实验六-平面机构组装实验教案课件

PAGE实验六平面机构组装实验一、实验目的1、认识典型机构2、设计实现满足不同运动要求的传动机构系统3、拼装机构系统4、对拼装机构进行运动分析二、平面机构实验台结构简介1、安装平台1、走条2、左垂直支撑3、横梁组件4、内六角圆柱头螺钉M8×355、右垂直支撑6、支承角钢7、直流电机电机8、带轮9、走条螺母10、底板图1安装平台的组成安装平台主要由固定在底板10上的左、右垂直支撑和走条1等组成。左、右垂直支撑2、5上有四条垂直于底板10且相互平行的直槽，用于固定横梁组件3。横梁组件3可在水平、垂直方向根据安装需要调整。走条1可在X、Y方向调整安装位置。在直流电机7固定在走条1上。横梁两端各有1个M8的螺孔用于与左、右垂直支撑固定用，横梁中有一横槽用于安装固定套或基座等。左端的方槽用于安装滑块。2、回转副的结构实验平台上应用的几种回转副结构如图2所示。1、杆Ⅰ2、大平垫3、回转销轴1、回转轴2、嵌件锁紧螺母M83、平垫4、杆Ⅱ5、嵌件锁紧螺母M84、横梁固定套5、小圆螺母M24×1.56、键7、轴端挡圈8、沉头螺钉M5×10a）回转付Ⅰb）回转付Ⅱ1、曲柄2、导杆销轴3、导杆销套1、大平垫2、滑块3、轴线位移连接块4、大平垫嵌件5、锁紧螺母M84、嵌件锁紧螺母M85、滑块C）回转付Ⅲd）回转付Ⅳ图2回转副结构回转付Ⅰ由杆Ⅰ、Ⅱ的套与回转销轴3组成，两个嵌件锁紧螺母M85用于控制轴向间隙。回转付Ⅱ主要由横梁固定套4的内套与回转轴1构成。横梁固定套4上的槽可在横梁组件的槽中根据需要移动，并可用小圆螺母M24×1.55固定。回转轴1的左端可通过连接套与光栅角位移相连，另一端通过键6与回转件相连。嵌件锁紧螺母M82用于控制轴向间隙。回转付Ⅲ主要由导杆销套3、固定在曲柄1的导杆销轴2等组成。用于导杆的连接，导杆销套3既可在导杆销轴2上转动，又可在导杆槽内滑动。嵌件锁紧螺母M85用于调整导杆销套3在导杆销轴2上的轴向间隙。回转付Ⅳ主要由铰接在滑块5孔内的滑块轴2、嵌件锁紧螺母M84等组成。滑块5可在横梁组件的槽内滑动。嵌件锁紧螺母M84用于调整滑块5在滑块轴2上的轴向间隙。线位移连接块3用于连接直线位移传感器。3、传感器的安装方法3.1光栅角位移传感器的安装方法光栅角位移传感器用于测量回转件或者摆动件的角位移。1、光栅角位移传感器2、六角头螺栓M8×303、角位移传感器座4、连接块5、弹性连接套6、卡箍图3光栅角位移传感器的安装将光栅角位移传感器1的止口套安装在角位移传感器座3上，并用十字槽盘头螺钉M3×12固定。根据被检测件的位置，通过连接块4用六角头螺栓M8×30固定在横梁组件上。根据传感器与被检测件间的轴向距离，选定弹性连接套5的长度后用螺丝刀将卡箍6拧紧。3.2直线位移传感器的安装方法将固定块5、连接座3用内六角圆柱头螺钉M4×25固定在横梁部件上。在允许的范围内L尽可能的大以增加传感器的稳定性。1、直线位移传感器2、连接块3、连接座4、内六角圆柱头螺钉M4×305、固定块6、内六角圆柱头螺钉M4×25图4直线位移传感器的安装将直线位移传感器1放入连接座3的凹弧内，并将连接块2内六角圆柱头螺钉M4×30拧紧。特别注意:在拧紧螺钉的过程中应均匀旋紧切忌单边拧紧,否则会损坏传感器。