1、 機構運動方案創新設計實驗指導書 一、實驗目的1培養學生機構型綜合的設計能力、創新能力和實踐動手能力；2培養學生綜合應用所學知識對機構的結構和運動性能加以評價的分析能力。二、實驗原理任何機構都是將基本組依次連接到機架和原動件上而構成的。三、實驗內容1.多功能移動式殘病人浴缸翻轉機構（見動畫） 上身部缸體翻轉機構 要求上身部缸體從水平位置向上翻轉至70度，即翻轉角為0-70度. 可采用的機構： 擺動導桿機構，導桿與上身部缸體固裝在起，帶動缸體翻轉。由直線電機帶動主動桿擺動。 雙搖桿機構，上身部缸體作為從動搖桿，在主動搖桿驅動下作0-70度擺動. 主動桿由直線電機帶動擺動。 其它機構 腿部缸體翻轉

2、機構 要求腿部缸體從垂直位置向上翻轉至水平位置，利用死點保持腿部缸體在水平位置, 借助凸輪機構破壞死點，使腿部缸體在重力作用下復位。 可采用機構： 雙搖桿機構，腿部缸體作為主動搖桿； 其它機構2. 牛頭創床機構（見動畫） 要求刨刀（安裝在滑枕上）作直線往復運動。 可采用的機構： 轉動導桿機構和曲柄滑塊機構組合,由電機驅動主動件轉動。 擺動導桿機構和滑塊機構組合,由電機驅動主動件轉動。 其它機構3翻轉機（見動畫）要求翻轉模板裝在連桿上，模板翻轉180度。 四桿機構，電機驅動。 其它機構4飛機起落架要求起落架上輪子從水平位置向下翻轉至垂直位置，利用死點使起落架輪子保持在垂直位置。 可采用的機構：

3、四桿機構，電機驅動。 其它機構5插床機構要求插刀作垂直上下往復直線運動，向下時（工作行程）較慢，向上運動（空程）時速度較快。 可采用的機構： 雙曲柄機構與曲構滑塊機構組合，電機驅動. 其它機構 6沖壓成型機壓頭作垂直上下直線運動，以較小功率帶動主動件運動時，滑塊能產生巨大的沖壓力。可采用的機構：六桿增力機構，電機驅動. 其它機構7拉延壓力機壓邊機構 壓邊滑塊作垂直上下直線運動，在下極限位置時，有瞬時停歇現象；同時以較小功率帶動主動件運動時，滑塊能產生巨大的沖壓力。可采用的機構： 曲柄搖桿機構和六桿增力機構串聯，電機驅動. 其它機構8. 其他自選機構四、實驗方法本搭接實驗是在具有六根立柱的機架上

4、完成的。配有旋轉電動機和直線電動機，以輸出直線運動和旋轉運動；配有齒輪、凸輪、帶輪、槽輪等零件，通過搭接可完成直線、旋轉、往復、間歇等運動傳遞；配有連桿、滑塊座及連接零件，可搭接成各種執行機構。機構搭接完成后可通電運轉以檢驗其創造結果。一般情況下，學生在實驗前應完成機構方案的創造與選型，并仔細閱讀本實驗指導書后方可進行本實驗。五、實驗臺主要零部件功能本搭接實驗在如圖1所示的專用實驗臺的機架1上完成的。五根立柱2可在上下橫梁中沿x方向（雙手上下均勻用力）調整其位置,然后用上下橫梁上的螺栓固定。滑塊3可在立柱2上沿y方向調整其位置，然后用其上的內六角螺釘固定。滑塊上的圓孔用于安裝銷軸。電動機以10

5、r/min的速度轉動，它安裝在機架的后側的底盤上，其上的主動帶輪通過皮帶驅動從動帶輪。從動帶輪的軸安裝在滑塊3的圓孔中。搭接機構是在機架前側平面上完成的。圖1 機架1機架xy2立柱3滑塊4電動機5皮帶傳動機架后側本實驗配有各種工具、連接用的螺釘、螺帽、墊圈、鍵等。其它主要零部件及其功能請仔細閱讀表1。表1 主要零件及其功能表標號名稱圖形功能1固定支座銷軸與機架相連，帶鍵槽的為主動銷軸。不帶鍵槽的為從動銷軸。2銷軸 用于構成轉動副或移動副的連接軸3端螺栓 裝于軸端頭，有臺肩的可壓緊軸端頭，無臺肩的可壓緊套在軸上的連桿。4連桿將1、2的圓柱或扁頭裝于其上的圓孔或槽中，用端螺栓壓緊軸端頭，構成轉動副

