平面机构创新设计实验

1、实验七平面机构创新设计实验、实验目的1 .加深对机构组成原理的熟悉；进一步了解机构组成及其运动特征;2 .练习实践动手水平,创新意识和综合设计的水平.、实验设备及工具1 .平面机构设计组合创新实验台；2 .活动扳手,固定扳手,内六角扳手,螺丝刀,安装锤、小油壶,直尺.三、实验台结构1.组合机架组合机架是该实验台的主体,由底座和活动安装条部件两局部组成.a.底座局部：主要起支承支架,安装电机板和电机用,与支架焊接组装为一整体.电机可在底座上作左、右、前、后调整移动.机架后侧2立柱5皮带传动1to组合机架4电劭机b.活动安装条局部：在底座支架上,垂直装有二根方管立柱,其底部与底座部份焊接成一整体,

2、可将其支架承受的力传递到实验台上,减少架体的受力变形.在支架体上采用滑条将5根活动安装条水平方向用螺栓与架体相联,实现左右灵活移动,在安装条上又安装假设干个滑动块,且滑动块可随活动条上、下移动,调整任意间距.2.组件清单包括组成机构的各种运动副、构件、动力源.其中1直线电机：10mm/s,配直线电机限制器,根据主动滑块移动的距离,调节两行程开关的相对位置来调节齿条或滑块往复运动距离,但调节距离不得大于400mm；注意：机构拼接未运动前,应先检查行程开关与装在主动滑块座上的行程开关碰块的相对位置,以保证换向运动能正确实施,预防机件损坏；2旋转电机：10r/min,沿机架上的长形孔可改变电机的安装

3、位置.序号名称示意图规格数量备注1齿轮11M=2,a=20°Z=28、34、42、51各3共12D=56im;68叫84mm;102mm2凸轮基圆R=18升回行程20mm3凸轮推回程均为正弦加速度运动规律3齿条M=2a=20°4单根齿条全长为400mm4齿条护板9B8用于预防齿轮在齿条上滑出5槽轮4槽1间隙机构的从动件,6*双销1间隙机构的主动件7主动轴1L=15mm20mm35mm50mm65mm44442序号名称示意图规格数量备注8复合较链I或滑块110-169从动轴»L=5mm20mm35mm50mm65mm16121210810转动副轴或滑块3L=5mm1

4、5mm30mm63311复合钱链n或滑块L-BL=5mm20mm8812盘杆转动轴L=20mm35mm45mm66413复合校链出或滑块1一心二1614刺轮及刺轮爪刺轮刺轮爪1215活动较链座1J螺孔M860支承主动或从动轴,在立柱上可上下移动16不完全齿轮1a.主动齿从动齿1117固定转轴块68L=50mm18连杆1QJn&1100mm150mm200mm250mm300mm350mm各8序名称示意图规格数备注号量19曲柄双连杆部件|1n组合件4用干-个主动构件同时提供二个曲柄的运动方案20压紧螺栓)M648预防连杆与转动轴的轴向窜动,二者相对转动21带垫片螺栓M648预防连杆与转动

5、轴的轴向窜动,二者相对固定22层面限位套1L=5mm15mm30mm45mm60mm354020201023紧固垫片限制轴回转Ol厚2mm孔016外径0222024高副锁紧弹簧3425电机固定条8已安装在电机座卜26行程开关安装块12安装在直线电机齿条轴上,固定行程开关用27皮带轮L1大孔径小孔径33大孔径用于旋转电机,小孔径用于主动轴28链轮06B629主动滑块座Ls1与直线电机齿条轴固定,支承并固定主动滑块插件30主动滑块件y一L.L=40mm55mm11与件29配合用,可组成作直线运动的主动滑块序号名称示意图规格数量备注31直线电机座11r1已经安装,带安装螺栓32旋转电机座.JH3已经

6、安装,带安装螺栓33实验台机架IIT*Si*一g4本机构运动方案的拼接平台34电器盒fliI4已经安装在电机旁35手轮<二w4用于代替电机手动产生旋转36套筒滚子链条c7n06B3标准件37压紧连杆垫片RM628标准件38压紧弹簧用的垫片广/128标准件39立柱垫片0M840标准件40紧定螺钉§FM6X826标准件41平垫圈螺母J)cL16M147676标准件序号名称示意图规格数量备注42内六角螺栓g)M8X1664标准件43螺栓出M8X2516标准件44螺栓nM10X206标准件45连杆加长螺栓、螺母.1M10L=15mm20mm1814标准件46旋转电机3已安装在机架上47

