三视图自动生成机设计说明书长春工程学院2013年12月1日目录一、参赛人员基本信息 .................................................... - 1 -二、创新构思与设计 ........................................................ - 1 -1、设计目的.................................................................. - 1 -2、创新构思.................................................................. - 2 -三、设计方案 .................................................................... - 3 -四、工作原理 .................................................................... - 4 -1、机构原理说明.......................................................... - 4 -（1）旋转台的旋转机构 ......................................... - 4 - （2）齿轮传动组合机构 ......................................... - 4 - （3）传动及动力转向机构 ..................................... - 5 - （4）机械式开关机构 ............................................. - 5 -2、控制原理示意图...................................................... - 6 -五、样机主要零件设计图 ................................................ - 7 -六、主要功能指标与应用前景......................................... - 9 -1、功能指标.................................................................. - 9 -2、应用前景.................................................................. - 9 -七、实物照片 .................................................................. - 10 -一、参赛人员基本信息设计题目：三视图自动生成机指导老师：二、创新构思与设计1、设计目的教室是学生的主要活动场所，课堂是老师为我们传播知识的地方。

就机械制图课而言，教具是老师不可缺少的工具。

在我们学习机械制图的过程中，要想很好地将二维平面图和三维立体图联系起来，那就需要我们扎实地学好三维立体的各种试图，平常以主视图、俯视图、左视图最为重要。

这时一个好的教具就可以对同学们的学习起到非常大的促进作用。

而传统教具多为固定模具，只有唯一特定形状（如图一），图一另一类有三视图的教具只能针对唯一零件（如图二），图二现有的这些教具智能化程度低，对一些立体感差的同学来说，在三维立体和二维平面相互转化的过程中存在一定困难。

因此，我们从人性化的角度出发，设计了一种可以自动生成三视图的机器，作为同学们在二维平面图和三维立体之间的一种沟通桥梁，以满足老师和同学的不同需求。

2、创新构思本小组设计的三视图自动生成机的主要创新点包括以下几点：1、打破传统的固定模具的形式（如图一），学生可以根据自己的创新想法或上课的需要快速拼装教具模型（如图三）。

在动手实践的过程中，学生对知识有更深的理解。

图三2、只要将现有模具或拼装好的模具放到三视图成型机中，再按下相应的开关和按钮后，便可生成该零件的主、俯、左视图，彻底告别学生看不到、想不通、理不透的时代。

3、依照三维实体画三视图如果用手工绘制的方式进行，很容易造成多线漏线的错误，而采用三视图自动生成机则可以根据三维实体很容易得自动生成三视图，这样不仅可以避免多线漏线的错误而且可以大大提高绘图效率，也可以作为同学们写完作业后的一种检查工具。

4、本装置在设计的过程中尽量减少电机的使用。

在可以现实所有功能的前提下，减少电能的消耗，做到节能、环保、性价比高。

通过机械结构的设计可以一个电机驱动多个视图。

5、本装置的机械式按钮，采用四连杆机构设计，利用其死点位置工作，结构简单，工作可靠。

三、设计方案首先，用基本模块拼装需要的教具或找到现成的教具。

接着，将教具放到三视图自动生成机的旋转盘上，利用传感器对其进行视觉检测，该机构利用蜗轮蜗杆，涡轮装在基座上。

待检测结束后，按动主视图的启动开关，电机开始转动，再分别按下不同的四连杆机械式开关，使其到达死点，不同的从动齿轮便开始工作，带动丝杠将生成的粗实线、细实线或中心线输出。

接下来，按动左视图的启动开关，在该机构中利用锥齿轮转向将左视图的力传输到俯视图上，达到节约电能的目的。

俯视图上再利用齿轮转向，使俯视图与左视图的丝杠轴转向相同，二者可以同步输出。

按下开关A、B、C就可以分别输出左、附视图的粗实线、细虚线、中心线。

四、工作原理1、机构原理说明（1）旋转台的旋转机构旋转机构主要由蜗轮蜗杆构成，由蜗杆驱动涡轮，较大的涡轮以转盘的形式固定在其下方的基座上，零件放在与转盘相连的展台上。

