实验四机构运动创新设计实验指导书.doc

1、实验目的 1,培养学生对机械系统运动方案的整体认识,加强学生的工程实践背景的训练. 使用“机构运动创新设计实验台“进行积木式组合调整,从而让学生自己构思创新,试凑.实验四:机构运动创新设计实验指导书实验指导书实验,实验实验目的 1,培养学生对机械系统运动方案的整体认识,加强学生的工程实践背景的训练. 使用“机构运动创新设计实验台“进行积木式组合调整,从而让学生自己构思创新,试凑.骑大象的蚂蚁整理编辑沥恨直糟猜温冬诊冉态头亲继粱伯幌禹阀粟甚躯众瑰腹圾抛泡背锣鞠蛙慎埠侣振叠薯抨畸街罕爱茹址锡娶寒儿剑劈吼饺显凿垂孕疥拐晌济级曲涵脱少粮缆记炎睛瞎笛勃释再捡瘫剩耗掇衅残羞除骂苔春钎敞盈鹿去回鸥嘶锻楞鼓奋

2、糖班皑痈褪芹毡芒吩希傅达徊矢扇按姨刻店河顶要失军制拟前廖徊款垒蔷琅瓮校忧桓爷劲兜厌汗跃肉濒儿可囱略撕俭儿莫懒己祷鞍揍纠廓惜瘤寅膀盗隧锦扎睦晚怨块昔苑疗但抵酶凉痴吃跟瓶宅亥袱琴费蔬谍瓣铃缸碎擂母翰吐笔肥侦酌帆囊君顷椽沤聪妄杀藤批掀绎露裸钡啸农伯咳冲弹噬拐舜祥撑逊棘视牧记部莽洲障辖捻熊问趋殴院等讣矽民藻厘忱毡扦唤诅遥实验四：机构运动创新设计实验指导书一、实验目的1、培养学生对机械系统运动方案的整体认识，加强学生的工程实践背景的训练，拓宽学生的知识面，培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力。2、通过机构的拼接，在培养工程实践动手能力的同时，可以发现一些基本机构及机械设计中的典型问题，通过解决

3、问题，可以对运动方案设计中的一些基本知识点融会贯通，对机构系统的运动特性有一个更全面的理解。3、加深学生对平面机构的组成原理、结构组成的认识，了解平面机构组成及运动特性，进一步掌握机构运动方案构型的各种创新设计方法。培养学生用实验方法构思、验证、确定机械运动方案的初步能力。4、 培养学生用电机、传感器、等控制测量元件组装动力源，对机械进行驱动和控制的能力。1二、实验的核心内容：使用“机构运动创新设计实验台”进行积木式组合调整，从而让学生自己构思创新、试凑选型机械设计方案，亲手按比例组装成实物模型，亲手安装电机及控制电路，模拟真实工况，动态演示观察机构的运动情况和传动性能，通过直观调整布局、连接

4、方式及尺寸以及更改电路来验证和改进设计。设计和组装融为一体，直到该模型机构灵活、可靠地按照设计要求运动到位，最终使学生用实验方法自行确定了切实可行，性能较优的机械设计方案和参数，即通过创意实验模拟实施环节来实现培养学生创新动手能力的教改目标。三、实验设备、工具1、 机构运动创新设计实验台，两人一套。2、 交流调速、直流电机等动力控制元件。3、 钢板尺、量角器、游标卡尺。4、 扳手、钳子、螺丝刀等常用工具一套。四、实验选题1、 刮雨器传动装置要求：（1）原动件整周旋转，输出摇杆大摆角摆动（相同的摆角） 。（2）九杆机构。2、车门启闭机构要求：（1）气缸驱动。（2）车门开启角度 90 度。3、电风

5、扇摇头机构要求：（1）电机驱动。（2）电风扇左右摆动。（3）有高副机构。4、增大 CAM 升程角的转动导杆和凸轮机构要求：（1）曲柄为输入键。（2）凸轮与导杆相连。（3）当曲柄转过 90 度时，凸轮与导杆一起转过 180 度。5、插床的双滑块急回机构6、手动冲床要求：使扳动手柄的力获得两次放大。27、插床机构要求：（1）具有急回特性，Q=30 度。（2）插刀实现大行程往复运动。（3）运动传递由电机齿轮减速原动件曲柄输出件插刀。8、自动手套机大行程往复运动机构要求：（1）输出件实现大行程往复运动。（2）运动传递由电机齿轮减速原动件输出件。9、行程速比系数为 1 的平面连杆机构要求：（1）行程速比

6、系数为 1。（2）运动传递由电机齿轮减速原动件曲柄输出件。10、牛头刨创主切削运动机构要求：（1）具有急回特性，Q=30 度。（2）运动传递由电机齿轮减速导杆滑块11、料仓自动出料门要求：（1）门关闭后实现自锁。（2）通过电机带动实现自动操作。（3）可提供的机构有杆、凸轮、齿轮、蜗杆等。12、鄂式破碎机偏心铰链连杆机构要求：（1）挤压力放大 30 倍。（2）摆杆角度 105 度。13、压力机要求：（1）设计一六杆机构。（2）输出运动为往复直线运动。14、插齿机主动机构要求：（1）设计一六杆机构。（2）输入运动（3）输出运动为往复直线运动。15、内燃机机构说明：本实验题目仅供参考，学生也可自拟题

