运动学与机构实验指导书(2013.03.21)

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1、运动学与机构实验指导书汕头大学机械电子工程系编前言本实验教程指导书是根据《运动学与机构》教学大纲要求，结合本系的实际情况编写的。运动学与机构实验是理论学习基础上的一个极其重要的实践环节。通过实验可以使学生加深对《运动学与机构》课程的基本概念，基本理论的理解，从而提高学生分析和解决问题的能力。验证性实验基本内容包括实验目的、实验原理、操作步骤、实验报告等；设计性实验主要由设计原理、方法及设计内容组成。由于编写水平有限，书中难免有误漏、不妥之处，恳请广大读者批评指正。目录实验一平面运动机构测绘实验11.1实验目的11.2

2、设备和工具11.3实验原理11.4实验内容21.5实验步骤3实验二刚性转子动平衡实验42.1实验目的42.2设备和工具42.3实验原理42.4实验内容72.5实验步骤7实验三机构设计组合实验93.1实验目的93.2设备和工具93.3实验原理93.4实验内容113.5实验步骤11实验四直齿圆柱齿轮范成实验124.1实验目的124.2设备和工具124.3实验原理124.4实验内容134.5实验步骤14实验五直齿圆柱齿轮测量实验165.1实验目的165.2设备和工具165.3实验原理165.4实验内容195.5实验步骤19

3、实验一平面运动机构测绘实验在机械原理设计过程中，无论是进行新机构的设计，还是对现有机械进行运动和动力的分析，都需要画出能表明其组成情况和运动情况的机构运动简图。机构运动简图是国家标准规定的简单符号和线条代表运动副和构件，并按一定的比例尺表示机构的运动尺寸，绘制出的表示机构的简明图形。参见机械原理教材（常用运动副的表示方法、常用机构运动简图符号）。如果不按比例绘制的简图称为机构示意图。机构运动简图是机械设计的一种工程语言，所以要求学生要熟练掌握它的绘制方法。1.1实验目的（1）提高对实际机构及机器的感性认识；了解各种机

4、器实物或模型的用途、工作原理、运动传递过程、机构组成情况和机构的结构分类。（2）初步掌握机构运动简图测绘的基本方法、步骤和注意事项；训练将机械实物或模型抽象绘制机构运动简图的技能。（3）验证和巩固自由度计算及机构具有确定运动条件等知识。1.2设备和工具平面机构模型类，尺、笔、橡皮、纸(自备)。1.3实验原理从运动学观点来看机构的运动仅与组成机构的构件和运动副的数目、种类以及它们之间的相互位置有关，而与构件的复杂外形、断面大小、运动副的构造无关，为了简单明了的表示一个机构的运动情况、可以不考虑那些与运动无关的因素(机构

5、外形，断面尺寸、运动副的结构)。而用一些简单的线条和所规定的符号表示构件和运动副并按一定的比例表示各运动副的相对位置，以表明机构的运动特性。机构的运动简图是工程上常用的一种图形，是用符号和线条来清晰、简明的表达出机构的运动情况，使人看了对机器的动作一目了然。在机器中各种机构尽管它们的外形和功用各不相同，但只要是同种机构其运动简图都是相同的。机构中常见运动副及其简图符号见下表所示。表一：常用运动副、构件表示法（选自GB4460）1.4实验内容每人分析测量出若干个机构，标出机构的名称；绘制机构运动简图，简图要求按比例绘制

6、，可用目测法使各构件大致成比例，以利分析；计算机构自由度，最后做出书面报告。1.5实验步骤（1）缓慢转动被测机构的原动件、找出从原动件到工作部分的机构传动路线。（2）由机构的传动路线找出构件数目、运动副的种类和数目。（3）合理选择投影平面，选择原则：对平面机构运动平面即为投影平面。对其它机构选择大多数构件运动的平面作为投影平面。（4）画出运动副的构件符号。对于组成转动副的构件，不管其实际形状如何，都只用两转动副之间的连线代表；对于组成移动副的构件，不管其截面形状如何，总用滑块表示；机架打斜线表示，以便与活动构件区别；

7、原动件打上箭头表示，以便与从动件区别。（5）在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的联接顺序。逐步画出机构运动简图的草图，从原动构件开始，逐步画出机构运动简图的草图。用数字1、2、3…分别标注各构件，用拉丁字母A、B、C…分别标注各运动副。（6）仔细测量机构的运动学尺寸、如回转副的中心距和移动副导路间的相对位置、标注在草图上。（7）在图纸上任意确定原动件的位置、选择合适的比例尺把草图画成正规的运动简图。比例尺的选定如下：式中：——比例尺(单位：米／毫米)——构件的实际长度(单位：米)——图纸上表示构件的长度(单位：毫米)（

8、8）计算自由度，并与实际机构对照，观察原动件数与自由度是否相等；计算公式：注意：机构的自由度计算应注意虚约束、局部自由度、复合铰链等特殊现象。实验二刚性转子动平衡实验在机器运转时，构件所产生的惯性力将在运动副中引起附加的动压力。这不仅会增大运动副中的摩擦和构件的内应力，降低机械效率和使用寿命，而且这些惯性力都将传到机器的基础上，特别是由于这些惯