6、或移動副。5鉸鏈座將其凸臺坎在連桿4的槽中用3固定，則連桿4的構件長度可任意調整。6主動滑塊 座大孔裝于直線電機的圓形齒條上并固定，軸孔與銷軸2連接。銷軸2或作主動滑塊或與齒條連接。7齒條與齒輪嚙合，構成齒輪齒條傳動。8齒條護板通過4個螺孔與齒條連接，使齒輪與齒條在同一平面上嚙合。9齒輪模數m=2¸z=28，35，42，56的各3個10凸輪基圓半徑20mm，升回型，行程30mm11槽輪4槽12撥盤雙銷，銷回轉半徑49.5mm六、實驗臺主要零部件的拼接（以下圖中標號與表中相同）1固定支座銷軸與機座拼接 如圖2所示，將表1的中固定支座銷軸1插于在機架滑塊的圓孔中，套上墊片固緊螺母即完成安

7、裝 。銷軸裝于機架滑塊的圓孔中的長度稍大于滑塊的寬度。圖2a) 中的銷軸無鍵槽其上套有墊片，螺母通過墊片壓緊立柱上的滑塊，所以銷軸與立柱滑塊間無相對運動，構成機架上的固定銷軸。圖2b) 中的銷軸有鍵槽，螺母在銷軸上旋緊后與立柱上的滑塊間有一定間隙，所以銷軸與立柱滑塊間可有相對運動，構成機架上的活動銷軸。在軸上鍵槽處裝上鍵并套上帶輪，由電機的帶輪帶動即構成主動銷軸。圖2 固定支座銷軸安裝螺母墊片固定支座銷軸11立柱滑塊a)b)L可變長度連桿4連桿4L固定長度銷軸2端螺栓3鉸鏈座5固緊螺栓a)b)圖3 轉動幅的連接銷軸22轉動副的拼接如圖3所示，連桿4的兩個圓孔間的距離即該連桿的長度，備有L=22

8、mm,100mm330mm共八種規格的連桿。如圖3a)所示，將銷軸2穿入兩連桿的孔中，銷軸的兩端面用帶有凸臺的端螺栓3固定，則兩連桿構成一個轉動副。連桿4連桿4銷軸2端螺栓3連桿4端螺栓3圖4 移動幅的連接銷軸2圓柱段的長度有幾種規格，較長的銷軸配以套筒用圖3a)的方法可拼接成由三連桿構成的復合鉸。如所需桿長不在八種規格之列，按圖3b)所示安裝可得到任意桿長的連桿。將銷軸2插入鉸鏈座5的孔中，然后用帶有凸臺的端螺栓3固定，即得到可與其它連桿相連的銷軸。將鉸鏈座的凸臺坎入連桿槽中的任意位置旋緊固緊螺栓，則可得到任意桿長的連桿。3移動副的拼接如圖4所示，將帶有扁頭的銷軸2的扁頭坎入連桿的槽中，另一

9、端圓柱插入另一連桿的孔中，銷軸2的兩端頭均用帶有凸臺的端螺栓固定。該銷軸可在連桿的槽中滑動相當于滑塊。圖5 主動滑塊與電機軸的拼接直線電機的輸出齒條（由行程開關控制其作往復運動）（主動滑塊座6銷軸2行程開關碰塊4主動滑塊與電機軸的拼接如圖5所示，直線電動機的圓形齒條以10mm/s的速度輸出直線運動。并配有控制器及兩個行程開關。當由滑塊作為原動件時，將主動滑塊座6用兩個六角螺栓連接在圓形齒條上，把銷軸2插入主動滑塊座的孔中用埋頭螺釘上緊，銷軸2即可作為主動滑塊使用。為產生往復運動，在銷軸2上裝有控制行程開關的碰塊。注意，圓形齒條的往復行程的距離不應大于400mm，應首先調整兩個行程開關控制方向及

