者是面对面的位置关系时，控制器上的发光管指示直线电机齿条的位移方向。控制器的后面板上置有电源引出线及开关，与直线电机相连的4芯插座、与行程开关相连的5芯插座和2A保险管，为1件。

( 40)带标准件，O 型，为3 件。

(41)直线电机120mm/s, 10r/min。直线电机安装在实验台机架底部，并可沿机架底部的长形槽移动电机。直线电机的长齿条为机构输入直线运动的主动件。在实验中，允许齿条单方向的最大直线位移为300mm,可根据主动滑块的位移量确定直线电机两行程开关的相对间方向的最大直线位移为300mm,可根据主动滑块的位移确定直线电机两行程开关的相对间距，并且将两行程开关的最大安装间距限制在300mm范围内。

直线电机控制器使用注意事项：根据主动滑块移动的距离，通过改变离直线电机较远的行程开关，来调节齿条(相当于滑块)往复运动行程，其可调节的最大行程不得大于400mm。

故障排除当接通电源开关，电机不运行，可能是前面板上保护电机的熔断器( 2.5A) 烧断。及时告诉指导老师更换新的2.5A熔断器。

*注意：未拼接机构运动前、预设直线电机的工作行程后，请务必调整直线电机行程开关的高度，以确保电机行程开关的灵活动作，从而防止直线电机齿条脱离电机主体，防止组装零件的损坏及人身安全。

3、工具

提供M5、M6、M8内六角扳手各2件、150mm-200mm活动扳手各1件、1m卷尺。铅笔、纸张自带

五、实验步骤

（1）掌握实验原理。

（2）熟悉机构组合创新实验台使用方法。

（3）选择实验教师提供的机构运动方案或课前自拟机构运动方案作为机构组合实验内容。

（4）将拟定的机构运动方案根据机构组成原理按杆组进行正确拆分，并用机构简图表示出来。

（5）正确拼装杆组机构运动方案。

（6）完成实验报告。

机构运动创新设计..

课程设计报告 学生姓名：________________ 学号：_________________ 学院: ______________________________________________ 班级: ______________________________________________ 题目: _______________ 机构运动创新设计______________

2015年1月5日 目录 、概述................................. 1 .....................................................

一、概述： 机构运动方案创新设计是各类复杂机械设计中决定性的一步，机构的设计选型一般先通过作图和计算来进行，一般比较复杂的机构都有多个方案，需要制作模型来试验和验证，多次改进后才能得到最佳的方案和参数。本实验所用搭接试验台能够任意选择平面机构类型，组装调整机构尺寸等功能，能够比较直观、方便的搭接、验证、调试、改进、确定设计方案，较好地改善了在校学生对平面机构的学习和设计一般只停留在理论设计“纸上谈兵”的状况二、课程设计目的： 1、培养学生对连杆机构的理解掌握与创新设计能力，加强学生的工程实践背景的训练，拓宽学生的知识面，培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力。 2 、通过机构的拼接，在培养工程实践动手能力的同时，要求学生在拼装一个已有模型之外，自己通过对现实生产和生活中的连杆机构机械产品的观察和理解，通过试验台设备进行拼装和仿真。通过解决实际问题，促进学生理论联系实际，学以致用；锻炼学生独立思考能力和动手能力。 3 、加深学生对连杆机构组成原理的认识，进一步掌握连杆机构的创新设计方法。 4、学习机构运动简图的测绘与自由度的计算。 三、课程设计要求和内容： 实验设备和工具 CQJP-D 机构运动创新设计方案拼装及仿真实验台，包括组成机构的各种运动副、构件、动力源及一套实验工具（扳手、螺丝刀）。其中构件包括机架、连杆、圆柱齿轮、齿条、凸轮及从动件、槽轮及拨盘和皮带轮等；运动副包括转动副、移动副、齿轮副、槽轮副等。 实验原理 平面机构是由各个杆组依次联结到机架和原动件上形成的。机构具有确定运动的条件是机构的自由度大于零，且原动件数和机构的自由度相等。所拼接的机构必须满足以上两个条件。将主要由连杆构成的连杆机构（可加入一个其他类型构件如齿轮、凸轮、槽轮等）进行拼装，计算分析其自由度后，输入动力源进行 机构运行。实验内容与步骤

例谈高中化学实验的创新设计共6页

例谈高中化学实验的创新设计 实验创新设计是指在高中化学课程标准的指导下，结合教学的实际情况，对新教材中所涉及的实验进行改进，优化，增设或创新等。这不仅是提高化学教学有效性的需要，更是深入理解高中化学课程改革的需要，也是提升老师自身教学素质，加强实践的需要。那么在平时的教学实践中该如何进行实验创新设计呢？现结合几个实例和自身的教学实践，谈谈对高中化学实验创新设计的“五化”新视角。 一、紧跟时代，实验装置微型化 微型实验是近20年发展较快的一种新的化学实验，微型实验节约药品，节省时间，操作安全，污染少，学生可以自己动手自制仪器，自行实验，积极参与，激发兴趣，培养创新精神。 例如，水和酒精混合的体积变化实验。取一干燥带大胶头（如图）的胶头滴管，倒置，从导管口向滴管中加入显红色的水，水面约占总体积的一半（A处），再从导管口向滴管中加入无色的酒精，加满滴管（B处）。用拇指按住管口，上下颠倒滴管两三次，红色的水和无色酒精混合，有少量气泡产生，橡胶头稍稍变“瘪”。松开拇指，液面下降2～3cm（C处）。仪器易得，操作简便，用料很少，现象明显。 二、反向思考，实验思路逆向化 逆向思维即是沿着事物的相反方向，用反方向探求的思维方式对现有的实验设计进行逆向思考，从而提出新的实验设计的实验创新方法。 （一）运用逆向思维改进实验 例如，做乙醇在铜作用下发生催化氧化反应时，一般的做法是：把下

