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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