平面机构创意组合及分析实验

1、1平面机构创意组合及分析实验平面机构创意组合及分析实验 2平面机构创意组合及分析实验平面机构创意组合及分析实验o机构运动方案创新设计实验o基于机构组成原理的拼接设计实验3平面机构创意组合及分析实验平面机构创意组合及分析实验n加深学生对机构组成原理的认识，进一步了解加深学生对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及其运动特性；机构组成及其运动特性；n训练学生的实践动手能力；训练学生的实践动手能力；n培养学生创新意识及综合设计能力。培养学生创新意识及综合设计能力。一实验目的：一实验目的：4平面机构创意组合及分析实验平面机构创意组合及分析实验o设备：设备： pcc-ii（b）实验台及其配件，）实验台

2、及其配件，pc机。实验软机。实验软 件件。o工具：工具： 一字起字、梅花起子、活动扳手、内六角扳手、橡一字起字、梅花起子、活动扳手、内六角扳手、橡皮锤等。皮锤等。二、实验设备及工具二、实验设备及工具 5平面机构创意组合及分析实验平面机构创意组合及分析实验o任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到原任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到原 动件和机架上的方法来组成，这是机构的组成原理，动件和机架上的方法来组成，这是机构的组成原理， 也是本实验的基本原理。也是本实验的基本原理。三、实验原理三、实验原理6平面机构创意组合及分析实验平面机构创意组合及分析实验1、掌握实验原理。、掌握实验原理。

3、2、熟悉实验设备的硬件组成及零件功用。使用方法请参、熟悉实验设备的硬件组成及零件功用。使用方法请参阅随机使用说明书。阅随机使用说明书。3、自拟机构运动方案或选择实验指导书中提供的机构运、自拟机构运动方案或选择实验指导书中提供的机构运动方案作为机构组合（拼接）实验内容。动方案作为机构组合（拼接）实验内容。四、实验方法和步骤四、实验方法和步骤 7平面机构创意组合及分析实验平面机构创意组合及分析实验4、将所选定的机构运动方案根据机构组成原理按杆组进、将所选定的机构运动方案根据机构组成原理按杆组进行正确拆分，并用机构简图表示出来。行正确拆分，并用机构简图表示出来。5、找出有关零部件，将杆组按运动的传递

4、顺序依次接到、找出有关零部件，将杆组按运动的传递顺序依次接到原动件和机架上，正确拼装杆组机构运动方案。原动件和机架上，正确拼装杆组机构运动方案。6、机构安装完成之后，用手拨动机构，检查机构运动是、机构安装完成之后，用手拨动机构，检查机构运动是否正常。否正常。四、实验方法和步骤四、实验方法和步骤 8平面机构创意组合及分析实验平面机构创意组合及分析实验7、机构运动正常后，连上电机。、机构运动正常后，连上电机。8、打开控制盒电源，拨动调速旋钮，逐步增加电机转速，、打开控制盒电源，拨动调速旋钮，逐步增加电机转速，观察机构运动。观察机构运动。9、将传感器安装在被测零件上，并连接在数据采集箱接、将传感器安

5、装在被测零件上，并连接在数据采集箱接线端口上，数据采集箱用串口线和电脑相连。线端口上，数据采集箱用串口线和电脑相连。四、实验方法和步骤四、实验方法和步骤 9平面机构创意组合及分析实验平面机构创意组合及分析实验10、打开计算机，进入软件界面，观察相应零件的运动、打开计算机，进入软件界面，观察相应零件的运动 情况。情况。11、将各种不用零件及工具放入工具箱，清理实验台。、将各种不用零件及工具放入工具箱，清理实验台。12、完成实验报告。、完成实验报告。四、实验方法和步骤四、实验方法和步骤 10平面机构创意组合及分析实验平面机构创意组合及分析实验 1、杆组的概念：、杆组的概念：n由于平面机构具有确定运

6、动的条件是机构原动由于平面机构具有确定运动的条件是机构原动件数目与机构的自由度相等，因此机构均由机件数目与机构的自由度相等，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架、原动件和自由度为零的从动件系统通过运动副联结而成。动副联结而成。n将从动件系统拆成若干个不可再分的自由度为将从动件系统拆成若干个不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组，简称零的运动链，称为基本杆组，简称杆组杆组。五、杆组的概念、正确拆分杆组及拼五、杆组的概念、正确拆分杆组及拼 装杆组装杆组11平面机构创意组合及分析实验平面机构创意组合及分析实验o根据杆组的定义，组成平面机构杆组的条件是：根据杆组的定义，组成平面

7、机构杆组的条件是： f = 3n - 2pl- ph =0 式中：式中：n-杆组中的构件数；杆组中的构件数； pl-杆组中的低副数；杆组中的低副数； ph-杆组中的高副数。杆组中的高副数。 由于构件数和运动副数目均应为整数，故当由于构件数和运动副数目均应为整数，故当n、pl、ph取不取不同数值时，可得各类基本杆组。同数值时，可得各类基本杆组。12平面机构创意组合及分析实验平面机构创意组合及分析实验当当n=1，pl =1，ph =1时，即可获得时，即可获得单构件高副单构件高副杆组杆组，常见的有如下几种：，常见的有如下几种：13平面机构创意组合及分析实验平面机构创意组合及分析实验 当当ph=0时，

