1、機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)書（修訂版）實驗一機構(gòu)測繪實驗（2 學(xué)時）一、實驗?zāi)康模?1） 進(jìn)行機構(gòu)和簡單機械的認(rèn)知能力的培養(yǎng)。（ 2） 通過對實際機械或機構(gòu)模型的直接測繪掌握繪制機構(gòu)運動簡圖的方法。（ 3） 驗證機構(gòu)自由度的計算。（ 4） 加深對機構(gòu)組成原理的了解。二、實驗設(shè)備與工具（ 1） 各種機器實物和機構(gòu)模型。（ 2） 鋼板尺、內(nèi)外卡鉗等測量工具（根據(jù)需要選用）。（ 3） 鉛筆、三角板、圓規(guī)、橡皮、草稿紙（學(xué)生自備）。三、實驗步驟（ 1）找出機構(gòu)主動件和從動件，驅(qū)動主動件使機構(gòu)緩慢運動，觀察機構(gòu)的組成情況和運動情況。（ 2）從主動件開始，確認(rèn)活動構(gòu)件及其數(shù)目，以及固定件（機架）。（ 3）從主動

2、件開始，按照運動的傳遞順序，仔細(xì)觀察兩連接構(gòu)件之間的接觸性質(zhì)及相對運動，以確認(rèn)運動副的類型。最后找出各運動副的數(shù)目。（ 4）合理選擇視圖平面，在草紙上徒手畫出機構(gòu)示意圖。并從主動件開始，依次用數(shù)字表示各構(gòu)件，用字母表示各運動副。（ 5）計算機構(gòu)自由度，并檢驗與機構(gòu)主動件數(shù)目是否一致。（ 6）仔細(xì)測量機構(gòu)的運動學(xué)尺寸，以確定機構(gòu)位置。（7）選取適當(dāng)?shù)谋壤撸洪L度比例尺 以=實際長度（mm） /圖示（mm） （ 8）繪制機構(gòu)運動簡圖，按一定比例尺，用制圖儀器畫出機構(gòu)運動簡圖。實驗二齒輪范成原理實驗（1學(xué)時）一、實驗?zāi)康模? .掌握用范成法切制漸開線齒輪的基本原理，觀察輪齒漸開線部分和過渡 曲線的形

3、成過程；2 . 了解漸開線齒輪產(chǎn)生根切現(xiàn)象的原因和避免根切的方法；3 .分析比較漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪和變化齒輪的異同點。二、設(shè)備和工具：1 .齒輪范成儀（參數(shù)見表2-1）2 .圓規(guī)、三角板、鉛筆等自備；3 ,充作毛坯的繪圖紙（*260）。三、原理和方法：1 .原理：范成法是利用一對齒輪傳動時其共腕齒廓互為包絡(luò)線的原理來加工齒輪輪 齒的方法。加工時其中一輪為刀具，另一輪為毛坯，它們之間仍保持固定的角速 比的傳動（強制的），完全和一對真正的齒輪互相嚙合傳動一樣；同時刀具還沿 輪坯的軸向作切削運動。這樣所制得齒輪的齒廓就是刀具刀刃在各個位置的包絡(luò) 線。今若用漸開線作刀具齒廓，則其包絡(luò)線亦必為漸開線。刀具可

4、以是輪形插刀， 也可以半徑為無窮大的齒條刀具。由于在實際加工時，看不到刀刃在各個位置形成包絡(luò)線的過程， 故通過齒輪 范成儀來實現(xiàn)輪坯與刀具間的傳動過程，并用鉛筆將刀具刀刃的各個位置記錄在 繪圖紙上，這樣我們就能清楚地觀察到齒輪范成的過程。2 .范成儀的構(gòu)造：（圖2-1）范成儀構(gòu)造如圖2-1所示：圓盤1繞其固定軸心O轉(zhuǎn)動。在圓盤的周緣上刻 有凹槽，槽內(nèi)繞有鋼絲2,鋼絲繞在凹槽內(nèi)以后，其中心線所形成的圓應(yīng)等于被 加工齒輪的分度圓（d=Zm）。鋼絲的一端固定在橫拖板 3上的a處，另一端固 定b處。橫拖板3可在機架4上沿水平方向移動，通過鋼絲的作用使圓盤相對于 橫拖板的運動和被加工齒輪相對于齒條的運動

