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實驗三、 機構(gòu)組合創(chuàng)新實驗
一 、實驗?zāi)康?br>1．進一步掌握機構(gòu)組成理論，熟悉桿組概念和機械傳動的基礎(chǔ)知識。
2．拼裝可實現(xiàn)不同運動要求的機構(gòu)，傳動系統(tǒng)，也可組成性能各異的、平面的、空間的組合機構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生機械傳動系統(tǒng)方案的設(shè)計能力。
二 、實驗原理
1．桿組的概念
由于平面機構(gòu)具有確定運動的條件是機構(gòu)的原動件數(shù)目與機構(gòu)的自由度數(shù)目相等，因此機構(gòu)均由機架、原動件和自由度為零的從動件系統(tǒng)通過運動副聯(lián)接而成，將從動件系統(tǒng)拆成若干個不同不可再分的自由度為零的運動鏈，稱為基本桿組，簡稱桿組。根據(jù)桿組的定義組成平面機構(gòu)桿組的條件是： ，其中構(gòu)件數(shù) ，低副 、高副 都必須是整數(shù)。當(dāng) =0，稱為低副桿 ， 稱為Ⅱ級組
?? 2．機構(gòu)的組成原理：
?? 任何平面機構(gòu)均可以用零自由度的桿組依次連接到原動件和機架上去的方法來組成。這是本實驗的基本原理。
三、實驗臺機械結(jié)構(gòu)
? 1.組合機架
組合機架時該實驗臺的主體，每套實驗臺配有4臺機架。該機架主要由兩大部分組成。
底座部分：主要起支承支架，安裝電機板和電機，與支架組裝整體。電機可在底座上作左、右、前、后調(diào)整移動。
支架部分：在底座上，立式：垂直裝有兩根圓不銹鋼立柱，其底部裝有可調(diào)整螺釘，可將其支架承受的力傳遞到實驗臺上，減少架體的受力變形。在內(nèi)支架體上采用鋁滑塊接頭將4根移動走條板，水平方向與架體相聯(lián)，其走條板可上、下、左、右靈活移動，滿足實驗裝置時任意調(diào)整的需要。在直條時根據(jù)不同實驗方案，又安裝若干滑動塊，且滑動塊可隨走條上、下移動，也可獨立的在走條上作左右移動。滿足實驗任意間距調(diào)整的需要，整個機架裝拆方便，使用靈活，調(diào)整范圍大。
2．軸類零件
提供了各種77個零件，主要供實驗時安裝各種回轉(zhuǎn)體零件及輔助作用。
3．連桿
共有五種20個零件。
4．齒輪齒條類零件
主要有正齒輪五種，錐齒輪一種，齒條一種23個零件，內(nèi)齒輪一種，正齒輪模數(shù)相同（ ），齒數(shù)分別為20、32、40、50、60，可提供49種傳動比，齒輪上加工分布有 通孔，可與相關(guān)的接頭體配合與連桿相聯(lián)接，使齒輪作曲柄用。
與齒輪模數(shù)相等的齒條，可通過連接件與齒輪配合使用，形成齒輪齒條機構(gòu)。
錐齒輪，主要為典型的空間傳動組成有關(guān)機構(gòu)時實現(xiàn)運動的傳遞，改變運動的傳遞方向，同時有一內(nèi)齒輪，及有關(guān)特殊桿件，可組裝內(nèi)外行星齒輪傳動。
5．特殊配置
凸輪：內(nèi)外偏心圓盤凸輪（偏心距 ）、移動凸輪及圓柱凸輪，并配有各種不同的凸輪從動件。
槽輪及撥盤組件一套，棘輪及組件一套，蝸輪蝸桿一套，鏈輪鏈條一套。
內(nèi)齒輪一個（ ），行星輪2個（ ），不完全齒輪一對
四 、實驗前的準(zhǔn)備工作
?? 1．要求預(yù)習(xí)本實驗，掌握實驗原理，初步了解本實驗機構(gòu)的使用方法及注意事項。
?? 2．選擇設(shè)計題目，初步擬定機構(gòu)系統(tǒng)運動方案，正確地拆分桿組。
?? 3．每組要相互配合協(xié)調(diào)，注意拼裝過程中的安全，及工具的正確使用方法。
五、實驗方法與步驟
?? 1．正確拆分桿組（該部分在課前預(yù)習(xí)中完成）具有三個步驟：
⑴先去掉機構(gòu)中的局部自由度和虛約束；
