實驗四機構(gòu)創(chuàng)新實驗指導(dǎo)書

1、實驗四：機構(gòu)運動創(chuàng)新設(shè)計實驗實驗注意事項：1、實驗前要認(rèn)真預(yù)習(xí)，完成預(yù)習(xí)報告（內(nèi)容包括實驗?zāi)康?、實驗工具、實驗方法、思考題等）。2、獨立完成實驗，下課后，交完實驗報告（預(yù)習(xí)報告、數(shù)據(jù)記錄、圖紙、總結(jié)等）才能離開，否則將不計實驗成績。一、實驗?zāi)康?、培養(yǎng)學(xué)生對機械系統(tǒng)運動方案的整體認(rèn)識，加強學(xué)生的工程實踐背景的訓(xùn)練，拓寬學(xué)生的知識面，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、綜合設(shè)計及工程實踐動手能力。2、通過機構(gòu)的拼接，在培養(yǎng)工程實踐動手能力的同時，可以發(fā)現(xiàn)一些基本機構(gòu)及機械設(shè)計中的典型問題，通過解決問題，可以對運動方案設(shè)計中的一些基本知識點融會貫通，對機構(gòu)系統(tǒng)的運動特性有一個更全面的理解。3、加深學(xué)生對平面機構(gòu)的

2、組成原理、結(jié)構(gòu)組成的認(rèn)識，了解平面機構(gòu)組成及運動特性，進一步掌握機構(gòu)運動方案構(gòu)型的各種創(chuàng)新設(shè)計方法。二、實驗設(shè)備及工具1、創(chuàng)新組合模型一套，包括組成機構(gòu)的各種運動副、構(gòu)件、動力源及一套實驗工具。設(shè)備名稱：zbs-c機構(gòu)運動創(chuàng)新設(shè)計方案實驗臺，實驗臺組件清單如下：zbs-c機構(gòu)運動創(chuàng)新方案設(shè)計實驗臺組件清單序號名稱示意圖規(guī)格數(shù)量備注1齒 輪m=2,=20°z=28、35、42、56各3共12d=56 mm；70 mm84mm，112mm2凸輪基圓半徑r=20mm升回型;行程30mm33齒條m=2 =20°34槽輪4槽15撥盤雙銷，銷回轉(zhuǎn)半徑r=49.5mm16主動軸15mml

3、=30mm45mm60mm75mm443227從動軸（形成回轉(zhuǎn)副）15mm30mml=45mm60mm75mm86644序號名 稱示意圖規(guī) 格數(shù)量備 注8從動軸（形成移動副）15mml=30mm45mm60mm75mm866449轉(zhuǎn)動副軸（或滑塊）l=5mm3210復(fù)合鉸鏈（或滑塊）l=20mm811復(fù)合鉸鏈（或滑塊）l=20mm812主動滑塊插件l= 40mm 55mm1113主動滑塊座114活動鉸鏈座螺孔m816可在桿件任意位置形成轉(zhuǎn)-移副15活動鉸鏈座螺孔m516可在桿件任意位置形成移動副或轉(zhuǎn)動副16滑塊導(dǎo)向桿（或連桿）l=330mm417連桿100mm110mml=150mm160mm

4、240mm300mm1212888818連桿l1=22mml2=138mm819壓緊螺栓m56420帶墊片螺栓m548序號名 稱示意圖規(guī) 格數(shù)量備 注21層面限位套4mm7mml=10mm15mm30mm45mm60mm66204020201022緊固墊片（限制軸回轉(zhuǎn)）厚2mm孔16，外徑222023高副鎖緊彈簧324齒條護板625t型螺母20用于電機座與行程開關(guān)座的固定26行程開關(guān)碰塊127皮帶輪628張緊輪329張緊輪支承桿330張緊輪銷軸331螺栓m10×15632螺栓m10×20633螺栓m8×151634直線電機10mm/s1帶裝螺栓/螺母序號名 稱示意

5、圖規(guī) 格數(shù)量備 注35旋轉(zhuǎn)電機10r/min3帶電機座及安裝螺栓/螺母36實驗臺機架機架內(nèi)可移動立柱5根，每根立柱上可移動滑塊3塊。用直線電機的機架配有行程開關(guān)，行程開關(guān)安裝板及直線電機控制器。437平頭緊定螺釘m6×621標(biāo)準(zhǔn)件38六角螺母m10m126+630標(biāo)準(zhǔn)件39六角薄螺母m812標(biāo)準(zhǔn)件40平鍵a型3×2015標(biāo)準(zhǔn)件41皮帶3標(biāo)準(zhǔn)件1）齒輪：模數(shù)2，壓力角20°，齒數(shù)為28、35、42、56，單級齒輪傳動可實現(xiàn)四種基本傳動比，中心距組合為：63、70、77、84、91、98；2）凸輪：基圓半徑20mm，升回型，從動件行程為30mm；從動件采用對心滾子從動

