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提高性实验
[来源:本站 | 作者:机械设计精品课程 | 日期:2012年6月23日 | 浏览7 次] 字体:[ ]

                    提高型实验: 连杆机构创新实验
一、实验目的

1 .了解几种机构创新的实例,初步培养学生的机构创新意识。
2 .了解机构组成原理,通过机构演化、倒置、再生、叠加、组合和变异等手段,衍生出可实现相同或相近功能的众多机构方案,为机构创新设计开辟了一条途径。
3 .培养机构及机构系统运动方案的设计能力。
4 .了解一系列的设计策略,使用创新组合模型拼接机构时,可保证不发生因层次不清而引起的构件运动干涉。
二、实验内容
1.优秀创新设计范例的认识
  1) 分析了解减速器机构创新过程,分析渐开线少齿差、摆线针轮、谐波齿轮减速器传动的创新思想、工作原理、结构特点及优缺点,以及三种减速器动力的输出机构:双万向联轴器、双盘销轴式输出机构、双十字滑块联轴器的工作原理,结构特点及适用范围等。
  2) 了解内燃机机构的创新思想及演变过程。
外燃机→单缸内燃机→多缸内燃机,分析演变原因及各自特点等。
  3) 了解水稻插秧机的创新过程。
了解模拟人手插秧动作的轨迹要求,了解水稻插秧机分插机构,从手动到机动向高速化发展演变的思想,其传动方案和工作原理有下列三种类型:
连杆机构、凸轮机构和非圆齿轮机构。
2.高位自卸汽车
  1) 问题的提出及要求:
    目前国内生产的自卸汽车,其卸货方式为散装货物沿汽车大梁卸下,卸货高度都是固定的,若需要将货物卸到较高处或使货物堆积得较高些,目前的自卸汽车就难以满足要求,为此需设计一种高位自卸汽车,它能将车厢举升到一定高度后再倾斜车厢卸货,在车厢倾斜卸货时后厢门随之打开,卸货完毕,车厢恢复水平状态,后厢门也随之可靠关闭。
  2) 实验任务:
    首先绘制出机构系统的运动简图,并用机构创新模型进行拼装,拼装注意事项: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,拼接时,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,这一点是至关重要的。试拼之后,从最里层装起,依次将各杆组联接到机架上去,杆组内各构件之间的联接已由机构创新模型提供。
  (1) 实现机构简图的运动方案。
  (2) 题目及分组:
  高位自卸汽车可按三个人一组分头设计,其中一个兼总体协调工作,三个子题如下:
  ① 车厢举升机构设计。
  ② 车厢翻转机构设计。
  ③ 后厢门打开机构及联动机构设计。
  3)  参考方案:
  以下方案均不一定是最佳方案,选出供同学们扩展思路,更好的方案有待同学们去思考.
  (1) 举升机构

 


         
         
  (2) 翻转机构

 



 

                 
  (3) 后箱门打开机构(选做)

 



 

                    
  (4) 联动机构

 



 

3.开窗机构
  1) 设计玻璃窗的开闭机构。
 已知条件:
  ① 窗扇开闭的相对角度为90°;
  ② 操作构件必须是一个构件,要求操作省力;
  ③ 在关闭位置时,机构在室内的构件必须尽量靠近窗槛;
  ④ 在开启位置时,人在室内能擦洗玻璃的正、反两面;
  ⑤ 机构能支承起整个窗户的重量。
  2) 实验任务
 绘制出创新机构运动简图,并用机构创新模型进行拼装实验。
  3) 参考方案
 以下方案均不一定是最佳方案,选出供同学们扩展思路,更好地方案有待同学们去思考。       


 

三、实验所用设备
四套创新组合模型基本配置所含组件
1 .各种接头及80~340mm的杆件可用于各种拼接,如组成五种平面低副Ⅱ级杆组和四种平面低副Ⅲ杆组,杆长在80~340mm内能分段调整,超过340mm内的杆可另行组装而成;
2 .两种单构件高副(凸轮副、齿轮副)杆组;
3 .四种轮廓的凸轮构件,其从动件可实现四种运动规律;
(1) 等加速等减速运动规律上升20mm,余弦规律回程,推程运动角180°,回程运动角150°,近体止角30°,凸轮标号1;
(2) 等加速等减速运动规律上升35mm,余弦规律回程,推程运动角180°,回程运动角120°,远体止角30°,近体止角30°,凸轮标号2;
(3) 正弦运动规律上升35mm,余弦规律回程,推程运动角180°,回程运动角180°,凸轮标号3;
(4) 正弦运动规律上升20mm,余弦规律回程,推程运动角180°,回程运动角150°,远体止角30°,凸轮标号4;
4 .模数相等齿数不同的4种直齿圆柱齿轮,其齿数分别为17、25、34、43可提供6种传比(模数均为2);
5 .与齿轮模数相等的齿条;
6 .带轮、手轮;
7 .创新组合基本模型架
(1) 旋转式减速电机(转速10r/min);
(2) 直线式减速电机(直线速度10m/s);
(3) 活动机架滑块组件;
(4) 组合模型机架;
(5) 直线式电机支座;
(6) 旋转式电机支座;
8 .其他辅助元件;
9 .平口起子和活动扳手各一把(自备)。
四、思考题
1 .分析所设计的创新机构优缺点。
2 .开窗机构还有其它方案吗?试举一例说明。

 


责任编辑:zhou
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