部绕成螺旋状的红色铜丝先在酒精灯的外焰上烧黑，然后趁热迅速伸入装有适量乙醇的试管中，铜丝又变红色。反复多次，闻试管中乙醛的刺激性气味。这种做法耗乙醇较多，而且由于未反应乙醇的影响，很难闻到乙醛的刺激性气味。既如此，想到能否减少乙醇的量，能否逆向试验呢？取一铜制的燃烧匙，放在酒精灯的外焰上烧黑（若不易烧黑，可在稀硝酸稍浸一下）。用胶头滴管滴入一滴乙醇，立即看到乙醇液滴伴随着“嗤嗤”的声响在燃烧匙中晃动，且不断缩小，同时能闻到一股明显刺激性气味，乙醇液滴所到之处又恢复铜的红色。无疑，逆向改进的实验不仅节约试剂，而且现象明显，更科学、合理。 （二）运用逆向思维创新实验 做钠与水反应的实验时，观察到钠投入水中能放出巨大的能量使自身熔化，同时甚至能使周围产生的氢气在水面上燃烧。此处若运用逆向思维想到：把少量的水滴在小块钠上，不就是引火剂吗？我们试做了这样一个实验：把一黄豆般大小的钠放在酒精灯的灯芯中，向钠上滴入一滴水，随着“啪啪”声音，酒精灯点燃了。 三、一物多用，仪器功能别样化 仪器本身没有限定它只能用于什么而不能用于什么，只是主要适用于什么。反思仪器的别样用途，可以帮助我们加深对实验仪器和实验原理的认识，进行化学实验的创新。如： （1）漏斗的别样用途。漏斗充当集气与尾气吸收作用，例：钠与水反应气体产物的验证实验中，将漏斗置于水中，倒扣在钠块上，产生的少量气体可顺利地富集到试管中。

7.实验七 机构创新组合设计实验

实验七机构创新组合设计实验 一、实验目的 1、加深学生对平面机构的组成原理认识,进一步了解机构组成及运动特性。 2、训练学生的工程实践动手能力。培养学生创新意识及综合设计的能力。 二、实验设备及工具 1、JKZB-Ⅱ机构创新组合设计实验台。附件：齿轮、齿条、槽轮、凸轮、转动轴、连杆、各种连接组合零部件等。 2、装拆工具：十字起子、活动扳手、内六角扳手、钢板尺、卷尺等。 3、学生自备草稿纸、笔、绘图工具等。 三、实验要求 1、每2～3人一组,每一组实验前拟一份机构运动设计方案,实验后提交新设计方案. 2、完成实验后各组将机械零部件“物还原位”,老师验收后方可离去. 3、每人完成一份实验报告。 四、实验原理和方法 根据平面机构的组成原理：任何平面机构都可以由若干个基本杆组依次联接到原动件和机架上而构成，故可通过选定的机构类型，拼装该机构并进行分析。 １

五、实验内容 1、自行到实验室熟悉本实验中的实验装置，各种零部件、装拆工具的功能；了解机构的拼接方法，拟订自已的机构运动方案的拼接步骤。 2、自拟或课本提供的机构运动方案做为拼接对象。 3.拼接机构,将各基本杆组按运动传递规律顺序拼接到原动件和机架上。 4．绘制运动简图，分析所拼接的平面机构。 5．根据平面机构的组成原理，利用常用的零部件拼接调整，设计一种具有新型的带发明创造性的组合机构。每一组提交一份机构创新设计方案。 6．最后把组合机构安装在实验平台上，进行测试分析、运动分析、实验结果分析、拟定这次实验的步骤，并写出实验报告。 六、实验方法与步骤 1.学生使用“机构创新组合设计实验台”提供的各种零件。按照自己的运动方案简图，先在桌面上进行机构的初步试验组装，这一步的目的是杆件分层。一方面为了使各个杆件在互相平行的平面内运动，一一方面为了避免各个杆件，各个运动副之间发生运动干涉。 2.按照上一步骤试验好的分层方案，从最里层开始，依次将各个杆件组装连接到机架上。选取构件杆，连接转动副或移动副。凸轮。齿轮。齿条与杆件用转动副连接，凸轮。齿轮。齿条与杆件用移动副连接，杆件以转动副的形式与机架相连，杆件以移动副的形式与机架相连，最后组装连接输入转动的原动件或输入移动的原动件。 3.根据输入运动的形式选择原动件。若输入运动为转动（工程实际中以柴油机，电动机等为动力的情况），则选用双轴承式主动定铰链轴或蜗杆为原动件，并使用电机通过软轴联轴器进行驱动。若输入运动为移动（工程实际中以油缸，气缸等为动力的情况），可选用适当行程的气缸驱动，用软管连接好气缸，气控组件和空气压缩机并进行空载形成实验。 4.试用手动的方式摇动或推动原动件，观察整个机构各个杆，副的运动，确定运动没有干涉后，安装电动机，用柔性联轴节将电机与机构相连，或安装气缸，用附件将气缸与机构相连。 5.检查无误后，接通电源试机 6.观察机构系统的运动，对机构系统的工作到位情况，运动学及动力学特性作出定性的分析和评价。一般包括如下几个方面： ①各个杆、副是否发生干涉 ②有无形成运动副的两构件的运动不在一个平面，因而出现摩擦力过大的现象 ③输入转动的原动件是否为曲柄。 ２

平面机构运动方案创新设计实验.