5、一樣，即齒輪的節(jié)圓和齒條的節(jié)線 作純滾，運動學(xué)的關(guān)系V=rcoo齒條5裝在橫拖板上，齒條上有兩個槽孔借螺釘6加以固定，齒條刀具中線相對于輪坯中心的位置可借齒條上的槽孔相對于橫拖 板沿垂直方向移動。范成儀所用齒條刀具基本參數(shù)，被加工齒輪分度直徑和齒數(shù)，見表 2-1、基本參數(shù) X 齒條刀具模數(shù)m(mm)壓力角a （0）（刀具角）齒頂圖系數(shù) h*a頂隙系數(shù)* c12102020 口10. 25被加上ir輪分度圓直徑被加工齒輪的齒數(shù)d = zm = 200( mm)z _ d_ _ m四、實驗步驟:1 .根據(jù)已知的刀具參數(shù)（m1 a、h*a、c*）和被加工齒輪的分度圓直徑d, 計算被加工齒輪（標(biāo)準(zhǔn)齒輪

6、、正變位齒輪、負(fù)變位齒輪）的齒數(shù)和基圓、根圓、 頂圓直徑，并將上述四個圓畫在繪圖紙上，然后將紙剪成比頂圓直徑圖大12（mrm的圓形作為輪坯。2 .把代表輪坯的圖紙放在圓盤1上，對準(zhǔn)中心后用螺釘8將壓板7周定好。3 .調(diào)整刀具中心線相對被加工齒輪的位置，加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪時刀具中線和機 床節(jié)線重合，與齒輪分度圓作純滾動。由于中線和節(jié)線難于對準(zhǔn)，因此實際實驗 操作時可以用刀具齒頂線對被加工齒輪的根圓相切來調(diào)整；正（負(fù)）變位齒輪加工時，應(yīng)使刀具變位移距，移距量X=xm刀具遠(yuǎn)離輪坯中心為正變位，反之為負(fù)變位。實驗做三次，變位系數(shù)取值，厘=0標(biāo)準(zhǔn)齒輪、？ =+0.5正變位齒輪、7 =-0.5負(fù)變位齒輪。4 .

7、開始“切制”齒廓時，先移動橫拖板，將刀具推至范成儀的一端，然后 每當(dāng)向另一端移動一個不大的距離（10mmfc右）時，即在代表輪坯的圖紙上用 鉛筆描下刀具刀刃位置，直到形成 2-3個完整的輪齒時為止。此時應(yīng)注意輪坯上齒廓的形成過程。5 .對標(biāo)準(zhǔn)齒輪和負(fù)變位齒輪，注意觀察有無根切現(xiàn)象。如有根切，則分析其原因，并計算不根切最小變位系數(shù) Min。6 .標(biāo)準(zhǔn)齒輪、正變位齒輪、負(fù)變位齒輪依次實驗時，完成一個后，再依次 進(jìn)行。7 .比較所得標(biāo)準(zhǔn)齒輪和變位齒輪的齒厚、齒間距、周節(jié)、齒頂厚、基圓齒 厚、根圓、頂圓、分度圓和基圓的相對變化特點。五、思考題：1 .齒條刀具的齒頂圖和齒根圖為什么都等于（h a+c ）

8、 m?2 .為什么齒條刀具能切出漸開線齒廓？3節(jié)圓和分度圓定義概念有何不同？齒輪與齒條嚙合時，齒輪的節(jié)圓有何特點？齒條刀具加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪和變位齒輪時，刀具和輪坯（被切齒輪）之間的相對運動有何要求？4 通過實驗，說明你所觀察到的根切現(xiàn)象是怎樣的？是由于什么原因引起？避免根切的方法有哪些？根切的齒輪對齒輪傳動有何影響？5加工花鍵軸的花鍵（漸開線花鍵、矩形花鍵、三角形花鍵）能否用范成法加工？6實驗三 漸開線齒輪參數(shù)的測定（1學(xué)時）一、實驗?zāi)康模? .掌握應(yīng)用普通量具游標(biāo)卡尺測定漸開線直齒圓柱齒輪基本參數(shù)的方法；2 .通過測量和計算，鞏固熟悉漸開線齒輪的各部分尺寸、參數(shù)關(guān)系和漸開 線的幾何特性。二、設(shè)備

