機構(gòu)創(chuàng)新設計的應用研究室內(nèi)裝修畢業(yè)論文

1、目 錄摘要. i緒論. .1第1章 窗的簡介.81.1 窗的種類.81.1.1 塑鋼窗.81.1.2 敞開全敞無框移動陽.91.1.3 全能防盜卷簾窗.10第2章 材質(zhì)選擇. .122.1窗常用材.122.1.1塑鋼.122.1.2 鋁合.122.1.3 木質(zhì).13第3章 不同種類窗的優(yōu)劣.153.1 平開窗.153.2 推拉窗.153.3 外開上懸窗.16第4章 兩用窗的設計.174.1機構(gòu)的簡介.17 4.1.1 構(gòu)件的自由度.18 4.1.2 運動副和約束.18 4.1.3 構(gòu)件的種類.194.2 兩用窗的設計.204.2.1 窗的整體結(jié)構(gòu).204.2.2 窗的開啟狀態(tài).204.2.3

2、局部結(jié)構(gòu).224.2.4 連接部分的結(jié)構(gòu)設計.254.2.5 窗的啟閉操作.25結(jié)論.26致謝.27參考文獻.28附錄.29緒 論1 機械創(chuàng)新設計機械創(chuàng)新設計(mechanical creative design，mcd)是指充分發(fā)揮設計者的創(chuàng)造力，利用人類已有的相關科學技術成果(含理論、方法、技術、原理等)進行創(chuàng)新構(gòu)思，設計出具有新穎性、創(chuàng)造性及實用性的機構(gòu)或機械產(chǎn)品(裝置)的一種實踐活動。它包含兩個部分： (1) 改進和完善生產(chǎn)或生活中現(xiàn)有機械產(chǎn)品的技術性能、可靠性、適用性等： (2) 創(chuàng)造設計出新機器、新產(chǎn)品，已滿足新的生產(chǎn)或生活的需要。由于mcd過程凝結(jié)了人們的創(chuàng)造智慧，因而mcd的產(chǎn)

3、品無疑應是科學技術和藝術結(jié)晶的產(chǎn)物，具有美學性，反映出和諧統(tǒng)一的技術美。 mcd相對常規(guī)設計而言，它特別強調(diào)人在設計過程中(特別是在總體方案機構(gòu)設計階段)的主導性和創(chuàng)造性。 mcd的一般過程如圖1所示。 mcd的一般過程大體可分為四個階段： (1) 確定機械的基本原理； (2) 機構(gòu)結(jié)構(gòu)類型綜合及優(yōu)選； (3) 機構(gòu)運動尺寸綜合及其運動參數(shù)優(yōu)選； (4) 機構(gòu)動力學參數(shù)綜合及其動力參數(shù)優(yōu)選。完成上述機械原理、結(jié)構(gòu)學、運動學、動力學分析與綜合的四個階段，便形成了機械創(chuàng)新設計的優(yōu)選方案。 mcd不是簡單的模仿或技術改造，而是一個復雜的過程，為了了解這復雜的過程，需要理順思維，充分利用mcd中一些常

4、用的方法。關于mcd中一些常用的方法，大致可總結(jié)為以下幾種： (1) 群智集中法，這是一種發(fā)揮集體智慧的方法，又稱頭腦風暴法，是1938年由美國人提出來的一種方法，我國的很多大型發(fā)明創(chuàng)造都使用了這種方法。 (2) 仿生創(chuàng)新法，即是通過對自然界生物機能的分析和類比，創(chuàng)新設計新機器。如仿人機械手，就是仿生設計的產(chǎn)物。 (3) 功能設計創(chuàng)新法，即根據(jù)設計要求，確定功能目標后，再擬定實施技術方案，從中擇優(yōu)設計。第三章“方案創(chuàng)新設計及其在雙桶洗衣機傳動方案設計中的應用”就是利用此方法進行創(chuàng)新設計研究。 (4) 類比求優(yōu)創(chuàng)新設計法，就是把同類產(chǎn)品相對比較，研究同類產(chǎn)品的優(yōu)缺點，設計同類產(chǎn)品中性能最好、成本