实验四 平面机构运动方案创新设计实验 一、实验目的 1．加深学生对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及其运动特性； 2． 培养学生的工程实践动手能力； 3． 培养学生创新意识及综合设计能力。 二、 设备和工具 1．机构运动方案创新设计实验台； 2．工具箱一套； 3．自备三角板、圆规和草稿纸等文具。 三、 实验前的准备工作 1．预习实验，掌握实验原理，初步了解机构创新模型； 2．选择设计题目，初步拟定机构系统运动方案。 四、 实验原理 任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到原动件和机架上的方法来组成，这是机构的组成原理，也是本实验的基本原理。 1．杆组的概念 由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度相等，因此机构均由机架、原动件和自由度为零的从动件通过运动副联结而成。将从动件系统拆成若干个不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组（简称杆组）。 根据杆组的定义，组成平面机构杆组的条件是： F = 3n - 2P L - P H =0 （4－1） 式中： n 为杆组中的构件数；P L 为杆组中的低副数；P H 为杆组中的高副数。由于构件 数和运动副数目均应为整数，故当n 、P L 、P H 取不同数值时，可得各类基本杆组。 当P H =0时，杆组中的运动副全部为低副，称为低副杆组。由于有F = 3n - 2P L - P H =0，故32L P n ，则n 应当是2的倍数，而P L 应当是3的倍数，即n ：2、4、6……，P L =3、6、9……。 当n=2，P L =3时，基本杆组称为II 级组。II 级组是应用最多的基本杆组，绝大多数的机构 均由II 级杆组组成，II 级杆组可以有下图所示的五种不同类型： 图4－1 平面低副Ⅱ级杆组

初中化学创新实验设计

初中化学创新实验设计 实验题目：盐酸的化学性质微型实验学校名称：卢龙县潘庄镇中学 实验教师：何秀芳

实验方案 实验内容：在教学中酸的化学性质是以实验的形式分散进行教学的，学生对知识缺少系统性，实验较多操作较麻烦，改进后把酸的性质系统化简化了实验的操作过程。 一、改进实验名称：盐酸化学性质微型实验 二、改进实验目的： 1、将初中化学课标实验教材下册第十单元《酸和碱》中的课题1：常见的酸和碱——酸的化学性质的知识实验的形式加以系统化和具体化 2、培养学生的科学探究能力和观察能力，增强学习的趣味性和生动性，简化实验步骤，使学生获得鲜明突出的印象。 实验创新点： 三、实验仪器及用品：一个100毫升洗净的盛放过氯化钠注射液的玻璃瓶、用输液器和输液管改进的导管、五个洗净的盛放过青霉素的玻璃小瓶、带铁圈的铁架台、、药匙、盐酸溶液、氢氧化钠溶液、酚酞指示剂、石蕊指示剂、硝酸银溶液、锌粒、氧化铁 四、实验装置图及说明： 如图所示，此装置的特点主要体现在： 1、铁架台及铁圈：对装置起固定作用。 2、对输液器进行改进，利用三通做成连通 器，在大气压的作用下，瓶内液体顺着输 液管往下流，通过简易的连通器流到各个 不同的反应容器中，避免做多个实验多次 添加药品的麻烦。 3、在干路导管和支路导管间都安装了控制 器，可以根据反应得需要打开不同的控制器，从而控制反应的发生。通过调整控制器，控制滴入液体的速度，从而达到控制反应速度的目的。

4、该装置还可以用于部分液体与固体反应的对比试验，比如通过金属与酸反应验证金属活动性强弱时，在大玻璃瓶中加入稀盐酸，在小玻璃瓶中加入不同的金属，打开控制器，就可以同时进行几个反应，节约实验时间，便于观察实验现象。 5、可以根据实验的需要调整支路导管的条数，如果拔掉一个三通就可以减少一组反应，由五组变成四组。 五、实验操作： 1、连接反应仪器并添加反应物，注意要使导管保持通畅，在开始实验之前要关紧控制器，在盛有氢氧化钠的玻璃瓶中预先滴入酚酞指示剂，溶液变成红色。 2、打开干路控制器和支路一的控制器，使液体流下来滴入到盛有石蕊指示剂的小玻璃瓶中。观察到溶液变红，验证了盐酸可以使石蕊指示剂变红这条酸的通性。 3、顺次打开各个支路控制器，使盐酸滴入不同的反应器中，观察现象，验证盐酸不同的性质 六、装置改进的意义： 1、缩短了反应时间，操作简单 2、可以根据需要调整反应的个数 3、把零散的实验集中在一起，复习物质的性质时更具有直观性，加深印象

实验四-机构创新组合设计实验

实验四机构创新组合设计实验 一、实验目的 1、加深学生对平面机构的组成原理认识,进一步了解机构组成及运动特性。 2、训练学生的工程实践动手能力。培养学生创新意识及综合设计的能力。 二、实验设备及工具 1、JKZB-Ⅱ机构创新组合设计实验台。附件：齿轮、齿条、槽轮、凸轮、转动轴、连杆、各种连接组合零部件等。 2、装拆工具：十字起子、活动扳手、内六角扳手、钢板尺、卷尺等。 3、学生自备草稿纸、笔、绘图工具等。 三、实验要求 1、每2～3人一组,每一组实验前拟一份机构运动设计方案,实验后提交新设计方案. 2、完成实验后各组将机械零部件“物还原位”,老师验收后方可离去. 3、每人完成一份实验报告。 四、实验原理和方法 根据平面机构的组成原理：任何平面机构都可以由若干个基本杆组依次联接到原动件和机架上而构成，故可通过选定的机构类型，拼装该机构并进行分析。

五、实验内容 1、自行到实验室熟悉本实验中的实验装置，各种零部件、装拆工具的功能；了解机构的拼接方法，拟订自已的机构运动方案的拼接步骤。 2、自拟或课本提供的机构运动方案做为拼接对象。 3.拼接机构,将各基本杆组按运动传递规律顺序拼接到原动件和机架上。 4．绘制运动简图，分析所拼接的平面机构。 5．根据平面机构的组成原理，利用常用的零部件拼接调整，设计一种具有新型的带发明创造性的组合机构。每一组提交一份机构创新设计方案。 6．最后把组合机构安装在实验平台上，进行测试分析、运动分析、实验结果分析、拟定这次实验的步骤，并写出实验报告。 六、实验方法与步骤 1.学生使用“机构创新组合设计实验台”提供的各种零件。按照自己的运动方案简图，先在桌面上进行机构的初步试验组装，这一步的目的是杆件分层。一方面为了使各个杆件在互相平行的平面内运动，一一方面为了避免各个杆件，各个运动副之间发生运动干涉。 2.按照上一步骤试验好的分层方案，从最里层开始，依次将各个杆件组装连接到机架上。选取构件杆，连接转动副或移动副。凸轮。齿轮。齿条与杆件用转动副连接，凸轮。齿轮。齿条与杆件用移动副连接，杆件以转动副的形式与机架相连，杆件以移动副的形式与机架相连，最后组装连接输入转动的原动件或输入移动的原动件。 3.根据输入运动的形式选择原动件。若输入运动为转动（工程实际中以柴油机，电动机等为动力的情况），则选用双轴承式主动定铰链轴或蜗杆为原动件，并使用电机通过软轴联轴器进行驱动。若输入运动为移动（工程实际中以油缸，气缸等为动力的情况），可选用适当行程的气缸驱动，用软管连接好气缸，气控组件和空气压缩机并进行空载形成实验。 4.试用手动的方式摇动或推动原动件，观察整个机构各个杆，副的运动，确定运动没有干涉后，安装电动机，用柔性联轴节将电机与机构相连，或安装气缸，用附件将气缸与机构相连。 5.检查无误后，接通电源试机 6.观察机构系统的运动，对机构系统的工作到位情况，运动学及动力学特性作出定性的分析和评价。一般包括如下几个方面： ①各个杆、副是否发生干涉 ②有无形成运动副的两构件的运动不在一个平面，因而出现摩擦力过大的现象 ③输入转动的原动件是否为曲柄。

