机械运动方案创新设计

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1、机械运动方案创新设计一、实验目的1．培养学生对机构的综合设计能力、创新能力和实践动手能力；2．培养学生综合应用所知识对机构的结构和运动性能加以评价的分析能力。二、实验原理任何机构都是将基本杆组依次连接到机架和原动件上而构成的。三、实验方法本搭接实验是在具有五根立柱的机架上完成的。配有旋转电动机和直线电动机，以输出直线运动和旋转运动；配有齿轮、凸轮、带轮、槽轮等零件，通过搭接可完成直线、旋转、往复、间歇等运动传递；配有连杆、滑块座及连接零件，可搭接成各种执行机构。机构搭接完成后可通电运转以检验其创造结果。一般情况下，学生在实验前应完成机构方案的创造与选型，并仔细阅读

2、本实验指导书后方可进行本实验。四、主要零部件功能本搭接实验在如图1所示的专用实验台的机架1上完成的。五根立柱2可在上下横梁中沿x方向（双手上下均匀用力）调整其位置,然后用上下横梁上的螺栓固定。滑块3可在立柱2上沿y方向调整其位置，然后用其上的内六角螺钉固定。滑块上的圆孔用于安装销轴。电动机以10r/min的速度转动，它安装在机架的后侧的底盘上，其上的主动带轮通过皮带驱动从动带轮。从动带轮的轴安装在滑块3的圆孔中。搭接机构是在机架前侧平面上完成的。图1机架1机架xy2立柱3滑块4电动机5皮带传动机架后侧8本实验配有各种工具、连接用的螺钉、螺帽、垫圈、键等。其它主要零

3、部件及其功能请仔细阅读表1。表1主要零件及其功能表标号名称图形功能1固定支座销轴与机架相连，带键槽的为主动销轴。不带键槽的为从动销轴。2销轴用于构成转动副或移动副的连接轴3端螺栓装于轴端头，有台肩的可压紧轴端头，无台肩的可压紧套在轴上的连杆。4连杆将1、2的圆柱或扁头装于其上的圆孔或槽中，用端螺栓压紧轴端头，构成转动副或移动副。5铰链座将其凸台坎在连杆4的槽中用3固定，则连杆4的构件长度可任意调整。6主动滑块座大孔装于直线电机的圆形齿条上并固定，轴孔与销轴2连接。销轴2或作主动滑块或与齿条连接。7齿条与齿轮啮合，构成齿轮齿条传动。8齿条护板通过4个螺孔与齿条连接，

4、使齿轮与齿条在同一平面上啮合。9齿轮模数m=2¸z=28，35，42，56的各3个10凸轮基圆半径20mm，升回型，行程30mm11槽轮4槽12拨盘双销，销回转半径49.5mm五、主要零部件的拼接（以下图中标号与表中相同）1．固定支座销轴与机座拼接8如图2所示，将表1的中固定支座销轴1插于在机架滑块的圆孔中，套上垫片固紧螺母即完成安装。销轴装于机架滑块的圆孔中的长度稍大于滑块的宽度。图2a)中的销轴无键槽其上套有垫片，螺母通过垫片压紧立柱上的滑块，所以销轴与立柱滑块间无相对运动，构成机架上的固定销轴。图2b)中的销轴有键槽，螺母在销轴上旋紧后与立柱上的滑块间有一定

5、间隙，所以销轴与立柱滑块间可有相对运动，构成机架上的活动销轴。在轴上键槽处装上键并套上带轮，由电机的带轮带动即构成主动销轴。图2固定支座销轴安装螺母垫片固定支座销轴11立柱滑块a)b)L可变长度连杆4连杆4L固定长度销轴2端螺栓3铰链座5固紧螺栓a)b)图3转动幅的连接销轴22．转动副的拼接如图3所示，连杆4的两个圆孔间的距离即该连杆的长度，备有L=22mm,100mm~8330mm共八种规格的连杆。如图3a)所示，将销轴2穿入两连杆的孔中，销轴的两端面用带有凸台的端螺栓3固定，则两连杆构成一个转动副。连杆4连杆4销轴2端螺栓3连杆4端螺栓3图4移动幅的连接销轴2

6、圆柱段的长度有几种规格，较长的销轴配以套筒用图3a)的方法可拼接成由三连杆构成的复合铰。如所需杆长不在八种规格之列，按图3b)所示安装可得到任意杆长的连杆。将销轴2插入铰链座5的孔中，然后用带有凸台的端螺栓3固定，即得到可与其它连杆相连的销轴。将铰链座的凸台坎入连杆槽中的任意位置旋紧固紧螺栓，则可得到任意杆长的连杆。3．移动副的拼接如图4所示，将带有扁头的销轴2的扁头坎入连杆的槽中，另一端圆柱插入另一连杆的孔中，销轴2的两端头均用带有凸台的端螺栓固定。该销轴可在连杆的槽中滑动相当于滑块。图5主动滑块与电机轴的拼接直线电机的输出齿条（由行程开关控制其作往复运动）（主

7、动滑块座6销轴2行程开关碰块4．主动滑块与电机轴的拼接如图5所示，直线电动机的圆形齿条以10mm/s8的速度输出直线运动。并配有控制器及两个行程开关。当由滑块作为原动件时，将主动滑块座6用两个六角螺栓连接在圆形齿条上，把销轴2插入主动滑块座的孔中用埋头螺钉上紧，销轴2即可作为主动滑块使用。为产生往复运动，在销轴2上装有控制行程开关的碰块。注意，圆形齿条的往复行程的距离不应大于400mm，应首先调整两个行程开关控制方向及位置，切不可使圆形齿条从电机中滑出，防止机件损坏。5．凸轮与销轴的安装如图6所示，将凸轮10的孔套在装于机架滑块上的固定支座销轴1上然后用埋头螺钉固

8、紧。装于机