5、最低的優(yōu)良產(chǎn)品。第四章“機構(gòu)創(chuàng)新設計及其在雙桶洗衣機聯(lián)接結(jié)構(gòu)設計中的應用”就是利用此方法進行創(chuàng)新設計研究。 (5) 反求設計創(chuàng)新法，是指在引入先進產(chǎn)品的基礎上，加以分析、改進、提高，最終創(chuàng)新設計出新產(chǎn)品的過程。第五章。反求創(chuàng)新設計及其在雙桶洗衣機剎車控制結(jié)構(gòu)設計中的應用”就是利用此方法進行創(chuàng)新設計研究。 圖1 mcd的一般過程 (6) 移置技術創(chuàng)新方法，是把一個領域內(nèi)的先進技術移置到另一個領域，或把一種產(chǎn)品內(nèi)的先進技術應用到另一種產(chǎn)品中，從而獲得新產(chǎn)品。這類創(chuàng)新方法的應用很成功，例如人工神經(jīng)網(wǎng)絡的研究就是將生物學的研究創(chuàng)新地應用到其它領域。 mcd所涉及的主要內(nèi)容有：機械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設計，機

6、構(gòu)的創(chuàng)新設計，其包含機構(gòu)組合創(chuàng)新、機構(gòu)演化變異創(chuàng)新、機構(gòu)再生運動鏈創(chuàng)新等，在第四章中將作詳細理論分析和應用研究。反求創(chuàng)新設計，在第五章中將作詳細理論分析和應用研究。 綜上所述，機械創(chuàng)新設計是建立在現(xiàn)有機械設計理論基礎上，吸收科技哲學、認識學、思維科學、設計方法學、發(fā)明學、創(chuàng)造學等相關科學的有益成分，經(jīng)過交叉而成的一種設計技術和方法。2 課題的國內(nèi)外發(fā)展狀況和研究的意義(1) 國外研究現(xiàn)狀 創(chuàng)新理論是由美籍經(jīng)濟學家熊彼特(jascnumpter)在經(jīng)濟發(fā)展論一書中首次提出的，為科技與經(jīng)濟結(jié)合提供了比較系統(tǒng)的理論觀點、思路、途徑和方法。之后各國的研究者針對倒新設計也開展了大量的研究工作，如shen

7、aojuinnchioll，sridhar kotu在1999年mechanism and machine theory上發(fā)表了automated conceptual design ofmechanism，進一步剖析創(chuàng)新設計理論，重點研究機械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設計：hsiang-tang ching，jahau lewis chen在2004年advances in engineering software)上發(fā)表了the conflict-problem solving cad software integrating triz intoecoinnovation，詳細研究和指導如何應用tri

8、z方法進行解決問題和創(chuàng)新設計等。在世界進入知識經(jīng)濟的時代，世界各國都在調(diào)整經(jīng)濟政策、科技政策和發(fā)展戰(zhàn)略，對高科技領域的創(chuàng)新給予了高度的重視。未來世界的國家分成三種類型：制造大國、發(fā)現(xiàn)大國、設計大國。制造大國，在許多情況下使用廉價勞動力和資源就能做到，但這要付給發(fā)現(xiàn)大國和設計大國大量的專利權費(即知識產(chǎn)權費)。發(fā)現(xiàn)大國是靠尖端科技人才發(fā)現(xiàn)自然和社會規(guī)律，從而改變?nèi)祟惷\，這需要超級入才和實驗成本。設計大國使用最聰明、最不受傳統(tǒng)約束的頭腦做事情，并使發(fā)現(xiàn)的價值最大限度地突現(xiàn)出來，最終決定制造大國出產(chǎn)產(chǎn)品能不能成為市場的賣點。因此制造大國實際上很可能被發(fā)現(xiàn)大國和設計大國控制。歐美各國，特別是美國憑借

9、其強大的經(jīng)濟后盾，支持、激勵和推進現(xiàn)代產(chǎn)品設計的創(chuàng)新發(fā)展，從審美、使用、技術、材料、工藝、裝備、管理等方面進行設計創(chuàng)新，通過創(chuàng)新設計鞏固其經(jīng)濟地位，把其占據(jù)優(yōu)勢的高新科技轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品占領全球市場。1997年，英國首相布萊爾上任不久就制定了激勵設計產(chǎn)業(yè)的政策，認為英國的設計產(chǎn)業(yè)對經(jīng)濟發(fā)展非常重要，曾在19世紀被譽為世界工廠的英國正期望成為21世紀的世界設計工作室。日本在戰(zhàn)后把設計作為國策之一，從政治、經(jīng)濟、文化、國家建設等一系列重大問題上引入“設計先導”的理念，強化設計教育，提倡創(chuàng)造學，提出了“科技創(chuàng)新立國”的新方針。韓國借1988年的漢城奧運會提出“設計立國”口號，經(jīng)過20多年的發(fā)展，目前在許多