初中化学创新实验设计

硫在氧气中燃烧实验的改进 青龙满族自治县 高春民、高建全 一、实验目的 硫在氧气中燃烧实验是氧气重要性质的实验之一。以前有很多对该实验的改进，有的改进为密闭容器中进行，但是装置变得复杂，操作也不简便，成功率很低。所以我本次改进试着从实验的微型化入手，以图减少对环境的污染。 二、实验仪器及试剂 1.仪器 集气瓶、橡胶塞、注射器、燃烧匙、酒精灯、火柴、玻璃棒。 2.药品 硫粉、NaOH溶液、氧气。 三、实验仪器装置图及仪器的组装说明 1.仪器装置图（见附图） 2. 组装说明 将燃烧匙插进橡胶塞固定好，将燃烧匙铁丝上部分弯曲以便于控制燃烧匙底部和玻璃棒正对；再将玻璃棒如图穿过橡胶塞（玻璃棒上涂有少量凡士林）；塞紧胶塞。 四、实验操作部分 1.先将燃烧匙旋转，将玻璃棒向下移动，使燃烧匙和玻璃棒分开，向燃烧匙中加入少量硫粉，再将玻璃棒放在酒精灯上加热1分钟左右。 2.迅速旋转燃烧匙，燃烧匙底部和玻璃棒正对，将胶塞塞紧集满氧气的集气瓶。 3.将热的玻璃棒下移，使玻璃棒下端与硫粉接触，再将玻璃棒上移，可观察到玻璃棒下端硫的燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰。火焰熄灭后，再将热的玻璃棒下移，使玻璃棒下端与硫粉

接触，再将玻璃棒上移，可再次观察到玻璃棒下端硫的燃烧。（此实验可反复观察现象） 4.反应完毕后，用空注射器抽取集气瓶中少量气体，闻气体气味。 5.反应完毕后，用注射器吸取少量NaOH溶液，向集气瓶中注入少量NaOH溶液震荡，吸收生成的二氧化硫气体。 注：将集满氧气的集气瓶换成充满空气的集气瓶用同样的方法实验，可观察硫在空气中燃烧。进行对比试验。 五、装置改进的意义 装置简单，并且实验中减少了硫粉的用量，且在密闭的容器中反应，并用NaOH溶液吸收生成的二氧化硫气体，使实验微型化、绿色化。用生活中废旧注射器，变废为宝，使物品再利用。

机构运动创新实验指导书

实验四：机构运动创新设计实验指导书 一、实验目的 1、培养学生对机械系统运动方案的整体认识，加强学生的工程实践背景的训练，拓宽学生的知识面， 培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力。 2、通过机构的拼接，在培养工程实践动手能力的同时，可以发现一些基本机构及机械设计中的典型 问题，通过解决问题，可以对运动方案设计中的一些基本知识点融会贯通，对机构系统的运动特性有一个更全面的理解。 3、加深学生对平面机构的组成原理、结构组成的认识，了解平面机构组成及运动特性，进一步掌握 机构运动方案构型的各种创新设计方法。培养学生用实验方法构思、验证、确定机械运动方案的初步能力。 4、培养学生用电机、传感器、等控制测量元件组装动力源，对机械进行驱动和控制的能力。 二、实验的核心内容： 使用“机构运动创新设计实验台”进行积木式组合调整，从而让学生自己构思创新、试凑选型机械设计方案，亲手按比例组装成实物模型，亲手安装电机及控制电路，模拟真实工况，动态演示观察机构的运动情况和传动性能，通过直观调整布局、连接方式及尺寸以及更改电路来验证和改进设计。设计和组装融为一体，直到该模型机构灵活、可靠地按照设计要求运动到位，最终使学生用实验方法自行确定了切实可行，性能较优的机械设计方案和参数，即通过创意实验模拟实施环节来实现培养学生创新动手能力的教改目标。 三、实验设备、工具 1、机构运动创新设计实验台，两人一套。 2、交流调速、直流电机等动力控制元件。 3、钢板尺、量角器、游标卡尺。 4、扳手、钳子、螺丝刀等常用工具一套。 四、实验选题 1、刮雨器传动装置 要求：（1）原动件整周旋转，输出摇杆大摆角摆动（相同的摆角）。

机原实验--机械运动方案创新设计实验3实验报告

本次实验的要求，全班共分为八组。每组设计一至二个方案。 实验地点：实验中心北楼202 陈老师 2013.12.23 机械运动方案创新设计实验 一、实验目的 1．通过实际机构的应用和搭接加深对不同机构运动特性的理解。 2. 通过对典型机构的组装，掌握活动连接，固定连接的结构和特点，了解实际机构与机构简图的不同之处，避免设计时出现运动的干涉。 3. 通过现场操作，培养实际动手能力，现场应变能力，团队合作精神。 4. 通过实验的多方案设计，培养发散性思维和创新设计能力。 二、实验原理 通常机构由三个部分组成，原动件—传动件—从动件。原动件输出运动和动力，经传动件的变化，由从动件对外输出。 平面连杆机构由原动件—连架杆、传动件—连杆和从动件-连架杆组成。 三、实验设备及工具 1．ZBS-C机构运动创新设计实验台 2. 工具：外六角扳手（2把），内六角扳手（2个），钢尺（1个），十字起（1把） 一字起（1把） 四、实验内容（任选一至二项） 1.多功能移动式残病人浴缸翻转机构 ⑴上身部缸体翻转机构 要求上身部缸体从水平位置向上翻转至70度，即翻转角为0-70度. 可采用的机构：摆动导杆机构，导杆与上身部缸体固装在－起，带动缸体翻转。