⑵計算機構(gòu)的自由度，確定原動件；
⑶從遠離原動件的一端開始拆分桿組，每次拆分時，要求先試著拆分Ⅱ極組時，沒有Ⅱ級組時，再拆分Ⅲ級組等高一級組，最后剩下原動件和機架。
拆組是否正確的判定方法是：拆去一個桿組或一系列桿組后，剩余的必須是一個完整的機構(gòu)或若干個與機架相聯(lián)的原動件，不能有不成組的零散構(gòu)件或運動副存在；全部桿組拆完后，只應(yīng)當(dāng)剩下與機架相聯(lián)的原動件。
2．正確拼裝桿組及其機構(gòu)
將機構(gòu)創(chuàng)新模型中的桿組，根據(jù)給定的運動學(xué)尺寸，在平板上試拼機構(gòu)。拼裝時，首先要分層，一方面是為了使各構(gòu)件的運動在相互平行的平面內(nèi)進行，另一方面是為了避免各構(gòu)件間的運動發(fā)生干涉，因此，這一點是至關(guān)重要。
試拼之后，從最里層裝起，依次將各桿組聯(lián)接到機架上去。桿組內(nèi)和構(gòu)件之間的聯(lián)接已由機構(gòu)創(chuàng)新模型提供。
3．實驗注意事項
①在熟悉掌握了上述有關(guān)內(nèi)容后，實驗即可進行。
在機架上先按層次從里到外，分層拼裝，拼裝完成后，再檢查各層次是否在同一平面，有無干涉現(xiàn)象發(fā)生，并搖動機架上手輪試轉(zhuǎn)動靈活否，經(jīng)過實驗老師檢查后，才能拼裝上電機實現(xiàn)電動。
②實驗結(jié)束后，按步驟分層次拆除零件，并在擦拭干凈后涂上防銹油，歸放原處妥善保管。
③可根據(jù)提供機構(gòu)組裝方案，可供實驗時選擇方案，也可根據(jù)自己設(shè)計的方案進行拼裝。
六、實驗報告
1．對系統(tǒng)進行評價和分析，畫出機構(gòu)簡圖。
2．系統(tǒng)由幾部分組成？執(zhí)行構(gòu)件的運動特點如何？
3．系統(tǒng)可應(yīng)用在哪些機械系統(tǒng)中，有何優(yōu)缺點？
部分結(jié)構(gòu)可參考附圖
一 、實驗?zāi)康?br>1．進一步掌握機構(gòu)組成理論，熟悉桿組概念和機械傳動的基礎(chǔ)知識。
2．拼裝可實現(xiàn)不同運動要求的機構(gòu)，傳動系統(tǒng)，也可組成性能各異的、平面的、空間的組合機構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生機械傳動系統(tǒng)方案的設(shè)計能力。
二 、實驗原理
1．桿組的概念
由于平面機構(gòu)具有確定運動的條件是機構(gòu)的原動件數(shù)目與機構(gòu)的自由度數(shù)目相等，因此機構(gòu)均由機架、原動件和自由度為零的從動件系統(tǒng)通過運動副聯(lián)接而成，將從動件系統(tǒng)拆成若干個不同不可再分的自由度為零的運動鏈，稱為基本桿組，簡稱桿組。根據(jù)桿組的定義組成平面機構(gòu)桿組的條件是： ，其中構(gòu)件數(shù) ，低副 、高副 都必須是整數(shù)。當(dāng) =0，稱為低副桿 ， 稱為Ⅱ級組
?? 2．機構(gòu)的組成原理：
?? 任何平面機構(gòu)均可以用零自由度的桿組依次連接到原動件和機架上去的方法來組成。這是本實驗的基本原理。
三、實驗臺機械結(jié)構(gòu)
? 1.組合機架
組合機架時該實驗臺的主體，每套實驗臺配有4臺機架。該機架主要由兩大部分組成。
底座部分：主要起支承支架，安裝電機板和電機，與支架組裝整體。電機可在底座上作左、右、前、后調(diào)整移動。
支架部分：在底座上，立式：垂直裝有兩根圓不銹鋼立柱，其底部裝有可調(diào)整螺釘，可將其支架承受的力傳遞到實驗臺上，減少架體的受力變形。在內(nèi)支架體上采用鋁滑塊接頭將4根移動走條板，水平方向與架體相聯(lián)，其走條板可上、下、左、右靈活移動，滿足實驗裝置時任意調(diào)整的需要。在直條時根據(jù)不同實驗方案，又安裝若干滑動塊，且滑動塊可隨走條上、下移動，也可獨立的在走條上作左右移動。滿足實驗任意間距調(diào)整的需要，整個機架裝拆方便，使用靈活，調(diào)整范圍大。