6、件；為保證凸輪和從動件始終保持接觸，還提供了彈簧使其產(chǎn)生力鎖合。3）齒條：模數(shù)2，壓力角20°，單根齒條全長為400mm；4）槽輪：4槽槽輪；4工位；5）撥盤：可形成兩銷撥盤或單銷撥盤；6）主動軸：軸端帶有一平鍵，有圓頭和扁頭兩種結(jié)構(gòu)型式（可構(gòu)成回轉(zhuǎn)或移動副）；7）從動軸：軸端無平鍵，有圓頭和扁頭兩種結(jié)構(gòu)型式（可構(gòu)成回轉(zhuǎn)副或移動副）；8）轉(zhuǎn)動副軸（或滑塊）：用于兩構(gòu)件形成轉(zhuǎn)動副或移動副；9）復(fù)合鉸鏈（或滑塊）：用于三構(gòu)件形成復(fù)合轉(zhuǎn)動副或形成轉(zhuǎn)動副+移動副；10）復(fù)合鉸鏈（或滑塊）：用于四構(gòu)件形成復(fù)合轉(zhuǎn)動副；11）主動滑塊插件：插入主動滑塊座孔中，使主動運動為往復(fù)直線運動；12）主動滑

7、塊座：裝入直線電機齒條軸上形成往復(fù)直線運動；13）活動鉸鏈座：用于在滑塊導(dǎo)向桿(或連桿)以及連桿的任意位置形成轉(zhuǎn)動-移動副；14）活動鉸鏈座：用于在滑塊導(dǎo)向桿(或連桿)以及連桿的任意位置形成轉(zhuǎn)動副或移動副。15）滑塊導(dǎo)向桿（或連桿）；16）連桿：有六種長度不等的連桿；17）連桿：可形成三個回轉(zhuǎn)副的連桿；18）壓緊螺栓：規(guī)格m5，使連桿與轉(zhuǎn)動副軸固緊，無相對轉(zhuǎn)動且無軸向竄動；19）帶墊片螺栓：規(guī)格m5，防止連桿與轉(zhuǎn)動副軸的軸向分離，連桿與轉(zhuǎn)動副軸能相對轉(zhuǎn)動；20）層面限位套：限定不同層面間的平面運動構(gòu)件距離，防止運動構(gòu)件之間的干涉；21）緊固墊片：限制軸的回轉(zhuǎn)；22）高副鎖緊彈簧：保證凸輪與從動

8、件間的高副接觸；23）齒條護板：保證齒輪與齒條間的正確嚙合；24）皮帶輪與皮帶：用于機構(gòu)主動件為轉(zhuǎn)動時的運動傳遞；25）張緊輪：用于皮帶的張緊；26）張緊輪支承桿：調(diào)整張緊輪位置，使其張緊或放松皮帶；27）張緊輪銷軸：安緊張緊輪；28）（螺栓m8）：特制，用于在連桿任意位置固緊活動鉸鏈座；螺栓；29）直線電機：10mm/s，配直線電機控制器，根據(jù)主動滑塊移動的距離，調(diào)節(jié)兩行程開關(guān)的相對位置來調(diào)節(jié)齒條或滑塊往復(fù)運動距離，但調(diào)節(jié)距離不得大于400mm；注意：機構(gòu)拼接未運動前，應(yīng)先檢查行程開關(guān)與裝在主動滑塊座上的行程開關(guān)碰塊的相對位置，以保證換向運動能正確實施，防止機件損壞；30）旋轉(zhuǎn)電機：10r/

9、min，沿機架上的長形孔可改變電機的安裝位置；31）標(biāo)準(zhǔn)件、緊固件若干（a型平鍵、螺栓、螺母、緊定螺釘?shù)龋?2）實驗臺機架。2、組裝、拆卸工具：一字起子、十字起子、呆搬手、內(nèi)六角搬手、鋼板尺、卷尺。3、實驗需自備筆和紙。三、實驗原理 一個好的機械原理方案能否實現(xiàn)，機械設(shè)計是關(guān)鍵。機構(gòu)設(shè)計中最富有創(chuàng)造性、最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，是機構(gòu)形式的設(shè)計。常用機構(gòu)形式的設(shè)計方法有兩大類，即機構(gòu)的選型和機構(gòu)的構(gòu)型。1、機構(gòu)形式設(shè)計的原則1）機構(gòu)盡可能簡單：從四個方面加以考慮。一是機構(gòu)運動鏈盡量簡短，完成同樣的運動要求，應(yīng)優(yōu)先選用構(gòu)件數(shù)和運動副數(shù)最少的機構(gòu)，這樣可以簡化機器的構(gòu)造，從而減輕重量、降低成本。此外也可以減