7、直线电机f.1已安装在机架上48行程限位开关.2与26号件配套使用491000mm3标准件50内六角螺栓sM6X1260标准件3.联接示图1转轴相对机架的联接沿工方面夥勒图7-1转轴与机架的联接图按图7-1示联接好后,其中标号为“7或9的转轴相对机架作旋转运动.2活动较链座的安装图7-2活动较链座的安装图3转动副的联接图7-3转动副联接图按图7-3示联接好后,两连杆作相对旋转运动.4移动副的联接图7-4移动副联接图按图7-4示联接好后,连杆与转动副轴作相对直线运动.5齿轮与主从动轴的联接图7-5齿轮与主从动轴的联接图按图7-5示联接好后,齿轮与转动轴固定,可固接为一活动构件.6凸轮与主从动轴的

8、联接图7-6凸轮与主从动轴的联接图按图7-6示联接好后,凸轮与转动固定,可固接为一活动构件.7凸轮副的联接图7-7凸轮副的联接图8滑块导向杆相对机架的联图7-8滑块导向杆相对机架的联接图9槽轮副的联接图7-9槽轮副联接图10主动滑块与直线电机齿条轴的联接图7-10主动滑块与直线电机齿条轴的联接图11曲柄双连杆部件的使用方法：图7-11曲柄双连杆部件与连杆的联接图12齿轮和凸轮与主从动轴的并联联接图7-12齿轮和凸轮与主从主动轴的并联联接图13两齿轮与主从动轴的并联联接图7-13两齿轮与主从动轴的并联联接图14齿条导向板的使用方法图7-14齿条导向板与齿条的并联联接图15连杆加长螺栓的联接方法图

9、7-15连杆加长螺栓与连杆的联接图16固定转轴块与转动副轴或滑块一2的使用方法Ji?1咚1,电人笫/2层图7-16固定转轴块与转动副轴或滑块一2及连杆的联接图17盘杆转动轴的使用方法图7-17盘杆转动轴与齿轮、连杆的联接图18转动副轴或滑块一3的使用方法图7-18转动副轴或滑块一3与连杆的联接图19不完全齿轮与转动副轴的使用方法图7-19不完全齿轮与转动副轴的联接图20剌轮与转动副轴的使用方法图7-20剌轮与转动副轴的联接图21齿条相对机架的使用方法沿工方向移动图7-21齿条相对机架的连接四、实验内容与步骤1 .预习本实验,掌握实验原理,初步了解本实验机构的使用方法及考前须知;2 .选择设计题

10、目,初步拟定机构系统运动方案,根据机构运动简图初步拟定机构运动学尺寸机构运动学尺寸也可由实验法求得；3 .将机构创新模型中的杆组,根据给定的运动学尺寸,在平板上试拼机构.拼接时,首先要分层,一方面是为了使各构件的运动在相互平行的平面内进行,另一方面是为了预防各构件间的运动发生干预,因此,这一点是至关重要的；4 .试拼之后,在机架上按层次从里到外,分层拼装,依次将各杆组联接到机架上去；5 .手柄摇动主动件,观察机构是否正常运动；拼装完成后,检查各层次是否在同一平面,有无干预现象发生,并摇动机架上手轮观察机构是否转动灵活；6 .经过实验老师检查后,拼装电机实现电动；7 .画出机构运动简图,并记录机

11、构照片；8 .实验结束后,按步骤分层次撤除零件,并在擦拭干净后涂上防锈油,归放原处妥善保管.五、应用举例1 .蒸汽机的活塞运动及阀门启闭机构图7-22蒸汽机构如图7-22所示,1-2-3-8组成曲柄滑块机构,1-4-5-8组成曲柄摇杆机构,5-6-7-8组成摇杆滑块机构.曲柄摇杆机构与摇杆滑块机构串联组合.滑块3、7作往复运动并有急回特性.适中选取机构运动学尺寸,可使两滑块之间的相对运动满足协调配合的工作要求.横杠前面的数字代表构件编号,横杠后面的数字表示该构件所占据的运动层面.2 .自动车床送料机构图7-23自动车床送料机构结构说明：由凸轮与连杆组合成组合式机构.工作特点：一般凸轮为主动件,

12、能够实现较复杂的运动规律.应用举例：自动车床送料及进刀机构.图8-2,由平底直动从动件盘状凸轮机构与连杆机构组成.当凸轮转动时,推动杆5往复移动,通过连杆4与摆杆3及滑块2带动从动件1推料杆作周期性往复直线运动.3 .六杆机构结构说明：图7-24,由曲柄摇杆机构1-2-3-6与摆动导杆机构3-4-5-6组成六杆机构.曲柄1为主动件,摆杆5为从动件.图7-24六杆机构工作特点：当曲柄1连续转动时,通过杆2使摆杆3作一定角度的摆动,再通过导杆机构使摆杆5的摆角增大.应用举例：用于缝纫机摆梭机构.4 .双摆杆摆角放大机构结构说明：图7-25所示,主动摆杆1与从动摆杆3的中央距a应小于摆杆1的半径.工

