窗户开启机构运动分析报告.docx
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窗户开启机构运动分析报告
项目1窗户开启机构运动分析报告
完成日期：
2017年9月29日
摘要-1-
1产品介绍-2-
2平面机构分析-3-
2.1运动分析-3-
2.2运动简图-3-
2.3自由度计算-3-
2.4分析结论-4-
3三维造型-4-
3.1外框造型-4-
3.2内框造型-5-
3.3手柄造型-5-
3.4铁脚造型-6-
3.5铰链造型-6-
4运动仿真-7-
4.1机构装配-7-
4.2整机装配-8-
4.3机构运动仿真-8-
5实物制作-10-
5.1制作方案-10-
5.2存在的问题和解决办法-10-
5.3最终实物-10-
6结论-11-
参考文献-12-
摘要
窗户是房间必不可少的一部分，在市面上有众多的款式。
本报告对学校的主流款式窗户（平开窗）的功能、构成、使用方法进行了介绍，并对其中的典型平面机构进行了实测，绘制了机械运动简图，计算了自由度，验证了相对运动定理，验证了该机构的运动合理性,并进行了三维造型设计与运动仿真。
关键词：
连杆；平面机构；运动分析；定理；自由度
1产品介绍
平开窗在窗扇一侧装铰链，与窗框相连。
有单扇、双扇之分，可以内开或外开。
平开窗构造简单，制作与安装方便，采风、通风效果好，应用最广.平开窗：
是一种传统的窗型，应用范围最广，分内开、外开两种。
内开启便于擦窗，但开时占据室内空间，制作不当，雨天会向内渗水。
向外开的窗扇防水性能好，开启时不占室内空间，但大风雨天易受损，对五金件强度要求较高。
平开窗最大特点是密圭寸性能好，窗扇能全部打开，便于通风，结构简单。
图1平开窗
2平面机构分析
2.1运动分析
由此机构的机构运动简图我们可以看出，此机构属于曲柄滑块机构是曲
柄连杆机构的一种特殊的存在方式。
下面进行分析。
原动件是玻璃窗户，不是曲柄。
无死点位置。
此机构起对窗户的支撑作用，并不是主要为了传递运动，所以传递性能不
是很好。
2.2运动简图
2.3自由度计算
活动构件为2个，低副为2,局部自由度为1
F=3n-PL-F=32-22-1=2
2.4分析结论
该窗户的平面机构为曲柄滑块机构，拥有两个自由度。
符合相对运动定理
3三维造型
3.1外框造型
根据实际测量尺寸，经过比例缩放之后，使用UG软件，建立一个长度为
10mm宽度为60mm高度为140mm勺长方体。
选择平面建立草图，做出内边框曲线。
进行适当的拉伸。
在边框内侧做出滑道。
具体如图3-1所示：
图3-1
3.2内框造型
建立一个长度为2mm宽度为50mm高度为140mnl勺长方体。
选择平面
建立草图，做出内边框曲线。
进行适当的拉伸。
具体如图3-2所示：
图3-2
3.3手柄造型
先画草图，进行拉伸做出手柄底座。
在上面做一个圆柱体，作为支架，
然后再在圆柱上面做一个长方体，作为把手。
最后进行边倒圆，倒斜角的细
节处理，具体造型如图3-3所示：
图3-3
3.4铁脚造型
建立一个圆柱体，在圆形端面建草图拉伸，对拉伸出来的实体，进行边
倒圆。
在平面上建草图拉伸，获得孔。
具体造型如图3-4所示:
图3-4
3.5铰链造型
这是窗户开启与关闭的一个重要机构，造型简单却很重要。
主要使用做
草图拉伸方法设计出来。
具体造型如图3-5所示:
图3-5
4运动仿真
4.1机构装配
使用草绘曲线绘制链传动轨迹，
下面进行链条装配，选择【文件】/【新建】命令，在弹出的【新建】对话框中选中【组件】单选按钮，子类型设置为【设计】，链条组件第一个链扣内单元体和第二个链扣外单元体的装配，创建链条组件装配条件，装配第一个链扣内单元体使用一个“平面”接头、两个“槽”接头，选链条轨迹曲线时按Ctrl键选中四段曲线，如图11所示。
装配第二个时，在第一个链扣的一侧装配第二链扣，使用一个单击工具栏中按钮，弹出【打开】对话框，在文件列表中选择装配链条轨迹，单击打开按钮，零件出现在图形区，并弹出【元件放置】操控板。
