7平面机构创新设计试验分解

1、机械工程基础实验实验七平面机构创新设计实验一、实验目的1,加深对机构组成原理的认识；进一步了解机构组成及其运动特征；2.训练实践动手能力，创新意识和综合设计的能力。二、实验设备及工具1 .平面机构设计组合创新实验台；2 .活动扳手，固定扳手，内六角扳手，螺丝刀，安装锤、小油壶，直尺。三、实验台结构1 .组合机架组合机架是该实验台的主体，由底座和活动安装条部件两部分组成。a.底座部分：主要起支承支架，安装电机板和电机用，与支架焊接组装为一整体。电 机可在底座上作左、右、前、后调整移动。b.活动安装条部分：在底座支架上，垂直装有二根方管立柱，其底部与底座部份焊接 成一整体，可将其支架承受的力传递到

2、实验台上，减少架体的受力变形。在支架体上采用 滑条将5根活动安装条水平方向用螺栓与架体相联，实现左右灵活移动，在安装条上又安 装若干个滑动块，且滑动块可随活动条上、下移动，调整任意间距。2 .组件清单包括组成机构的各种运动副、构件、动力源。其中1）直线电机：10mm/s ,配直线电机控制器，根据主动滑块移动的距离，调节两行程开 关的相对位置来调节齿条或滑块往复运动距离，但调节距离不得大于400 mm；注意：机构拼接未运动前，应先检查行程开关与装在主动滑块座上的行程开关碰块的相对位置，以保 证换向运动能正确实施，防止机件损坏；2）旋转电机：10r/min ,沿机架上的长形孔可改变电机的安装位置。

3、序 号名称示意图规格数量备注1齿 轮1M=2, a =20° Z=28、 34、42、51各3共12D=5i m;68叫84 mm;102 mm2凸轮基圆R=18 升回行程20 mm3凸轮推回程均为正 弦加速度运动规律13齿条M=2a =20°4单根齿条全长为400 mm=33川十防止齿轮在齿4齿条护板口_8条上滑出5槽轮*4槽1间隙机构的从动 件，61L双销1间隙机构的主动件r 丁17主动轴L=15 mm20 mm35 mm50 mm65 mm44442序 号名称示意图规 格数 量备 注8复合较链I （或滑块）io.号116L=5 mm169从动轴20 mm35 mm50

4、 mm65 mm121210810转动副轴 （或滑块）L=5 mm15 mm30 mm63311复合钱链n （或滑块）L ¥ 11L=5mm20 mm8812盘杆转动轴iL=20 mm35 mm45 mm664机械工程基础实验£鹤十4曲北学明打2寸山;浊W阴骈机械工程基础实验13复合校链出 （或滑块）1614刺轮及刺轮 爪刺轮 刺轮爪121415活动较链座1七J1螺孔M860支承主动或从动 轴，在立柱上可上 下移动16不完全齿轮.主动齿从动齿1117固定转轴块1)8L=50 mm18连杆一一一一_L100 mm150 mm200 mm250 mm300 mm350 mm各8

5、序 号名 称示意图规 格数 量备注19曲柄双连杆 部件Q组合件4用干-个主动构件 同时提供二个曲柄 的运动方案V.20压紧螺栓M648防止连杆与转动轴 的轴向窜动，二者 相对转动21带垫片螺栓M648防止连杆与转动轴 的轴向窜动，二者 相对固定22层面限位套11IL=5 mm15 mm30 mm45 mm60 mm354020201023紧固垫片（限制轴回转）C>厚2 mm孔0 16外径0 2220324高副锁紧弹 簧)425电机固定条8已安装在电机座卜26行程开关安 装块2安装在直线电机齿 条轴上，固定行程 开关用27皮带轮大孔径 小孔径33大孔径用于旋转电 机，小孔径用于主 动轴28