10、少由于零件的制造誤差而形成的運動鏈的累積誤差，從而提高零件加工工藝性和增強機構(gòu)工作的可靠性。二是適當(dāng)選擇運動副：在基本機構(gòu)中，高副機構(gòu)只有3個構(gòu)件，低副機構(gòu)則至少有4個構(gòu)件和4個運動副。因此，從減少構(gòu)件數(shù)和運動副數(shù)，以及設(shè)計簡便等方面考慮，應(yīng)優(yōu)先選用高副機構(gòu)。但從低副機構(gòu)的運動副元素加工方便、容易保證配合精以及有較高的承載能力等方面考慮，應(yīng)優(yōu)先選用低副機構(gòu)。選用時應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求全面衡量得失，盡可能做到“揚長避短”。在一般情況下，應(yīng)先考慮低副機構(gòu)，而且盡量少采用移動副（制造中不易保證高精度，運動中易出現(xiàn)自鎖）。在執(zhí)行機構(gòu)的運動規(guī)律要求復(fù)雜，采用連桿機構(gòu)很難完成精確設(shè)計時，應(yīng)考慮采用高副機構(gòu)，如凸

11、輪機構(gòu)或連桿 - 凸輪機構(gòu)。三是適當(dāng)選擇原動機：執(zhí)行機構(gòu)的形式與原動機的形式密切相關(guān)，不要僅局限于選擇傳統(tǒng)的電動機驅(qū)動形式。如在只要求執(zhí)行構(gòu)件實現(xiàn)簡單的工作位置變換的機構(gòu)中，采用氣壓或液壓缸作為原動機比較方便，它同采用電動機驅(qū)動相比，可省去一些減速傳動機構(gòu)和運動變換機構(gòu)，從而可縮短運動鏈，簡化機構(gòu)，且具有傳動平穩(wěn)、操作方便、易于調(diào)速等優(yōu)點。此外，改變原動機的傳輸方式，也可能使結(jié)構(gòu)簡化。在多個執(zhí)行構(gòu)件運動的復(fù)雜機器中，若由單機（原動）統(tǒng)一驅(qū)動改為多機分別驅(qū)動，雖然增加了原動機的數(shù)目和電控部分的要求，但傳動部分的運動鏈卻可大為簡化，功率損耗也可減少。因此，在一臺機器中指采用一個原動機驅(qū)動不一定就是

12、最佳方案。四是選購用廣義機構(gòu)，不要僅局限于剛性機構(gòu)，還可選用柔性機構(gòu)，以及利用光、電、磁和利用摩擦、重力、慣性等原理工作的廣義機構(gòu)，許多場合使機構(gòu)更加簡單、實用。2）盡量縮小機構(gòu)尺寸：如周轉(zhuǎn)輪系減速器的尺寸和重量比普通定軸輪系減速器要小得多。在連桿機構(gòu)和齒輪機構(gòu)中，也可利用齒輪傳動時節(jié)圓作純滾動的原理或利用杠桿放大或縮小的原理等來縮小機構(gòu)尺寸。圓柱凸輪機構(gòu)尺寸比較緊湊，尤其是在從動件形成較大的情況下。盤狀凸輪機構(gòu)的尺寸也可借助杠桿原理相應(yīng)縮小。3）應(yīng)使機構(gòu)具有較好的動力學(xué)特性：一是采用傳動角較大的機構(gòu)，以提高機器的傳力效益，減少功耗。尤其對于傳力大的機構(gòu)，這一點更為重要。如在可獲得執(zhí)行構(gòu)件為往

13、復(fù)擺動的連桿機構(gòu)中，擺動導(dǎo)桿機構(gòu)最為理想，其壓力角始終為零。從減小運動副摩擦，防止機構(gòu)出現(xiàn)自鎖現(xiàn)象考慮，則盡可能采用全由轉(zhuǎn)動副組成的連桿機構(gòu)，因為轉(zhuǎn)動副制造方便，摩擦小，機構(gòu)傳動靈活。二是采用增力機構(gòu)，對于執(zhí)行機構(gòu)行程不大，而短時克服工作阻力很大的機構(gòu)（如沖壓機械中的主機構(gòu)），應(yīng)采用“增力”的方法，即瞬時有較大機械增益的機構(gòu)。三是采用對稱布置的機構(gòu)，對于高速運轉(zhuǎn)的機構(gòu)，其作往復(fù)運動和平面一般運動的構(gòu)件，以及偏心的回轉(zhuǎn)構(gòu)件的慣性力和慣性力矩較大，在選擇機構(gòu)時，應(yīng)盡可能考慮機構(gòu)的對稱性，以較小運轉(zhuǎn)過程中的動載荷和振動。利用發(fā)散思維的方法，將前人創(chuàng)造發(fā)明出的各種機構(gòu)按照運動特性或?qū)崿F(xiàn)的功能進行分類，

