机械创新设计实验指导书n.doc

实验一、平面机构组合及运动分析及仿真实验平面机构在机械工程中具有广泛的应用，它是很多种机械（例如装载机、压力机、自卸汽车、医疗床等）的主体机构。所谓平面机构，是指构件在同一平面和相互平行的平面作相互非旋转运动的机构，如平面连杆机构、平面齿轮机构、平面凸轮机构和平面槽轮机构等。由于生产上对机构运动形式、运动规律和机构性能等方面要求的多样性和复杂性，以及单一机构性能的局限性，以致仅仅采用某一种基本机构往往不能满足设计要求，因而常常需要进行机构的变异与组合。如在平面连杆机构设计中，可以对曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构等基本类型进行变异，从而获得许多新的平面连杆机构。此外，也可以在平面连杆机构、平面齿轮机构、平面凸轮机构和平面槽轮机构之间进行组合，以获得新的组合机构。机构组合是机构创新设计最基本的途径之一。开设平面机构组合及性能分析实验，是培养学生机械创新意识与创新能力的有效措施。一、实验目的（1）利用各种给定的平面机构，根据提供的拼装题目（方案）进行搭接，获得一个完整的机械传动方案，加深对机构组成的理解；（2）利用各种给定的平面机构，根据想像力进行机构搭接，获得新的组合机构或机械传动方案，进行机械创新设计的实际训练；（3）在机构搭接或组合的基础上，进行机构性能的数字化分析，即对机构的运动参数（位移、速度、加速度、角位移、角速度和角加速度）进行测试，并做出仿真曲线进行分析比较，培养运动性能的数字化分析能力。 二、实验台结构与原理本实验在PJC-B型平面机构组合及性能数字化分析实验台上进行。实验台主要由实验台台桌、支架、配套的机构元件以及计算机测试系统组成。除此之外，还配备有一些标准零件和组装工具。供实验用的配套的机构和机械元件有：皮带传动、齿轮（曲柄），齿轮齿条机构、凸轮机构、槽轮机构、可调节连杆、电机与传感器。实验台采用适应高速动态参数测试的PCI数模采集卡进行数据采集，测试速度快、精度高、性能稳定。计算机测试分析软件功能强大，可自动或人机结合进行测试分析、运动模拟、理论仿真、保存数据和提交实验报告模板。通过对机械原理课程的学习可知，在原动件上依次连接自由度为零的杆组，可组成一系列新机构。原动件一般为绕主轴转动的构件或往复移动的构件。由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度数目相等，因此机构均由机架、原动件和自由度为零的从动件系统通过运动副连接而成。在确定方案的基础上，实验台应用计算机程序可对构件的运动规律（位移、速度。加速度）进行数字化分析。三、实验步骤（1）认真阅读实验指导书，熟悉实验台的结构与使用方法。（2）初步确定要进行测试或拼接的机械设计方案。（3）选取相关的构件和相关的紧固件在实验台支架上进行搭接，且用钢卷尺或游标卡尺配合角尺测量未给定的参数和各连杆给定的技术参数。（4）开启电源开关。（5）将调速器，调到最底位置，然后慢慢的增速。（6）开启计算机。（7）进入软件界面。（8）单击“湖南宇航”进入测试界面。（9）单击“搭接机构”下拉式菜单选取搭接形式。（10）单击曲柄实时测试“测试”。（11）待曲柄测试完成后，再单击摇杆实时测试“测试（12）单击仿真，填入技术参数。（13）进行实验分析。（14）完成实验报告。四、实验选题1、曲柄滑块机构 实测：（1）曲柄的角速度（2）滑块的线速度（3）比较曲柄角位移、角速度、角加速度的周相角（4）比较滑块的线位移、线速度、线加速度的周相角2、曲柄摇杆机构实验的预期目的及设计方案3、曲柄导杆机构实验的预期目的及设计方案实测（1）曲柄的角位移、角速度、角加速度（2）导杆的角位移、角速度、角加速度（3）比较曲柄角位移、角速度、角加速度的周相角（4）比较导杆的角位移、角速度、角加速度的周相角（5）分析曲柄角度在0、30时导杆所对应的角位移、角速度、角加速度（6）分析仿真与实测差距的原因五、实验报告要求1实验名称2实验方案简图及构件主要尺寸3实测所得机构运动曲线图（位移、速度、加速度）4实验结果的分析5实验收获和心得实验二、凸轮机构和槽轮机构的运动分析及仿真实验一、实验目的（1）利用给定的凸轮机构和槽轮机构零件，根据提供的拼装题目（方案）进行搭接，获得一个完整的机械传动方案，加深对机构组成的理解；（2）在机构搭接或组合的基础上，进行机构性能的数字化分析，即对机构的运动参数（位移、速度、加速度、角位移、角速度和角加速度）进行测试，并做出仿真曲线进行分析比较，培养运动性能的数字化分析能力。 二实验步骤 实验台原理步骤同实验一。三、实验选题1、凸轮机构 实测：（1）凸轮的角速度（2）顶杆的线速度（3）分析凸轮角度在0、30时，顶杆所对应的线位移、线速度、线加速度（4）分析仿真与实测差距的原因2槽轮机构 实测（1）槽轮的角速度（2）拨轮的角速度（3）分析拨轮角度在