2. 牛头创床机构 要求刨刀（安装在滑枕上）作直线往复运动。 可采用的机构：摆动导杆机构和滑块机构组合。 方案 (一) 方案（二） 3.飞机起落架 要求起落架上轮子从水平位置向下翻转至垂直位置，利用死点使起落架轮子保持在垂直位置。可采用的机构：双摇杆机构

起落架的要求如下： a. 起落架放下后，只要油缸的锁紧长度不变，整个机架构成自由度为零的刚性结构，且处在稳定的死点位置。 b. 起落架收起时，活塞杆内移，轮子移至水平位置。 c. 机构的最小传动角大于30°。 4.冲压成型机 压头作垂直上下直线运动，以较小功率带动主动件运动时，滑块能产生巨大的冲压力。 可采用的机构：多杆增力机构 5.精压机机构

机构创新设计实验报告

机构创新设计实验报告 实验课程名称：机械原理 学院：机电学院 专业班级：10机械设计制造及其自动化 学号：101401010124 学生姓名：舒展 2012年6月28日机构创新设计实验报告

一、实验目的 1.通过实际机构的应用设计和搭接加深对不同机构运动特性的 理解； 2.通过对典型机构的组装，掌握活动连接、固定连接的结构和特 点；了解实际机构与机构简图的不同处，避免设计时出现运动 的干涉。 3.通过现场操作，培养实际动手和现场应变能力。 4.通过实验的多方案设计培养发散思维和创新设计能力。 二、实验设备 ZSB-C机构创新设计方案试验台。 三、实验原理 此机构由电动机输出动能，再由皮带动齿轮转动，然后由一个小齿轮和一个大齿轮组合，降低输出速度。 构造一个曲柄摇杆机构，实现将电机转动转变化摇杆传动的功能。 利用曲柄摇杆机构特性设计一个能实现刚体给定位置的机构。 最终实现机构运用原理设计要求。 四、备选方案分析和最终选型方案。 设计好曲柄摇杆机构，可选择设计起重机构、铸造造型机沙箱翻转机构、读数机构、轨迹生成机构及缝纫机踏板机构等。 最终先择实现起重功能的起重机构。 最终选择此方案有2个原因。 五、最终选型方案的分析及选择该方案的理由

（一）实验室设备条件及设备精度限制，不能设计出比较精准的机构，此机构相比读数机构、轨迹生成机构等设计难度低，精度要求低。（二）此机构功能容易得到实现，构造比较简单，利用实验室现有机构实验设备、实验构件，在实验室中能独立完成。 六、实际拼装的机构的机构运动简图 七、实际拼装机构的杆组拆分简图

八、此机构功能 （一）实现起重 可以将重物提升到一个平台上，如：装卸载货物、掉重、起重小轿车等 （二）拔起铸造模型 （三）运送物资 （四）升降台 九、问题及建议 1.此机构的由于组成比较简单，有一些地方的设计不够完美，还需 改善。 2.实验的设备太少了，有时候大家都在做实验的时候实验零件不够 用，这使得我们设计的机构不能完全的成功。 3.设备都生锈了，我建议多对设备进行维护。 4.我们实践动手能力还需要提高，希望学院多安排此类课题设计。 十、实验心得 通过这段时间的机械设计课程设计进一步巩固、加深和拓宽所学的知识；通过设计实践，树立了正确的设计思想，增强创新意思，熟悉掌握了机械设计的一般规律，也培养了分析和解决问题的能力；对自己进行了一个全面的机械设计基本技能的训练。 从开始的传动方案的拟定的总体设计中，让我清楚的了解了自己接下

机械创新设计指导

机械创新设计指导 一、创新设计实践目的 1、培养学生对机械系统运动方案的整体认识，加强学生的工程实践背景的训练，拓宽学生的知识面， 培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力。 2、通过机构的拼接，在培养工程实践动手能力的同时，可以发现一些基本机构及机械设计中的典型 问题，通过解决问题，可以对运动方案设计中的一些基本知识点融会贯通，对机构系统的运动特性有一个更全面的理解。 3、加深学生对平面机构的组成原理、结构组成的认识，了解平面机构组成及运动特性，进一步掌握 机构运动方案构型的各种创新设计方法。培养学生用实验方法构思、验证、确定机械运动方案的初步能力。 4、培养学生用电机、传感器、等控制测量元件组装动力源，对机械进行驱动和控制的能力。 二、核心内容： 使用“机构运动创新设计组件”进行积木式组合调整，从而让学生自己构思创新、试凑选型机械设计方案，亲手按比例组装成实物模型，亲手安装电机及控制电路，模拟真实工况，动态演示观察机构的运动情况和传动性能，通过直观调整布局、连接方式及尺寸以及更改电路来验证和改进设计。设计和组装融为一体，直到该模型机构灵活、可靠地按照设计要求运动到位，最终使学生用实验方法自行确定了切实可行，性能较优的机械设计方案和参数，即通过创意实验模拟实施环节来实现培养学生创新动手能力的教改目标。 三、使用设备、工具 1、机构运动部件数套。 2、交流调速、直流电机等动力控制元件。 3、钢板尺、量角器、游标卡尺。 4、扳手、钳子、螺丝刀等常用工具一套。 四、课题要求 1、刮雨器传动装置 要求：（1）原动件整周旋转，输出摇杆大摆角摆动（相同的摆角）。 （2）九杆机构。 2、车门启闭机构 要求：（1）气缸驱动。