三、组装机构类型和组装步骤说明1、齿轮——导杆摇杆机构1）曲柄、导杆、连杆的调整范围曲柄长度有级可调：30、40、50、60；导杆长度有级可调：220、243、266；连杆长度有级可调：224、247、270。2）将安装平台上的横梁组件按图中所标注的尺寸根据图1的方法安装妥当，并将电机固定在一确定位置。3）将图7所示的大齿轮（曲柄）部件5放入图中第二根横梁组件的槽中。然后将图5所示的小齿轮组合8拆去带轮4，放入图中第三根横梁组件的槽中，再装上带轮4。将三角胶带O-630调整妥当，用扳手锁紧图5中横梁固定套3的圆螺母将小齿轮组合固定。调整大、小齿轮的间隙，再将图7中横梁固定套3的圆螺母锁紧。1、安装平台2、摇杆部件3、连杆4、导杆部件5、大齿轮（曲柄）部件6、光栅角位移传感器7、导杆铰支部件8、小齿轮组合9、三角胶带O-630图5齿轮——导杆摇杆机构1、轴端挡圈2、小齿轮（Z=25）1、轴端挡圈2、回转付Ⅲ3、横梁固定套4、带轮（外径φ105）3、横梁固定套4、大齿轮（Z=75）5、长铰支轴键6、C5×125、短铰支轴6、键C5×12图6小齿轮组合图7大齿轮（曲柄）部件4）将图5中摇杆部件2按回转付Ⅱ的要求，固定在图5第三根横梁组件的槽中，再将图11所示摇杆安装在回转轴上。5）导杆的安装1、导杆2、连杆3、回转付Ⅲ4、大齿轮(曲柄)部件5、导杆铰支垫(外径φ30厚3)6、导杆铰支部件图8导杆的安装图9连杆图10导杆图11摇杆（1）将导杆铰支部件6固定在图5所示的安装平台1的第一根横梁横梁组件的槽中，通过导杆铰支垫5用M12的螺母锁紧。（2）将图7所示的大齿轮（曲柄）部件中的回转付Ⅲ2的导杆销套放入图10所示的导杆宽15的槽中，再按图2所示回转付Ⅰ的说明将图9所示的连杆与导杆相连。（3）将（1）、（2）装好的组件中的导杆分别连接在相应的位置。具体要求是：a）导杆上φ10孔与图8中导杆铰支部件6的轴相连。b）导杆槽中的回转副Ⅲ3的导杆销套按图7大齿轮（曲柄）部件安装。c）将连杆的另一端按图2回转付Ⅰ所示与摇杆相连。6）将组合后的零部件按图5所示位置装配后，用手转动电机带轮应灵活自如。图3所示光栅角位移传感器可检测回转轴的角位移。7）也可将图6小齿轮组合中的带轮4和长铰支轴装在图7大齿轮（曲柄）部件相应的位置上，通过带传动驱动曲柄。组装好的机构如图12所示。图12齿轮——导杆摇杆机构组装实物改变图5中摇杆部件2的位置，同时改变曲柄、连杆、摇杆的长度可得到各种不同的组合型式。2、齿轮——对心滑块机构1、安装平台2、滑块组件（回转付Ⅳ）3、连杆4、导杆部件5、大齿轮(曲柄)部件6、光栅角位移传感器7、导杆铰支部件8、小齿轮组合9、三角胶带O-63010、直线位移传感器图13齿轮——对心滑块机构1）拆去图5所示的摇杆部件2，将图13所示滑块组件2，装入安装平台1上的第三根横梁组件槽中的相应的位置。同时将图14所示线位移垂直牵引梁安装在相应的位置。图14线位移垂直牵引梁2）将连杆的一端与图2d）所示回转付Ⅳ（滑块组件）相连，另一端按图2a）所示回转付Ⅰ的要求与导杆部件4一端相连。3）按图4所示直线位移传感器的安装方法，将之固定在图13中第四根横梁组件的相应位置。然后再与线位移垂直牵引梁连接。4）将组合后的零部件按图13所示位置装配后，用手转动电机带轮应灵活自如。