6、链轮906B629主动滑 块座>_1与直线电机齿条轴 固定，支承并固定 主动滑块插件30主动滑 块件,_LL=40mm55mm11与件29配合用，可组成作直线运动的 主动滑块序 号名 称示意图规 格数 量备注31直线电机座1已经安装，带安装 螺栓432旋转电机座3已经安装，带安装 螺栓33实验台机架ITIT 3 iilu - 4*：1J4本机构运动方案的 拼接平台34电器盒o4已经安装在电机旁35手轮o4用于代替电机手动产生旋转寸04曲入于他和机械工程基础实验436套筒滚子链条706B3标准件37压紧连杆垫片cLM628标准件38压紧弹簧用的垫片c128标准件39立柱垫片QM840标准件

7、40紧定螺钉4FM6X 826标准件41平垫圈螺母01 V316M147676标准件序 号名 称示意图规 格数 量备注42内六角螺栓网M8X 1664标准件43螺栓出*WM8X 2516标准件44螺栓n1M10X 206标准件45连杆加长螺 栓、螺母一M10L=15mm20mm1814标准件46旋转电机<1 1a3已安装在机架上中国彳油火学明*机械工程基础实验机械工程基础实验47直线电机41已安装在机架上48行程限位开关12与26号件配套使用491000mm3标准件50内六角螺栓6M(5X 1260标准件3 .联接示图1）转轴相对机架的联接产丫方向移楚图7-1转轴与机架的联接图按图7-1

8、示联接好后，其中标号为“7或9”的转轴相对机架作旋转运动。2）活动较链座的安装机械工程基础实验沼方向稔动沿丫方向移动图7-2活动较链座的安装图3）转动副的联接图7-3转动副联接图按图7-3示联接好后，两连杆作相对旋转运动。4）移动副的联接图7-4移动副联接图按图7-4示联接好后，连杆与转动副轴作相对直线运动。5）齿轮与主（从）动轴的联接机械工程基础实验图7-5齿轮与主（从）动轴的联接图按图7-5示联接好后，齿轮与转动轴固定，可固接为一活动构件。6）凸轮与主（从）动轴的联接图7-6凸轮与主（从）动轴的联接图按图7-6示联接好后，凸轮与转动固定，可固接为一活动构件。7）凸轮副的联接魂中螭曲北学心图

9、7-78）滑块导向杆相对机架的联广-机械工程基础实验 凸轮副的联接图沿X方向夥动_ . Y1工F皿0TQ1图7-89）槽轮副的联接21滑块导向杆相对机架的联接图I写:6 J1 8图7-910）主动滑块与直线电机齿条轴的联接汉?电*- »，r 1 T407* 涔槽轮副联接图三 * 主动渭城往复运动4；'直线电机齿条轴*3机械工程基础实验图7-10主动滑块与直线电机齿条轴的联接图11）曲柄双连杆部件的使用方法:37 和 2037 和 20L=6 5 mm图7-11曲柄双连杆部件与连杆的联接图22L= 1 5 DIDI12）齿轮和凸轮与主（从）动轴的并联联接图7-12齿轮和凸轮与主

10、（从）主动轴的并联联接图13）两齿轮与主（从）动轴的并联联接10机械工程基础实验图7-13两齿轮与主（从）动轴的并联联接图14）齿条导向板的使用方法15或11 44今/ ¥出外 八 j j yj 山劈 11图7-14齿条导向板与齿条的并联联接图15）连杆加长螺栓的联接方法泮 18上_ _ ©_jS） j图7-15连杆加长螺栓与连杆的联接图16）固定转轴块与转动副轴（或滑块）一 2的使用方法1822> ' 10 jQp21项"3%第口+2层% 、k陋 03)"01第0层11机械工程基础实验图7-16固定转轴块与转动副轴（或滑块）一 2及连杆的

