平面机构运动方案设计.doc

《机械设计与创新实践训练》

平面机构运动方案设计与拼接
实验报告

组员：

一.实验目的
1. 加深学生对机械组成原理的认识，进一步理解平面机构的组成及其运动特性。
2. 通过平面机构拼装，训练学生的工程实践动手能力，了解机构在实际安装中的可能的出现运动干涉现象及解决的方法。
3. 通过机构运动方案的设计，培养学生的创新意识和综合设计能力。
二．机构设计及实验组装说明书
1． 机构设计
机构组成：该机构由曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构构成。
工作特点：曲柄1匀速转动，通过连杆2、3、4、5和连杆6带动滑块7作往复直线运动，由于曲柄摇杆机构的急回性质，使得滑块7速度、加速度变化较大，从而更好地完成冲压工作。
2.实验组装说明书
使用到的零部件：
序号
名 称
示 意 图
规 格
使用说明
6
主动轴

L=5，20，35，50，65mm
支承主动构件，传递
7
转动副轴

L=5，15，30mm
用于两构件或三构件形成转动副或两构件形成移动副时作滑块用，也可以使它们相对固定
8
从动轴（扁头轴）

L=5，20，35，50，65mm
支承和固定从动件
14
转动副轴-1

两构件形成转动副时用或作滑块用
13
转动副轴-2

L=5，20mm
与20#件配用，可与连杆在固定位置形成转动副
11
连杆

L=50，100，150，200，250，300，350mm
中间有10mm宽的长形孔，可调节连杆长度，或作为滑块导向杆使用
15
带凸台螺钉

用于防止连杆与转动副轴的轴向窜动，二者能相对转动
16
压紧螺钉

与12#配用，可将连接件固定
17
运动构件层面限位套

L=5，15，30，45，60mm
用于不同构件运动平面之间的距离限定
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平键

3×15
主动轴与皮带轮的连接
34
平垫片
防脱落幕

φ17
M12
防止轴从滑块上脱出；轴相对机架固定时用
35
皮带
标准件
V型
传递动力
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旋转电机

10r/min
沿机架的长形孔移动可改变位置，电机连线上串联有手柄开关，能很方便的通断电机电源
工具：内六角扳手三把、活动扳手、直尺、圆规、纸和笔等文具。
(1).主动轴6与机架的联接，主动轴相对机架转动。
(2).曲柄1与主动轴6的联接，主动轴带动曲柄转动，作为原动件。
(3).连杆2和曲柄1联接，作平面运动。
(4).连杆3、连杆5联接在机架同一处，形成两个转动副，作旋转运动。
(5). 连杆4和连杆3、连杆5联接 ，作平面运动。
(6). 连杆6与滑块7联接，滑块7作往复直线运动。
(7). 连杆2、连杆3、连杆4联接形成一个复合铰链，连杆4、连杆5、连杆6联接形成一个复合铰链。

五．对实验中出现的问题、解决方法进行总结

出现的问题
解决方法
杆件运动过程出现碰撞、卡死。没有调整好各连杆平面
更换长的从动轴、转动副轴，设计每根连杆的平面位置
没有设计好尺寸，不能到达极限位置
转动主动轴，改变连杆长度，确定移动副极限位置，再安装导向杆
出现连杆与桌面碰撞，运动停滞
整体提高机架立柱上的滑块并保证在同一水平线上
出现转动副轴过长，运动时刮擦到实验台机架
调整连杆平面，选用更合适规格的转动副轴
连杆晃荡明显
调整使用的限位套规格，加装垫片
皮带轮没绷紧
先固定皮带绷紧时电机与主动轮的位置，然后一边套上皮带，另一边在转动同时勒上皮带，从而保证皮带绷紧
六．收获和体会
1．这次机构拼接实验让我们直观、立体和全面的观察到机构的运动情况，更进一步认识机构组成原理和作用。实验过程中对转动副和移动副的装配加深了这一部分理论知识的理解，体会了平面机构的各种运动特性。同时在实验时也掌握了复合铰链，移动转动副组合等情况的处理和自由度的判断。
2.亲自动手组装机构不仅提搞了我们的动手能力，而且让我们对平面机构的结构、联结、组成和运动特性更加了解，提高我们识机构图及机构设计的能力。实验过程中，多次出现由于运动干涉导致机构卡死或运动不顺畅的情况。经过分析，连杆的尺寸选择，转动副的位置设计，以及各轴规格的选用都有影响。这些内容在理论上是很少体现的，但在实际实验中是必须考虑到的问题。根据运动干涉对机构设计进行合理的调整，不仅可以避免不顺畅、卡死、碰撞等现象，更重要的是避免了危险工况，保证零件不被摩擦损坏。
3．在装配冲床机构的操作过程中，体会了连杆机构如何将匀速的转动转化为变加速的直线运动，从而实现冲压的目的。而转化过程的机构非常简单，只有连杆和导向杆，运动副也只有最简单的转动副和移动副。
组员分工：
刘兴龙：取零件和工具、写实验目的；
付连锋：组装、测量、拆卸机构；
蔡小明：组装、测量、分析和解决问题；
耿小虎：机构设计、绘图、写实验报告；
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