机构组合创新实验

实验三、 机构组合创新实验
一 、实验目的
1．进一步掌握机构组成理论，熟悉杆组概念和机械传动的基础知识。
2．拼装可实现不同运动要求的机构，传动系统，也可组成性能各异的、平面的、空间的组合机构，培养学生机械传动系统方案的设计能力。
二 、实验原理
1．杆组的概念
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联接而成，将从动件系统拆成若干个不同不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组，简称杆组。根据杆组的定义组成平面机构杆组的条件是： ，其中构件数 ，低副 、高副 都必须是整数。当 =0，称为低副杆 ， 称为Ⅱ级组
   2．机构的组成原理：
   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。这是本实验的基本原理。
三、实验台机械结构
  1.组合机架
组合机架时该实验台的主体，每套实验台配有4台机架。该机架主要由两大部分组成。
底座部分：主要起支承支架，安装电机板和电机，与支架组装整体。电机可在底座上作左、右、前、后调整移动。
支架部分：在底座上，立式：垂直装有两根圆不锈钢立柱，其底部装有可调整螺钉，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。在内支架体上采用铝滑块接头将4根移动走条板，水平方向与架体相联，其走条板可上、下、左、右灵活移动，满足实验装置时任意调整的需要。在直条时根据不同实验方案，又安装若干滑动块，且滑动块可随走条上、下移动，也可独立的在走条上作左右移动。满足实验任意间距调整的需要，整个机架装拆方便，使用灵活，调整范围大。
2．轴类零件
提供了各种77个零件，主要供实验时安装各种回转体零件及辅助作用。
3．连杆
共有五种20个零件。
4．齿轮齿条类零件
主要有正齿轮五种，锥齿轮一种，齿条一种23个零件，内齿轮一种，正齿轮模数相同（ ），齿数分别为20、32、40、50、60，可提供49种传动比，齿轮上加工分布有 通孔，可与相关的接头体配合与连杆相联接，使齿轮作曲柄用。
与齿轮模数相等的齿条，可通过连接件与齿轮配合使用，形成齿轮齿条机构。
锥齿轮，主要为典型的空间传动组成有关机构时实现运动的传递，改变运动的传递方向，同时有一内齿轮，及有关特殊杆件，可组装内外行星齿轮传动。
5．特殊配置
凸轮：内外偏心圆盘凸轮（偏心距 ）、移动凸轮及圆柱凸轮，并配有各种不同的凸轮从动件。
槽轮及拨盘组件一套，棘轮及组件一套，蜗轮蜗杆一套，链轮链条一套。
内齿轮一个（ ），行星轮2个（ ），不完全齿轮一对
四 、实验前的准备工作
   1．要求预习本实验，掌握实验原理，初步了解本实验机构的使用方法及注意事项。
   2．选择设计题目，初步拟定机构系统运动方案，正确地拆分杆组。
   3．每组要相互配合协调，注意拼装过程中的安全，及工具的正确使用方法。
五、实验方法与步骤
   1．正确拆分杆组（该部分在课前预习中完成）具有三个步骤：
⑴先去掉机构中的局部自由度和虚约束；
⑵计算机构的自由度，确定原动件；
⑶从远离原动件的一端开始拆分杆组，每次拆分时，要求先试着拆分Ⅱ极组时，没有Ⅱ级组时，再拆分Ⅲ级组等高一级组，最后剩下原动件和机架。
拆组是否正确的判定方法是：拆去一个杆组或一系列杆组后，剩余的必须是一个完整的机构或若干个与机架相联的原动件，不能有不成组的零散构件或运动副存在；全部杆组拆完后，只应当剩下与机架相联的原动件。
2．正确拼装杆组及其机构
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。拼装时，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，另一方面是为了避免各构件间的运动发生干涉，因此，这一点是至关重要。
试拼之后，从最里层装起，依次将各杆组联接到机架上去。杆组内和构件之间的联接已由机构创新模型提供。
3．实验注意事项
①在熟悉掌握了上述有关内容后，实验即可进行。
在机架上先按层次从里到外，分层拼装，拼装完成后，再检查各层次是否在同一平面，有无干涉现象发生，并摇动机架上手轮试转动灵活否，经过实验老师检查后，才能拼装上电机实现电动。
②实验结束后，按步骤分层次拆除零件，并在擦拭干净后涂上防锈油，归放原处妥善保管。
③可根据提供机构组装方案，可供实验时选择方案，也可根据自己设计的方案进行拼装。
六、实验报告
1．对系统进行评价和分析，画出机构简图。
2．系统由几部分组成？执行构件的运动特点如何？
3．系统可应用在哪些机械系统中，有何优缺点？
部分结构可参考附图