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1、青岛科技大学综合性实验项目认定审批表实验室（中心）名称： 机械基础实验中心 填表时间： 07 年 7 月27 日实验课程名称机械原理适应专业机类专业实验项目名称机构创新实验实验时数4 每组人数4实 验 类 别基础 专业基础 专业实验要求必做 选做实验内容所涉及本课程或相关课程的知识点：1）机构的组成原理，结构分析及综合的方法；2）机构运动简图的绘制及机构自由度的计算；3）机构运动方案设计的方法及过程；4）机构的运动分析；5）连杆机构及凸轮机构的动力参数分析及特性分析，包括压力角，传动角及急回运动等；6）连杆机构设计；7）凸轮机构设计；8）齿轮机构设计；9）带传动的初步分析综合训练内容：1) 熟
2、悉机构的组成原理，掌握杆组的拆分和拼接方法；2) 了解机构运动方案设计的步骤，能够进行简单连杆机构的设计；3) 利用运动分析的方法，对所设计的机构进行运动分析，如轨迹，行程分析等；4) 连杆机构的尺寸参数设计；5) 对所设计的机构进行动力性能分析，如压力角，传动角等，保证运动的灵活性及传力的可靠性；6) 归纳总结实验的心得体会，指导今后的工程应用。专家组评审意见：姓 名职 称从事专业所在单位签 名学院审批意见：负责人（签名）： 单位（盖章）：年 月 日实验设备处意见负责人（签名）： 单位（盖章）：年 月 日注：本表一式二份，一份实验（中心）室留存，一份交实验设备处备案。综合性实验教学大纲实验课
3、程名称：机械原理实验项目名称：机构创新实验实验类型：综合性实验实验类别：基础 专业基础 专业实验学时：4所涉及的课程及知识点：1.机构的组成原理，结构分析及综合的方法；2.机构运动简图的绘制及机构自由度的计算；3.机构运动方案设计的方法及过程；4.机构的运动分析；5.连杆机构及凸轮机构的动力参数分析及特性分析，包括压力角，传动角及急回运动等；6.连杆机构设计；7.凸轮机构设计；8.齿轮机构设计；9.带传动的初步分析一、 实验目的1. 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。2. 增强学生对机构的
4、感性认识，培养学生的工程实践及动手能力；3. 体会设计实际机构时应注意的事项；完成从运动简图设计到实际结构设计的过渡。4. 培养学生的机构创新意识及对机构及机构系统运动方案的综合设计能力。5. 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。6. 运用所学理论知识，对所设计的机构进行运动分析及动力性能分析，根据分析结果，进一步优化机构，保证运动的灵活性和传力的可靠性。二、 实验内容1.自行设计一多杆机构，达到一定的目标要求。2.任选下列一题，对其作机构运动方案设计，并将其用创新组合模型组装调试达到预期设计。1 、铸锭送料机构:结构说明：如图1所示液
5、压缸1为主动件，通过连杆2驱动机构 ABCD，将从加热炉出料的铸锭6送到升降台7。图12、单侧停歇的移动机构结构说明：如图2示机构由六连杆机构ABCDEFG和曲柄滑块机构GFH串联组合而成。连杆上E点的轨迹在E1EE2段近似为圆弧，圆弧中心为F。六杆机构的从动杆FG为GFH机构的主动件。 图2 图33、放大行程机构结构说明：如图3所示该机构由曲柄滑块机构与齿轮齿条机构串联组合而成。其中下齿条为固定齿条，上齿条作往复移动。此组合机构最重要的特点是上齿条的行程比齿轮3的铰接中心点C的行程大一倍。 4）凸轮连杆机构结构说明：如图4所示机构，由平底直动从动件盘状凸轮机构与连杆机构组成。当凸轮转动时，推
6、动杆DE往复移动，通过连杆DB与摆杆AB及滑块C带动从动件CF（推料杆）作周期性往复直线运动。 图4 图55）牛头刨床机构结构说明：如图5所示机构，由齿轮机构与导杆机构串联组合而成的牛头刨床机构。6、碎矿机机构结构说明：如图6所示，简易碎矿机中的四杆机构为曲柄摇杆四杆机构。 图6 图77、多杆行程放大机构()结构说明：如图7所示，由曲柄摇杆机构1-2-3-6与导杆滑块机构3-5-6组成。主动件1的回转运动转换为从动件5的往复移动。如果采用曲柄滑块机构来实现，则滑块的行程受到曲柄长度的限制。而该机构在同样曲柄长度条件下能实现滑块的大行程。8、多杆行程放大机构(II)结构说明：如图8所示，由曲柄摇
7、杆机构ABCD与摇杆滑块机构CEF组成。可使从动件滑块的行程放大。 图8 图99、六杆机构摆角放大机构结构说明：如图9所示，由曲柄摇杆机构1-2-3-6与摆动导杆要构3-4-5-6组成。当曲柄1连续转动时，通过连杆2使摆杆3作一定角度的摆动，再通过导杆机构使从动摆杆5的摆角增大。10、插床的插削机构工作原理和特点：如图10所示，在ABC摆动导杆机构的摆杆BC反向延长线的D点上加二级杆组（连杆DE和滑块E），成为六杆机构。主动曲柄AB匀速转动，滑块E在垂直于AC的导路上往复移动，具有较大急回特性。在滑块E上安装插刀，机构可作为插床的插削机构。图10 图1111、实现近似直线运动的铰链四杆机构结构