10、領域中的水平已接近日本。(2) 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 古代有四大發(fā)明的中國，是一個長于發(fā)明和發(fā)現(xiàn)的國家，有能力有志氣做自主創(chuàng)新的發(fā)現(xiàn)大國和設計大國。我國是世界制造大國，還不是制造強國；制造技術基礎薄弱，創(chuàng)新能力不強；產(chǎn)品以低端為主；制造過程資源、能源消耗大，污染嚴重。我國企業(yè)的產(chǎn)品“創(chuàng)新能力”遠低于“生產(chǎn)能力”。產(chǎn)品創(chuàng)新已成為我國從“制造大國”走向“制造強國”的關鍵。解決產(chǎn)品的產(chǎn)量之大和創(chuàng)新能力之低的矛盾，已成為我國經(jīng)濟發(fā)展的當務之急。開展產(chǎn)品創(chuàng)新設計的研究，大力開發(fā)新產(chǎn)品，努力把高技術、高質(zhì)量、最具發(fā)展前途的新產(chǎn)品推向市場是我國企業(yè)迫切需要解決的關鍵問題之一，也是我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展所

11、提出的亟待解決的問題。目前國內(nèi)有很多學者展開了產(chǎn)品創(chuàng)新設計的研究工作，并取得了一定的成績，如中國科技大學孔凡讓教授，其研究方向就有“創(chuàng)新與發(fā)明方法學的研究”，提出“創(chuàng)新語法學”和適合在計算機上實現(xiàn)的概念設計理論，把總的技術目標分解為多個小目標，把技術問題分解成一系列的基本問題，把解決問題的各種方法分解為基本方案庫，各種方案被進一步按功能封裝，利用過濾器、模糊數(shù)學的隸屬度函數(shù)和專家經(jīng)驗規(guī)則幫助搜索、篩選。(3) 課題的意義 創(chuàng)新是人類社會文明進步的原動力，創(chuàng)新是一個國家一個民族的靈魂，國力的發(fā)展是創(chuàng)造出的，不是安排出來的。新產(chǎn)品是設計出來的，不是模仿出來的。當前，隨著市場經(jīng)濟競爭機制滲透到各個領

12、域，世界先進的制造業(yè)企業(yè)已經(jīng)走過了以產(chǎn)量和質(zhì)量占領市場的兩個階段，進入到了以創(chuàng)新占領市場的嶄新階段，如何創(chuàng)新，如何發(fā)展科技和經(jīng)濟，世界各國都在研究對策，如： a 大力提倡創(chuàng)造性。包括新的思維方式、新原理、新理論、新方案、新結(jié)構(gòu)、新技術、新材料、新工藝、新儀器等等。對于發(fā)展一個國家的國民經(jīng)濟來說，創(chuàng)造性是永恒主題； b 研究和應用新的設計理論、方法去改造和完善傳統(tǒng)的技術和方法，以便既快又好地設計出新型產(chǎn)品； c 把計算機應用廣泛地引入產(chǎn)品設計、開發(fā)的全過程(預測、決策、管理、設計制造、試驗、銷售服務等)中，以達到這些過程的一體化、智能化和自動化； d 研究反求工程理論及其應用，在高的起點上實現(xiàn)技

13、術創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新。另外，許多企業(yè)紛紛打出“成本制勝”的口號，在滿足產(chǎn)品基本功能、品質(zhì)、產(chǎn)品外觀等諸多方面要求的前提下，盡可能地降低產(chǎn)品的設計制造成本。企業(yè)，無論所有制形式如何，產(chǎn)權歸屬于誰，追求利潤最大化是所有企業(yè)的宗旨。利潤=售價一成本一費用，由此可知利潤的取得取決于產(chǎn)品的售價、設計制造成本、過程費用。換言之，利潤來源于銷售經(jīng)營、設計水平和制造成本。成本的高低，是企業(yè)經(jīng)營質(zhì)量的集中反映。把成本控制在較低水平是實現(xiàn)企業(yè)利益最大化的基礎，是贏得市場份額的重要舉措。這也是每個常青企業(yè)永恒的管理主題。增收節(jié)支，開源節(jié)流是撬動市場，開拓市場的支點，是參與市場競爭，確保企業(yè)生存發(fā)展的法寶?！俺捎蓛€，敗由