平面机构运动方案创新设计实验

实验四平面机构运动方案创新设计实验 、实验目的 1. 加深学生对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及其运动特性; 2. 培养学生的工程实践动手能力； 3. 培养学生创新意识及综合设计能力。 设备和工具 1. 机构运动方案创新设计实验台； 2?工具箱一套； 3.自备三角板、圆规和草稿纸等文具。 实验前的准备工作 1. 预习实验，掌握实验原理，初步了解机构创新模型; 2. 选择设计题目，初步拟定机构系统运动方案。 四、实验原理 任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到原动件和机架上的方 法来组 成，这是机构的组成原理，也是本实验的基本原理。 1.杆组的概念 由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度 相等，因 此机构均由机架、原动件和自由度为零的从动件通过运动副联结而成。 将从动件系统拆 成若干个不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组(简 称杆组)。 根据杆组的定 义，组成平面机构杆组的条件是： F = 3n - 2P L - P H =0 (4- 1) 式中：n 为杆组中的构件数；P L 为杆组中的低副数；P H 为杆组中的高副数。 由于 构件数和运动副数目均应为整数，故当 n 、P L 、P H 取不同数值时，可得各 类基本杆 组。 当P H =0时，杆组中的运动副全部为低副，称为低副杆组。由于有F = 3n - 2P L - 2P L n - 3，则n 应当是2的倍数，而P L 应当是3的倍数，即n ：2、4、6……， 9……。当n=2 , P L =3时，基本杆组称为II 级组。II 级组是应用最多的 绝大多数的机构均由II 级杆组组成，II 级杆组可以有下图所示的五 P H =0，故 P L =3、6、 基本杆组,

初中化学实验设计方案的改进与创新

初中化学实验设计的改进与创新 蔡兴亮 海南澄迈思源实验学校 摘要：化学是一门以实验为基础的学科，实验教案具有丰富的素质教育功能，实验教案可以激发学生学习化学的兴趣，帮助学生形成概念，获得知识和技能，培养学生的观察和实验能力，还有利于培养学生的实事求是、严肃认真的科学态度。实验教案是以实验为主，实验前做好充分地准备和精心地设计实验，能使在实验过程中，操作简便安全省时，现象明显，学生容易正确得出结论，更容易激发学生的学习兴趣。为此，本文进行教材实验设计分析，说明优缺点所在，提出改进方案，从而能提高化学实验教案的效果。 关键词：初中化学实验教案实验设计 中学化学教案中落实素质教育,化学实验教案是一个突破口，要加强化学实验教案。初中化学实验中大部分为演示实验，演示实验又以验证性实验为主。在教案过程中经常涉及到许多的探究实验，只有通过学生的自主探究，观察实验和做实验，才能够对所学知识得到巩固和应用。因此，教师要对实验进行精心的设计，使学生在实验中操作简便易行，更容易观察到现象，更能体会到实验的趣味，能正确的得出结论。 一、教材中实验分析 教材中没有严格区分演示实验和学生实验,不再单列学生实验,提倡在教师指导下学生动手为主。根据大纲的要求，在初中化学课中必须学习一些最基本的化学实验基本操作技能。主要包括:学生实验的基本要求；初中化学实验常用仪器介绍和使用；化学实验的基本操作,如固体和液体药品的取用、收集气体、加热方法等。对于一些较复杂的操作,学生在没有学习有关化学知识前进行操作,既没有兴趣,也有一定困难。教材中的一些实验设计或是操作复杂，或是现象不明显，或是成功率不高，或是不环保，或是缺乏趣味性。因此，对实验进行改进，重新设计，使之更好的进行实验，使之更简便化、趣味化、绿色化、科学化，是很有必要的。 二、实验设计与改进必遵循的原则 1、科学性原则：做到实验准确无误，实验方案的设计要科学，实验装置设计合理，实验操作符合。 2、简约性原则：取材容易，装置简单，操作简便，缩短实验时间，有创造性。 3、直观性原则：实验现象明显，感官性高。 4、安全性原则：实验过程安全，不出事故，不危害人身安全。 5、环保性原则：减少药品用量，减少环境污染。 6、可行性原则：实验的设计应符合实际情况<学校的条件和学生的情况），教师要先做验证实验，确保实验的可行性。 三、实验方案的优化与改进 <一）、《比较吸入气体与呼出气体》的实验探究 1.呼出气体的收集

《机械创新设计》课程标准

《机械创新设计》课程标准 1、课程性质 《机械创新设计》是模具设计与制造专业学生的一门专业限选课。本课程的目的和任务是介绍机械创新设计的基础知识、基本理论和基本方法，培养学生的机械创新能力和工程意识，拓宽学生的知识面，开阔技术视野，积累机械创新经验和实用性新结构的技术资料。并通过机械创新设计实例，培养学生自学创新能力。培养学生对把握机械行业发展方向的洞察能力，为提高学生的职业技能，培养高素质专门人才奠定良好基础。 先导课程：机械图样的识读与绘制、公差选用与零件测量、零件材料选择及成型方法、机械零部件传动与分析、模具制作与装配等；后续课程：岗位技能实训、顶岗实习等。 2、课程设计思路 本课程从创造学和设计方法学的基本理论出发，研究讨论创造性思维、创造原理和创造技法。针对开发型、变异型、反求型等多种类型设计，围绕设计中的机械原理方案设计、机构设计和结构设计等环节，从各个角度探讨创新设计的规律。并通过典型的综合设计案例分析引导学生观察和分析，培养兴趣，开展创新设计实践，从而培养学生的综合创新设计能力。 建议本课程在大二第二学期授课，总学时32，总学分2分。 3、课程目标 3-1知识目标 （1）了解创新设计概述以及创新人才的培养及相关概念； （2）掌握创新思维与创新技法； （3）掌握机械系统方案与创新设计。 3-2能力目标 （1）机构变异与创新设计的掌握； （2）机构组合与创新设计的掌握； （3）机构再生与创新设计的掌握； （4）机械结构设计与创新的掌握； （5）反求设计与创新的掌握； （6）创新实例与分析。 3-3素质目标 （1）培养学生的团队协助精神和沟通能力，培养学生的创新思维与创新方法； （2）培养学生在分析和解决问题时查阅资料、处理信息、独立思考的能力；