9、和工具：1 .被測齒輪兩個（齒數(shù)為奇數(shù)和偶數(shù)各一個）；2 .游標(biāo)卡尺（游標(biāo)讀數(shù)值不大于 0.05mm）;3 .漸開線函數(shù)表和計算器（自備）。三、原理和方法：漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)有：齒數(shù)z、模數(shù)m、分度圓壓力角«、齒頂高系數(shù)h*a、頂隙系數(shù)c、變包系數(shù)實驗用普通游標(biāo)卡尺來測量，并通過計算確定齒輪的這些基本參數(shù)。本實驗 的方法和技能對測繪修配機器上的齒輪零件具有現(xiàn)實意義。原理和方法如下：1 .齒數(shù)z:直接數(shù)；2 .模數(shù)m和壓力角«的確定：利用漸開線齒輪的基節(jié)Pb和分度圓周節(jié)的關(guān)系：(3-1)pb = pcos：=二 mcos：.m=-P（3-2）二 cos ;由圖3-1

10、可以看出，根據(jù)漸開線的幾何特性，基節(jié)Pb可用游標(biāo)卡尺測量公法 線長度的方法來測得，如圖所示。跨n個齒的公法線長度（見圖3-1）見下頁。(3-3)(3-4)Wn = n-1 Pb Sb跨n+1個齒的公法線長度Wn1 =npb Sb測得基節(jié)pb后根據(jù)式(3-2)計算出模數(shù)m,由于式中的壓力角口可能是15° 也可能是20口，故分別代入算出其相應(yīng)的模數(shù)，取其最接近于標(biāo)準(zhǔn)值的一組 m 和a為所求值。為了保證使卡尺的兩個量足與齒廓的漸開線部分相切，跨齒數(shù)n值應(yīng)根據(jù)被 測齒輪的齒數(shù)z參照表3-1決定。表3-1被測齒輪齒數(shù)z12-1819-2728-3637-4546-5455-6364-7273-

11、81跨測齒數(shù)n234567893.變位系數(shù)/的測定:分度圓上的齒厚S和變位系數(shù)7有如下關(guān)系式mS=-+21mtgot(3-6)由于輪齒齒廓為漸開線，基圓齒厚 Sb與分度圓齒厚有如下關(guān)系一 - rb 一 .Sb =S 2rbinv.：: r= Scos + 2 i nv(3-7)式(3-6)代入式(3-7)導(dǎo)得Sb-Zinv ：m m mcosa 2 (3-8)2tg :式中基圓齒厚Sb由實測的公法線長度計算得到Sb =Wn - n -1 pb因公法線長度變化與基圓齒厚變化有關(guān)，所以變化系數(shù)？也可用如下公式得(3-9)Wn迅標(biāo) /_ =2msin 二：式中：Wn 為被測齒輪公法線長度的實際測量值

12、。Wn標(biāo) 為標(biāo)準(zhǔn)齒輪公法線長度理論計算值，可按公式計算或查有關(guān)手冊。標(biāo)準(zhǔn)齒輪公法線長度公式Wn標(biāo)=mcosct n (n-0.5 ) + Zinva (3-10)當(dāng)a =200時(3-11)Wn標(biāo)=m 112.952131 n -0.50.0140055 Z4.齒頂高系數(shù)h*a和頂隙系數(shù)c*的判定： 由于齒頂圓da = d 2ha= zm + 2ham + 2xm(3-12)齒根圓df=d-2hf*、= zm-2(ha+c )m + 2/m(3-13)所以可根據(jù)測得da和df值按公式逆運算來加以判定。測量方法見圖3-2。(見下頁)*5.測定一對相互嚙合的齒輪傳動應(yīng)根據(jù)單個齒輪測得的變位系數(shù) 4

13、和4,計算出一對齒輪的嚙合角。'和中心距a:無齒測間隙嚙合方程：,21 -2.inv« =-tg« +inva(3-14)乙Z2安裝中心距a' = 1m(Z1 +Z2 ycos(3-15)2cos 二實測中心距測定方法見圖3-3。._ 1_a =B +-(dK1 +dK2 )(3-16)圖3222般直齒圓柱齒輪測繪程序z、daWn、Wn1Pb=W.1-Wnpb =n mcosot * *m 、 ha、cF，a齒頂圓直徑與中心距均不一致時中心距一致，齒頂圓直徑不一致時Z =(-2zi2 工齒 頂 圓 直 徑中 心 距 均確定變位系數(shù)da1 -'da2產(chǎn)