8、杆组中的运动副全部为低副，称为时，杆组中的运动副全部为低副，称为低低副杆组。副杆组。 由于有由于有f = 3n - 2pl- ph =0， 故：故：n应是应是2的倍数，即的倍数，即n=2、4、6； pl应是应是3的倍数，即的倍数，即pl=3、6、9。 当当n=2，pl=3时，杆组称为时，杆组称为ii级杆组级杆组。 ii级杆组是应用最多的基本杆组，绝大多数的机构均由级杆组是应用最多的基本杆组，绝大多数的机构均由ii级级 杆组组成，由于杆组组成，由于ii级杆组中转动副和移动副的配置不同，级杆组中转动副和移动副的配置不同，ii级杆组可以有下图所示的五种形式。级杆组可以有下图所示的五种形式。14平面机

9、构创意组合及分析实验平面机构创意组合及分析实验15平面机构创意组合及分析实验平面机构创意组合及分析实验级杆组，级杆组，n=4，pl =6的杆组形式很多，图的杆组形式很多，图4-43所示的是几种常用的所示的是几种常用的级杆组：级杆组：16平面机构创意组合及分析实验平面机构创意组合及分析实验 2、机构的组成原理、机构的组成原理 根据如上所述，可将机构的组成原理概括为：根据如上所述，可将机构的组成原理概括为：任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到原动件和机架上去的方法来组成。这是本接到原动件和机架上去的方法来组成。这是本实验的基本原理。实验的基本原理。1

10、7平面机构创意组合及分析实验平面机构创意组合及分析实验 3、正确拆分杆组、正确拆分杆组 正确拆分杆组的三个步骤：正确拆分杆组的三个步骤： o1) 先去掉机构中的局部自由度和虚约束，有时还要将高先去掉机构中的局部自由度和虚约束，有时还要将高副加以低代。副加以低代。o2）计算机构的自由度，确定原动件。）计算机构的自由度，确定原动件。o3）从远离原动件的一端（即执行构件）先试拆分）从远离原动件的一端（即执行构件）先试拆分级杆级杆组，若拆分不出组，若拆分不出级杆组时，再试拆级杆组时，再试拆级组，即由最低级级组，即由最低级别杆组向高一级杆组依次拆分，最后剩下原动件和机架。别杆组向高一级杆组依次拆分，最后

11、剩下原动件和机架。18平面机构创意组合及分析实验平面机构创意组合及分析实验正确拆分的判定标准是：正确拆分的判定标准是： o拆去一个杆组或一系列的杆组后，剩余的必须拆去一个杆组或一系列的杆组后，剩余的必须仍为一个完整的机构或若干个与机架相连的原仍为一个完整的机构或若干个与机架相连的原动件，不许有不成组的零散构件或运动副的存动件，不许有不成组的零散构件或运动副的存在，否则这个杆组拆得不对。每当拆出一个杆在，否则这个杆组拆得不对。每当拆出一个杆组后，再对剩余机构拆组，并按第组后，再对剩余机构拆组，并按第3）步骤进行，）步骤进行，直到全部杆组拆完，只应剩下与机架相连的原直到全部杆组拆完，只应剩下与机架

12、相连的原动件为止。动件为止。19平面机构创意组合及分析实验平面机构创意组合及分析实验正确拼装杆组正确拼装杆组o根据拟定或由实验中获得的机构运动学尺寸，利用平面机根据拟定或由实验中获得的机构运动学尺寸，利用平面机构创意组合实验台提供的零件按机构运动的传递顺序进行构创意组合实验台提供的零件按机构运动的传递顺序进行拼接。拼接。o拼接时，首先要分清机构中各构件所占据的运动平面，并拼接时，首先要分清机构中各构件所占据的运动平面，并且使各构件的运动在相互平行的平面内进行，其目的是避且使各构件的运动在相互平行的平面内进行，其目的是避免各运动构件发生运动干涉。免各运动构件发生运动干涉。o以实验台机架铅垂面为拼

13、接的起始参考面，按预定拼接计以实验台机架铅垂面为拼接的起始参考面，按预定拼接计划进行拼接。划进行拼接。o所拼接的构件以原动构件起始，依运动传递顺序符合各杆所拼接的构件以原动构件起始，依运动传递顺序符合各杆组由里（参考面）向外进行拼接。组由里（参考面）向外进行拼接。o平面机构创意组合实验台提供的运动副的拼接请参见使用平面机构创意组合实验台提供的运动副的拼接请参见使用说明书说明书。20平面机构创意组合及分析实验平面机构创意组合及分析实验n下列各机构均来自于工程实践，任选一个下列各机构均来自于工程实践，任选一个 机构运动方案或者自行设计方案进行机构拼机构运动方案或者自行设计方案进行机构拼接设计实验。接设计实验。六六实验内容实验内容21平面机构创意组合及分析实验平面机构创意组合及分析实验机构说明：机构说明：如图所示，由曲柄如图所示，由曲柄1，连杆，连杆2，摆杆，摆杆3组成曲柄摇杆四组成曲柄摇杆四杆机构，曲柄杆机构，曲柄1为主动件。为主动件。应用举例：碎矿机机构应用举例：碎矿机机构 1.四杆机构四杆机构22平面机构创意组合及分析实验平面机构创意组合及分析实验机构说明：机