11、联接图17）盘杆转动轴的使用方法12寸乩4曲入学能和机械工程基础实验图7-17盘杆转动轴与齿轮、连杆的联接图18）转动副轴（或滑块）一 3的使用方法13机械工程基础实验图7-18转动副轴（或滑块）一3与连杆的联接图19）不完全齿轮与转动副轴的使用方法14机械工程基础实验图7-19不完全齿轮与转动副轴的联接图20）剌轮与转动副轴的使用方法图7-20剌轮与转动副轴的联接图21）齿条相对机架的使用方法沿X方向移动图7-21齿条相对机架的连接四、实验内容与步骤15（汕大多地相机械工程基础实验1 .预习本实验，掌握实验原理，初步了解本实验机构的使用方法及注意事项;2 .选择设计题目，初步拟定机构系统运动

12、方案， 根据机构运动简图初步拟定机构运动学 尺寸（机构运动学尺寸也可由实验法求得）；3 .将机构创新模型中的杆组，根据给定的运动学尺寸，在平板上试拼机构。拼接时，首 先要分层，一方面是为了使各构件的运动在相互平行的平面内进行，另一方面是为了避免各构件间的运动发生干涉，因此，这一点是至关重要的；4 .试拼之后，在机架上按层次从里到外，分层拼装，依次将各杆组联接到机架上去；5 .手柄摇动主动件，观察机构是否正常运动； 拼装完成后，检查各层次是否在同一平面， 有无干涉现象发生，并摇动机架上手轮观察机构是否转动灵活；6 .经过实验老师检查后，拼装电机实现电动；7 .画出机构运动简图，并记录机构照片；8

13、 .实验结束后，按步骤分层次拆除零件，并在擦拭干净后涂上防锈油，归放原处妥善保管。五、应用举例1 .蒸汽机的活塞运动及阀门启闭机构图7-22蒸汽机构如图7-22所示，1-2-3-8组成曲柄滑块机构，1-4-5-8组成曲柄摇杆机构，5-6-7-8组成摇杆滑块机构。曲柄摇杆机构与摇杆滑块机构串联组合。滑块 3、7作往复运动并有急回特性。适当选取机构运动学尺寸，可使两滑块之间的相对运动满足协调配合的工作要求。横 杠前面的数字代表构件编号，横杠后面的数字表示该构件所占据的运动层面。2 .自动车床送料机构16机械工程基础实验埔3中图片浊大于明打图7-23自动车床送料机构结构说明：由凸轮与连杆组合成组合式

14、机构。工作特点：一般凸轮为主动件，能够实现较复杂的运动规律。应用举例：自动车床送料及进刀机构。图 8-2,由平底直动从动件盘状凸轮机构与连杆 机构组成。当凸轮转动时，推动杆 5往复移动，通过连杆 4与摆杆3及滑块2带动从动件1 （推料杆）作周期性往复直线运动。3 .六杆机构结构说明：图7-24,由曲柄摇杆机构1-2-3-6与摆动导杆机构3-4-5-6组成六杆机构。 曲柄1为主动件，摆杆5为从动件。图7-24六杆机构工作特点：当曲柄1连续转动时，通过杆2使摆杆3作一定角度的摆动， 再通过导杆机 构使摆杆5的摆角增大。应用举例：用于缝纫机摆梭机构。4 .双摆杆摆角放大机构结构说明：图7-25所示，

15、主动摆杆1与从动摆杆3的中心距a应小于摆杆1的半径。工作特点：当主动摆杆 1摆动a角时，从动杆3的摆角P大于口，实现摆角增大，各参数17=2arctg -r ,二-tg -a 2之间的关系为-seca 2机械工程基础实验图7-25双摆杆摆角放大机构图7-26双摆杆摆角放大机构注：由于是双摆杆，所以不能用电机带动,只能用手动方式观察其运动。 若要电机带动,则可按图7-26所示方式拼接。5 .转动导杆与凸轮放大升程机构图7-27转动导杆与凸轮放大升程机构结构说明：图7-27所示，曲柄1为主动件，凸轮 3和导杆2固联。工作特点：当曲柄 1从图示位置顺时针转过 900时，导杆和凸轮一起转过去时1800