14、然后根據(jù)原理方案確定的執(zhí)行機構(gòu)所需要的運動特性或?qū)崿F(xiàn)的功能進行搜索、選擇、比較和評價，選出合適的機構(gòu)形式。下表給出了當(dāng)機構(gòu)的原動件為轉(zhuǎn)動時，各種執(zhí)行構(gòu)件運動形式、實現(xiàn)機構(gòu)及應(yīng)用舉例，供機構(gòu)選型時參考：執(zhí)行構(gòu)件運動形式機構(gòu)類型應(yīng)用實例勻速轉(zhuǎn)動平行四邊形機構(gòu)機車車輪聯(lián)動機構(gòu)、聯(lián)軸器雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)聯(lián)軸器齒輪機構(gòu)減速、增速、變速裝置擺線針輪機構(gòu)減速、增速、變速裝置諧波傳動機構(gòu)減速裝置周轉(zhuǎn)輪系減速、增速、運動合成和分解裝置撓性件傳動機構(gòu)遠距離傳動、無極變速裝置摩擦輪機構(gòu)無極變速裝置非勻速轉(zhuǎn)動雙曲柄機構(gòu)慣性振動器轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)刨床滑塊曲柄機構(gòu)發(fā)動機非圓齒輪機構(gòu)撓性件傳動機構(gòu)往復(fù)移動曲柄搖桿機構(gòu)鍛壓機移動導(dǎo)桿機構(gòu)

15、縫紉機挑針機構(gòu)齒輪齒條機構(gòu)移動凸輪機構(gòu)配氣機構(gòu)楔塊機構(gòu)壓力機、夾緊裝置螺旋機構(gòu)千斤頂、車床傳動機構(gòu)撓性件傳動機構(gòu)遠距離傳動裝置氣液動機構(gòu)升降機往復(fù)擺動曲柄搖桿機構(gòu)破碎機滑塊搖桿機構(gòu)車門啟閉機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)刨床曲柄搖塊機構(gòu)裝卸機構(gòu)擺動凸輪機構(gòu)齒條齒輪機構(gòu)撓性件傳動機構(gòu)氣液動機構(gòu)間歇運動棘輪機構(gòu)機床進給、轉(zhuǎn)位、分度等機構(gòu)槽輪機構(gòu)轉(zhuǎn)位裝置、電影放映機凸輪機構(gòu)分度裝置、移動工作臺不完全齒輪機構(gòu)間歇回轉(zhuǎn)、移動工作臺特定運動軌跡鉸鏈四桿機構(gòu)鶴式起重機、攪拌機構(gòu)行星輪系研磨機構(gòu)、攪拌機構(gòu)機構(gòu)方案評價指標(biāo)評價指標(biāo)運動性能a工作性能b動力性能c經(jīng)濟性d結(jié)構(gòu)緊湊e具體項目1. 運動規(guī)律、運動軌跡2. 運轉(zhuǎn)速度、運

16、動精度1. 效率高低2. 使用范圍1. 承載能力2. 傳力特性3. 振動、噪聲1. 加工難易、2. 維護方便性3. 能耗大小1. 尺寸2. 重量3. 結(jié)構(gòu)復(fù)雜性連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)是最常用的首選機構(gòu)，下表是對他們的初步評價，僅供參考。典型機構(gòu)的評價評價指標(biāo)具體項目評價連桿機構(gòu)凸輪機構(gòu)齒輪機構(gòu)a運動性能1.運動規(guī)律、運動軌跡2.運轉(zhuǎn)速度、運動精度任意性較差，只能達到有限個精確位置較低基本能任意較高一般作定比傳動或移動高b工作性能1.效率高低2.使用范圍一般較大一般高c動力性能1.承載能力2.傳力特性3.振動、噪聲較大一般較大較小一般較小較大較好較小d經(jīng)濟性1.加工難易、2.維護方便性3.

17、能耗大小易較方便一般難較麻煩一般一般方便一般e結(jié)構(gòu)緊湊1.尺寸2重量3.結(jié)構(gòu)復(fù)雜性較大較輕復(fù)雜較小較重一般較小較重簡單3、機構(gòu)的構(gòu)型當(dāng)應(yīng)用選型的方法初選出的機構(gòu)形式不能完全實現(xiàn)預(yù)期的要求，或雖能實現(xiàn)功能要求但存在著機構(gòu)復(fù)雜、運動精度不夠或動力性能欠佳等缺點時，可采用創(chuàng)新構(gòu)型的方法，重新構(gòu)筑機構(gòu)的形式。機構(gòu)創(chuàng)新構(gòu)型的基本思路是：以通過選型初步確定的機構(gòu)方案為雛形，通過組合、變異、再生等方法進行突破，獲得新的機構(gòu)。1）利用組合原理構(gòu)型新機構(gòu)將兩種以上的基本機構(gòu)進行組合，充分利用各自的良好性能，改善其不良特性，創(chuàng)造出能夠滿足原理方案要求的、具有良好運動和動力特性的新型機構(gòu)。如：齒輪連桿機構(gòu)，能使先進