中学化学实验设计、改进与创新分析报告

题目：化学实验设计、改进与创新研究： 单位：

化学实验设计、改进与创新研究 摘要：为了加强实验教学,提高实验教学水平,化学教师应具备设计、改进实验、进行创新实验教学研究的能力.本文阐述了设计、改进和创新化学实验的原则,探讨了设计、改进和创新化学实验的基本思路和基本方法.后应用实验、改进与创新的方法,联系中学化学教学,列举5个案例对课本需要补充的实验进行研究,对课外活动实验的研究以及对传统实验的改进研究. 关键词：实验教学；实验设计；实验改进；实验创新研究 化学是一门以实验为基础的自然科学.化学实验是化学教学的基本特征.实验是科学研究的重要方法,也是教师教学生学习科学知识的重要方法.实验教学是对学生进行科学知识、科学方法、科学能力、科学思想和科学品质教育的最生动、最活跃的教学形式.作为化学教学工作者,应该充分认识实验在化学教学中的重要意义和作用.现行教课书中缺少某些实验,或某些实验现象不明显,成功率不高.因此,根据学校的设备情况和学生的实际水平,适当增补一些实验、设计一些课外生活实验或者课本上规定的实验予以改进,设计和创造出适合化学教学、质量更高的实验,从而提高实验教学研究的能力,更好地发挥实验教学的作用. 一、实验设计、改进与创新遵循的基本原则 （１）科学性原则这是实验设计的首要原则.它指所设计实验的原理、操作顺序、操作方法等时,必须与化学理论知识以及化学实验方法论相一致.教师进行实验研究,其目的主要是要通过对实验现象的分析,得出科学的结论,以实现教学目的.实验研究必须实事,讲究科学性,而不能弄虚作假,违背科学规律,更不能有实验现象明显,而不科学的操作和做法.

CQJP-D机构运动创新设计方案实验台

CQJP-D机构运动创 新设计方案实验台 实验指导书 编著：苏天一谭益松 东北电力大学机械工程学院实验室 2014年6月

简介 CQJP-D实验台主要用于机械原理、机械设计和机械创新设计等课程开设的机构拼装及仿真、机构组合创新等实验，是构建开放型、创新型实验室的重要设备之一。 主要技术特点： 1、该实验台可以让学生应用零件存放柜中的零件，在机架上装配出自己所构思的机构，用带传动联接电机，使机构运动，并观察机构的运转特征。有效地增强了学生对所学知识的理解；培养了学生的创新能力和动手能力。 2、该实验台主要由四个机架和一个零件存放柜组成，其中三个机架上配交流带减速器电机，一台配直线电机。零件存放柜内配备有各种基本杆组、回转副、凸轮、槽轮、齿轮、齿条以及复合铰链等基本构件和联接件等共计70种700多个。 3、零件存放柜设计精巧，各种类各规格的构件分门别类地存放在柜内，品种数量一目了然，便于学生实验操作和教师的管理。 4、连杆等杆件可进行大范围尺寸调整，方便机构组合拼装；复合铰链接头构思新颖，可避免不同平面之间构件发生干涉；带传动的张紧装置，使传动更平稳。

安全规范 1、必须佩戴防护眼镜； 2、禁止穿着宽松衣服； 3、必须挽起长袖或者穿短袖； 4、禁止佩戴项链、手表、戒指等物品； 5、留有长发的，必须将长发置于帽子或衣服里面； 6、必须穿厚皮革鞋，禁止穿帆布鞋； 7、禁止戴手套在运行的机器附近； 8、安全开关由指导教师控制，其他任何人不得私自上电开机； 9、指导教师打开安全开关上电之前，必须检查每一个螺栓是否紧固； 10、开机前，指导教师应保证学生在机器1米以外； 11、实验结束，由指导教师检查组件完整，关闭电源后方可离开。 东北电力大学 机械工程学院实验室 机械动力传输创意组合实验平台

机构运动方案创新设计实验.

机构运动方案创新设计实验 一、概述 机构运动方案创新设计是各类复杂机械设计中决定性的一步，机构的设计选型一般先通过作图和计算来进行，一般比较复杂的机构都有多个方案，需要制作模型来试验和验证，多次改进后才能得到最佳的方案和参数。本实验所用搭接试验台能够任意选择平面机构类型，组装调整机构尺寸等功能，能够比较直观、方便的搭接、验证、调试、改进、确定设计方案，较好地改善了在校学生对平面机构的学习和设计一般只停留在理论设计“纸上谈兵”的状况。 二、实验目的 掌握机构创新模型的使用方法及实验原理。 （1）训练学生的工程实践动手能力，培养学生创新意识及综合设计的能力。 （2）加深对平面机构的组成原理及其运动特性的理解和感性认识。 三、实验原理 任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到原动件和机架上去的方法来组成，这是机构的组成原理，也是本实验的基本原理。 杆组的概念、正确拆分杆组及拼装杆组。 1．杆组的概念 由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度数目相等，因此机构均由机架、原动件和自由度为零的从动件系统通过运动副联接而成。将从动件系统拆成若干个不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组，简称杆组。 根据杆组的定义，组成平面机构杆级的条件是：F=3n—2P L-P H=0。其中构件数n,高副 数P L和低副数P H都必须是整数。由此可以获得各种类型的杆组。