14、奢”，“克勤于邦，克儉于家”古來有之。一個企業(yè)的降成本最終都會匯聚到對細節(jié)的關注，關注細節(jié)降低成本不是企業(yè)一時興起或是僅為了應付一時的競爭壓力的行為，相反，降低成本時關注細節(jié)是一項長期的工程。第1章 窗的簡介窗戶的作用，不只是用來看一看外面風光的，在很大程度上，決定了我們生活的質(zhì)量，但有時， 圖1-1許多問題我們根本不會注意得到。圖1-1窗的示意圖。 家是我們的棲息之所，是我們自己營造的一個相對獨立的小環(huán)境，擋風避雨，遮陽隔音，保護自己不受到任何來自外界的因素侵擾。說是相對的獨立，是因為我們不可能完全脫離外界的環(huán)境而獨自生活，我們需要室內(nèi)室外能有一個合理的交流與互換。在這個小環(huán)境中，我們需要有

15、合適的溫度、濕度、空氣和光線，還要有適合自己的聲音環(huán)境。 我們需要窗戶能透進光線吧，那么隨著陽光而來的就會是多余的熱量。 我們需要窗戶能通風吧，那么隨著流通的空氣而來的，也許就是灰塵和蚊蟲。 問題往往會隨著你的需要而來，所以，對于自家的窗戶，千萬馬虎不得。 1.1 窗的種類1.1.1 塑鋼窗 塑鋼窗是近幾年從木窗、鋼窗、鋁合金窗之后發(fā)展起來的，它具有節(jié)約能源和鋼材、防腐蝕、隔音、密封性好、開啟靈活、清潔方便、裝飾性強等優(yōu)點，為第四代新型門窗。它與一般塑料制品有明顯的區(qū)別,以聚氯乙烯（pvc）與氯化聚乙烯共混樹脂為主體，加上一定比例的添加劑，經(jīng)擠壓加工成型材。然后通過切割、鉆孔、熔接等方法，制成

16、窗框，裝上五金配件等制品。為了增加型材的鋼性、在塑料異型材內(nèi)腔中填入增加拉彎作用的鋼襯（加強筋）組成，所以稱為塑鋼窗。因為它不僅具有塑料制品的特性，而且物理、化學性能、防老化能力大為提高。它不僅具有窗的基本功能，其裝飾性也可與鋁合金門窗媲美，并且具有保溫、隔熱的特性，使居室更加舒適、清靜，更具有現(xiàn)代風貌。另外還具有耐酸，耐堿、耐腐蝕、防塵、阻燃自熄、強度高、不變形、色調(diào)和諧等優(yōu)點，裝置時無須防腐油漆，經(jīng)久耐用，而且其氣密性、水密性比一般同類門窗大25倍。據(jù)有關專家推算，我國北方地區(qū)如有15住宅建筑采用塑鋼門窗，可節(jié)約煤14萬噸、節(jié)約電1.3億度，節(jié)約鋼6.5萬噸。 塑鋼門窗的開啟方式主要有推拉

17、、外開、內(nèi)開、內(nèi)開上懸等，新型的開啟方式有推拉上懸式。不同的開啟方式各有其特點，一般講，推拉窗有立面簡潔、美觀，使用靈活，安全可靠，使用壽命長，采光率大，占用空間少，方便帶紗窗等優(yōu)點。外開窗有開啟面大、密封性、通風透氣性、保溫抗?jié)B性能優(yōu)良等優(yōu)點。目前用得較多的還是推拉式，其次為外開式。 敞開無框陽臺窗：現(xiàn)代人越來越重視居室的裝潢。在裝修中把作為人們眺望外界景觀和休息的陽臺，一般都由住戶封裝起來的占了大多數(shù)，目的是為了擋風遮雨、防塵埃、噪音等，使陽臺窗戶更加整潔美觀，增強陽臺的實用性。從早期的木窗、鋼窗到鋁合金窗，以及目前流行的塑鋼窗，從窗的材料和式樣都有了很大的發(fā)展。但這樣封裝后的陽臺，在很大

18、程序上削弱了陽臺作為敞開的休閑空間的特征和功能。 針對陽臺這一特殊空間所具有的特性，現(xiàn)在又有了一種突破性的變化，那就是敞開無框陽臺窗。1.1.2敞開全敞式無框移動陽臺窗 這種新型窗采用高強度鋼化玻璃、相應的五金配件聯(lián)結(jié)大截面鋁合金結(jié)構(gòu)制成，它的全新設計，使每扇窗戶都既能左右移動，又能呈90o180o弧度開啟逐塊排列，而且整個陽臺窗能根據(jù)住戶的需要全面敞開，也可全部封閉，充分保留了陽臺應有的特性和功能。敞開無框陽臺窗使陽臺具有很強的實用性，它能非常有效地擋風遮雨，隔斷塵埃和噪音；合理的結(jié)構(gòu)使每扇窗都能夠向內(nèi)開啟，不必把身體探出外面擦窗，清洗十分安全、簡單；因為沒有垂直窗框，關上窗戶時視線也毫無阻