18、歇傳送運動、實現(xiàn)大擺角、大行程的往復(fù)運動、同時能較精確的實現(xiàn)給定的運動軌跡；凸輪連桿機構(gòu)更能精確的實現(xiàn)給定的復(fù)雜軌跡，凸輪機構(gòu)雖也可實現(xiàn)任意的給定運動規(guī)律的往復(fù)運動，但在從動件作往復(fù)擺動時，受壓力角的限制，其擺角不能太大，將簡單的連桿機構(gòu)與凸輪機構(gòu)組合起來，可以克服上述缺點，達到很好的效果；齒輪凸輪機構(gòu)常自由度為2的差動輪系為基礎(chǔ)機構(gòu)，并用凸輪機構(gòu)為附加機構(gòu)，主要應(yīng)用于以下場合：實現(xiàn)給定運動規(guī)律的變速回轉(zhuǎn)運動、實現(xiàn)給定運動軌跡，如機床的分度補償機構(gòu)、誤差校正機構(gòu)。2）利用機構(gòu)變異構(gòu)型新機構(gòu)機構(gòu)倒置：機構(gòu)的運動構(gòu)件與機架的轉(zhuǎn)換；機構(gòu)的擴展：以原有機構(gòu)作為基礎(chǔ)，增加新的構(gòu)件，構(gòu)成新的機構(gòu)，機構(gòu)擴展

19、后，原有各構(gòu)件間的相對運動關(guān)系不變，但所構(gòu)成的新機構(gòu)的某些性能與原機構(gòu)有很大差別。機構(gòu)局部結(jié)構(gòu)改變：如導(dǎo)桿機構(gòu)的導(dǎo)桿槽由直線變?yōu)榍€，或機構(gòu)的主動件被另一自由度為1的機構(gòu)或構(gòu)件組合所置換，即可得到運動停歇的特性。運動副的變異：高副低代法。四、實驗方法任何平面機構(gòu)都是由若干個基本桿組（阿蘇爾桿組）依次聯(lián)接到原動件和機架上而構(gòu)成，因此必須掌握平面機構(gòu)組成原理、桿組概念、基本桿組的拆分與拼裝方法。1、桿組的概念機構(gòu)具有確定運動的條件是其原動件的數(shù)目應(yīng)等于其所具有的自由度的數(shù)目。因此，機構(gòu)可以拆分成機架、原動件和自由度為零的構(gòu)件組。而自由度為零的構(gòu)件組，還可以拆分成更簡單的自由度為零的構(gòu)件組，我們將最

20、后不能再拆的最簡單的自由度為零的構(gòu)件組稱為基本桿組（或阿蘇爾桿組），簡稱為桿組。由桿組定義，組成平面機構(gòu)的基本桿組應(yīng)滿足條件：式中：n為桿組中的構(gòu)件數(shù)；pl為桿組中的低副數(shù)；ph為桿組中的高副數(shù)。由于構(gòu)件數(shù)和運動副數(shù)數(shù)目均應(yīng)為整數(shù)，故當(dāng)n、pl、ph取不同數(shù)值時，可得各類基本桿組。1） 高副桿組ab ab圖4-1 高副桿組2） 低副桿組當(dāng)ph=0時，桿組中的運動副全部為低副，稱為低副桿組。由于有，故，故n應(yīng)當(dāng)是2的倍數(shù)，而pl應(yīng)當(dāng)是3的倍數(shù)，即n=2、4、6，pl=3、6、9。當(dāng)n=2，pl=3時，基本桿組稱為級組。級組是應(yīng)用最多的基本桿組，絕大多數(shù)的機構(gòu)均由級桿組組成，級桿組可以有下圖所示的

21、五種不同類型：圖4-2 平面低副級組n=4，pl=6時的基本桿組特稱為級組。常見的級組如圖4-3所示。圖4-3 平面低副級組由上述分析可知：任何平面機構(gòu)均可以用零自由度的桿組依次連接到機架和原動件上的方法而形成。因此，上述機構(gòu)的組成原理是機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計拼裝的基本原理。2、桿組的正確拆分 桿組正確拆分應(yīng)參照如下步驟：1）正確計算機構(gòu)的自由度（注意去掉機構(gòu)中的虛約束和局部自由度），并確定原動件。2）從遠離原動件的構(gòu)件開始拆桿組。先試拆級組，若拆不出級組，再試拆級組，即桿組的拆分應(yīng)從低級別桿組拆分開始，依次向高一級桿組拆分。正確拆分的判別標(biāo)準(zhǔn)：每拆分出一個桿組后，留下的部分仍應(yīng)是一個與原機構(gòu)有相同自由