8、说明：如图11所示，双摇杆机构ABCD的各构件长度满足条件：机架,摇杆，连杆，E点为连杆BC延长线上一点，且。DC为主动摇杆。工作原理和特点：当主动件DC绕机架铰链点D摆动时，E点轨迹为近似直线。应用举例：可用作固定式港口用起重机，E点处安装吊钩。利用E点的轨迹的近似直线段吊装货物，能符合吊装设备的工艺要求。三、 实验仪器设备和材料清单创新组合模型4组。一组机构系统创新组合模型（包括4个架）基本配置所含组件如下：1接头接头分单接头和组合接头两种：单接头有5种形式，组合接头有4种形式。（1）单接头J1螺纹分左旋和右旋两种。方头的侧面上，为1212方通孔。（2）单接头J2螺纹分左旋和右旋两种。方头
9、的侧面上，为12圆通孔。（3）单接头J3螺纹全部为右旋，方头的侧面上为1212方通孔，且螺杆端有一段12的过渡杆，根据长度的不同分为6种，即：从短至长适应一到六层的分层需要，便于不同层次联接选择。（4）单接头J4为L形状，两垂直面上，一面为方通孔，另一面为圆通孔。（5）单接头J5有一方孔，其两垂直右旋螺杆上有一端带有12圆柱，根据圆柱长度不同分为6种，即：从短至长适应一到六层的分层需要，便于不同层次联接选择。接头J1/J7接头J4接头J6/J4接头J3接头J1接头J6/J7接头J2接头J5（6）组合接头J1/J7有两种，J1与J7之间可相对旋转。两种组合接头组合形状一样，但其中一种为一右旋和一
10、左旋螺纹，另一种为两左旋螺纹。（7）组合接头J6/J4，J6与J4之间可相对旋转。其中：J6为一带方孔的方块。（8）组合接头J6/J7，J6与J7之间可相对旋转。其中：J6为一带方孔的方块。2连杆（1）连杆为正方形杆件，可套入接头的方孔内进行滑动和固定，共有7种不同长度，可用于各种拼接。杆长在60300 mm内能分段无级调整，超过300 mm的杆可另行组装而成。小于60 mm的杆件可利用齿轮或凸轮上的偏心孔。代号L60L100L140L180L220L260L300 连杆ZLM齿条连接螺钉HM1换向螺钉（2）连杆两端各有右旋及左旋M8螺孔，可通过ZLM齿条连接螺钉将连杆相互连接到所需长度，也可
11、通过HM1换向螺钉将左旋螺孔转为右旋螺孔，两端孔还可根据需要和其他接头零件相连。3凸轮及凸轮副从动组件有四种轮廓的凸轮构件。端螺母DAM凸轮凸轮上的8通孔可穿入接头螺杆，配合端螺母DAM及连杆使凸轮作曲柄使用。4齿轮、齿条齿条齿轮模数相等（m=2.5）齿数不同的6种直齿圆柱齿轮（其齿数分别为17，21，25，30，34，43）和一种齿条，可提供43种传动比。齿轮上分布的8通孔与凸轮上通孔作用相同。与齿轮模数相等的齿条（ZL），可通过齿条连接螺钉将两齿条联接到一起，中间的12圆孔、2020方孔可按需要作固定或插杆作用（12通孔可配入DAM端螺母和右旋螺杆接头）。5组合机架组合机架是机构系统创新组
12、合模型的主体，由多种零件组成。（1） 外框架（ZJ1）（2） 内框架（横梁ZJ2-1、竖梁ZJ2-2）（3） 横向滑杆（ZJ3）（4） 滑杆支板（ZJ4）组合机架（5） 竖滑块（左ZJ5-1，右ZJ5-2）（6） 横向滑块（ZJ6）（7） 轴套（ZJ7）（8） 锁紧手柄（ZJ9）（9） M20螺母（ZJ10）6旋转式电动机总成：（1） 旋转减速电动机一台（YCJ）其转速为10r/min（2） 旋转电动机支座一件（3） 电动机安装螺钉7减速直线式电动机总成：（1） 直线减速电动机一台（YCJZ）其速度为10mm/s（2） 直线电动机支座一件（XH）（3） 直线电动机电控盒（DKH）一套及限位器（
13、4） 移动副主动轴（YF）及移动轴端子旋转副主动轴移动副主动轴（5） 旋转副主动轴（XF）8用于拼接各种机构形式的其他辅助零件：（1） 皮带轮（PN）配A型皮带L=1245（2） 端螺母（DAM）（3） 垫柱（L4、L20）（4） 弹簧（TH）660（5） 齿条连接螺钉（ZLM）及左右旋螺母（M81、M82）（6） 换向螺钉（HM1）L20垫柱L4垫柱皮带轮（7） 其它标准件（螺钉、平健等）9根据教学实践的创意及需要，在模型上增加的其他构件。工具：平口起子和固定扳手及活动扳手若干套。四、 实验要求1、复习机械原理课程中的相关知识点内容；2、根据老师给定的设计要求（亦可自己选择设计题目），初步拟
14、定机构系统运动方案；拆分杆组，画在纸上，实验前交由教师检查；预习机械原理实验指导书中实验目的、原理、设备、操作步骤或说明，并写出预习报告；实验前没有预习报告者不能够进行实验；3、 进行实验时衣着整齐，遵守实验室管理规定、学生实验守则、仪器设备操作规定等相关规定，服从实验技术人员或实验教师的指导与管理。五、 实验步骤1正确拆分杆组从机构中拆出杆组具有三个步骤：1）先去掉机构中的局部自由度和虚约束；2）计算机构的自由度，确定原动件；3）从远离原动件的一端开始拆分杆组，每次拆分时，先试着拆分出II级组，没有II级组时，再拆分III级组等高级组，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