13、作特点：当主动摆杆1摆动角时,从动杆3的摆角大于,实现摆角增大,各参数之间的关系为2arctg-sec2图7-25双摆杆摆角放大机构图7-26双摆杆摆角放大机构注：由于是双摆杆,所以不能用电机带动,只能用手动方式观察其运动.假设要电机带动,那么可按图7-26所示方式拼接.5 .转动导杆与凸轮放大升程机构1图7-27转动导杆与凸轮放大升程机构结构说明：图7-27所示,曲柄1为主动件,凸轮3和导杆2固联.工作特点：当曲柄1从图示位置顺时针转过900时,导杆和凸轮一起转过去时1800.图8-6所示机构常用于凸轮升程较大,而升程角受到某些因素的限制不能太大的情况.该机构制造安装简单,工作性能可靠.6

14、.送纸机构图7-28送纸机构图7-28所示为平板印刷机中用,以完成送纸运动的机构.当固结在一起的双凸轮子转动时,通过连杆机构使固接在连杆3上的吸嘴P沿轨迹mmi!动,以完成将纸吸起和送进等动作.7 .冲压送料机构结构说明：图8-8所示,1-2-3-4-5-9组成导杆摇杆滑块冲压机构,由1-8-7-6-9组成齿轮凸轮送料机构.冲压机构是在导杆机构的根底上,串联一个摇杆滑块机构组合而成的.图7-29冲压送料机构工作特点：导杆机构按给定的行程速度变化系数设计,它和摇杆滑块机构组合可到达工作段近于匀速的要求.适中选择导路位置,可使工作段压力角较小.在工程设计中,按机构运动循环图确定凸轮工作角和从动件运

15、动规律,那么机构可在预定时间将工件送至待加工位置.8 .铸锭送料机构结构说明：图7-30所示,滑块为主动件,通过连杆2驱动双摇杆ABCD将从加热炉出料的铸锭工件送到下一工序.工作特点：图中粗实线位置为炉铸锭进入装料器4中,装料器4即为双摇杆机构ABCD中的连杆BC,当机构运动到细实线位置时,装料器4翻转1800把铸锭卸放到下一工序的位置.应用举例：加热炉出料设备、加工机械的上料设备等.图7-30铸锭送料机构9 .插床的插削机构结构说明：图7-31所示,在ABC摆动导杆机卞的摆杆BC反向延长线的D点上加二级杆组连杆4和滑块5,成为六杆机构.在滑块5固接插刀,该机构可作为插床的插削机构.图7-31

16、插床的插削机构工作特点：主动曲柄AB匀速转动,滑块5在垂直AC的导路上往复移动,具有较大急回特性.改变ED连杆的长度,滑块5可获得不同的规律.10 .插齿机主传动机构结构说明及工作特点：图7-32所示为多杆机构,可使它既具有空回行程的急回特性,又具有工作行程的等时性.应用举例：应用于插齿机的主传机构.该机构是一个六杆机构,利用此六杆机构可使插刀在工作行程中得到近于等速的运动.图7-32插齿机主传动机构11 .刨床导杆机构结构说明及工作特点：如图7-33所示,牛头刨头的动力是由电机经图7-33刨床导杆机构皮带、齿轮传动使齿轮1绕轴A回转,再经滑块2、导杆3、连杆4带动装有刨刀的滑枕5沿床身6的导

17、轨槽作往复直线运动,从而完成刨削工作.显然,导杆3为三副构件,其余为二副构件.12 .碎矿机机构结构说明及工作特点：如图7-34所示,简易碎矿机中的四杆机构为曲柄摇杆四杆机构.图7-34简易碎矿机13 .曲柄增力机构结构说明及工作特点：如图7-35所示机构,当BC杆受力F,CD杆受力P,那么滑块产生cFLCOSQ的压力图7-35曲柄增力机构由上式可知,减小和S与增大L,均能增大增力倍数.因此设计时,可根据需要的增力倍数决定和S与L,即决定滑块的加力位置,再根据加力位置决定A点位置和有关的构件长度.14 .曲柄滑块机构与齿轮齿条机构的组合结构说明：图7-36所示机构由偏置曲柄滑块机构与齿轮齿条机

18、构串图7-36曲柄滑块机构与齿轮齿条机构的组合联组合而成.其中下齿条为固定齿条,上齿条作往复移动.工作特点：此组合机构最重要的特点是上齿条的行程比齿轮3的钱接中央点C的行程大一倍.此外,由于齿轮中央C的轨迹对于点A偏置,所以上齿条和往复运动有急回特性.当主动件曲柄1转动时,通过连杆2推动齿轮3与上、下齿条啮合传动.下齿条5固定,上齿条4作往复移动,齿条移动行程H=4RR为齿轮3的半径,故采用此种机构可实现行程放大.15 .行星轮系放大行程机构结构说明：如图7-37所示机构是由齿轮1、2、3和系杆H及连杆5、滑块4、机架6组合而成.齿轮2、3为行星轮,从动杆CD与行星轮3校接于C点,机构中杆长AC=CD=R,且Z1=2Z3.图7-37行星轮系放