19、擋，最大限度地透人光亮，接近自然，帶給你融于自然的清新感受，使陽臺成為充分休閑的陽光室；而且從整個建筑的外形看，無框陽臺窗完全不破壞建筑立面，使建筑物外形更顯美觀。 安全防盜卷簾窗：近年來，沿海大城市一些住宅小區(qū)、居民新村中住宅、別墅、公寓獨門獨戶的家庭居室，為了防止小偷潛入居室，撬窗偷竊，紛紛在窗戶外加裝鐵柵欄進行保護，以防發(fā)生意外，但給城市中住宅小區(qū)環(huán)境容貌，帶來了不美觀的印象。 1.1.3全能防盜卷簾窗 為了適合現(xiàn)代建筑物的配套，加強安全防范措施，采用全能防盜卷簾窗裝置在窗戶，能節(jié)省空間，又能起到安全防范作用。這種新穎卷簾窗采用無線電遙控操縱，在30米距離內(nèi)任意控制；窗框用u字型導軌，滑

20、動時不會卡住，輕便無噪聲；卷簾片采用鋁合金和鋼板制成雙層圓弧形，有彈性、不反翹；中間空隙處內(nèi)填充高密度泡沫聚胺脂隔音材料，可以防止陽光照射，兼有高效隔熱、儲熱、節(jié)能、防曬、隔音、耐冷、耐熱、耐撞擊等效果。并且還有兩種功能，第一，有通風孔，當卷簾窗設到底部關閉，需要通風時不須將窗簾打開，只須將窗簾向上提升數(shù)厘米，有通風性能良好的通風孔，就能吹進陣陣涼風。當陌生人敲窗門談話，不打開卷簾窗也可通過通風孔看到對方面部進行談話。其次，使用的五金制品和門鎖全部采用不銹鋼和有色金屬制成，在軸芯中配有防后退自鎖控制機構(gòu)，有效地控制防撬、燃燒導熱后變形的膨脹變化，使盜竊者無法將其撬開，達到窗戶外部不再需要另裝柵

21、欄進行安全防范保護。 由于該防盜卷簾窗廣泛使用于各類建筑物，如新舊公寓、別墅、住宅、商住樓、旅游休閑房、車庫等均可安裝，并且其使用材料由傳統(tǒng)鐵質(zhì)改為鋁合金，有輕便堅固的骨架和卷揚機構(gòu)，抗風性強，外表噴涂烤漆的顏色可與建筑物墻面協(xié)調(diào)配套，日曬雨淋不脫落、不龜裂、耐磨擦、易保養(yǎng)、易清洗、造型堅固美觀，表面光潔細膩，格調(diào)新穎高雅，是賓館、商住樓、公寓、住宅等建筑物提高防盜、防撬能力的理想選擇。第2章 材質(zhì)選擇選一扇好窗戶，不亞于選一個好房間，材質(zhì)、工藝、結(jié)構(gòu)、形式，以及一些細致入微的方方面面都要考慮得到。如圖2-1 圖2-1我們經(jīng)常會首先注意到的第一個問題總會是材質(zhì)。 對于窗戶的材質(zhì)，并不難選擇，總

22、的來說，可分成三大類木質(zhì)、塑鋼、鋁合金。三者各有所長。 2.1窗常用材質(zhì)2.1.1塑鋼因為是塑料材質(zhì)，所以重量小，隔熱性能好，而且價格相對較低。因為經(jīng)常要面對風吹雨打太陽曬，所以最讓人關心的是塑鋼窗的防老化問題。實際上，高品質(zhì)的塑鋼窗的使用年限可達一百年左右。 2.1.2鋁合金 因為是金屬材質(zhì)，所以不會存在老化問題，而且堅固，耐撞擊，強度大。但鋁合金窗最容易被攻擊的一個弱點就是隔熱性能，因為金屬是熱的良導體，外界與室內(nèi)的溫度會隨著窗的框架傳遞。 但值得疑問的是，在一扇窗戶上框架所占的比例并不很大，窗戶并不是一塊金屬板，而是鑲著框的玻璃，通過框架邊條傳遞的熱量究竟會對有著暖器、空調(diào)的室內(nèi)溫度產(chǎn)生