16、。图8-6所示机构常用于凸轮升程较大，而升程角受到某些因素的限制不能太大的情况。该机构制造安装简单，工作性能可靠。18十出;汕火学明希机械工程基础实验6.送纸机构19图7-28送纸机构图7-28所示为平板印刷机中用，以完成送纸运动的机构。当固结在一起的双凸轮子转动作。7.冲压送料机构结构说明：图8-8所示，1-2-3-4-5-9组成导杆摇杆滑块冲压机构，由 1-8-7-6-9 组成齿轮凸轮送料机构。冲压机构是在导杆机构的基础上，串联一个摇杆滑块机构组合而成的。图7-29冲压送料机构工作特点：导杆机构按给定的行程速度变化系数设计，它和摇杆滑块机构组合可达到工动时，通过连杆机构使固接在连杆3上的吸

17、嘴P沿轨迹mmi!动，以完成将纸吸起和送进等期弓岷曲由7 机械工程基础实验作段近于匀速的要求。适当选择导路位置，可使工作段压力角u较小。在工程设计中，按机构运动循环图确定凸轮工作角和从动件运动规律，则机构可在预定时间将工件送至待加工位置。8 .铸锭送料机构结构说明：图7-30所示，滑块为主动件，通过连杆2驱动双摇杆ABCD将从加热炉出料的铸锭（工件）送到下一工序。工作特点：图中粗实线位置为炉铸锭进入装料器4中，装料器4即为双摇杆机构 ABCD中的连杆BC,当机构运动到细实线位置时，装料器 4翻转1800把铸锭卸放到下一工序的位 置。应用举例：加热炉出料设备、加工机械的上料设备等。站尾图7-30

18、铸锭送料机构9 .插床的插削机构结构说明：图7-31所示，在ABC摆动导杆机卞的摆杆 BC反向延长线的D点上加二级杆 组连杆4和滑块5,成为六杆机构。在滑块 5固接插刀，该机构可作为插床的插削机构。图7-31插床的插削机构20ITa/曲火学泌如机械工程基础实验工作特点：主动曲柄AB匀速转动，滑块5在垂直AC的导路上往复移动,具有较大急回 特性。改变ED连杆的长度，滑块 5可获得不同的规律。10 .插齿机主传动机构结构说明及工作特点：图7-32所示为多杆机构，可使它既具有空回行程的急回特性,又具有工作行程的等时性。应用举例：应用于插齿机的主传机构。该机构是个六杆机构，利用此六杆机构可使插刀在工作

19、行程中得到近于等速的运动。图7-32插齿机主传动机构11 .刨床导杆机构结构说明及工作特点：如图 7-33所示，牛头刨头的动力是由电机经图7-33刨床导杆机构皮带、齿轮传动使齿轮 1绕轴A回转，再经滑块2、导杆3、连杆4带动装有刨刀的滑枕5沿床身6的导轨槽作往复直线运动，从而完成刨削工作。显然，导杆 3为三副构件，其余为二副构件。21机械工程基础实验12 .碎矿机机构结构说明及工作特点：如图7-34所示，简易碎矿机中的四杆机构为曲柄摇杆四杆机构。图7-34简易碎矿机13 .曲柄增力机构结构说明及工作特点：如图 7-35所示机构，当BC杆受力F, CD杆受力P,则滑块产生FLCOS :的压力S图7-35曲柄增力机构由上式可知，减小 口和S与增大L,均能增大增力倍数。因此设计时，可根据需要的增 力倍数决定1a和S与L,即决定滑块的加力位置，再根据加力位置决定A点位置和有关的构件长度。14 .曲柄滑块机构与齿轮齿条机构的组合结构说明：图7-36所示机构由偏置曲柄滑块机构与齿轮齿条机构串22机