機(jī)械原理平面設(shè)計(jì)及拼裝實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、精選文檔 （華東）平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)與拼接一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.加深學(xué)生對(duì)機(jī)構(gòu)組成原理的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步理解平面機(jī)構(gòu)的組成及其運(yùn)動(dòng)特性。2.通過(guò)平面機(jī)構(gòu)的拼裝，訓(xùn)練學(xué)生的工程實(shí)踐動(dòng)手能力，了解機(jī)構(gòu)在實(shí)際安裝中可能出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)干涉現(xiàn)象及解決辦法。3.通過(guò)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和綜合設(shè)計(jì)能力。二、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)組裝說(shuō)明書(shū)1、實(shí)驗(yàn)所用器材介紹搭接機(jī)構(gòu)是在機(jī)架前側(cè)平面上完成的。圖1 機(jī)架1機(jī)架xy2立柱3滑塊4電動(dòng)機(jī)5皮帶傳動(dòng)機(jī)架后側(cè)本實(shí)驗(yàn)配有各種工具、連接用的螺釘、螺帽、墊圈等。其它主要零部件及其功能請(qǐng)仔細(xì)閱讀表1。表1 主要零件及其功能表標(biāo)號(hào)名稱(chēng)圖形功能1固定支座銷(xiāo)軸與機(jī)架相連，帶鍵槽的為主

2、動(dòng)銷(xiāo)軸。不帶鍵槽的為從動(dòng)銷(xiāo)軸。2銷(xiāo)軸 用于構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副或移動(dòng)副的連接軸3端螺栓 裝于軸端頭，有臺(tái)肩的可壓緊軸端頭，無(wú)臺(tái)肩的可壓緊套在軸上的連桿。4連桿將1、2的圓柱或扁頭裝于其上的圓孔或槽中，用端螺栓壓緊軸端頭，構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副或移動(dòng)副。2、實(shí)驗(yàn)原理機(jī)構(gòu)組成：曲柄搖桿與搖桿滑塊組合而成的機(jī)構(gòu)，如圖所示。曲柄1機(jī)架6搖桿3搖桿2滑塊5搖桿4工作特點(diǎn)： 當(dāng)曲柄1做連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，搖桿2作往復(fù)擺動(dòng)，同時(shí)搖桿3和搖桿4作往復(fù)擺動(dòng)帶動(dòng)滑塊5作往復(fù)直線移動(dòng)。該機(jī)構(gòu)可用于篩選機(jī)器等往復(fù)直線擺動(dòng)的機(jī)器中，滑塊5在搖桿3和搖桿4作往復(fù)擺動(dòng)的力的作用帶動(dòng)下作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)（非勻速），可以用于抖動(dòng)篩選物品。3、實(shí)驗(yàn)正確拼裝運(yùn)動(dòng)副

3、方案根據(jù)擬定或由實(shí)驗(yàn)中獲得的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)尺寸，利用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)提供的零件按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的傳遞順序進(jìn)行拼接。拼接時(shí)，首先要分清機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件所占據(jù)的運(yùn)動(dòng)平面，其目的是避免各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉。然后，以實(shí)驗(yàn)臺(tái)機(jī)架鉛垂面為拼接的起始參考面，按預(yù)定拼接計(jì)劃進(jìn)行拼接。拼接中應(yīng)注意各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)平面是平行的，所拼接機(jī)構(gòu)的外伸運(yùn)動(dòng)層面數(shù)愈少，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)愈平穩(wěn)，為此，建議機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)層面以交錯(cuò)層的排列方式進(jìn)行拼接。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)提供的運(yùn)動(dòng)副的拼接方法請(qǐng)參見(jiàn)以下介紹。1）實(shí)驗(yàn)臺(tái)機(jī)架 圖3 實(shí)驗(yàn)臺(tái)機(jī)架圖實(shí)驗(yàn)臺(tái)機(jī)架中有5根鉛垂立柱，它們可沿X方向移動(dòng)。移動(dòng)時(shí)請(qǐng)用雙手扶穩(wěn)立柱、并盡可能使立柱在移

4、動(dòng)過(guò)程中保持鉛垂?fàn)顟B(tài)，這樣便可以輕松推動(dòng)立柱。立柱移動(dòng)到預(yù)定的位置后，將立柱上、下兩端的螺栓鎖緊（安全注意事項(xiàng)：不允許將立柱上、下兩端的螺栓卸下，在移動(dòng)立柱前只需將螺栓擰松即可）。立柱上的滑塊可沿Y方向移動(dòng)。將滑塊移動(dòng)到預(yù)定的位置后，用螺栓將滑塊緊定在立柱上。按上述方法即可在X、Y平面內(nèi)確定活動(dòng)構(gòu)件相對(duì)機(jī)架的連接位置。面對(duì)操作者的機(jī)架鉛垂面稱(chēng)為拼接起始參考面或操作面。2）軸相對(duì)機(jī)架的拼接（圖示中的編號(hào)與“機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)零部件清單”序號(hào)相同）有螺紋端的軸頸可以插入滑塊28#上的銅套孔內(nèi)，通過(guò)平墊片、防脫螺母34#的連接與機(jī)架形成轉(zhuǎn)動(dòng)副或與機(jī)架固定。若按圖6拼接后，6或8#軸相對(duì)機(jī)架固