22、度的機構(gòu)，直至全部桿組拆出只剩下原動件和機架為止。3）確定機構(gòu)的級別（由拆分出的最高級別桿組而定，如最高級別為級組，則此機構(gòu)為級機構(gòu)）。 注：同一機構(gòu)所取的原動件不同，有可能成為不同級別的機構(gòu)。但當(dāng)機構(gòu)的原動件確定后，桿組的拆法是唯一的，即該機構(gòu)的級別一定。 若機構(gòu)中含有高副，為研究方便起見，可根據(jù)一定條件將機構(gòu)的高副以低副來代替，然后再進行桿組拆分。圖4-4 桿組拆分例圖（鋸木機機構(gòu)） 如圖所示機構(gòu)，先去掉k處的局部自由度，計算機構(gòu)的自由度：，并設(shè)凸輪（與桿件1固連）為原動件；按步驟2）的拆分原則，先拆分出由桿件4、5，2、3，6、7組成的三個級桿組，再拆分出由桿件8組成的單構(gòu)件高副桿組，最

23、后剩下的是原動件1和機架9。上圖機構(gòu)為級機構(gòu)。3、桿組的正確拼裝 根據(jù)事先擬定的機構(gòu)運動簡圖，利用機構(gòu)運動創(chuàng)新設(shè)計方案實驗臺提供的零件按機構(gòu)運動的傳遞順序進行拼裝。拼裝時，通常先從原動件開始，按運動傳遞規(guī)律進行拼裝。拼裝時，應(yīng)保證各構(gòu)件均在相互平行的平面內(nèi)運動，這樣可避免各運動構(gòu)件之間的干涉，同時保證各構(gòu)件運動平面與軸的軸線垂直。拼裝應(yīng)以機架鉛垂面為參考平面，由里向外拼裝。 注意：為避免連桿之間運動平面相互緊貼而摩擦力過大或發(fā)生運動干涉，在裝配時應(yīng)相應(yīng)裝入層面限位套。 機構(gòu)運動創(chuàng)新設(shè)計方案實驗臺提供的運動副拼接方法參見以下各圖所示。1）實驗臺機架：如圖4-5 實驗臺機架中有5根鉛垂立柱，均可沿

24、x方向移動。移動前應(yīng)旋松在電機側(cè)安裝在上、下橫梁上的立柱緊固螺釘，并用雙手移動立柱到需要的位置后，應(yīng)將立柱與上（或下）橫梁靠緊再旋緊立柱緊固螺釘（立柱與橫梁不靠緊旋緊螺釘時會使立柱在x方向發(fā)生偏移）。 注：立柱緊固螺釘只需旋松既可，不允許將其旋下。 立柱上的滑塊可在立柱上沿y方向移動，要移動立柱上的滑塊，只需將滑塊上的內(nèi)六角平頭緊定螺釘旋松即可（該緊定螺釘在靠近電機側(cè)）。按上述方法移動立柱和滑塊，就可在機架的x、y平面內(nèi)確定固定鉸鏈的位置。圖4-5 實驗臺機架圖2）主、從動軸與機架的連接（下圖各零件編號與“機構(gòu)運動創(chuàng)新設(shè)計方案實驗臺組件清單”序號相同，后述各圖均相同）如圖4-6。圖4-6 主、

25、從動軸與機架的連接 按上圖方法將軸聯(lián)接好后，主（或從）動軸相對機架不能轉(zhuǎn)動，與機架成為剛性聯(lián)接；若件22不裝配，則主（或從）動軸可以相對機架作旋轉(zhuǎn)運動。3） 轉(zhuǎn)動副的連接圖4-7 轉(zhuǎn)動副連接圖 按圖示聯(lián)接好后，采用件19聯(lián)接端連桿與件9無相對運動，采用件20聯(lián)接端連桿與件9可相對轉(zhuǎn)動，從而形成兩連桿的相對旋轉(zhuǎn)運動。4）移動副的連接+圖4-8 移動副連接圖5）活動鉸鏈座的安裝圖4-9 活動鉸鏈座連接圖 如圖聯(lián)接，可在連桿任意位置形成-鉸鏈，且件9如圖裝配，就可在鉸鏈座上形成回轉(zhuǎn)副或形成回轉(zhuǎn)-移動副。6） 活動鉸鏈座的安裝圖4-10 活動鉸鏈座的連接圖 如圖連接，可在連桿任意位置形成鉸鏈，從而形成

26、-回轉(zhuǎn)副。1） 復(fù)合鉸鏈的安裝（或轉(zhuǎn)-移動副）+用壓緊螺栓： +或：（用帶墊片螺栓）圖4-11 復(fù)合鉸鏈的連接圖 將復(fù)合鉸鏈銑平端插入連桿長槽中時構(gòu)成移動副，而聯(lián)接螺栓均應(yīng)用帶墊片螺栓。2） 復(fù)合鉸鏈的安裝+圖4-12 復(fù)合鉸鏈的連接圖 復(fù)合鉸鏈聯(lián)接好后，可構(gòu)成三構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈，也可構(gòu)成復(fù)合鉸鏈+移動副。 復(fù)合鉸鏈聯(lián)接好后，可構(gòu)成四構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈。9）齒輪與主（從）動軸的連接圖圖4-13 齒輪與主（從）動軸的連接圖10）凸輪與主（從）動軸的連接圖圖4-14 凸輪與主（從）動軸的連接圖11）凸輪副連接圖圖4-15 凸輪副連接圖 按圖示連接后，連桿與主（從）動軸間可相對移動，并由彈簧23保

