机构组合创新设计实验

武汉理工大学机电工程实验实训中心机械运动方案创新设计实验机械基础实验一、实验目的1．培养学生机构型综合的设计能力、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1、根据所学的理论知识完成机构方案的创造与选型。2、将基本杆组依次连接到机架和原动件上，构成机构。三、实验方法本搭接实验及训练是在具有六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。四、主要零部件功能本搭接训练在如图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皮带传动机架后侧本实训配有各种工具、连接用的螺钉、螺帽、垫圈、键等。主要零部件及其功能如下表。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，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1．固定支座销轴与机座拼接如图2所示，将表中的固定支座销轴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转动副的连接销轴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~330mm，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。113．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。连杆4连杆4销轴2端螺栓3连杆4端螺栓3图4移动副的连接4．齿轮与销轴的安装如图7所示，将齿轮9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紧。图7齿轮与销轴的安装装于机架滑块上的固定支座销轴1埋头螺钉齿轮9六、实验内容与步骤3）阅读指导书，熟悉各传动装置、各固定支座、移动副、转动副的安装方法；2）阅读指导书，熟悉操作中所用的设备、安装工具和零部件的功能；1）实训操作前，根据提供的工艺要求应用连杆组合法或其它创造技法，创造出满足工艺要求的新机构，作为机构搭接的对象；4）按照运动传递的顺序，从原动机开始依次连接各基本组；5）仔细检查，确认搭接无误、连接牢靠后方可通电运转；6）仔细观察机构的运动，判断是否满足工艺要求并作出相应改进；7）根据要求写出实验报告。六、实验内容与步骤实验操作视频七、实验报告1．对机构的工艺要求；画出拼接机构的运动链结构图，计算机构的自由度；2．按比例绘制搭接机构的运动简图，标注出机构的运动简图的尺寸参数；3．说明该机构是否满足给定的工艺要求；4．分析该机构的优缺点，如何改进？有否代替机构？5．制作搭接机构的照片。