5、定；若不使用平墊片34# ，則6或8#軸相對(duì)機(jī)架作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。拼接者可根據(jù)需要確定是否使用平墊片34#。扁頭軸6#為主動(dòng)軸、8#為從動(dòng)軸。該軸主要用于與其它構(gòu)件形成移動(dòng)副或轉(zhuǎn)動(dòng)副、也可將連桿或盤(pán)類(lèi)零件等固定在扁頭軸頸上，使之成為一個(gè)構(gòu)件。 圖4 軸相對(duì)機(jī)架的拼接圖3）轉(zhuǎn)動(dòng)副的拼接（圖示中的編號(hào)與“機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)零部件清單”序號(hào)相同）若兩連桿間形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，可按圖7所示方式拼接。其中，14#件的扁平軸頸可分別插入兩連桿11#的圓孔內(nèi)，再用壓緊螺栓16#和帶墊片螺栓15#分別與轉(zhuǎn)動(dòng)副軸14#兩端面上的螺孔連接。這樣，有一根連桿被壓緊螺栓16#固定在14#件的軸頸處，而與帶墊片螺栓15#相連

6、接的14#件相對(duì)另一連桿轉(zhuǎn)動(dòng)。 圖5 轉(zhuǎn)動(dòng)副拼接圖提示：根據(jù)實(shí)際拼接層面的需要，14#件可用7#件“轉(zhuǎn)動(dòng)副軸-3”替代，由于7#件的軸頸較長(zhǎng)，此時(shí)需選用相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)構(gòu)件層面限位套17#對(duì)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)層面進(jìn)行限位。 4）移動(dòng)副的拼接如圖8-1所示，轉(zhuǎn)滑副軸24#的圓軸端插入連桿11#的長(zhǎng)槽中，通過(guò)帶墊片的螺栓15#的連接，轉(zhuǎn)滑副軸24#可與連桿11#形成移動(dòng)副。 圖6 移動(dòng)副的拼接提示：轉(zhuǎn)滑副軸24#的另一端扁平軸可與其它構(gòu)件形成轉(zhuǎn)動(dòng)副或移動(dòng)副。根據(jù)拼接的實(shí)際需要，也可選用7#或14#件替代24#件作為滑塊。另外一種形成移動(dòng)副的拼接方式如圖8-2所示。選用兩根軸（6#或8#），將軸固定在機(jī)架上，仍后

7、再將連桿11#的長(zhǎng)槽插入兩軸的扁平軸頸上，旋入帶墊片螺栓15#，則連桿在兩軸的支撐下相對(duì)機(jī)架作往復(fù)移動(dòng)支。 圖7 移動(dòng)副的拼接提示：根據(jù)實(shí)際拼接的需要，若選用的軸頸較長(zhǎng)，此時(shí)需選用相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)構(gòu)件層面限位套17#對(duì)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)層面進(jìn)行限位。5）滑塊與連桿組成轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副的拼接（圖示中的編號(hào)與“機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)零部件清單”序號(hào)相同）如圖9所示的拼接效果是滑塊13#的扁平軸頸處與連桿11#形成移動(dòng)副；在20#、21#的幫助下，滑塊13#的圓軸頸處與另一連桿在連桿長(zhǎng)槽的某一位置形成轉(zhuǎn)動(dòng)副。首先用螺栓、螺母21#將固定轉(zhuǎn)軸塊20#鎖定在連桿11#上，再將轉(zhuǎn)動(dòng)副軸13#的圓軸端穿插20#的圓孔及

8、連桿11#的長(zhǎng)槽中，用帶墊片的螺栓15#旋入13#的圓軸頸端面的螺孔中，這樣13#與11#形成轉(zhuǎn)動(dòng)副。將13#扁頭軸頸插入另一連桿的長(zhǎng)槽中，將15#旋入13#的扁平軸端面螺孔中，這樣13#與另一連桿11#形成移動(dòng)副。 圖8 滑塊與連桿組成轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副的拼接6）固定支座銷(xiāo)軸與機(jī)座拼接 如圖2所示，將表1的中固定支座銷(xiāo)軸1插于在機(jī)架滑塊的圓孔中，套上墊片固緊螺母即完成安裝 。銷(xiāo)軸裝于機(jī)架滑塊的圓孔中的長(zhǎng)度稍大于滑塊的寬度。圖2a) 中的銷(xiāo)軸無(wú)鍵槽其上套有墊片，螺母通過(guò)墊片壓緊立柱上的滑塊，所以銷(xiāo)軸與立柱滑塊間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成機(jī)架上的固定銷(xiāo)軸。 圖2b) 中的銷(xiāo)軸有鍵槽，螺母在銷(xiāo)軸上旋緊后與立柱上