27、持高副的接觸。12）槽輪機構(gòu)連接圖4-16 槽輪機構(gòu)連接圖 注：撥盤裝入主動軸后，應(yīng)在撥盤上擰入緊定螺釘37，使撥盤與主動軸無相對運動；同時槽輪裝入主（從）動軸后，也應(yīng)擰入緊定螺釘37，使槽輪與主（從）動軸無相對運動。13）齒條相對機架的連接圖4-17 齒條相對機架的連接圖 如圖連接后，齒條可相對機架作直線移動；旋松滑塊上的內(nèi)六角螺釘，滑塊可在立柱上沿y方向相對移動（齒條護板保證齒輪工作位置）。14）主動滑塊與直線電機軸的連接圖4-18 主動滑塊與直線電機軸的連接圖 當(dāng)由滑塊作為主動件時，將主動滑塊座與直線電機軸（齒條）固連即可，并完成如圖示連接就可形成主動滑塊。五、實驗拼接典型方案示例 機構(gòu)

28、運動創(chuàng)新設(shè)計實驗，其運動方案可由學(xué)生構(gòu)思平面機構(gòu)運動簡圖進行創(chuàng)新構(gòu)思并完成方案的拼接，達到開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維的目的。 實驗也可選用工程機械中應(yīng)用的各種平面機構(gòu)，根據(jù)機構(gòu)運動簡圖，進行拼接實驗。 該實驗臺提供的配件可完成不少于40種機構(gòu)運動方案的拼接實驗。實驗時每臺架可由34名學(xué)生一組，完成不少于1種/每人的不同機構(gòu)運動方案的拼接設(shè)計實驗。 下列工程機械中的各種機構(gòu)中選擇拼接方案典型示例，僅供參考。1、 內(nèi)燃機機構(gòu)圖5-1 內(nèi)燃機機構(gòu) 機構(gòu)組成：曲柄滑塊與搖桿滑塊組合而成的機構(gòu)。 工作特點：當(dāng)曲柄1作連續(xù)轉(zhuǎn)動時，滑塊6作往復(fù)直線移動，同時搖桿3作往復(fù)擺動帶動滑塊5作往復(fù)直線移動。該機構(gòu)用于內(nèi)燃機

29、中，滑塊6在壓力氣體作用下作往復(fù)直線運動（故滑塊6是實際的主動件），帶動曲柄1回轉(zhuǎn)并使滑塊5往復(fù)運動使壓力氣體通過不同路徑進入滑塊6的左、右端并實現(xiàn)排氣。2、 精壓機機構(gòu)圖5-2 精壓機機構(gòu) 機構(gòu)組成：該機構(gòu)由曲柄滑塊機構(gòu)和兩個對稱的搖桿滑塊機構(gòu)所組成。對稱部分由桿件 4567和桿件89107兩部分組成，其中一部分為虛約束。 工作特點：當(dāng)曲柄1連續(xù)轉(zhuǎn)動時，滑塊3上、下移動，通過桿456使滑塊7作上下移動，完成物料的壓緊。對稱部分 89107作用是使構(gòu)件7平穩(wěn)下壓，使物料受載均衡。 用途：如鋼板打包機，紙板打包機，棉花打捆、剪板機等均可采用此機構(gòu)完成預(yù)期工作。3、牛頭刨床機構(gòu) (a) (b)圖5

30、-3 牛頭刨床機構(gòu)圖b)是將圖a）中的構(gòu)件3由導(dǎo)桿變?yōu)榛瑝K，而將構(gòu)件4由滑塊變?yōu)閷?dǎo)桿形成。 機構(gòu)組成：牛頭刨床機構(gòu)由擺動導(dǎo)桿機構(gòu)與雙滑塊機構(gòu)組成。只是在圖a）中，構(gòu)件2、3、4組成兩個同方位的移動副，且構(gòu)件3與其它構(gòu)件組成移動副兩次；而圖b)則是將圖a)中d點滑塊移至a點，使a點移動副在箱底處，易于潤滑，使移動副摩擦損失減少。機構(gòu)工作性能得到改善。圖a）和圖b)所示機構(gòu)的運動特性完全相同。 工作特點：當(dāng)曲柄1回轉(zhuǎn)時，導(dǎo)桿3繞點a擺動并具有急回性質(zhì)，使桿5完成往復(fù)直線運動，并具有工作行程慢，非工作行程快回的特點。4、 兩齒輪-曲柄搖桿機構(gòu)圖5-4 齒輪-曲柄搖桿機構(gòu) 機構(gòu)組成：該機構(gòu)由曲柄搖桿機