10、位置，切不可使圓形齒條從電機中滑出，防止機件損壞。5凸輪與銷軸的安裝如圖6所示，將凸輪10的孔套在裝于機架滑塊上的固定支座銷軸1上然后用埋頭螺釘固緊。裝于機架滑塊上的固定支座銷軸1凸輪10圖6 凸輪與銷軸的安裝埋頭螺釘6齒輪與銷軸的安裝如圖7所示，將齒輪9的孔套在裝于機架滑塊上的固定支座銷軸1上然后用埋頭螺釘固緊。圖7 齒輪與銷軸的安裝裝于機架滑塊上的固定支座銷軸1埋頭螺釘齒輪97齒條與固定支座銷軸的安裝如圖8a)所示，將齒條7與兩塊（或單塊）齒條護板8用四個螺釘固緊，使可保持與之嚙合的齒輪在同一平面運動。圖8b)為齒條及其護板的的組裝圖。如圖8c)所示，將齒條組件的槽套在裝于機架滑塊上的銷軸

11、的扁頭上，并在銷軸的端頭用帶臺肩的螺栓固緊。則齒條組件可沿銷軸的扁頭移動。齒條組件齒條7齒條護板8齒條組裝a)b)滑塊座圖8 齒條的組裝固定支座銷軸1c)8槽輪機構的安裝如圖9所示，撥盤12上有兩個撥銷，將撥盤套入裝于機架滑塊上的固定支座銷軸1，其軸端用端螺栓3固定，使其與固定支座軸銷1一起轉動。將槽輪11的槽對準撥盤的撥銷將其套入固定支座銷軸1中，銷軸1的軸端用端螺栓3固定。裝于機架滑塊的孔中端螺栓3（不帶臺肩）槽輪11固定支座銷軸1（主動）固定支座軸銷1（從動）端螺栓3圖9 槽輪機構的組裝撥盤12撥銷9凸輪機構的安裝如圖10所示，將凸輪10套在裝于機架滑塊上的固定支座銷軸1，用埋頭螺釘將其

12、與固定支座軸銷1固定，使凸輪可與固定支座軸銷1一起轉動。將連桿的槽套入兩固定支座軸銷1上，其軸端用帶臺肩的端螺栓3固定，使連桿可在軸銷1的扁頭上自由滑動。彈簧的一端固定于連桿的孔中，另一端套在固定支座銷軸1上，使連桿緊壓在凸輪上，保持凸輪與連桿緊密接觸。固定支座軸銷1（主動）埋頭螺釘固定支座軸銷1凸輪10連桿4端螺栓3圖10 凸輪機構的組裝七、實驗步驟為達到開發學生創造性思維和實踐動手能力之目的，拼接的機構方案原則上應在實驗前由學生自行完成。該實驗在2學時內完成。每4人一組完成不少于1個機構方案的拼裝。1實驗前，根椐文字資料或動畫演示的機構功能進行機構運動方案設計, 初步畫出機構運動簡圖；2

13、閱讀本實驗指導書，熟悉實驗中所用的設備、安裝工具和零部件的功能；3 閱讀本實驗指導書，熟悉各傳動裝置、各固定支座、移動副、轉動副的安裝方法；4 按照運動傳遞的順序，從原動機開始依次拼裝機構；5 仔細檢查，確認拼裝無誤、連接牢靠后方可通電運轉；6 仔細觀察機構的運動，判斷是否滿足工藝要求并作出相應改進；7 根據要求寫出實驗報告。八、實驗報告1按比例繪制拼裝機構的運動簡圖，標注出機構運動簡圖的尺寸參數；2計算機構的自由度； 3說明該機構是否滿足給定的工藝要求；4分析該機構的優缺點，如何改進？有否代替機構？機構運動方案創新設計實驗報告書一、實驗目的： 1、使學生鞏固和加深對課堂講授的基本理論知識的理

14、解。2、 加強學生對機構原理的認識，進一步了解機構組成及運動特性。3、 增強學生對機構的感性認識，完成從運動簡圖設計到實際結構設計的過渡。4、 使學生掌握現代實驗方法，培養學生用實驗手段進行機構分析。5、 培養學生的綜合設計能力、創新能力和實踐動手能力。二、實驗設備及工具：1、 ZBS-C機構運動創新設計方案實驗臺及組裝機構的配件。2、 組裝、拆卸工具：一字起子（1把）、十字起子（1把）、呆扳手（2把）、內六角扳手（2把） 活動扳手（1把）、鋼板尺（1把）、卷尺（1個）、工具盤（1個） 每組共十件三、實驗內容： 每次實驗分成八個組，每組34人，各組根據現有設備及工具設計、組裝不同的機械系統。四、實驗方法與步驟：1、 掌握平面機構組成原理；2、 熟悉本實驗中的實驗設備，各零、部件功用和安裝、拆卸工具；3