1、實驗七平面機構創新設計實驗、實驗目的1 .加深對機構組成原理的熟悉；進一步了解機構組成及其運動特征;2 .練習實踐動手水平,創新意識和綜合設計的水平.、實驗設備及工具1 .平面機構設計組合創新實驗臺；2 .活動扳手,固定扳手,內六角扳手,螺絲刀,安裝錘、小油壺,直尺.三、實驗臺結構1.組合機架組合機架是該實驗臺的主體,由底座和活動安裝條部件兩局部組成.a.底座局部：主要起支承支架,安裝電機板和電機用,與支架焊接組裝為一整體.電機可在底座上作左、右、前、后調整移動.機架后側2立柱5皮帶傳動1to組合機架4電劭機b.活動安裝條局部：在底座支架上,垂直裝有二根方管立柱,其底部與底座部份焊接成一整體,

2、可將其支架承受的力傳遞到實驗臺上,減少架體的受力變形.在支架體上采用滑條將5根活動安裝條水平方向用螺栓與架體相聯,實現左右靈活移動,在安裝條上又安裝假設干個滑動塊,且滑動塊可隨活動條上、下移動,調整任意間距.2.組件清單包括組成機構的各種運動副、構件、動力源.其中1直線電機：10mm/s,配直線電機限制器,根據主動滑塊移動的距離,調節兩行程開關的相對位置來調節齒條或滑塊往復運動距離,但調節距離不得大于400mm；注意：機構拼接未運動前,應先檢查行程開關與裝在主動滑塊座上的行程開關碰塊的相對位置,以保證換向運動能正確實施,預防機件損壞；2旋轉電機：10r/min,沿機架上的長形孔可改變電機的安裝

3、位置.序號名稱示意圖規格數量備注1齒輪11M=2,a=20°Z=28、34、42、51各3共12D=56im;68叫84mm;102mm2凸輪基圓R=18升回行程20mm3凸輪推回程均為正弦加速度運動規律3齒條M=2a=20°4單根齒條全長為400mm4齒條護板9B8用于預防齒輪在齒條上滑出5槽輪4槽1間隙機構的從動件,6*雙銷1間隙機構的主動件7主動軸1L=15mm20mm35mm50mm65mm44442序號名稱示意圖規格數量備注8復合較鏈I或滑塊110-169從動軸»L=5mm20mm35mm50mm65mm16121210810轉動副軸或滑塊3L=5mm1

4、5mm30mm63311復合錢鏈n或滑塊L-BL=5mm20mm8812盤桿轉動軸L=20mm35mm45mm66413復合校鏈出或滑塊1一心二1614刺輪及刺輪爪刺輪刺輪爪1215活動較鏈座1J螺孔M860支承主動或從動軸,在立柱上可上下移動16不完全齒輪1a.主動齒從動齒1117固定轉軸塊68L=50mm18連桿1QJn&1100mm150mm200mm250mm300mm350mm各8序名稱示意圖規格數備注號量19曲柄雙連桿部件|1n組合件4用干-個主動構件同時提供二個曲柄的運動方案20壓緊螺栓)M648預防連桿與轉動軸的軸向竄動,二者相對轉動21帶墊片螺栓M648預防連桿與轉動

5、軸的軸向竄動,二者相對固定22層面限位套1L=5mm15mm30mm45mm60mm354020201023緊固墊片限制軸回轉Ol厚2mm孔016外徑0222024高副鎖緊彈簧3425電機固定條8已安裝在電機座卜26行程開關安裝塊12安裝在直線電機齒條軸上,固定行程開關用27皮帶輪L1大孔徑小孔徑33大孔徑用于旋轉電機,小孔徑用于主動軸28鏈輪06B629主動滑塊座Ls1與直線電機齒條軸固定,支承并固定主動滑塊插件30主動滑塊件y一L.L=40mm55mm11與件29配合用,可組成作直線運動的主動滑塊序號名稱示意圖規格數量備注31直線電機座11r1已經安裝,帶安裝螺栓32旋轉電機座.JH3已經

