机构创新设计Word文档格式.docx

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2014.8.2

摘要：

随着城市化道路的不断发展，为了满足高层和中高层的建筑需要。

推拉窗和外开上悬窗也逐渐成为主流，而外平开窗，由于其受风力影响而发生坠落事故，极少使用在高层建筑。

但是独立的使用这两种窗，并不能满足一些用户的需要。

本作品设计了一种新型的窗户——推拉-外开上悬窗（下面简称窗）。

同时具有外开上悬窗和推拉窗的功能。

即在下雨和大风天气时上悬开启，保证了室内良好的通风状态。

选择左右推拉开启时，又避免了上悬窗开度小的问题。

关键词：

创新设计；

两用窗

1引言

创新是人类社会文明进步的原动力，创新是一个国家一个民族的灵魂，国力的发展是创造出的，不是安排出来的。

新产品是设计出来的，不是模仿出来的。

当前，随着市场经济竞争机制渗透到各个领域，世界先进的制造业企业已经走过了以产量和质量占领市场的两个阶段，进入到了以创新占领市场的崭新阶段，如何创新，如何发展科技和经济，世界各国都在研究对策，如：

a大力提倡创造性。

包括新的思维方式、新原理、新理论、新方案、新结构、新技术、新材料、新工艺、新仪器等等。

对于发展一个国家的国民经济来说，创造性是永恒主题；

b研究和应用新的设计理论、方法去改造和完善传统的技术和方法，以便既快又好地设计出新型产品；

c把计算机应用广泛地引入产品设计、开发的全过程（预测、决策、管理、设计制造、试验、销售服务等）中，以达到这些过程的一体化、智能化和自动化；

d研究反求工程理论及其应用，在高的起点上实现技术创新和产品创新。

另外，许多企业纷纷打出“成本制胜”的口号，在满足产品基本功能、品质、产品外观等诸多方面要求的前提下，尽可能地降低产品的设计制造成本。

企业无论所有制形式如何，产权归属于谁，追求利润最大化是所有企业的宗旨。

利润=售价一成本一费用，由此可知利润的取得取决于产品的售价、设计制造成本、过程费用。

换言之，利润来源于销售经营、设计水平和制造成本。

成本的高低，是企业经营质量的集中反映。

把成本控制在较低水平是实现企业利益最大化的基础，是赢得市场份额的重要举措。

这也是每个常青企业永恒的管理主题。

增收节支，开源节流是撬动市场，开拓市场的支点，是参与市场竞争，确保企业生存发展的法宝。

“成由俭，败由奢”，“克勤于邦，克俭于家”古来有之。

一个企业的降成本最终都会汇聚到对细节的关注，关注细节降低成本不是企业一时兴起或是仅为了应付一时的竞争压力的行为，相反，降低成本时关注细节是一项长期的工程。

2窗的简介

窗户的作用，不只是用来看一看外面风光的，在很大程度上，决定了我们生活的质量，但有时，许多问题我们根本不会注意得到。

图1-1窗的示意图。

图1-1

家是我们的栖息之所，是我们自己营造的一个相对独立的小环境，挡风避雨，遮阳隔音，保护自己不受到任何来自外界的因素侵扰。

说是相对的独立，是因为我们不可能完全脱离外界的环境而独自生活，我们需要室内室外能有一个合理的交流与互换。

在这个小环境中，我们需要有合适的温度、湿度、空气和光线，还要有适合自己的声音环境。

我们需要窗户能透进光线吧，那么随着阳光而来的就会是多余的热量。

　　我们需要窗户能通风，那么随着流通的空气而来的，也许就是灰尘和蚊虫。

问题往往会随着你的需要而来，所以，对于自家的窗户，千万马虎不得。

3材质选择

相对来说，木质应该是最为完美的窗体框架材质，无论从隔热、隔音等角度来说都有明显的优势，而且与生俱来的质感和自然花纹更为让人心动。

虽然是木质，但实际上有的用于做窗框的实木已经经过了层层特殊的处理，不仅没有了水分，要求更高的甚至被吸去了脂肪，这样一来，所谓的木质实际上已经如同化石一样，经过处理后的实木，只保留了木材的外

图3-1

表，品质却完全不一样了，不会开裂变形，更不用担心遭虫咬、被腐蚀，而且，强度也大大增加。

如图3-1

此外，还有一种框架结构被称作铝包木，木质框架的户外部分为一层铝合金结构，实际上，这是综合了木质框架的隔热性好以及铝合金强度高的优点，合二为一，扬长避短。

木质窗唯一的一个缺点就是造价太高。

综上比较成本及可塑性，本两用窗的设计用的材料为铝合金。

4两用窗的设计

任何一个设计,其首要工作应明确设计目的和设计任务以及设计出机构应实现的功能。

机械系统的功能分析是机构创新设计中非常重要的环节,是后续设计的基础。

最基本的功能分析是确定输入、输出运动形式和相关约束条件,从而总结出为实现所需功能所需的机构自由度、各类型构件数目、机构中各类运动副的分配情况等。

在进行机械装置的功能分析之后,可根据现有的单铰运动链图谱找出满足机构自由度要求和基本功能要求的单铰运动链,且这些仅含连杆与转动副的所有单铰运动链原型可作为下一步创新综合的基础。

