平面机构运动方案设计与拼装实验报告.docx

平面机构运动方案设计与拼装试验报告一、试验目的1、 加深学生对机构组成原理的生疏，进一步理解平面机构的组成及其运动特性2、 通过平面机构拼装，训练学生的工程实践动手力气，了解机构在实际安装中可能消灭的运动干预现象及解决的方法3、 通过机构运动方案的设计，培育学生的创意识和综合设计力气二、内燃机机构设计及试验组装说明书1、试验所用器材介绍搭接机构是在机架前侧平面上完成的机架后侧2 立柱1 机架y5 皮带传动3 滑块4 电动机x图 1 机架本试验配有各种工具、连接用的螺钉、螺帽、垫圈等其它主要零部件及其功能请认真阅读表 1表 1主要零件及其功能表标号名称图形 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。

2、试验原理机构组成：曲柄滑块与摇杆滑块组合而成的机构，如以下图B机架图：内燃机机构工作特点：当曲柄 1 座连续转动时，滑块 6 作往复直线移动，同时摇杆 3 作往复摇摆带动滑块 5 作往复直线移动该机构用于内燃机中，滑块 6 在压力气体作用下作往复直线运动〔故滑块 6 实际的主动件〕，带动曲柄 1 回转并使滑块 5 往复运动是压力气体通过不同的路径进入滑块6 的左、右端并实现排气3、试验正确拼装运动副方案依据拟定或由试验中获得的机构运动学尺寸，利用机构运动方案创设计试验台供给的 零件按机构运动的传递挨次进展拼接拼接时，首先要分清机构中各构件所占据的运动平面， 其目的是避开各运动构件发生运动干预然后，以试验台机架铅垂面为拼接的起始参考面， 按预定拼接打算进展拼接拼接中应留意各构件的运动平面是平行的，所拼接机构的外伸运 动层面数愈少，机构运动愈平稳，为此，建议机构中各构件的运动层面以穿插层的排列方式 进展拼接机构运动方案创设计试验台供给的运动副的拼接方法请参见以下介绍1〕试验台机架图 5 试验台机架图试验台机架中有 5 根铅垂立柱，它们可沿 X 方向移动移动时请用双手扶稳立柱、并尽可能使立柱在移动过程中保持铅垂状态，这样便可以轻松推动立柱。

立柱移动到预定的位置 后，将立柱上、下两端的螺栓锁紧〔安全留意事项：不允许将立柱上、下两端的螺栓卸下， 在移动立柱前只需将螺栓拧松即可〕立柱上的滑块可沿 Y 方向移动将滑块移动到预定的位置后，用螺栓将滑块紧定在立柱上按上述方法即可在X、Y 平面内确定活动构件相对机架的连接位置面对操作者的机架铅垂面称为拼接起始参考面或操作面2〕轴相对机架的拼接〔图示中的编号与“机构运动方案创设计试验台零部件清单” 序号一样〕有螺纹端的轴颈可以插入滑块 28#上的铜套孔内，通过平垫片、防脱螺母 34#的连接与机架形成转动副或与机架固定假设按图 6 拼接后，6 或 8#轴相对机架固定；假设不使用平垫片34# ，则 6 或 8#轴相对机架作旋转运动拼接者可依据需要确定是否使用平垫片34#扁头轴 6#为主动轴、8#为从动轴该轴主要用于与其它构件形成移动副或转动副、也可将连杆或盘类零件等固定在扁头轴颈上，使之成为一个构件图 6 轴相对机架的拼接图 3〕转动副的拼接〔图示中的编号与“机构运动方案创设计试验台零部件清单”序号一样〕假设两连杆间形成转动副，可按图 7 所示方式拼接。

其中，14#件的扁平轴颈可分别插入两连杆 11#的圆孔内，再用压紧螺栓 16#和带垫片螺栓 15#分别与转动副轴 14#两端面上的螺孔连接这样，有一根连杆被压紧螺栓 16#固定在 14#件的轴颈处，而与带垫片螺栓 15#相连接的 14#件相对另一连杆转动图 7 转动副拼接图提示：依据实际拼接层面的需要，14#件可用 7#件“转动副轴-3”替代，由于7#件的轴颈较长，此时需选用相应的运动构件层面限位套17#对构件的运动层面进展限位4） 移动副的拼接如图 8-1 所示，转滑副轴 24#的圆轴端插入连杆 11#的长槽中，通过带垫片的螺栓 15# 的连接，转滑副轴 24#可与连杆 11#形成移动副图 8-1 移动副的拼接提示：转滑副轴24#的另一端扁平轴可与其它构件形成转动副或移动副依据拼接的实际需要，也可选用 7#或 14#件替代 24#件作为滑块另外一种形成移动副的拼接方式如图8-2 所示选用两根轴〔6#或 8#〕，将轴固定在机架上，仍后再将连杆 11#的长槽插入两轴的扁平轴颈上，旋入带垫片螺栓15#，则连杆在两轴的支撑下相对机架作往复移动支图 8-2 移动副的拼接提示：依据实际拼接的需要，假设选用的轴颈较长，此时需选用相应的运动构件层面限位套 17#对构件的运动层面进展限位。

5） 滑块与连杆组成转动副和移动副的拼接〔图示中的编号与“机构运动方案创设计试验台零部件清单”序号一样〕如图 9 所示的拼接效果是滑块 13#的扁平轴颈处与连杆 11#形成移动副；在20#、21#的帮助下，滑块 13#的圆轴颈处与另一连杆在连杆长槽的某一位置形成转动副首先用螺栓、螺母 21#将固定转轴块 20#锁定在连杆 11#上，再将转动副轴 13#的圆轴端穿插 20#的圆孔及连杆 11#的长槽中，用带垫片的螺栓15#旋入 13#的圆轴颈端面的螺孔中，这样13#与 11#形成转动副将 13#扁头轴颈插入另一连杆的长槽中，将 15#旋入 13#的扁平轴端面螺孔中， 这样 13#与另一连杆 11#形成移动副图 9 滑块与连杆组成转动副、移动副的拼接6） 固定支座销轴与机座拼接如图 2 所示，将表 1 的中固定支座销轴 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确定间隙，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螺母立柱垫片滑块固定支座销轴11a)b)图 2 固定支座销轴安装试验组装效果图：三、按比例绘制实际拼装的机构运动方案简图，标注构件和运动副数目，并计算自由度简图及标注如上图所示自由度 F=3n-2pl-ph=3*7-2*10-0=1四、对试验中消灭的问题，解决方法进展总结消灭的问题：在试验中由于对机构的组装不生疏，对机构组装的布局不是很细心，消灭了局部连杆平面不平行，局部连杆之间的运动平面相互紧贴等问题，导致摩擦力过大以及发生运动干预，使试验不能顺当进展解决方法：在教师的帮助下矫正了局部倾斜连杆，重布局使连杆平面不再相互紧贴， 最终使机构运动正常运行五、收获和体会通过本次试验，我们对运动副和自由度等概念有了进一步的生疏，同时对机构的分析过程有了更深的把握虽然我们在试验前做了充分的预备，但是在试验过程中还是遇到了一些问题，例如在选择构件时不能准确把握构件的大小或尺寸，需要摸索几次之后才能确定；没有考虑到构件在空间穿插所带来的影响，导致整体不能运动或运动不畅所以仅仅明白原理是远远不够的，必需要把原理和实际状况结合起来才能到达试验的最终目的 ，这也是本次试验带给我们的教训，也是最大的收获。

试验操作：刘长鑫张周 张鹏鹏协作报告整理：一、三、五：张周二：刘长鑫四：张鹏鹏汇总：张周。