6、安裝,帶安裝螺栓33實驗臺機架IIT*Si*一g4本機構運動方案的拼接平臺34電器盒fliI4已經安裝在電機旁35手輪<二w4用于代替電機手動產生旋轉36套筒滾子鏈條c7n06B3標準件37壓緊連桿墊片RM628標準件38壓緊彈簧用的墊片廣/128標準件39立柱墊片0M840標準件40緊定螺釘§FM6X826標準件41平墊圈螺母J)cL16M147676標準件序號名稱示意圖規格數量備注42內六角螺栓g)M8X1664標準件43螺栓出M8X2516標準件44螺栓nM10X206標準件45連桿加長螺栓、螺母.1M10L=15mm20mm1814標準件46旋轉電機3已安裝在機架上47

7、直線電機f.1已安裝在機架上48行程限位開關.2與26號件配套使用491000mm3標準件50內六角螺栓sM6X1260標準件3.聯接示圖1轉軸相對機架的聯接沿工方面夥勒圖7-1轉軸與機架的聯接圖按圖7-1示聯接好后,其中標號為“7或9的轉軸相對機架作旋轉運動.2活動較鏈座的安裝圖7-2活動較鏈座的安裝圖3轉動副的聯接圖7-3轉動副聯接圖按圖7-3示聯接好后,兩連桿作相對旋轉運動.4移動副的聯接圖7-4移動副聯接圖按圖7-4示聯接好后,連桿與轉動副軸作相對直線運動.5齒輪與主從動軸的聯接圖7-5齒輪與主從動軸的聯接圖按圖7-5示聯接好后,齒輪與轉動軸固定,可固接為一活動構件.6凸輪與主從動軸的

8、聯接圖7-6凸輪與主從動軸的聯接圖按圖7-6示聯接好后,凸輪與轉動固定,可固接為一活動構件.7凸輪副的聯接圖7-7凸輪副的聯接圖8滑塊導向桿相對機架的聯圖7-8滑塊導向桿相對機架的聯接圖9槽輪副的聯接圖7-9槽輪副聯接圖10主動滑塊與直線電機齒條軸的聯接圖7-10主動滑塊與直線電機齒條軸的聯接圖11曲柄雙連桿部件的使用方法：圖7-11曲柄雙連桿部件與連桿的聯接圖12齒輪和凸輪與主從動軸的并聯聯接圖7-12齒輪和凸輪與主從主動軸的并聯聯接圖13兩齒輪與主從動軸的并聯聯接圖7-13兩齒輪與主從動軸的并聯聯接圖14齒條導向板的使用方法圖7-14齒條導向板與齒條的并聯聯接圖15連桿加長螺栓的聯接方法圖

9、7-15連桿加長螺栓與連桿的聯接圖16固定轉軸塊與轉動副軸或滑塊一2的使用方法Ji?1咚1,電人笫/2層圖7-16固定轉軸塊與轉動副軸或滑塊一2及連桿的聯接圖17盤桿轉動軸的使用方法圖7-17盤桿轉動軸與齒輪、連桿的聯接圖18轉動副軸或滑塊一3的使用方法圖7-18轉動副軸或滑塊一3與連桿的聯接圖19不完全齒輪與轉動副軸的使用方法圖7-19不完全齒輪與轉動副軸的聯接圖20剌輪與轉動副軸的使用方法圖7-20剌輪與轉動副軸的聯接圖21齒條相對機架的使用方法沿工方向移動圖7-21齒條相對機架的連接四、實驗內容與步驟1 .預習本實驗,掌握實驗原理,初步了解本實驗機構的使用方法及考前須知;2 .選擇設計題