9、的滑塊間有一定間隙，所以銷(xiāo)軸與立柱滑塊間可有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成機(jī)架上的活動(dòng)銷(xiāo)軸。在軸上鍵槽處裝上鍵并套上帶輪，由電機(jī)的帶輪帶動(dòng)即構(gòu)成主動(dòng)銷(xiāo)軸。 圖9 固定支座銷(xiāo)軸安裝螺母墊片固定支座銷(xiāo)軸11立柱滑塊a)b)4實(shí)驗(yàn)組裝效果圖：三、按比例繪制實(shí)驗(yàn)拼裝的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。C（G）E（F）機(jī)架6滑塊5搖桿4搖桿3搖桿2曲柄1DAB桿件AB=50mm; BC=200mm; CD=150mm; CE=200mm;鉸座A與機(jī)架6之間的距離為240mm.該機(jī)構(gòu)有6個(gè)構(gòu)件，其中5個(gè)為活動(dòng)構(gòu)件，1個(gè)為機(jī)架；有7個(gè)低副，其中6個(gè)為轉(zhuǎn)動(dòng)副，1個(gè)為移動(dòng)副。 因此，自由度F=3 5 2 7 1.四、機(jī)構(gòu)分析1、桿組正確拆分的

10、原則（1）正確計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度（注意去掉機(jī)構(gòu)中的虛約束和局部自由度），并確定原動(dòng)件；（2）從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的構(gòu)件開(kāi)始拆桿組。先試拆II級(jí)組，若拆不出II級(jí)組，再試拆III級(jí)組；即桿組的拆分應(yīng)從低級(jí)別桿組拆分開(kāi)始，依次向高一級(jí)桿組拆分。（3）確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別（由拆分出的最高級(jí)別桿組而定，如最高級(jí)別為II級(jí)組，則此機(jī)構(gòu)為二級(jí)機(jī)構(gòu)）。注：同一機(jī)構(gòu)所取的原動(dòng)件不同，有可能成為不同級(jí)別的機(jī)構(gòu)。但當(dāng)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件確定后，桿組的拆法是唯一的，即該機(jī)構(gòu)的級(jí)別一定。2.桿組拆分(1)原動(dòng)件（2）II級(jí)桿組（3）結(jié)論：該機(jī)構(gòu)為二級(jí)機(jī)構(gòu)。五、對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題、解決方法進(jìn)行總結(jié)實(shí)驗(yàn)中，我們遇到了一個(gè)非常棘手的問(wèn)題，我們?cè)诋?huà)

11、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖的時(shí)候沒(méi)有考慮桿長(zhǎng)的選擇，更沒(méi)有考慮實(shí)驗(yàn)室中實(shí)際可用的桿長(zhǎng)，導(dǎo)致我們?cè)诮M裝的時(shí)候沒(méi)有辦法正確拼裝，以及組裝起來(lái)后沒(méi)有辦法正確的按照運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)運(yùn)動(dòng)。我們的解決方法是，不斷地改變桿長(zhǎng)，根據(jù)組裝錯(cuò)誤后無(wú)法運(yùn)動(dòng)的線索來(lái)糾正桿長(zhǎng)以及連個(gè)固定點(diǎn)之間的距離，最后正確的拼裝起來(lái)，實(shí)現(xiàn)的預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。所以，在畫(huà)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖的時(shí)候，要考慮實(shí)驗(yàn)室中實(shí)際可用桿長(zhǎng)的長(zhǎng)度，以及要實(shí)現(xiàn)預(yù)定運(yùn)動(dòng)規(guī)律所要滿足的桿長(zhǎng)條件，二者缺一不可。我們還遇到一個(gè)問(wèn)題，就是在選擇各個(gè)組件時(shí)出現(xiàn)了問(wèn)題，比如連接兩個(gè)桿該用什么，連接滑塊該用什么。我們最后參照書(shū)上的連接說(shuō)明，正確選擇連接方式。6、 收獲和體會(huì)通過(guò)這次實(shí)踐性的實(shí)驗(yàn)讓我學(xué)習(xí)到了許

12、多東西，其中最重要的就是團(tuán)隊(duì)合作是非常重要的，這種東西決定著做事的快慢以及做出的事的成敗。這次實(shí)驗(yàn)我們做得也比較成功，這不僅體現(xiàn)了我們的合作意識(shí)比較強(qiáng)，也體現(xiàn)了我們的動(dòng)手能力非常出色。實(shí)驗(yàn)中，問(wèn)題不斷出現(xiàn)，但是我們并沒(méi)有亂了陣腳，而是相互配合，相互協(xié)商，共同尋找解決方案，事實(shí)證明，只要團(tuán)結(jié)一心，問(wèn)題總會(huì)解決的。實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)的美妙以及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的樂(lè)趣，我久久不能忘懷，感謝老師給了我們這次動(dòng)手的機(jī)會(huì)，讓我們從理論轉(zhuǎn)為實(shí)踐，在實(shí)踐中檢驗(yàn)理論。從機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)到拼裝，我們都在不斷學(xué)習(xí)，不斷成長(zhǎng)。我們這些學(xué)生最最缺少的是經(jīng)驗(yàn),沒(méi)有感性的認(rèn)識(shí),空有理論知識(shí),有些東西很可能與實(shí)際脫節(jié).總體來(lái)說(shuō),我覺(jué)得做這種類(lèi)型