23、多大的影響？ 但還是有備無患的好，為了防止這個問題，在有的鋁合金窗戶上采用了“斷橋”技術，即在鋁合金窗框中加一層樹脂材料，徹底斷絕了導熱的途徑。 2.1.3木質(zhì)相對來說，木質(zhì)應該是最為完美的窗體框架材質(zhì)，無論從隔熱、隔音等角度來說都有明顯的優(yōu)勢，而且與生俱來的質(zhì)感和自然花紋更為讓人心動。雖然是木質(zhì)，但實際上有的用于做窗框的實木已經(jīng)經(jīng)過了層層特殊的處理，不僅沒有了水分，要求更高的甚至被吸去了脂肪，這樣一來，所謂的木質(zhì)實際 窗2-2上已經(jīng)如同化石一樣，經(jīng)過處理后的實木，只保留了木材的外表，品質(zhì)卻完全不一樣了，不會開裂變形，更不用擔心遭蟲咬、被腐蝕，而且，強度也大大增加。如圖2-2 此外，還有一種框

24、架結(jié)構(gòu)被稱作鋁包木，木質(zhì)框架的戶外部分為一層鋁合金結(jié)構(gòu)，實際上，這是綜合了木質(zhì)框架的隔熱性好以及鋁合金強度高的優(yōu)點，合二為一，揚長避短。木質(zhì)窗唯一的一個缺點就是造價太高。 綜上比較成本及可塑性，本兩用窗的設計用的材料為鋁合金。第3章 各種類窗的優(yōu)劣 3.1平開窗 平開窗是最為常見的一種窗，窗扇通過鉸鏈與窗框結(jié)合，窗扇可以旋轉(zhuǎn)開啟。這種窗的優(yōu)點是構(gòu)造簡單，整扇窗可以100%打開，關閉時氣密性好，建筑熱工性能高，在建筑節(jié)能要求越來越高的今天，平開窗將成為市場的主流。平開窗的缺點是窗扇開啟后要占據(jù)一定的空間，在某些特別狹窄的位置沒有足夠的空間容納開啟的窗時不宜采用。 平開窗根據(jù)鉸鏈的位置可以分為側(cè)開

25、窗和懸窗兩種。側(cè)開窗水平方向開啟，窗扇在開啟過程中始終保持平衡，不必擔心在重力影響下自行運動造成危險，一般用于面積較大的主窗；懸窗由于是垂直方向開啟，開啟角度受到限制，一般用于廚房、衛(wèi)房間等的通風換氣。目前較新型的平開窗可以兼具側(cè)開窗和懸窗兩者于一身，允許雙向開啟。小結(jié)定義：利用合頁或鉸鏈，使窗扇向外旋轉(zhuǎn)打開。 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、密封性好，不占用室內(nèi)空間?？墒故覂?nèi)有較大的通風量。 缺點：占用室外空間。風大時，易發(fā)生窗扇墜落的事故。使用在寫字樓、酒店等高層建筑時顯得不是很美觀。3.2推拉窗 推拉窗采用裝有滑輪的窗扇在窗框上的軌道滑行，這種窗的優(yōu)點是窗無論在開關狀態(tài)下均不占用額外的空間，構(gòu)造也較為簡

26、單。但由此帶來的缺點是最多只有50%的窗扇可以打開，關閉時氣密性差。近年來有采用新技術的改進型推拉窗，可以將多個窗扇推至一側(cè)折疊。同時也有提高氣密性的推拉窗，但總體來說仍然無法達到平開窗的熱工性能，能耗較高，所以在先進國家很少采用這種窗。 在中國建筑市場上推拉窗非常普遍，隨著建筑節(jié)能要求的提高各地也相應出臺了限制推拉窗的規(guī)定，如天津市就規(guī)定，從2006年8月1日起，新建、改建、擴建的公共建筑禁止使用推拉窗；新建、改建、擴建居住建筑的外窗禁止使用推拉窗。 小結(jié) 優(yōu)點：不占用室內(nèi)外空間、隨意控制開啟面積、操作輕便。特別適用在窗臺。 缺點：最大開啟度只能達到整個窗戶面積的12； 在風雨天，窗戶只能關

27、閉而無法換氣； 清洗比較困難，要擦到玻璃朝外的一面很困難； 密封性差、濕氣、灰塵容易進入。窗框下滑軌來回滑動，上有較大的空間，下有滑輪間的空隙，形成較大的熱損失。3.3 外開上懸窗通過操作窗扇的執(zhí)手手柄，帶動五金件傳動器的相應移動，使窗扇能向室內(nèi)平開或向室內(nèi)傾倒開啟一定角度。小結(jié) 優(yōu)點：能夠防風防塵，在下雨天，又能防止雨水進入室內(nèi)，同時保持室內(nèi)良好的通過條件。 缺點：開啟度小，通風能力差。外開的窗扇阻擋了人的視線。以上就是生活常見的三種窗。為了增強三種窗的優(yōu)點,彌補其缺點,將三種窗的機構(gòu)進行組合,就有推拉-外平開窗、推拉-外開上懸窗、外平-外開上懸窗。第4章 兩用窗的設計任何一個設計,其首要工