打开【元件放置】操控板中的【放置】上滑面板，在【约束类型】下拉列表框中选择“缺省”约束类型单击按钮完成装配链条轨迹的装配。
4.2整机装配
将窗户外框通过脚架将窗户外框连接，使用的约束有【接触对齐】【自
动判断中心/轴】。
将窗户外框与内框用连杆连接，使用的约束有【接触对齐】
【自动判断中心/轴】。
具体效果图如4-2所示：
图4-2整体效果
4.3机构运动仿真
打开窗户机构的装配图，选择下拉菜单【应用程序】/【机构】命令进入运动
仿真界面。
这时每个链扣都出现带旋转方向的黄色销轴，表示每个链扣装配都可以运动，如图4-3所示。
21所
定义初始条件，单击初始条件命令弹出【初始条件定义】对话框，如图
示。
窗口出现如下几个速度条件：
定义点的速度、定义运动轴速度、定义角速度、定义切向槽速度、用速度条件评估模型、删除。
通过这些条件可以对输料机构运动速度进行设置。
本设计中只需要定义其运动槽速度和运动轴速度。
定义链轮以相同的转速，
【定义运动轴速度】选择链轮轴，给一个速度，这样链轮的速度定义，然后【定义槽速度】，选择设置的槽运动副，给出一个速度。
其速度定义完后，检查其运动方向是否符合实际运动关系。
但还要检测一下速度特性，通过速度条件评估模块命令，这样就可以进行仿真了。
5实物制作
5.1制作方案
先测量实际窗户的尺寸，然后根据实际尺寸成比例的算出制作尺寸。
人后用刀和捡到
将泡沫板裁成一个外围的框架。
把手是把泡沫板剪裁成条形，然后用双面胶进行粘合固定，再用牙签与外围进行连接。
泡沫与泡沫之间的连接全部用双面胶，因为用液态胶会和泡沫反应。
在铰链的位置也是用牙签与条形泡沫做的。
下面的沟槽用了半根吸管，不然泡沫的摩擦力太大，导致动不了。
而吸管的内壁是光滑的，而且完全可以镶嵌在沟槽内。
5.2存在的问题和解决办法
实体的重量很大，而泡沫的重量非常的轻，所以在转动的时候容易脱落，所以我用两个泡沫的小块在一个连接处夹住连接的位置，以此来固定。
而且牙签本身就很细，也容易脱落,所以我在牙签的外面缠了一层双面胶，以此来固定。
5.3最终实物
由于重量相差太大，所以固定是最大的问题，因此我将容易脱落的地方上下都用了一个泡沫板进行固定。
而由于牙签的细小，总是容易掉下来，也会导致固定失败，所以我在牙签的外面也缠了一层双面胶，这样，当牙签插入泡沫板的时候，牙签外面的双面胶就会和泡沫板内部进行粘合，不容易脱落。
在下面铰链的地方，也是用牙签在外面粘上双面胶来进行固定的，而且一定不要用液体胶，不然会和泡沫反应，进而腐蚀泡沫。
当这些问题都解决后，实物成品就做出来了。
6结论
经过小组成员之间的明确分工以及密切配合，我们如期完成任务。
这是学习机械原理这门课以来第一次项目作业。
在完成的过程中我们遇到了大大小小的诸多困难，曾一度陷入困境。
其中最大的困难就是运动仿真的制作，对机构的运动分析。
对于我们来说这是两大难点。
但是经过小组人员的不懈努力，通过上网搜集资料，寻求老师同学的帮助，这些困难都一一被克服，值得一提的是我们获得来自其它小组的友情帮助与宝贵经验。
这才是这个项目作业中我们最大的收获。
参考文献
[1]阿尔托包列夫斯基.平面机构综合[M].人民教育出版社，1980.
[2]田浩，寇伟，白争锋.间隙对平面机构运动特性的影响分析J].机械设计
与制造,2010
（2）:
17-18.
[3]师忠秀，綦明正，程强.平面连杆机构的杆组法运动分析及仿真J].青岛
大学学报（工程技术版）,2003,18（4）:
22-26.
[4]葛文杰.平面连杆机构的CAD及动态模拟[J].机械科学与技术,
1994（3）:
127-130.
[5]谭姝.平面连杆机构仿真系统的设计[J].农机化研究，2005（3）:
182-183.
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