14、 0.251a1a2一 2”計算齒頂圓直徑及公法 線長度與實物比較da = z 2ha 2 mWn =Wn標(biāo)2 msin-.*. r.jda = z 2ha 2-20 mW =W 2 msin ：角度變位齒輪傳動標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動高度變位齒輪傳動四、實驗步驟：1 .直接計數(shù)齒輪的齒數(shù)。2 .測量Wn、Wn+1和da、df,每個尺寸應(yīng)測量三次（在不同位置），取其算 術(shù)平均值作為測量數(shù)據(jù)。3 .計算判定 a、m、N、h a、c。五.思考題：1 .公法線長度測量時，卡尺放在漸開線不同位置上，對所測量的公法線長 度Wn和Wn+1有無影響？為什么？2 .如果用a =15：和覆=200所求得模數(shù)皆接近于標(biāo)準(zhǔn)值，

15、你將如何判斷該齒輪的正確模數(shù)值？3 .測量齒輪頂圓直徑和根圓直徑時，對偶數(shù)和奇數(shù)齒的齒輪在測量方法上 有什么不同？4 .決定齒輪齒廓形狀的參數(shù)有哪些？（表格見下頁）實驗四 剛性轉(zhuǎn)子動平衡實驗一、實驗?zāi)康?1)掌握剛性轉(zhuǎn)子動平衡的基本原理和步驟；(2)掌握虛擬基頻檢測儀和相關(guān)測試儀器的使用;、實驗內(nèi)容及要求采用虛擬儀器技術(shù)對一多圓盤剛性轉(zhuǎn)子進(jìn)行動平衡。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)如圖 1所示, 轉(zhuǎn)子存在原始不平衡質(zhì)量，左右兩個圓盤為平衡平面。擬測試原始不平衡量及相 位，并在兩個平衡平面上配重，便殘余不平衡量控制在一定范圍。圖1轉(zhuǎn)子系統(tǒng)與力系簡化、實驗裝置序號名 稱數(shù)量主要技術(shù)指標(biāo)參考型號生產(chǎn)廠家1轉(zhuǎn)子系統(tǒng)1轉(zhuǎn)速：0

16、4000r/min臨界轉(zhuǎn)速）5000r/minR4A清華大學(xué)振動實 驗室2調(diào)速器1調(diào)速：5004100r/min定制清華大學(xué)振動實驗室3光電變換器1轉(zhuǎn)速：0.15000 r/min通用型清華大學(xué)振動實驗室4電渦流位移計2頻率：01000Hz位移：2mm峰峰值85811清華桑拓研究所5電子天平1200+0.01gES-200A長沙湘平公司6微型計算機1通用型測試系統(tǒng)如圖2所示圖2測試系統(tǒng)示意圖四、實驗步驟1 .虛擬儀器接線進(jìn)入“剛性轉(zhuǎn)子動平衡”程序，點擊“設(shè)備模擬連接”圖標(biāo)，按圖 3示用 鼠標(biāo)左鍵連接虛擬測試儀器，如連線錯誤，用鼠標(biāo)左鍵單擊“重新連接”按鈕。 確認(rèn)無誤后，用鼠標(biāo)左鍵單擊“連接完畢

17、”按鈕，如果出現(xiàn)“連接錯誤”的提 示，則連接有錯，需要按“確定”，再按“重新連接”。如果出現(xiàn)“連接正確” 的提示，按“確定”后，可獲得與圖 4相同的虛擬動平衡儀應(yīng)用程序界面。圖3測試虛擬設(shè)備連線圖2 .原始不平衡量測試（1）將轉(zhuǎn)速控制器轉(zhuǎn)速踴設(shè)定為1500r/min,啟動轉(zhuǎn)子2至3分鐘使轉(zhuǎn)速保持 穩(wěn)定。（2）點擊“基頻檢測”圖標(biāo)，進(jìn)入圖4的狀態(tài)下，用鼠標(biāo)左鍵按下左上角按鈕“開始”啟動虛擬動平衡儀，點擊“ A通道”、“ B通道”進(jìn)行通道切換。待讀 數(shù)基本穩(wěn)定后，記錄轉(zhuǎn)子原始不平衡引起左（A）、（B）軸承座振動位移基頻 成份的幅值和相位角Va0/中A、Vb0/B。3 .平衡處理（1）點擊“動平衡計

