机构创新设计与实践大纲
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
根据理论课所学有关机构组成方面的知识，利用实验台提供的各类零部件实现较简单机构的搭接。
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组的条件是；
F=3N－2P5－P4＝0
其中构件数N、高副数P5、、低副数P4都必须是整数。
由此可以获得各种类型的杆组。
N=1，P5=1，P4=1时即可获得单件高副杆组，常见的有如下几种：
当P4=0时，称之为低副杆，即
F=3N－2P5=0
因此满足上式的构件数和运功副数的组合为：N=2，4，6……，P5=3，6，9….
最简单的杆组为N=2，P=3，称为II级组，由于杆组中转动副和移动副的配置不同，II 级组共有如下五种形式。
N＝4，P5＝6的杆组形式很多，机构创新模型已有下图所示的几种常见的III级杆组：
2.机构的组成原理：
根据如上所述，可将机构的组成原理概述为：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。
这是本实验的基本原理。
四、实验内容
在了解实验设备提供的机械构件后，本实验台由不同种类的机械构件（连杆类、轴类、齿轮、棘轮、不完全齿轮、凸轮、皮带轮、链轮、齿条等）组成，学生可以根据选择或设计的实验类型、方案和内容，根据个人对理论课上所学的各种机构的认识自己动手进行机构搭接、安装调试和测试，进行设计性实验、综合性实验或创新性实验。
以下为实验题目（具体内容要求根据选题发放，这里省略）
1.高位自卸汽车
2.增力头
3载重汽车的起重后板
4钢筋切断机
5起道机
6自动钻床送进机构
7装载机
8铁路散货自翻车
9.听课折椅
10．双人沙发床
11．粉料压片机的分析和改进
12.“没有链轮、链条的自行车？”
13.自行车制动机构分析与创新
14.三速齿轮机构的搭接
15.液压驱动式杠杆-棘轮机构
16.锻压机机构
17.间歇运动机构
18.圆轨迹复制机构
19.自选机构（为鼓励创新，如选用用说明书中的机构，要降低评分等级）
五、实验步骤
1．在充分阅读理解所选题目的基础上进行原理的多方案设计；
2．观看实验器材，对照实验指导书附录了解所有器材及实验工具，确定一、二个方案。
3．机构搭接
1)选择所需零部件，针对搭接方案合理布置机架横梁位置及其上固定套；
2)根据实际情况实施零部件搭接，注意记录和分析搭接过程中出现的问题和解决方法；
3)手动运转观察实际效果，待指导教师确认安全后接上电机运转并观察效果；
4)完成现场搭接，将各零部件归位，待指导教师确认后方可离开。
4．撰写实验报告，答辩
六、实验要求
1．为了提高搭接效率，要求一定要课前预习实验。
2．实验中注意各个组员之间的分工合作，不可完全由一人完成，每一个组员都要积极投入到讨论和实验当中来，这样才能真正得到提高。
所拼装的机构不少于本组组员数，各组员分别完成不同拼装机构报告。
3．不再使用的工具和零件要及时放回原处，不可随意堆放，以免造成分拣困难甚至丢失。
4．实验完毕，经过指导教师检查后，自行拆除搭接机构，同时将所有零件物归原处，如有丢失照价赔偿。
七、实验报告要求
1.实验目的（个人通过此次试验所要达到的目的）
2.实验原理（个人方案设计原理）
3.备选方案分析和最终选型方案的分析及选择该方案的理由
4.绘制实际拼装的机构的机构运动简图，并在图中标注实际测的的机构运动学尺寸；
5.画出实际拼装机构的杆组拆分简图，并简要说明杆组拆分理由
6.问题及建议
八、思考题
1.搭接过程中应注意哪些问题？
2.在机构设计中如何考虑机构替代问题？
3.连杆机构的特点是什么？凸轮机构的特点是什么？
4.在实际设计中公差配合的意义？
5.机构原理功能是通过什么实现的？机构简图与实际机构的区别是什么？
九、注意事项
1．未经他人允许，请勿拆除他人正在搭接的机构以免造成不必要的争端。
2．正式接通电机或传感器电源前，要在指导教师的监督下，手动检验一下你所搭接的机构是否运行良好，有没有干涉的地方，传感器导线是否连接合适，经过指导教师同意后方可加电。
十、考核方法
课程设计完成后通过简单的答辩的形式进行考核，考核等级分为优、良、中、及格和不及格五等。
十一、主要参考书目
1.审申永胜编，《机械原理》，清华出版社，2005年，第2版
2.自查相关资料。