现举一个实例说明。

要求设计一个能较精确地实现预期运动规律（将转动变换为移动）的传动系统———凸轮控制机构。

则可确定凸轮为原动件,滑块为输出构件,该凸轮要求恒速转动,以驱动滑块沿固定导轨移动,而滑块要按规定的行程作往复运动。

按以上要求分析,机构的自由度为1,应选择F=1的运动链,而满足需求的最简单运动链为平面四杆链。

假若要求有力（力矩）及运动的扩大（缩小）等功能,则必须增加主从动件间的中间传动系统。

机构从凸轮滑块机构扩大为凸轮-齿轮-滑块机构,此时机构至少应增加2个中间杆件,则机构至少为六杆运动链。

F=1的六杆单铰运动链仅有瓦特链与斯蒂芬森链2种,如图4-1。

图4-1

4.1窗的整体结构：

窗高1.2米，宽1.5米。

主要有窗框和两个窗扇组成。

如图4-2。

窗扇（如图4-3）分为上梃很和窗体两部分。

窗扇宽0.6米，高1.0米，厚度0.034米。

开启角为20度。

上梃，如图4-2所示：

窗体，如图4-3所示：

图4-2

图4-3

窗的开启状态，如图4-4所示：

单扇开启两扇开启推拉开启

图4-4

4.2局部结构

∙上梃和上框滑道连接部分

图4-5图4-6图4-7

图4-8

上梃两侧装有滚轮座（如图4-5），滚轮座（如图4-6）通过两颗螺钉连接在上梃上（如图4-7），两个滚轮通过心轴连接在滚轮座内，滚轮嵌在上框的滑道里（如图4-8）。

通过滚轮可以使窗体沿上框滑道左右移动。

∙上梃和窗体连接部分

图4-9图4-10图4-11

上梃两端各有一根轴伸出（如图4-9），和一个带孔的部件（如图4-10）接，该部件下端有凹槽，嵌在窗体边梃上端相应的槽中（如图4-11）。

∙支杆和窗体连接部分

图4-12图4-13图4-14

该部分有滑道（如图4-12），短圆柱销，支杆组成。

滑道固定边梃上，滑道下端有一开口。

边梃有一斜面凹槽（如图4-13），斜面凹槽内装有短圆柱销。

支杆上端有一半圆形凹槽，便于和销固定（如图4-14）。

∙支杆和下框连接部分

图4-15图4-16图4-17

该部分主要有支杆和支杆座滑道组成，支杆座和支杆通过销轴连接（如图4-15，图4-16），支杆座分为两部分，下端可旋转，连接好后嵌在下滑道里（如图4-17），并可和窗体一起沿下滑道左右滑动。

4.3连接部分的结构设计

连接部分的结构设计（零件示意图、装配示意图）

4.4窗的启闭操作

当选择左右推拉开启时，只需开锁后将一侧窗扇向另一侧窗扇移动。

关闭时只需拉回窗扇上锁。

当选择外开上悬开启时，开锁后，将外侧窗扇下端推出，然后利用左右支杆将窗扇固定，用户可以根据自身需要选择单扇开启和两扇同时开启。

关闭时将支杆从边梃中脱离，然后慢慢放下窗扇就可关闭。

5结论

本窗融合了外开上悬窗能够防风防尘，在下雨天，又能防止雨水进入室内，同时保持室内良好的通过条件,和推拉窗是窗无论在开关状态下均不占用额外的空间，构造也较为简的优点。

同时又避免了上悬窗的开启度小，通风能力差。

外开的窗扇阻挡了人的视线和推拉窗的最大开启度只能达到整个窗户面积的1／2；

在风雨天，窗户只能关闭而无法换气；

密封性差、湿气、灰尘容易进入。

窗框下滑轨来回滑动，上有较大的空间，下有滑轮间的空隙，形成较大的热损失。

清洗比较困难，要擦到玻璃朝外的一面很困难的缺点。

给用户带来了更多的功能选择，在建筑的人性化设计上有着一定优势。

该窗外观简洁，不占用室内空间，使用时操作简单。

具有较强的抗风性能，和密封性能。

参考文献

[1]徐起贺，刘静香，程鹏飞.机械设计课程设计北京：

机械工业出版社，2009

[2]寇世瑶，钱文伟，刘鹏.机械制图北京：

高等教育出版社，2007

[3]徐起贺.机械创新设计北京：

机械工业出版社，2010