18、算”圖標(biāo)，調(diào)用專用的動平衡計算程序（圖5）,輸入測出的初 始不平衡量。（2）轉(zhuǎn)速回零。在I平面（1號圓盤）上任選方位加一試重mti ,記錄mti的值（用 天平測量，可取其在812克之間）及固定的相位角Pi （見1號圓盤相位標(biāo)記）。（3）啟動轉(zhuǎn)子,重新調(diào)到平衡轉(zhuǎn)速 小，測出I平面加重后，兩個軸承座振動位移 的幅值和相位角（Va4DVbD。同樣將值輸入到動平衡計算程序中。圖4計算機虛擬動平衡儀顯示界面剛性轉(zhuǎn)子動平衡實驗數(shù)據(jù)圖5動平衡計算軟件界面(4)轉(zhuǎn)速回零。拆除mti ,在II平面(4號圓盤)上任選方位加一試重 mt2。測量 記錄mt2的值及其固定方位角220(5)速重新調(diào)到外。測出II平面加試

19、重后，兩個軸承座振動位移的幅值和相位角(V A2 和 V B2)。(6)轉(zhuǎn)速回零。取走mt2,調(diào)出專用動平衡計算程序，根據(jù)程序運行過程的提示， 輸入上述測量記錄的數(shù)據(jù)，求出的校正質(zhì)量(平衡質(zhì)量)及相位。4 .平衡檢驗(1)根據(jù)求出的校正質(zhì)量(平衡質(zhì)量) m1、m2及校正質(zhì)量的相位角3、2 2 , 在校正平面I、II重新加重。然后將轉(zhuǎn)速重新調(diào)到nb ,再測量記錄兩個軸承座殘 余振動的幅值和相位角。(2)轉(zhuǎn)速回零。計算平衡率(即平衡前后振動幅值的差與未平衡振幅的百分比)，高于70%,實驗可結(jié)束。否則應(yīng)尋找平衡效果不良原因重做。5 .停機、關(guān)儀器電源、拉電閘。拆除平衡質(zhì)量，使轉(zhuǎn)子系統(tǒng)復(fù)原。五、實驗報

20、告要求1 .簡述實驗?zāi)康摹⒀b置（在圖1基礎(chǔ)上畫出框圖）和簡要步驟（按表1總結(jié)）；2 .實驗原始數(shù)據(jù)整理；3 .對實驗方法和實驗結(jié)果的分析和討論；六、實驗數(shù)據(jù)的記錄與整理（供參考）表1實驗數(shù)據(jù)平衡轉(zhuǎn)速r/minr/minA軸承 I平面B軸承 II平面幅值相位幅值相位原始振動V A0 , V B0m mdegm mdegI平面試重Q1克degV A1，V B1N mdegN mdegII平面試重Q2克degV A2，V B2k mdegk mdeg計算校正量p1, p2克deg克deg實際加重質(zhì)量 m1, m 2克deg克deg平衡后振動V A, V BN mdegN mdeg琳平衡率n a,&q

21、uot; B%1實驗五機構(gòu)運動方案創(chuàng)新設(shè)計實驗(2學(xué)時)一、概述機構(gòu)運動方案創(chuàng)新設(shè)計是各類復(fù)雜機械設(shè)計中決定性的一步，機構(gòu)的設(shè)計選型一般 先通過作圖和計算來進(jìn)行，一般比較復(fù)雜的機構(gòu)都有多個方案，需要制作模型來試驗和 驗證，多次改進(jìn)后才能得到最佳的方案和參數(shù)。本實驗所用搭接試驗臺基本能夠任意選 擇平面連桿機構(gòu)類型，組裝調(diào)整機構(gòu)尺寸等功能，能夠比較直觀、方便的搭接、驗證、 調(diào)試、改進(jìn)、確定設(shè)計方案。二、實驗?zāi)康?1) 掌握機構(gòu)創(chuàng)新模型的使用方法及實驗原理。(2) 訓(xùn)練學(xué)生的工程實踐動手能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識及綜合設(shè)計能力。(3) 加深對平面機構(gòu)的組成原理及其運動特性的理解和感性認(rèn)識。三、實驗原理任