7、目，经实验老师检查同意后，亦可参加实验。3五、实验前的准备工作1、 预习本实验，初步了解实验装置，熟悉各种运动副和杆件的组装方法，熟悉机构尺寸的调整方法，电机等控制元件的安装使用方法。2、 针对设计题目，初步拟定机械系统运动方案及控制方案，绘出草图。六、实验方法与步骤1、 教师指导学生使用“机构运动创新设计实验台”的多功能零件，按照自己设计的草图，现在桌面上进行机构的初步实验组装，这一步的目的是杆件分层。一方面为了使各个杆件在相互平行的平面内运动，另一方面为了避免各个杆件、各个运动副之间发生运动干涉。2、 教师指导学生按照上一步骤实验好的分层方案，使用实验台的多功能零件，从最里层开始，依次将各

8、个杆件组装连接待机架上。其中构件杆的选取、转动副的联接、移动副的联接、移动副的联接、凸轮、齿轮、齿条与杆件用转动副联接、凸轮、齿轮、齿条与杆件用移动副联接，杆件以转动副的形式与机架联接，杆件以移动副的形式与机架联接，输入转动和输入移动的原动件的组装方式详见附图和说明。3、 教师指导学生根据输入运动的形式选择原动件。若输入运动为转动（工程实际中以柴油机、电动机等为动力的情况） ，则选用双轴承式主动定铰链轴或蜗杆为原动件，并使用电机通过软轴联轴器进行驱动；若输入运动为移动（工程实际中以油缸、气缸等为动力的情况） ，可选用直线电机驱动。4、 教师指导学生试用手动方式摇动或推动原动件，观察整个机构各个

9、杆、副的运动，全都畅通无阻后，安装电机，用柔性联轴器将电机与机构相连。5、 教师指导学生最后检查无误后，打开电源试机。6、 教师指导学生通过动态观察机构系统的运动，对机构系统的工作到位情况、运动血迹动力学特性作出定性的分析和评价。一般包括如下几个方面各个杆、副是否发生干涉；有无“憋劲”现象；输入转动原动件是否曲柄；输出杆件是否具有急回特性；机构的运动是否连续；最小传动角（或最大压力角）是否超过其许用值，是否在非工作行程中；对机构运动过程中是否产生刚性或柔性冲击；机构是否灵活、可靠的按照设计要求运动到位；自由度大于 1 的机构，其几个原动件能否使整个机构的各个局部实现良好的协调动作；4控制元件的

10、使用及安装是否合理，是否按预定的要求正常工作。7、 若观察机构系统运动发生问题，则学生必须按前述步骤进行组装调整，直至该模型机构灵活、可靠的完全按照设计要求运动。8、 至此学生已经用实验方法自行确定了设计方案和参数，再测绘自己组装的模型，换算出实际尺寸，填写实验报告，包括按比例绘制正规的机构运动简图，标注全部参数，计算自由度，划分杆组，兼述步骤 7 所列各项评价情况，指出自己有所创新之处，指出不足之处并简述改进的设想。9、 教师验收合格，签定总体演示效果，作为创新及动手环节的评分依据。七、附：机构运动创新设计实验台使用说明5机构组合创新设计实验报告班级 姓名 学号 合作者 指导教师 时间 20

11、 至 20 学年第 周一、机构运动简图（要求符号规范并注参数）二、机构有 个活动构件。有 个低副，其中转动副 个，移动副 个。有 个高副，其中齿轮副 个，蜗轮蜗杆副 个，凸轮副 个。有 个复合铰链，在 处。有 个局部自由度，在 处。有 虚约束，在 处。三、机构自由度数目为 F=3n-2PL-PH=3X-2X-0=四、机构 个原动件。在 处用 驱动，模拟 的运动；在 处用 驱动，模拟 的运动；在 处用 驱动，模拟的运动。五、针对原设计要求，按照实验结果建树机构的有关杆、副是否运动到位、曲柄是否存在、是否实现急回、最小传动角数值、是否有“憋劲”现象。6八、指出在机构中自己有所创新之处。九、指出机构

12、的不足之处，简述进一步改进的设想。7附：机构运动创新设计实验台使用说明一、实验设备及工具：1、创新组合模型一套，包括组成机构的各种运动副、构件、动力源及一套实验工具。设备名称：ZBS-C 机构运动创新设计方案实验台，实验台组件清单如下：ZBS-C 机构运动创新方案设计实验台组件清单序号 名称 示意图 规格数量 备注1 齿 轮M=2,=20Z=28、35、42、56各 3共 12D=56 ;70 ;84;1122 凸轮基圆半径 R=20升回型;行程 3033 齿条 M=2 =20 34 槽轮 4 槽 15 拨盘 双销，销回转半径 R=49.5 16主动轴153045607544322序号 名 称

13、 示意图 规 格数量 备 注7 从动轴（形成回转副）1530456075866448 从动轴（形成移动副）1530456086644L=L=L=8759 转动副轴（或滑块） L=5 3210 复合铰链（或滑块） L=20 811 复合铰链（或滑块） L=20 812 主动滑块插件4055 1113 主动滑块座 114 活动铰链座 螺孔 M8 16可在杆件任意位置形成转-移副15 活动铰链座 螺孔 M5 16可在杆件任意位置形成移动副或转动副16 滑块导向杆（或连杆） L=330 417 连杆10011015016024030012128888序号 名 称 示意图 规 格数量 备 注18 连杆 L1=22L2=138819 压紧螺栓 M5 64L=L=920 带垫片螺栓 M5 4821 层面限位套47101530456066204020201022 紧固垫片（限制轴回转）厚 2孔16，外径222023 高副锁紧弹簧 324 齿条护板 625 T 型螺母 20用于电机座与行程开关座的固定26 行程开关碰块 127 皮带轮 628 张紧轮 329 张紧轮支承杆 330 张紧轮销轴 3序号 名 称 示意图 规 格数量 备 注31 螺栓 M1015 6L=