图3所示光栅角位移传感器可检测回转轴的角位移。5）也可将图6小齿轮组合中的带轮4和长铰支轴装在图7大齿轮（曲柄）部件相应的位置上，通过带传动驱动曲柄。组装好的机构如图15所示。图15齿轮——对心滑块机构同时，改变滑块的位置，可以得到齿轮——偏心滑块机构，以及曲柄滑块机构（对心、偏置）3、齿轮——齿条传动机构齿轮齿条传动机构主要由曲柄部件5、齿轮齿条机构3、连杆4组成。1、安装平台2、三角胶带O-8003、齿轮齿条机构4、连杆5、曲柄部件6、光栅角位移传感器7、直线位移传感器图16齿轮——齿条机构1、曲柄安装固定板2、固定螺母3、曲柄B4、轴承座5、带轮(外径φ105)6、曲柄轴7、园螺母M16×1.58、曲柄(图三十件7)图17曲柄部件曲柄部件（参见图17）由固连在曲柄轴6上的曲柄8通过轴承座4，固定安装在曲柄安装固定板1上。曲柄8上有用圆螺母M16×1.57固定的曲柄B3，其可在曲柄槽内调整距离或者通过曲柄上φ16的圆孔有级调节曲柄长度。齿轮齿条机构（参见图18）有：a）固定安装在齿轮齿条安装板1的轴承座5，内装有一对轴承，轴承内圈装有大齿轮轴6，其与大齿轮3通过键连接的，大齿轮3的槽内装有连杆销B7并可调整。b）固定在齿轮齿条安装板1上的导套销轴9与导套8形成回转付,导套8装在齿条2的槽内并与其形成移动付。c）大齿轮3与齿条2间隙调节依靠导套销轴9在A处槽内调整。1、齿轮齿条安装板2、齿条3、大齿轮4、固定螺母5、轴承座6、大齿轮轴7、连杆销B8、导套9、导套销轴10、直线位移传感器连接板图18齿轮——齿条部件1）按图16所示组装安装平台；2）用M8×35的螺栓和图17所示的固定螺母2将曲柄部件5固定在图示横梁组件中相应位置。套入三角胶带O-8002并调整至松紧适中状态；3）用M8×35的螺栓和图18所示的固定螺母4将齿轮齿条机构3固定在图示横梁组件中相应位置；4）将连杆4的一端与曲柄部件5上的曲柄B（参见图17中件3）相连，另一端与齿轮齿条机构3上的连杆销B（参见图18中件7）相连。并将直线位移传感器7固定在横梁组件中相应位置上后，再与图18中直线位移传感器连接板10连接；5）根据检测要求安装光栅角位移传感器6；6）装配后用手转动电机带轮应灵活自如。组装好的齿轮——齿条机构参见图19。图19齿轮——齿条机构实物4、棘轮机构该机构为齿啮式外接棘轮机构，主要由摆杆、棘轮、棘爪、急回装置以及摆杆驱动的机构组成，参见图20。1、安装平台2、三角胶带O-6303、杆机构4、棘轮机构总成5、光栅角位移传感器6、小齿轮组合7、回转付Ⅰ图20棘轮机构杆机构3主要由图7大齿轮（曲柄）部件、连杆等组成。也可采用图21棘轮曲柄部件替代图7大齿轮（曲柄）部件。棘轮机构总成4主要由通过轴承座9内的轴承来安装棘轮轴10、棘轮2及摆杆3（参见图22）；摆杆3上装有通过棘爪销7连接的棘爪5；固定安装板1上装有止回装置6；棘轮2的转角的调节可通过改变摆杆的摆角调整。1、.轴端挡圈2、曲柄销3、横梁固定套4、带轮(外径φ105)5、长铰支轴6、键C5×127、曲柄图21棘轮曲柄部件1、固定安装板2、棘轮3、摆杆4、片弹簧5、棘爪6、止回装置7、棘爪销8、固定螺母9、轴承座10、棘轮轴图22棘轮部件1）按图20所示组装安装平台；2）按步骤安装小齿轮组合6；3）将图7所示的大齿轮（曲柄）部件中的回转付Ⅲ2的导杆销套，换成图23连杆销轴A，并通过横梁固定套将该组件固定在图示的横梁组件上。