22、何平面機構(gòu)均可以用零自由度的桿組依次連接到原動件和機架上去的方 法來組成，這是機構(gòu)的組成原理，也是本實驗的基本原理。桿組的概念、正確拆分桿組及拼裝桿組。1、桿組的概念由于平面機構(gòu)具有確定運動的條件是機構(gòu)的原動件數(shù)目與機構(gòu)的自由度數(shù)目相等， 因此機構(gòu)均由機架、原動件和自由度為零的從動件系統(tǒng)通過運動副連接而成。將從動件 系統(tǒng)拆成若干個不可再分的自由度為零的運動鏈，稱為基本桿組，簡稱桿組。根據(jù)桿組的定義，組成平面機構(gòu)桿組的條件是：F=3n-2PL-PH=0。其中機構(gòu)件數(shù)n,高副數(shù)Ph和低副數(shù)Pl都必須是整數(shù)。由此可以獲得各種類型的桿組。最簡單的桿組為n=2, Pl=3,稱為n級組，由于桿組中轉(zhuǎn)動副和

23、移動副的配置不同，n級桿組共有五種形式如圖 41所示。圖4 1 平面低副n級桿組田級桿組形式較多，其中n=4, Pl=6,圖2-23所示為機構(gòu)創(chuàng)新模型已有的幾種常見 的DI級桿組。圖42 平面低副田級桿組2、正確拆分桿組正確拆分桿組的三個步驟：1)先去掉機構(gòu)中的局部自由度和虛約束，有時還要將高副加以抵代2)計算機構(gòu)的自由度，確定原動件。3）從遠(yuǎn)離原動件的一端（即執(zhí)行機構(gòu)）先試拆分II級桿組，若拆不出II級組時，再試拆III級桿組，即由最低級別桿組向高一級桿組依次拆分，最后剩下原動件和 機架。正確拆組的判定標(biāo)準(zhǔn)是： 拆去一個桿組或一系列桿組后，剩余的必須仍為一個完整 的機構(gòu)或若干個與機架相聯(lián)的原

24、動件，不許有不成組的零散構(gòu)件或運動副存在，否則這 個桿組拆得不對。每當(dāng)拆出一個桿組后，再對剩余機構(gòu)拆桿組，并按第（3）步驟進(jìn)行,直到全部桿組拆完，只應(yīng)剩下與機架相聯(lián)的原動件為止。如圖4-3所示機構(gòu)，先除去 K處的局部自由度，高副低帶，然后，按步驟（2）計算機構(gòu)的自由度：F = 1,并確定凸輪為原動件：最后根據(jù)步驟（3）的要領(lǐng)，先拆分出由機構(gòu)4和5組成的II級桿組，再拆分出由構(gòu)件 6和7及構(gòu)件3和2,構(gòu)件8和10組 成的三個II級桿組，最后剩下原動件 1和機架9。3、正確拼裝桿組根據(jù)擬定的機構(gòu)運動學(xué)尺寸，利用機構(gòu)運動創(chuàng)新方案實驗臺提供的零件按機構(gòu)運動 傳遞順序進(jìn)行拼接。拼接時，首先要分清機構(gòu)中各

25、構(gòu)件所占據(jù)的運動平面，并且使用各 構(gòu)件的運動在相互平行的平面內(nèi)進(jìn)行，其目的是避免各運動構(gòu)件發(fā)生干涉。然后，以實圖43桿組拆分例圖驗臺機架鉛垂面為拼接的起始參考面，所拼接的構(gòu)件以原動構(gòu)件起始，依運動傳遞順序 將各桿組由里（參考面）向外進(jìn)行拼接。四、實驗設(shè)備及功用機構(gòu)運動方案創(chuàng)新設(shè)計實驗臺設(shè)備包括機架及其組件，分別詳述如下。1、機架實驗臺機架如圖44所示：機架中由5根鉛垂立柱，它們可沿 x方向移動。移動 時請用雙手推動、并盡可能使立柱在移動過程中保持鉛垂?fàn)顟B(tài)。立柱移動到預(yù)定的位置 后，用螺栓將立柱上、下兩端鎖緊（*安全注意事項：不允許將立柱上、下兩端的螺栓 卸下，在移動立柱前只需將螺栓擰松即可）。