10、目,初步擬定機構系統運動方案,根據機構運動簡圖初步擬定機構運動學尺寸機構運動學尺寸也可由實驗法求得；3 .將機構創新模型中的桿組,根據給定的運動學尺寸,在平板上試拼機構.拼接時,首先要分層,一方面是為了使各構件的運動在相互平行的平面內進行,另一方面是為了預防各構件間的運動發生干預,因此,這一點是至關重要的；4 .試拼之后,在機架上按層次從里到外,分層拼裝,依次將各桿組聯接到機架上去；5 .手柄搖動主動件,觀察機構是否正常運動；拼裝完成后,檢查各層次是否在同一平面,有無干預現象發生,并搖動機架上手輪觀察機構是否轉動靈活；6 .經過實驗老師檢查后,拼裝電機實現電動；7 .畫出機構運動簡圖,并記錄機

11、構照片；8 .實驗結束后,按步驟分層次撤除零件,并在擦拭干凈后涂上防銹油,歸放原處妥善保管.五、應用舉例1 .蒸汽機的活塞運動及閥門啟閉機構圖7-22蒸汽機構如圖7-22所示,1-2-3-8組成曲柄滑塊機構,1-4-5-8組成曲柄搖桿機構,5-6-7-8組成搖桿滑塊機構.曲柄搖桿機構與搖桿滑塊機構串聯組合.滑塊3、7作往復運動并有急回特性.適中選取機構運動學尺寸,可使兩滑塊之間的相對運動滿足協調配合的工作要求.橫杠前面的數字代表構件編號,橫杠后面的數字表示該構件所占據的運動層面.2 .自動車床送料機構圖7-23自動車床送料機構結構說明：由凸輪與連桿組合成組合式機構.工作特點：一般凸輪為主動件,

12、能夠實現較復雜的運動規律.應用舉例：自動車床送料及進刀機構.圖8-2,由平底直動從動件盤狀凸輪機構與連桿機構組成.當凸輪轉動時,推動桿5往復移動,通過連桿4與擺桿3及滑塊2帶動從動件1推料桿作周期性往復直線運動.3 .六桿機構結構說明：圖7-24,由曲柄搖桿機構1-2-3-6與擺動導桿機構3-4-5-6組成六桿機構.曲柄1為主動件,擺桿5為從動件.圖7-24六桿機構工作特點：當曲柄1連續轉動時,通過桿2使擺桿3作一定角度的擺動,再通過導桿機構使擺桿5的擺角增大.應用舉例：用于縫紉機擺梭機構.4 .雙擺桿擺角放大機構結構說明：圖7-25所示,主動擺桿1與從動擺桿3的中央距a應小于擺桿1的半徑.工

13、作特點：當主動擺桿1擺動角時,從動桿3的擺角大于,實現擺角增大,各參數之間的關系為2arctg-sec2圖7-25雙擺桿擺角放大機構圖7-26雙擺桿擺角放大機構注：由于是雙擺桿,所以不能用電機帶動,只能用手動方式觀察其運動.假設要電機帶動,那么可按圖7-26所示方式拼接.5 .轉動導桿與凸輪放大升程機構1圖7-27轉動導桿與凸輪放大升程機構結構說明：圖7-27所示,曲柄1為主動件,凸輪3和導桿2固聯.工作特點：當曲柄1從圖示位置順時針轉過900時,導桿和凸輪一起轉過去時1800.圖8-6所示機構常用于凸輪升程較大,而升程角受到某些因素的限制不能太大的情況.該機構制造安裝簡單,工作性能可靠.6

14、.送紙機構圖7-28送紙機構圖7-28所示為平板印刷機中用,以完成送紙運動的機構.當固結在一起的雙凸輪子轉動時,通過連桿機構使固接在連桿3上的吸嘴P沿軌跡mmi!動,以完成將紙吸起和送進等動作.7 .沖壓送料機構結構說明：圖8-8所示,1-2-3-4-5-9組成導桿搖桿滑塊沖壓機構,由1-8-7-6-9組成齒輪凸輪送料機構.沖壓機構是在導桿機構的根底上,串聯一個搖桿滑塊機構組合而成的.圖7-29沖壓送料機構工作特點：導桿機構按給定的行程速度變化系數設計,它和搖桿滑塊機構組合可到達工作段近于勻速的要求.適中選擇導路位置,可使工作段壓力角較小.在工程設計中,按機構運動循環圖確定凸輪工作角和從動件運