2．軸類零件
提供了各種77個零件，主要供實驗時安裝各種回轉(zhuǎn)體零件及輔助作用。
3．連桿
共有五種20個零件。
4．齒輪齒條類零件
主要有正齒輪五種，錐齒輪一種，齒條一種23個零件，內(nèi)齒輪一種，正齒輪模數(shù)相同（ ），齒數(shù)分別為20、32、40、50、60，可提供49種傳動比，齒輪上加工分布有 通孔，可與相關(guān)的接頭體配合與連桿相聯(lián)接，使齒輪作曲柄用。
與齒輪模數(shù)相等的齒條，可通過連接件與齒輪配合使用，形成齒輪齒條機構(gòu)。
錐齒輪，主要為典型的空間傳動組成有關(guān)機構(gòu)時實現(xiàn)運動的傳遞，改變運動的傳遞方向，同時有一內(nèi)齒輪，及有關(guān)特殊桿件，可組裝內(nèi)外行星齒輪傳動。
5．特殊配置
凸輪：內(nèi)外偏心圓盤凸輪（偏心距 ）、移動凸輪及圓柱凸輪，并配有各種不同的凸輪從動件。
槽輪及撥盤組件一套，棘輪及組件一套，蝸輪蝸桿一套，鏈輪鏈條一套。
內(nèi)齒輪一個（ ），行星輪2個（ ），不完全齒輪一對
四 、實驗前的準(zhǔn)備工作
?? 1．要求預(yù)習(xí)本實驗，掌握實驗原理，初步了解本實驗機構(gòu)的使用方法及注意事項。
?? 2．選擇設(shè)計題目，初步擬定機構(gòu)系統(tǒng)運動方案，正確地拆分桿組。
?? 3．每組要相互配合協(xié)調(diào)，注意拼裝過程中的安全，及工具的正確使用方法。
五、實驗方法與步驟
?? 1．正確拆分桿組（該部分在課前預(yù)習(xí)中完成）具有三個步驟：
⑴先去掉機構(gòu)中的局部自由度和虛約束；
⑵計算機構(gòu)的自由度，確定原動件；
⑶從遠離原動件的一端開始拆分桿組，每次拆分時，要求先試著拆分Ⅱ極組時，沒有Ⅱ級組時，再拆分Ⅲ級組等高一級組，最后剩下原動件和機架。
拆組是否正確的判定方法是：拆去一個桿組或一系列桿組后，剩余的必須是一個完整的機構(gòu)或若干個與機架相聯(lián)的原動件，不能有不成組的零散構(gòu)件或運動副存在；全部桿組拆完后，只應(yīng)當(dāng)剩下與機架相聯(lián)的原動件。
2．正確拼裝桿組及其機構(gòu)
將機構(gòu)創(chuàng)新模型中的桿組，根據(jù)給定的運動學(xué)尺寸，在平板上試拼機構(gòu)。拼裝時，首先要分層，一方面是為了使各構(gòu)件的運動在相互平行的平面內(nèi)進行，另一方面是為了避免各構(gòu)件間的運動發(fā)生干涉，因此，這一點是至關(guān)重要。
試拼之后，從最里層裝起，依次將各桿組聯(lián)接到機架上去。桿組內(nèi)和構(gòu)件之間的聯(lián)接已由機構(gòu)創(chuàng)新模型提供。
3．實驗注意事項
①在熟悉掌握了上述有關(guān)內(nèi)容后，實驗即可進行。
在機架上先按層次從里到外，分層拼裝，拼裝完成后，再檢查各層次是否在同一平面，有無干涉現(xiàn)象發(fā)生，并搖動機架上手輪試轉(zhuǎn)動靈活否，經(jīng)過實驗老師檢查后，才能拼裝上電機實現(xiàn)電動。
②實驗結(jié)束后，按步驟分層次拆除零件，并在擦拭干凈后涂上防銹油，歸放原處妥善保管。
③可根據(jù)提供機構(gòu)組裝方案，可供實驗時選擇方案，也可根據(jù)自己設(shè)計的方案進行拼裝。
六、實驗報告
1．對系統(tǒng)進行評價和分析，畫出機構(gòu)簡圖。
2．系統(tǒng)由幾部分組成？執(zhí)行構(gòu)件的運動特點如何？
3．系統(tǒng)可應(yīng)用在哪些機械系統(tǒng)中，有何優(yōu)缺點？
部分結(jié)構(gòu)可參考附圖
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