最简单的杆组为n=2 ，P L=3 ，称为II 级组，由于杆组中转动副和移动副的配置不同， II 级杆组共有五种形式如图2-22 所示。 III级杆组形式较多，其中n=4，P L=6，图2-23所示为机构创新模型已有的几种常见的 III 级杆组。 2．正确拆分杆组 正确拆分杆组的三个步骤： （1）先去掉机构中的局部自由度和虚约束，有时还要将高副加以低代。 （2）计算机构的自由度，确定原动件。 （3）从远离原动件的一端（即执行构件）先试拆分II 级杆组，若拆不出II 级组 时，再试拆III 极杆组，即由最低级别杆组向高一级杆组依次拆分，最后剩下原动件和机架。正确拆组的判定标准是：拆去一个杆组或一系列杆组后，剩余的必须仍为一个完整的机构或若干个与机架相联的原动件，不许有不成组的零散构件或运动副存在，否则这个杆组拆得不对。每当拆出一个杆组后，再对剩余机构拆杆组，并按第（3）步骤进行，直到全部杆 组拆完，只应剩下与机架相联的原动件为止。 如图2-24所示机构，先除去K 处的局部自由度，高副低带，然后，按步骤（2）计算机构的自由度：F=1，并确定凸轮为原动件：最后根据步骤（3）的要领，先拆分出由构件4和5组成的II 级杆组，再拆分出由构件6和7及构件3和2，构件8和10组成的三个II 级杆组，最后剩下原动件1 和机架9。 3．正确拼装杆组 根据拟定的机构运动学尺寸，利用机构运动创新方案实验台提供的零件按机构运动传递顺序进行拼接。拼接时，首先要分清机构中各构件所占据的运动平面，并且使各构件的运动在相互平行的平面内进行，其目的是避免各运动构件发生干涉。然后，以实验台机架铅垂面为拼接的起始参考面，所拼接的构件以原动构件起始，依运动传递顺序将各杆组由

高中化学最新实验改进与创新案例

《高中化学实验改进与创新案例集》 高中化学实验改进与创新课题组

改进型实验方案的设计要点 一、实验方案设计遵循的原则 1、立意的科学性。 2、操作的可行性。 3、过程的安全性。 4、用品的简约性。 5、思路的创新性。 6、效果的启发性。 二、实验方案设计满足的要素 1、改进背景与设计目的。 2、用品选取与装置组配。 3、实验过程与操作方法。 4、实验记录、现象分析与结果讨论。 5、注意事项与改进反思。 三、实验方案设计侧重的内容 1、实验药品的选取。 2、实验仪器的改进。 3、实验装置的改进。

案例 1 铝热反应实验的改进与创新 实验名称铝热反应实验的改进与创新 实验目的 通过改进和创新，使实验更具有安全性，科学性，环保性，现象明显等特点。 实验原理 铝热反应，是铝单质在高温的条件下进行的一种氧化还原反应， 体现出了铝的强还原性。由于氧化铝的生成焓(-1645kJ/mol) 极低，故反应会放出巨大的热，甚至可以使生成的金属以熔融态出现。另一 方面，反应放出大量热使铝熔化，反应在液相中进行使反应速率极快，短时间放出极大量的热。 实验仪器及药品 电子桌秤、药匙、铁架台 (带铁夹和铁圈 )、玻璃漏斗 (口径 150mm) 、玻璃罩子 (口径 200mm) 、凡士林、滤纸、橡皮弯管、玻璃(或塑料)水槽、镊子、小木条、尺子、三角锉刀。氧化铁、铝粉、氯酸钾、镁条、 细沙。 实验装置 实验步骤及现象一、实验步骤： 1用三角锉刀去掉玻璃漏斗下端的玻璃短颈，在其内壁涂上一层薄的 凡士林，架在铁架台的铁圈上，在漏斗正下方放置一个底层铺有细沙 的玻璃水槽 A。把玻璃罩子和塑料弯管连接起来夹在铁架台的铁夹上， 橡皮管的另一端通入玻璃水槽 B 来吸收烟尘。组装实验装置(如图）。 2.将两张圆形滤纸折叠成漏斗状套在一起贴于涂有凡士林的玻璃漏斗 内，其中，外侧纸漏斗须用水润湿，在其底端剪一小孔。 3.用电子桌秤称取干燥的氧化铁粉末 1.25g 、铝粉 0.50g ，均匀混合后放在纸漏斗里，在混合物中央放少量氯酸钾并插入长约5cm 的镁条。用小木条点燃镁条并迅谏盖卜玻璃置子，观察实验现象。 4.实验结束后用镊子夹取水槽中的熔融物一铁珠,观察其表面是否 光滑。 二、实验注意事项 : 1.涂在玻璃漏斗上用来绝热的一层凡上林厚度大约1-2mm 即可。不宜太厚,太厚会消耗大量凡士林也不宜太薄,太薄则达不到绝热的目的, 容

机械运动系统的方案设计(朱理)

11-1 机械运动系统方案设计的内容 11.2 机械运动系统功能结构的建立 11.3 确定机械运动系统的工作原理 11.4 机械运动系统工艺动作过程的构思与分解 11.5 机构选型及其系统组成 11.6 机械执行系统间运动的协调设计和运动循环图 11.7 机械运动系统方案的构思与拟定 11.8 机械运动系统方案的评价

机械运动系统方案设计的内容
机械系统运动方案的设计，是指机械运动系统的方案设计。方案设计阶段 是决定产品性能、成本及竞争能力的关键环节。对设计师而言，则是最具吸 引力，同时也最具挑战性的工作。
11.1.1 机械运动系统的概念
从运动学角度考察，机械系统的 基本功能是机械运动的生成、传 递与变换。在机械系统中，动力 系统（即原动机）生成原始的机械运动，然后经传动系统（传动机构）的 传递，最后由执行系统（执行机构）变换成为期望的运动形式之后输出。 运动的传递与运动形式的变换是机构的基本特性。从而，—般将传动系统 与执行系统统称为“机械运动系统”，亦称为“机构系统”。

机械运动系统方案设计的内容
11.1.2 机械运动系统方案设计的流程
机械运动系统的方案设计，是指在设计任务明确之后，通过建立功能结构、 确定工作原理、工艺动作过程的构思与分解、机构的选型与组合以及方案评价 等步骤，形成机械系统运动方案的过程。其基本程序如下。
由设计任务出发，将总功能分解，建立机械运动系统的功能结构 根据相应的功能来选择工作原理，不同的工作原理将形成不同的运动方案 从工作原理出发，进行工艺动作过程的构思与分解，形成原理解 选择合适的机构及机构组合来实现所要求的工艺动作，形成各种备选方案 通过方案评价来选择最佳方案。