15、動規律,那么機構可在預定時間將工件送至待加工位置.8 .鑄錠送料機構結構說明：圖7-30所示,滑塊為主動件,通過連桿2驅動雙搖桿ABCD將從加熱爐出料的鑄錠工件送到下一工序.工作特點：圖中粗實線位置為爐鑄錠進入裝料器4中,裝料器4即為雙搖桿機構ABCD中的連桿BC,當機構運動到細實線位置時,裝料器4翻轉1800把鑄錠卸放到下一工序的位置.應用舉例：加熱爐出料設備、加工機械的上料設備等.圖7-30鑄錠送料機構9 .插床的插削機構結構說明：圖7-31所示,在ABC擺動導桿機卞的擺桿BC反向延長線的D點上加二級桿組連桿4和滑塊5,成為六桿機構.在滑塊5固接插刀,該機構可作為插床的插削機構.圖7-31

16、插床的插削機構工作特點：主動曲柄AB勻速轉動,滑塊5在垂直AC的導路上往復移動,具有較大急回特性.改變ED連桿的長度,滑塊5可獲得不同的規律.10 .插齒機主傳動機構結構說明及工作特點：圖7-32所示為多桿機構,可使它既具有空回行程的急回特性,又具有工作行程的等時性.應用舉例：應用于插齒機的主傳機構.該機構是一個六桿機構,利用此六桿機構可使插刀在工作行程中得到近于等速的運動.圖7-32插齒機主傳動機構11 .刨床導桿機構結構說明及工作特點：如圖7-33所示,牛頭刨頭的動力是由電機經圖7-33刨床導桿機構皮帶、齒輪傳動使齒輪1繞軸A回轉,再經滑塊2、導桿3、連桿4帶動裝有刨刀的滑枕5沿床身6的導

17、軌槽作往復直線運動,從而完成刨削工作.顯然,導桿3為三副構件,其余為二副構件.12 .碎礦機機構結構說明及工作特點：如圖7-34所示,簡易碎礦機中的四桿機構為曲柄搖桿四桿機構.圖7-34簡易碎礦機13 .曲柄增力機構結構說明及工作特點：如圖7-35所示機構,當BC桿受力F,CD桿受力P,那么滑塊產生cFLCOSQ的壓力圖7-35曲柄增力機構由上式可知,減小和S與增大L,均能增大增力倍數.因此設計時,可根據需要的增力倍數決定和S與L,即決定滑塊的加力位置,再根據加力位置決定A點位置和有關的構件長度.14 .曲柄滑塊機構與齒輪齒條機構的組合結構說明：圖7-36所示機構由偏置曲柄滑塊機構與齒輪齒條機

18、構串圖7-36曲柄滑塊機構與齒輪齒條機構的組合聯組合而成.其中下齒條為固定齒條,上齒條作往復移動.工作特點：此組合機構最重要的特點是上齒條的行程比齒輪3的錢接中央點C的行程大一倍.此外,由于齒輪中央C的軌跡對于點A偏置,所以上齒條和往復運動有急回特性.當主動件曲柄1轉動時,通過連桿2推動齒輪3與上、下齒條嚙合傳動.下齒條5固定,上齒條4作往復移動,齒條移動行程H=4RR為齒輪3的半徑,故采用此種機構可實現行程放大.15 .行星輪系放大行程機構結構說明：如圖7-37所示機構是由齒輪1、2、3和系桿H及連桿5、滑塊4、機架6組合而成.齒輪2、3為行星輪,從動桿CD與行星輪3校接于C點,機構中桿長AC=CD=R,且Z1=2Z3.圖7-37行星輪系放