在旋转的过程中，传感器完成对零件的检测。

其主要工作优点是:◆较大的传动比，不仅可以完成旋转零件的目的，而且比直接由电机驱动转盘更加的可靠，稳定。

◆蜗杆和蜗轮齿的啮合是连续的，传动比较平稳，噪声也比较低。

（2）齿轮传动组合机构主视图的齿轮传动机构主要由输出轴带动三个规格相同的齿轮（齿轮1、2、3）旋转，在与齿轮1、2、3相距一定距离S处装有规格相同的齿轮1’、2’、3’。

齿轮1’、2’、3’再作为输出轴，通过链条带动视图的传动轴，当机械四连杆开关按下时，相应的视图传动轴便可转动。

其主要优点是:◆通过一个单独的电机便可以分别驱动主视图所有的传动轴，在实现功能的同时，达到节约资源的目的，并可以有效的降低成本。

◆整个机构的结构紧凑，占用空间小。

采用链条传动，能够保证准确的传动比，传递功率较大，并且作用在轴上的力较小，传动可靠。

（3）传动及动力转向机构此部分的突出特点在采用一个电机作为动力源通过锥齿轮转向机构将力传到俯视图和左视图的传动轴上，达到节约资源，环保的目的。

转向机构由两个相互咬合的锥齿轮组成，在传动比不变的情况下，使力90度转向。

其优点在于：◆降噪和减震、重量轻、成本低、易于成型、润滑性好。

◆它可以实现两个垂直轴的传动，而一般圆柱齿轮只能用于平行轴上。

◆瞬时传动比恒定，传动平稳，准确可靠，可实现较大传动比，精确地控制传动轴运动。

（4）机械式开关机构开关机构由四连杆机构实现。

机构简图如下：（图1）（图2）当手柄向前按下时机构的构件1、2处于同一直线上，到达机构的死点位置如（图2），实现手柄齿轮的啮合，便可带动主视图的传动轴旋转，将生成的视图输出。

当手柄向前推进时手柄齿轮上升，齿轮脱开咬合如（图1），传动轴停止旋转。

四杆机构的结构简单，工作可靠。

2、控制原理示意图手柄本装置的程序原理如下图所示：（注：程序图中检测传感器由小灯O1、O2替代）五、样机主要零件设计图六、主要功能指标与应用前景1、功能指标占地面积：40cm X 50cm机器高度：35cm机器重量：9.8kg传感器检测时间：25—30s三视图自动生成时间：6—10s主要功能：将零件放入到机器内，经检测，再由人工选择，有序生成该零件的三视图。

2、应用前景在“科教兴国”大的战略背景之下，科技转化为生产力的速度大大加快，高科技渐渐的平民化，逐步走进寻常百姓家，那教室自然也不例外，教具的智能化、设备的现代化，都让我们的教学更加人性化，让学生快速、透彻的学到更多的知识。

我们设计的三视图自动生成机，可以解决现在课堂中的诸多弊端，该产品主要用在机械制图的课堂。

（1）首先，突破传统机械制图课堂只有固定的教具模型（如图一）的限制，打破学生的固定思维，学生可以根据自己的想法或实际的需要，快速的搭建任何的教具模型。

学生在实践中，对知识有更深的理解。

(2)第二，彻底告别在机械制图课堂中，学生对三视图的生成过程看不到、想不通、理不透的时代。

传统课堂中，老师通过投影仪，用PPT讲解零件视图的生成过程，而对于一些立体感差的同学来说，便很难理解。

通过应用本产品，学生可以把教具放到机器中，由传感器检测后，再选择相应的开关，便可生成该零件的三视图，学生便可清清楚楚的看到视图生成的具体过程。

(3)第三，本产品不仅可以作为一种课堂上的辅助教学机构，同样可以作为同学们完成作业后的一种自我检查的工具。

这只是本产品的一些典型应用场合，相信它还可以用在一些其他的地方，让它的价值得到更大的实现，为我们的生活带去更多的方便。

本产品科技含量高，造价低廉，性价比高，结构安全牢固，是制图老师的得力教学助手，是同学连接二维平面与三维立体的桥梁，同时在结构、动力上均做了严格的分析，使得本产品更具有可行性与普及性。

七、实物照片1、旋转机构2、开关机构3、限位开关4、传力及转向机构5、整体样机。