26、立柱上的滑塊可沿y方向移動。將滑塊移動到預(yù)定的位置后，用螺栓將滑塊緊定在立柱上。按圖示的方法即可在x、y平面內(nèi)確定一個固定點，這樣活動 構(gòu)件相對機架的連接位置 就會確定了。2、其他組件（1）凸輪和高副鎖緊 彈簧 凸輪基圓半徑為 18mm,從動件為正弦加速 度運動規(guī)律；凸輪與從動件的高副形成是依靠彈簧力的鎖合，各4件。(2)齒輪 模數(shù)2,壓力角200,齒數(shù)分別為34和42,兩齒輪中心距為76mm。 各4件。(3)齒條 模數(shù)2,壓力角20°,單根齒條全長為422mm,為4件。(4)槽輪撥盤 兩個主動銷，為4件。(5)槽輪四槽，為1件。(6) 主動軸 動力輸入用軸，軸上有平鍵槽。L為5mm

27、 20 mm 35 mm. 50mm& 4件，L為65 mm為2件。(7) 轉(zhuǎn)動副軸(或滑塊)主要用于跨層面(即非相鄰平面)的轉(zhuǎn)動副或移動副的形 成。L為5mm 15mm 30mm別為6件、4件、3件。(8) 扁頭軸 又稱從動軸，軸上無鍵槽，主要起支撐及傳遞運動的作用。L為5mm20mm 35 mm 50 mm 65 mrn 分別為 16 件、12 件、12 件、10 件和 8 件。(9) 主動滑塊插件與主動滑塊座固聯(lián)，可組成做直線運動的主動滑塊。L為40 mm55 mm,各一件。(10)主動滑塊座 與直線電機齒條固連形成主動件，且隨直線電機齒條作往復(fù)直 線運動，為1件。(11) 連桿

28、(或滑塊導(dǎo)向桿)其長槽與滑塊形成移動副，其圓孔與軸形成轉(zhuǎn)動副。L為 50mm 100mm 150mm 200 mm 250mm 300mm 350mm 各 8 件。(12)壓緊連桿用特制墊片將連桿固定在主動軸或固定軸上時用。6 6.5為16件。(13) 轉(zhuǎn)動副軸(或滑塊)與固定轉(zhuǎn)軸塊配用時可在連桿長槽的某一選定位置形成 轉(zhuǎn)動副或做滑塊。L為5 mm 20 mm,各8件。(14)轉(zhuǎn)動副軸(或滑塊)用于兩構(gòu)件形成轉(zhuǎn)動副或作滑塊用，為16件。(15) 帶墊片螺栓轉(zhuǎn)動副軸與連桿之間構(gòu)成轉(zhuǎn)動副或移動副時用帶墊片螺栓連接，用于加長轉(zhuǎn)動副軸或固定軸的軸長，規(guī)格 M6為48件。(16) 壓緊螺栓轉(zhuǎn)動副軸或固定

29、軸與連桿形成同一構(gòu)件時用該壓緊螺栓連接，規(guī)格M6,為48件。(17) 運動構(gòu)件層面限位套用于不同構(gòu)件運動平面之間的距離限定，避免發(fā)生運動構(gòu)件間的運動干涉。L為5mm 15 mm 30mm 45 mm 60mm 分別35件、40件、20件、20件、10件。(18) 帶輪大孔軸，用于旋轉(zhuǎn)電機，為 3件。(19) 主動軸帶輪小孔軸，用于主動軸，為 3件。(20) 盤桿轉(zhuǎn)動軸盤類零件或與其他構(gòu)件(如連桿)構(gòu)成轉(zhuǎn)動副時用。L為20mm35 mm. 45 mm,分別為6件、6件、4件。(21) 固定轉(zhuǎn)軸塊用螺栓將固定轉(zhuǎn)軸塊鎖緊在連桿長槽上，構(gòu)件可與該連桿在選定位置形成轉(zhuǎn)動副，為8件。(22) 加長連桿和固

