平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(已修改)
2025-05-07 01:08 本頁面
【正文】 實(shí)驗(yàn)四 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1．加深學(xué)生對機(jī)構(gòu)組成原理的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步了解機(jī)構(gòu)組成及其運(yùn)動(dòng)特性； 2． 培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐動(dòng)手能力； 3． 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)及綜合設(shè)計(jì)能力。 二、 設(shè)備和工具 1．機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)；2．工具箱一套； 3．自備三角板、圓規(guī)和草稿紙等文具?！ ∪?、 實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作 1．預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，掌握實(shí)驗(yàn)原理，初步了解機(jī)構(gòu)創(chuàng)新模型； 2．選擇設(shè)計(jì)題目，初步擬定機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案?！ ∷摹?實(shí)驗(yàn)原理 任何平面機(jī)構(gòu)均可以用零自由度的桿組依次連接到原動(dòng)件和機(jī)架上的方法來組成，這是機(jī)構(gòu)的組成原理，也是本實(shí)驗(yàn)的基本原理。1．桿組的概念 由于平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)目與機(jī)構(gòu)的自由度相等，因此機(jī)構(gòu)均由機(jī)架、原動(dòng)件和自由度為零的從動(dòng)件通過運(yùn)動(dòng)副聯(lián)結(jié)而成。將從動(dòng)件系統(tǒng)拆成若干個(gè)不可再分的自由度為零的運(yùn)動(dòng)鏈，稱為基本桿組（簡稱桿組）。 根據(jù)桿組的定義，組成平面機(jī)構(gòu)桿組的條件是：F = 3n 2PL PH =0 （4－1） 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(yùn)動(dòng)副數(shù)目均應(yīng)為整數(shù)，故當(dāng)n、PL、PH取不同數(shù)值時(shí)，可得各類基本桿組。 當(dāng)PH=0時(shí)，桿組中的運(yùn)動(dòng)副全部為低副，稱為低副桿組。由于有F = 3n 2PL PH =0，故，則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：6……，PL=9……。當(dāng)n=2，PL=3時(shí)，基本桿組稱為II級(jí)組。II級(jí)組是應(yīng)用最多的基本桿組，絕大多數(shù)的機(jī)構(gòu)均由II級(jí)桿組組成，II級(jí)桿組可以有下圖所示的五種不同類型：圖4－1 平面低副Ⅱ級(jí)桿組n=4，PL =6的桿組形式很多，如圖6－2所示為常見的Ⅲ級(jí)桿組。圖4－2 平面低副Ⅲ級(jí)桿組 正確拆分桿組 從機(jī)構(gòu)中拆出桿組具有三個(gè)步驟： 1） 先去掉機(jī)構(gòu)中的局部自由度和虛約束； 2） 計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，確定原動(dòng)件； 3） 從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的一端開始拆分桿組，每次拆分時(shí)，要求先試著拆分Ⅱ級(jí)組，沒有Ⅱ組時(shí)，再拆分Ⅲ級(jí)組等高一級(jí)桿組，最后剩下原動(dòng)件和機(jī)架。 拆分桿組是否正確的判定方法是：拆去一個(gè)桿組或一系列桿組后，剩余的必須為一個(gè)完整的機(jī)構(gòu)或若干個(gè)與機(jī)架相聯(lián)的原動(dòng)件，而不能有不成組的零散構(gòu)件或運(yùn)動(dòng)副存在，全部桿組拆完后，應(yīng)當(dāng)只剩下與機(jī)架相聯(lián)的原動(dòng)件。 如圖4－3所示機(jī)構(gòu)，可先除去K處的局部自由度，然后，按步驟2）計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度（F=1），并確定凸輪為原動(dòng)件；最后根據(jù)步驟3），先拆分出構(gòu)件4和5組成的Ⅱ級(jí)組，再拆分出構(gòu)件6和7及構(gòu)件3和2組成的兩個(gè)Ⅱ級(jí)組以及由構(gòu)件8組成的單構(gòu)件高副桿組，最后剩下原動(dòng)件1和機(jī)架9。圖4－3 桿組拆分桿組的正確拼裝 根據(jù)事先擬定的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，利用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案實(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)行拼裝。拼裝時(shí)，通常先從原動(dòng)件開始，按運(yùn)動(dòng)傳遞規(guī)律進(jìn)行拼裝。拼裝時(shí)，應(yīng)保證各構(gòu)件均在相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，這樣可避免各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件之間的干涉，同時(shí)保證各構(gòu)件運(yùn)動(dòng)平面與軸的軸線垂直。拼裝應(yīng)以機(jī)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(yùn)動(dòng)平面相互緊貼而摩擦力過大或發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉，在裝配時(shí)應(yīng)相應(yīng)裝入層面限位套。 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)提供
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