28、作應明確設計目的和設計任務以及設計出機構(gòu)應實現(xiàn)的功能。機械系統(tǒng)的功能分析是機構(gòu)創(chuàng)新設計中非常重要的環(huán)節(jié),是后續(xù)設計的基礎。最基本的功能分析是確定輸入、輸出運動形式和相關約束條件,從而總結(jié)出為實現(xiàn)所需功能所需的機構(gòu)自由度、各類型構(gòu)件數(shù)目、機構(gòu)中各類運動副的分配情況等。在進行機械裝置的功能分析之后,可根據(jù)現(xiàn)有的單鉸運動鏈圖譜找出滿足機構(gòu)自由度要求和基本功能要求的單鉸運動鏈,且這些僅含連桿與轉(zhuǎn)動副的所有單鉸運動鏈原型可作為下一步創(chuàng)新綜合的基礎?，F(xiàn)舉一個實例說明。要求設計一個能較精確地實現(xiàn)預期運動規(guī)律(將轉(zhuǎn)動變換為移動)的傳動系統(tǒng)凸輪控制機構(gòu)。則可確定凸輪為原動件,滑塊為輸出構(gòu)件,該凸輪要求恒速轉(zhuǎn)動,

29、以驅(qū)動滑塊沿固定導軌移動,而滑塊要按規(guī)定的行程作往復運動。按以上要求分析,機構(gòu)的自由度為1,應選擇f=1的運動鏈,而滿足需求的最簡單運動鏈為平面四桿鏈。假若要求有力(力矩)及運動的擴大(縮小)等功能,則必須增加主從動件間的中間傳動系統(tǒng)。機構(gòu)從凸輪滑塊機構(gòu)擴大為凸輪-齒輪-滑塊機構(gòu),此時機構(gòu)至少應增加2個中間桿件,則機構(gòu)至少為六桿運動鏈。f=1的六桿單鉸運動鏈僅有瓦特鏈與斯蒂芬森鏈2種,如圖4-1。圖4-14.1 機構(gòu)簡介 我們將機構(gòu)中所有構(gòu)件都在一平面或相互平行的平面內(nèi)運動的機構(gòu)稱為平面機構(gòu)。4.1.1構(gòu)件的自由度 如圖42 所示，一個在平面內(nèi)自由運動的構(gòu)件，有沿x 軸移動，沿y 軸移動或繞a

30、 點轉(zhuǎn)動三種運動可能性。我們把構(gòu)件作獨立運動的可能性稱為構(gòu)件的“自由度”。所以，一個在平面自由運動的構(gòu)件有三個自由度?？捎萌鐖D41 所示的三個獨立的運動參數(shù)x、y、表示。 圖4-2 圖4-34.1.2運動副和約束 平面機構(gòu)中每個構(gòu)件都不是自由構(gòu)件，而是以一定的方式與其他構(gòu)件組成動聯(lián)接。這種使兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生一定運動的聯(lián)接，稱為運動副。兩構(gòu)件組成運動副后，就限制了兩構(gòu)件間的部分相對運動，運動副對于構(gòu)件間相對運動的這種限制稱為約束。機構(gòu)就是由若干構(gòu)件和若干運動副組合而成的，因此運動副也是組成機構(gòu)的主要要素。兩構(gòu)件組成的運動副，不外乎是通過點、線、面接觸來實現(xiàn)的。根據(jù)組成運動副的兩構(gòu)件之間的接

31、觸形式，運動副可分為低副和高副。 （1） 低副 兩構(gòu)件以面接觸形成的運動副稱為低副。按它們之間的相對運動是轉(zhuǎn)動還是移動，低副又可分為轉(zhuǎn)動副和移動副。 轉(zhuǎn)動副 組成運動副的兩構(gòu)件之間只能繞某一軸線作相對轉(zhuǎn)動的運動副。通常轉(zhuǎn)動副的具體結(jié)構(gòu)形式是用鉸鏈連接，即由圓柱銷和銷孔所構(gòu)成的轉(zhuǎn)動副，如圖43（a）所示。 移動副 組成運動副的兩構(gòu)件只能作相對直線移動的運動副，如圖43 （b）所示。由上述可知，平面機構(gòu)中的低副引入了兩個約束，僅保留了構(gòu)件的一個自由度。因轉(zhuǎn)動副和移動副都是面接觸，接觸面壓強低，稱為低副。我們將由若干構(gòu)件用低副連接組成的機構(gòu)稱為平面連桿機構(gòu)，也稱低副機構(gòu)。由于低副是面接觸，壓強低，磨