30、定凸輪彈簧用螺栓、螺母用于兩桿加長時鎖緊的連接件，固定彈 簧，M1Q各為18件。(23) 曲柄雙連桿部件偏心輪與活動圓環(huán)形成轉(zhuǎn)動副，且已制作成一組合件，為4件。(24) 齒條導(dǎo)向板將齒條夾緊在兩塊齒條導(dǎo)向板之間，可保證齒輪與齒條的正常嚙 合，為8件。(25) 轉(zhuǎn)動副軸(或滑塊)軸的扁頭主要用于兩構(gòu)件形成轉(zhuǎn)動副；軸的圓頭主要用于兩構(gòu)件形成移動副，或做滑塊時用，為 16件。(26) 安裝電機座行程開關(guān)座用內(nèi)六角螺栓、平墊標(biāo)準(zhǔn)件M8X 25, 6 8,各32件。(27) 內(nèi)六角螺釘標(biāo)準(zhǔn)件 M6X 15,為2件，用于將主動滑塊固定在直線電機齒條上。(28)內(nèi)六角緊定螺釘標(biāo)準(zhǔn)件 M6X 6,為18件。(

31、29) 滑塊 已與機架相連支撐軸，并在機架平面內(nèi)沿鉛垂方向上下移動，為64 件。(30) 壓緊立柱特制平墊已與機架相連，用于固定立柱。6 9,為40件。(31) 固定立柱上滑塊用特制螺母已與機架相連，M6,為64件。(32) 固定電機用特制螺母卡在機架的長槽內(nèi)，可輕松擰緊螺栓固定電機座，為 18件。(33) 行程開關(guān)支座 2件，并配內(nèi)六角頭螺栓平墊，M5X 15, 6 5,各4件。用于行程開關(guān)與其座的連接，行程開關(guān)的安裝高度可在長孔內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。(34) 平墊片 使軸相對機架不轉(zhuǎn)動時用，6 17,為20件。(35) 防脫螺母防止軸從機架上脫出，M12,為76件。(36) 轉(zhuǎn)速電機座已與電機相連，

32、為3 件。(37) 直線電機座已與電機相連，為1 件。(38) 平鍵主動軸與帶輪的連接，3X15,為20件。(39) 直線電機控制器與行程開關(guān)配用，可控制直線電機的往復(fù)運動行程。前面板為LED顯示方式，當(dāng)控制器的前面板與操作者是面對面的位置關(guān)系時，控制器上的發(fā)光管指示直線電機齒條的位移方向。控制器的后面板上置有電源引出線及開關(guān)，與直線電機相連的4芯插座、與行程開關(guān)相連的 5芯插座和2A保險管，為1件。(40) 帶 標(biāo)準(zhǔn)件， 0 型，為 3 件。(41) 直線電機10mm/s, 10 r/min。直線電機安裝在實驗臺機架底部，并可沿機架底部的長形槽移動電機。直線電機的長齒條為機構(gòu)輸入直線運動的主

33、動件。在實驗中，允許齒條單方向的最大直線位移為300mm可根據(jù)主動滑塊的位移量確定直線電機兩行程開關(guān)的相對間距，并且將兩行程開關(guān)的最大安裝間距限制在300mme圍內(nèi)。直線電機控制器使用注意事項：根據(jù)主動滑塊移動的距離，通過改變離直線電機較遠(yuǎn)的行程開關(guān)，來調(diào)節(jié)齒條(相當(dāng)于滑塊) 往復(fù)運動行程，其可調(diào)節(jié)的最大行程不得大于400mm。故障排除當(dāng)接通電源開關(guān)，電機不運行，可能是前面板上保護(hù)電機的熔斷器(2 5 A)燒斷。及時告訴指導(dǎo)教師更換新的2.5 A 熔斷器。* 注意：未拼接機構(gòu)運動前、預(yù)設(shè)直線電機的工作行程后，請務(wù)必調(diào)整直線電機行程開關(guān)的高度，以確保電機行程開關(guān)的靈活動作，從而防止直線電機齒條脫離電機主體，防止組裝零件的損壞及人身安全。3 工具提供M5 M6 M8內(nèi)六角扳手各2件、150mnr 200mm舌動扳手各1件、1 m卷尺。鉛筆、紙張自帶。五、實驗步驟(1) 掌握實驗原理。(2) 熟悉機構(gòu)組合創(chuàng)新實驗臺使用方法。(3) 選擇實驗教師提供的機構(gòu)運動方案或課前自擬機構(gòu)運動方案作為機構(gòu)組合實驗內(nèi)容。(4