图23连杆销轴A4）用M8×35的螺栓和图22所示的固定螺母8将棘轮部件固定在图示横梁组件相应位置。5）将图20中杆机构3中的连杆一端与大齿轮（曲柄）部件连杆销轴A连接，另一端与图22所示棘轮机构总成中的摆杆3按图2a）所示回转付Ⅰ的说明连接。6）根据检测要求安装光栅角位移传感器5。7）装配后用手转动电机带轮应灵活自如。组装好的棘轮机构参见图24。图24棘轮机构四、检测分析系统实验台测试系统原理框图如图25所示，实现显示运动曲线的目的，本实验台电机转速控制系统有两种方式，手动控制：通过调节控制箱上的两个调速按钮调节电机转速软件控制：在实验软件中根据实验需要来调节。图25测试原理框图1、传感器光栅角位移传感器测量角位移、直线位移传感器测量线位移，传感器安装在相应旋转及移动构件上。在每种机构的输入及输出端均有安装位置。2、机构实测运动曲线显示被测构件的实时动态运动曲线，由计算机相应软件进行显示，打开检测界面后，点击主菜单“实测”将实测窗体调用出来。该窗体主要包括两个曲线显示框，一个操作选项卡。上面的图片框显示光栅角位移传感器所测到的曲线，下面的图片框显示直线位移传感器所测到的曲线。操作选项卡有“文件”、“设置”、“操作”三个选项。首先观察执行机构是否启动，如果没有则要启动，该窗体上有“增加按钮”，“减少按钮”和“停止按钮”，分别可以增加和减少电机当前的速度，也可以让电机停止。机构启动后，点击窗体右上角操作选项中“操作”项的“采集”按钮，便可对机构进行实测了。如果测到的曲线没有在图片框中就需对曲线和坐标做一定的调整，在“设置”选项中有坐标的缩放与上下移动。曲线调整由三个可输入的文本框进行，输入一定的缩放系数到文本框，点击该文本框下的“确定”按钮则可调整曲线的纵坐标大小。“文件”选项：有“保存文件”和“打开文件”2个按钮，可以将采集到的曲线以文件的形式保存和打开。五、开机操作步骤1、设计选择所要拼装的机构，找出有关零部件，并按装配图进行安装；2、机构安装完成之后，用手拨动机构，检查机构运动是否运转正常；3、机构运动正常后，可将传感器安装在被测零件上，并连接在数据采集箱接线端口上；4、找开采集箱电源，按“增加”键，逐步增加电机转速，观察机构运动；5、打开计算机，并进入“检测”界面，观察相应零件的运动情况；6、印相应结果，并对机构运动特点进行分析。六、注意事项1、机构不可高速运动；2、机构启动前一定要仔细检查联接部分；3、运行时间不宜太长，隔一段时间应停下来检查机构联接是否松动。实验报告姓名班级成绩学号日期指导教师1、写出拼装实验所选机构的名称，并画出机构简图本机构活动构件数目：本机构回转副数目：本机构移动副数目：本机构有高副数目：机构自由度计算：F=3n-2PL-PH=2、实物拼装所用到那些主要部件3、测试所拼装机构并打印测试结果，本机构是否有运动干涉情况，如何改进？进行简单运动分析。4、通过本机构实验有什么体会：下课啦，咱们来听个小故事吧:活动目的：教育学生懂得“水”这一宝贵资源对于我们来说是极为珍贵的，每个人都要保护它，做到节约每一滴水，造福子孙万代。

