多功能剪钳机构的创新设计-本科论文.doc

梧 州 学 院

课程设计说明书

题 目 多功能剪钳机构的创新设计
系 别 计算机与电子信息工程系
专 业 电子信息工程系

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 
指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　

使用授权说明

本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名： 日期： 年 月 日

学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名： 日期： 年 月 日
导师签名： 日期： 年 月 日
目录
一 设计任务拟定 1
1.1 立项背景 1
1.2设计主要技术条件及参数 1
二 功能原理及方案选择 2
2.1 功能原理 3
2.2 方案选择： 3
三 设计参数 4
四 机构自由度以及受力分析与计算 7
4.1 自由度计算： 7
4.2 机构受力分析及其校核 8
五 总结 9
六 参考文献 10

V

多功能家用剪钳的创新从设计

一 设计任务拟定
1.1立项背景
现在家用的剪钳市面上较为匮乏，功能单一，已有的也不能满足当下一般家庭的多种功能需求。一般家庭使用大概包括以下几个方面：剪电线、压核桃等。所需具备包括剪切、收紧、压溃等功能，此外还应有一定的曾力机构。

1.2设计主要技术条件及参数
钳口压块水平距离
因为该设计主要针对与一般家庭的生活使用，所以设计其水活塞压块活动距离为50mm。
钳口压紧力
家用剪钳其动力来源于使用者，其曾力范围也因使用者的情况而有所不同，在此设计预期曾力为所施加力的5倍。一般成人握力约为45kg左右，则设计目标是达到225kg的破坏力，完全可以满足一般家庭使用
剪钳压制范围
该设计机构材料初步拟定使用材料为铸铁材料，预计可承受最大压力超过300kg。压块最大距离为50mm，压制范围可以涵盖包括各种坚果以及其他小于50mmX50mm的物体。通过使用压块的更换，使该机构可以实现其多功能性得到满足。

二 功能原理及方案选择

示意图：

图1-1

图1-2

2.1 功能原理
功能分解如下：
（1） 垂直滑块移动
该机构的设计基础为四杆机构的衍生形式，曲柄滑块机构。通过长摇杆的上下摇动实现滑块的上下垂直移动。

（2） 多功能钳口
采用磁性粘合的设计方式，钳口部分使用模块化设计，在不同任务条件下可以更换钳口实现钳剪的功能多样化。

（3） 杠杆增力部分
该设计定位于家庭使用，所以其使用方式为手动使用。通过杠杆的增力，使其达到预定的使用压制力。

2.2 方案选择：
方案A
垂直压块使用螺杆方式
螺旋机构 螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的。
其优点是增力效果明显。以较小的转矩产生较大的轴向推向力用以克服工作阻力。但其缺点也较为显著，在满足工作需要的增力要求的前提下螺旋运动所需运动距离较大，不便于一般家庭的使用

方案B
垂直压块使用四杆机构（曲柄滑块机构）的方式
如图1-1，1-2可以看出，使用曲柄滑块机构可以使结构的复杂程度大大降低，同时在杠杆的增力作用下使其达到所需的工作力。原动力部分（摇杆）的移动距离合理，利于一般家庭的使用。

实施设计及评价：
综上综述：在压力要求不高的家庭一般家用机构中，方案B的原动力移动部分移动距离较小，同时其结构简单，制造简便，利于一般家庭普遍使用，所以选择较为优势的方案B。
三 设计参数
各主要部件的设计参数如下：
压块：

套筒底座：

连杆A,B:

连杆A

连杆B

连杆A

连杆B

四 机构自由度以及受力分析与计算

4.1 自由度计算：
结构运动简图如图1—3所示：

图1—3

由图我们可以看出，此机构由3个构件组成。其中有三个转动副一个移动副，共四个低副组成。由平面机构自由度公式我们知道：

则n=3，=4，=0；
由于所用机构不存在虚约束，所以=0，由此计算：

由于原动件数目为=1，与F相等。因此，该机构的运动是可控的。

4.2 机构受力分析及其校核
该机器主要用于一般家庭生活使用，属于低强度低受力机构。主要受力部件为压杆部分，以压杆最大受力为200N为标准。

增力计算：
由杠杆原理

则有

满足一般家庭使用。

强度校核计算：
由机构运动简图我们可以看出，压杆部分只受弯矩的作用。由于其最大受力设定为200N，我们将其受力图简化为下图：

其中，F=200N；a=45mm；b=155mm；l=200mm。
由其弯矩公式;

得：

由于机构压杆部分使用材料为铸铁，满足使用要求。

五 总结
在本次设计中，学习到了很多东西。从立项开始，通过对使用对象的调查以及工作对象的研究知道了一切设计研究都不能脱离现实生活。设计过程中，通过与老师和同学的交流，又逐渐发现了设计过程中的不足和缺陷。通过几次大改和无数次小改才能完成。
总之，每一次设计都是一个全新的挑战。我将在此基础上更加努力，用自己最大的能力完成毕业设计。

六 参考文献
学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

学位论文作者（本人签名）： 年 月 日

学位论文出版授权书
本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。

论文密级：

□公开 □保密（___年__月至__年__月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)

作者签名：_______ 导师签名：_______
_______年_____月_____日 _______年_____月_____日
独 创 声 明
本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:
二〇一〇年九月二十日

毕业设计（论文）使用授权声明
本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。
本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。
（保密论文在解密后遵守此规定）

作者签名:
二〇一〇年九月二十日
致 谢

时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。
首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。
首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。
其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。
另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。
最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。
四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。
回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。
学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。
在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。
最后，我要特别感谢我的导师赵达睿老师、和研究生助教熊伟丽老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。

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