31、構(gòu)和齒輪機構(gòu)組成，其中齒輪5與搖桿2形成剛性聯(lián)接。 工作特點：當(dāng)曲柄1回轉(zhuǎn)時，連桿2驅(qū)動搖桿3擺動，從而通過齒輪5與齒輪4的嚙合驅(qū)動齒輪4回轉(zhuǎn)。由于擺桿3往復(fù)擺動，從而實現(xiàn)齒輪4的往復(fù)回轉(zhuǎn)。5、 兩齒輪-曲柄擺塊機構(gòu)圖5-5 齒輪-曲柄擺塊機構(gòu) 機構(gòu)組成：該機構(gòu)由齒輪機構(gòu)和曲柄擺塊機構(gòu)組成。其中齒輪1與桿2可相對轉(zhuǎn)動，而齒輪4則裝在鉸鏈b點并與導(dǎo)桿3固聯(lián)。 工作特點：桿2作圓周運動，為曲柄通過連桿使擺塊擺動從而改變連桿的姿態(tài)使齒輪4帶動齒輪1作相對曲柄的同向回轉(zhuǎn)與逆向回轉(zhuǎn)。6、 噴氣織機開口機構(gòu)圖5-6 噴氣織機開口機構(gòu) 機構(gòu)組成：該機構(gòu)由曲柄擺塊機構(gòu)，齒輪-齒條機構(gòu)和搖桿滑塊機構(gòu)組合而成，其

32、中齒條與導(dǎo)桿bc固聯(lián)，搖桿dd與齒輪g固聯(lián)。工作特點：曲柄ab以等角速度回轉(zhuǎn)，帶動導(dǎo)桿bc隨擺塊擺動的同時與擺塊作相對移動，在導(dǎo)桿bc上固裝的齒條e與活套在軸上的齒輪g相嚙合，從而使齒輪g作大角度擺動，與齒輪g固聯(lián)在一起的桿dd隨之運動，通過連桿df（df）使滑塊作上、下往復(fù)運動。組合機構(gòu)中，齒條e的運動是由移動和轉(zhuǎn)動合成的復(fù)合運動，而齒輪g的運動就取決于這兩種運動的合成。7、 雙滑塊機構(gòu) 圖5-7 雙滑塊機構(gòu) 圖5-8 沖壓機構(gòu) 機構(gòu)組成：該機構(gòu)由雙滑塊組成，可看成由曲柄滑塊機構(gòu)a-b-c構(gòu)成，從而將滑塊4視做虛約束。 工作特點：當(dāng)曲柄1作勻速轉(zhuǎn)動時，滑塊3、4均作直線運動，同時，桿件2上任

33、一點的軌跡為一橢圓。 應(yīng)用舉例：橢圓畫器和劍桿織機引緯機構(gòu)。8、 沖壓機構(gòu)機構(gòu)組成：該機構(gòu)由齒輪機構(gòu)與對稱配置的兩套曲柄滑塊機構(gòu)組合而成，ad桿與齒輪1固聯(lián)，bc桿與齒輪2固聯(lián)。見圖5.8。 組成要求：z1=z2 ； ad=bc； 工作特點：齒輪1勻速轉(zhuǎn)動，帶動齒輪2回轉(zhuǎn)，從而通過連桿3、4驅(qū)動桿5上下直線運動完成預(yù)定功能。 該機構(gòu)可拆去桿件5，而e點運動軌跡不變，故該機構(gòu)可用于因受空間限制無法安置滑槽但又須獲得直線進給的自動機械中。而且對稱布置的曲柄滑塊機構(gòu)可使滑塊運動受力狀態(tài)好。 應(yīng)用：此機構(gòu)可用于沖壓機、充氣泵、自動送料機中。9、 插床機構(gòu)圖5-9 插床機構(gòu) 機構(gòu)組成：該機構(gòu)由轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)與正置曲柄滑塊機構(gòu)構(gòu)成。 工作特點：曲柄1勻速轉(zhuǎn)動，通過滑塊2帶動從動桿3繞b點回轉(zhuǎn)，通過連桿4驅(qū)動滑塊5作直線移動。由于導(dǎo)桿機構(gòu)驅(qū)動滑塊5往復(fù)運動時對應(yīng)的曲柄1轉(zhuǎn)角不同，故滑塊5具有急回特性。應(yīng)用：此機構(gòu)可用于刨床和插床等機械中。10、篩料機構(gòu)圖5-10 篩料機構(gòu) 機構(gòu)組成：該機構(gòu)由曲柄搖桿機構(gòu)和搖桿滑塊機構(gòu)構(gòu)成。 工作特點：曲柄1勻速轉(zhuǎn)動，通過搖桿3和連桿4帶動滑塊5作往復(fù)直線運動，由于曲柄搖桿機構(gòu)的急回性質(zhì)，