活动过程：

1.主持人上场，神秘地说：“我让大家猜个谜语，你们愿意吗？”大家回答：“愿意！”

主持人口述谜语：

“双手抓不起，一刀劈不开，

煮饭和洗衣，都要请它来。”

主持人问：“谁知道这是什么？”生答：“水！”

一生戴上水的头饰上场说：“我就是同学们猜到的水。听大家说，我的用处可大了，是真的吗？”

主持人：我宣布：“水”是万物之源主题班会现在开始。

水说：“同学们，你们知道我有多重要吗？”齐答：“知道。”

甲：如果没有水，我们人类就无法生存。

小熊说：我们动物可喜欢你了，没有水我们会死掉的。

花说：我们花草树木更喜欢和你做朋友，没有水，我们早就枯死了，就不能为美化环境做贡献了。

主持人：下面请听快板《水的用处真叫大》

竹板一敲来说话，水的用处真叫大；

洗衣服，洗碗筷，洗脸洗手又洗脚，

煮饭洗菜又沏茶，生活处处离不开它。

栽小树，种庄稼，农民伯伯把它夸；

鱼儿河马大对虾，日日夜夜不离它；

采煤发电要靠它，京城美化更要它。

主持人：同学们，听完了这个快板，你们说水的用处大不大？

甲说：看了他们的快板表演，我知道日常生活种离不了水。

乙说：看了表演后，我知道水对庄稼、植物是非常重要的。

丙说：我还知道水对美化城市起很大作用。

2.主持人：水有这么多用处，你们该怎样做呢？

（1）（生）：我要节约用水，保护水源。

（2）（生）：我以前把水壶剩的水随便就到掉很不对，以后我一定把喝剩下的水倒在盆里洗手用。

（3）（生）：前几天，我看到了学校电视里转播的“水日谈水”的节目，很受教育，同学们看得可认真了，知道了我们北京是个缺水城市，我们再不能浪费水了。

（4）（生）：我要用洗脚水冲厕所。

3.主持人：大家谈得都很好，下面谁想出题考考大家，答对了请给点掌声。

（1）（生）：小明让爸爸刷车时把水龙头开小点，请回答对不对。

（2）（生）：小兰告诉奶奶把洗菜水别到掉，留冲厕所用。

（3）一生跑上说：主持人请把手机借我用用好吗？我想现在就给姥姥打个电话，告诉她做饭时别把淘米水到掉了，用它冲厕所或浇花用。（电话内容略写）

（4）一生说：主持人我们想给大家表演一个小品行吗？

主持人：可以，大家欢迎！请看小品《这又不是我家的》

大概意思是：学校男厕所便池堵了，水龙头又大开，水流满地。学生甲乙丙三人分别上厕所，看见后又皱眉又骂，但都没有关水管，嘴里还念念有词，又说：“反正不是我家的。”

旁白：“那又是谁家的呢？”

主持人：看完这个小品，你们有什么想法吗？谁愿意给大家说说？

甲：刚才三个同学太自私了，公家的水也是大家的，流掉了多可惜，应该把水龙头关上。

乙：上次我去厕所看见水龙头没关就主动关上了。

主持人：我们给他鼓鼓掌，今后你们发现水龙头没关会怎样做呢？

齐：主动关好。

小记者：同学们，你们好！我想打扰一下，听说你们正在开班会，我想采访一下，行吗？

主持人：可以。

小记者：这位同学，你好！通过参加今天的班会你有什么想法，请谈谈好吗？

答：我要做节水的主人，不浪费一滴水。

小记者：请这位同学谈谈好吗？

答：今天参加班会我知道了节约每一滴水要从我们每个人做起。我想把每个厕所都贴上“节约用水”的字条，这样就可以提醒同学们节约用水了。

小记者：你们谈得很好，我的收获也很大。我还有新任务先走了，同学们再见！

水跑上来说：同学们，今天我很高兴，我“水伯伯”今天很开心，你们知道了有了我就有了生命的源泉，请你们今后一定节约用水呀！让人类和动物、植物共存，迎接美好的明天！

主持人：你们还有发言的吗？

答：有。

生：我代表人们谢谢你，水伯伯，节约用水就等于保护我们人类自己。

动物：小熊上场说：我代表动物家族谢谢你了，我们也会保护你的！

花草树木跑上场说：我们也不会忘记你的贡献！

水伯伯：（手舞足蹈地跳起了舞蹈）……同学们的笑声不断。

主持人：水伯伯，您这是干什么呢？

水伯伯：因为我太高兴了，今后还请你们多关照我呀！

主持人：水伯伯，请放心，今后我们一定会做得更好！再见！

4.主持人：大家欢迎老师讲话！

同学们，今天我们召开的班会非常生动，非常有意义。水是生命之源，无比珍贵，愿同学们能加倍珍惜它，做到节约一滴水，造福子孙后代。

5.主持人宣布：“水”是万物之源主题班会到此结束。

6.活动效果：

此次活动使学生明白了节约用水的道理，浪费水的现象减少了，宣传节约用水的人增多了，人人争做节水小标兵

活动目的：教育学生懂得“水”这一宝贵资源对于我们来说是极为珍贵的，每个人都要保护它，做到节约每一滴水，造福子孙万代。

活动过程：

1.主持人上场，神秘地说：“我让大家猜个谜语，你们愿意吗？”大家回答：“愿意！”

主持人口述谜语：

“双手抓不起，一刀劈不开，

煮饭和洗衣，都要请它来。”

主持人问：“谁知道这是什么？”生答：“水！”

一生戴上水的头饰上场说：“我就是同学们猜到的水。听大家说，我的用处可大了，是真的吗？”

主持人：我宣布：“水”是万物之源主题班会现