32、損量小，而且接觸面是圓柱面和平面，制造簡便，且易獲得較高的制造精度。此外，這類機構(gòu)容易實現(xiàn)轉(zhuǎn)動、移動等基本的運動形式及轉(zhuǎn)換，因而是在一般機械和儀器中應用廣泛。平面連桿機構(gòu)也有其缺點：低副中的間隙不易消除，引起運動誤差，且不易精確地實現(xiàn)復雜的運動規(guī)律。（2）高副 兩構(gòu)件以點或線接觸形成的運動副稱為高副，如圖44 所示。這類運動副因為接觸部位是點或線接觸，接觸部位壓強高，故稱為高副。圖4-44.1.3 構(gòu)件分類 機構(gòu)中的構(gòu)件可分為三類。 （1）機架 它是機構(gòu)中視作固定不動的構(gòu)件，起支撐其他活動構(gòu)件的作用。 （2）原動件 它是機構(gòu)中接受外部給定運動規(guī)律的活動構(gòu)件。 （3）從動件 它是機構(gòu)中的隨原動件

33、運動的活動構(gòu)件。 為方便對機構(gòu)進行分析，可以撇開機構(gòu)匱與運動無關的因素（如構(gòu)件的形狀、組成構(gòu)件的零件數(shù)目、運動副的具體結(jié)構(gòu)等），用簡單線條和符號表示構(gòu)件和運動副，并按一定比例定出各運動副的位置，以簡圖表示出機構(gòu)各構(gòu)件間相對運動關系，這種簡圖為機構(gòu)運動簡圖。它是表示機構(gòu)運動特征的一種工程用圖） 常用運動副的符號（如圖45）圖4-5隨著城市化道路的不斷發(fā)展，為了滿足高層和中高層的建筑的需要。推拉窗和外開上懸窗也逐漸成為主流，而外平開窗，由于其受風力影響而發(fā)生墜落事故，極少使用在高層建筑。但是獨立的使用這兩種窗，并不能滿足一些用戶的需要。本作品設計了一種新型的窗戶推拉-外開上懸窗（下面簡稱窗）。同時

34、具有外開上懸窗和推拉窗的功能。即在下雨和大風天氣時上懸開啟，保證了室內(nèi)良好的通風狀態(tài)。選擇左右推拉開啟時，又避免了上懸窗開度小的問題。4.2兩用窗的設計4.2.1 窗的整體結(jié)構(gòu)：窗高1.2米，寬1.5米。主要有窗框和兩個窗扇組成。如圖4-6圖4-6窗扇（如圖4-7）分為上梃很和窗體兩部分。窗扇寬0.6米，高1.0米，厚度0.034米。開啟角為20度。上 梃窗 體 圖 4-74.2.2 窗的開啟狀態(tài) 如圖4-8所示： 單扇開啟 兩扇開啟 推拉開啟圖4-84.2.3 局部結(jié)構(gòu) 上梃和上框滑道連接部分 圖4-9 圖4-10 圖4-11圖4-12 上梃兩側(cè)裝有滾輪座（如圖4-9），滾輪座（如圖4-10

35、）通過兩顆螺釘連接在上梃上（如圖4-11），兩個滾輪通過心軸連接在滾輪座內(nèi)，滾輪嵌在上框的滑道里（如圖4-12）。通過滾輪可以使窗體沿上框滑道左右移動。 上梃和窗體連接部分 圖4-13 圖4-14 圖4-15 上梃兩端各有一根軸伸出（如圖4-13），和一個帶孔的部件（如圖4-14）接，該部件下端有凹槽，嵌在窗體邊梃上端相應的槽中（如圖4-15）。 支桿和窗體連接部分 圖4-16 圖4-17 圖4-18 該部分有滑道（如圖4-16），短圓柱銷，支桿組成?；拦潭ㄟ呰枭希老露擞幸婚_口。邊梃有一斜面凹槽（如圖4-17），斜面凹槽內(nèi)裝有短圓柱銷。支桿上端有一半圓形凹槽，便于和銷固定（如圖4-18）。 支桿和下框連接部分 圖4-19 圖4-20 圖4-21 該部分主要有支桿和