机构运动创新设计..

课程设计报告

学生姓名：________________ 学号：_________________ 学院: ______________________________________________ 班级: ______________________________________________ 题目: _______________ 机构运动创新设计______________

2015年1月5日

目录

、概述................................. 1 .....................................................

一、概述：

机构运动方案创新设计是各类复杂机械设计中决定性的一步，机构的设计选型一般先通过作图和计算来进行，一般比较复杂的机构都有多个方案，需要制作模型来试验和验证，多次改进后才能得到最佳的方案和参数。本实验所用搭接试验台能够任意选择平面机构类型，组装调整机构尺寸等功能，能够比较直观、方便的搭接、验证、调试、改进、确定设计方案，较好地改善了在校学生对平面机构的学习和设计一般只停留在理论设计“纸上谈兵”的状况二、课程设计目的：

1、培养学生对连杆机构的理解掌握与创新设计能力，加强学生的工程实践背景的训练，拓宽学生的知识面，培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力。

2 、通过机构的拼接，在培养工程实践动手能力的同时，要求学生在拼装一个已有模型之外，自己通过对现实生产和生活中的连杆机构机械产品的观察和理解，通过试验台设备进行拼装和仿真。通过解决实际问题，促进学生理论联系实际，学以致用；锻炼学生独立思考能力和动手能力。

3 、加深学生对连杆机构组成原理的认识，进一步掌握连杆机构的创新设计方法。

4、学习机构运动简图的测绘与自由度的计算。

三、课程设计要求和内容：

实验设备和工具

CQJP-D 机构运动创新设计方案拼装及仿真实验台，包括组成机构的各种运动副、构件、动力源及一套实验工具（扳手、螺丝刀）。其中构件包括机架、连杆、圆柱齿轮、齿条、凸轮及从动件、槽轮及拨盘和皮带轮等；运动副包括转动副、移动副、齿轮副、槽轮副等。

实验原理

平面机构是由各个杆组依次联结到机架和原动件上形成的。机构具有确定运动的条件是机构的自由度大于零，且原动件数和机构的自由度相等。所拼接的机构必须满足以上两个条件。将主要由连杆构成的连杆机构（可加入一个其他类型构件如齿轮、凸轮、槽轮等）进行拼装，计算分析其自由度后，输入动力源进行

机构运行。实验内容与步骤

1 、开启计算机，打开仿真软件，从“装配训练”的平面机构中的19 种连杆机构任选其一。

2 、观察其运动方式。

3 、记录所需要的零件。

4 、上实验台架进行搭装。

5 、使用油壶给传动接触部分添加润滑油。

6 、搭装结束后，以手动方式输入运动，确认机构拼接无误后，经指导教师许可后再用电机驱动，进行照相和录像。

7 、拆卸零部件，擦拭后归于原位。

8 、自己设计一个连杆机构，要求有功能分析。

9 、自由度分析（填于附录1 中表1 ）

（1）计算机构自由度

n—活动构件数；PL—转动副和移动副总数（低副数）;PH—高副数。

（ 2 ）核对计算结果是否正确

即给予机构原动件一运动时，可如果观察到机构各构件运动均是确定的，即可推算出计算结果符合要求。

10 、检查无误后进行拼装，并以手动方式输入运动，观察运转情况。设计要求：

a. 程中应保证，机构的自由度数等于原动件数；

b. 根据拟定的设计方案，选择所需的零件，利用机构运动方案创新设计实验台将零

件按机构运动的传递顺序进行连接；

c. 分清机构中各构件所占据的运动平面，避免各运动构件发生运动干涉；

d. 实物连接完成后，需检验机构的自由度是否合理，机构是否能满足要求，完成预

定运动，之后才可以连接电机，进行仿真运动。

设计内容和步骤：

a. 掌握本课程设计的基本原理；

b. 熟悉CQJP-D机构运动创新设计方案拼接及仿真实验台的使用方法；

c. 确定本组的机构运动创新设计方案，保证方案的合理性和可行性，并根据所设计

的方案连接实物；

d. 画出结构简图，正确计算机构自由度，并对所设计的机构进行运动学和动力学分

析。

四、原始数据及技术参数：

（1）原始数据：

CQJP-D机构运动创新设计方案拼接及仿真实验台，丫丫系列电机一台，皮带轮和皮带各一个，主动轴一个，转动副轴三个，齿轮三个，连杆 1 一个，连杆 2 一个，连杆 3 一个，槽轮一个，齿条一个，紧联接螺钉若干，松连接螺钉若干，六角扳手和活动扳手。

（2）主要技术参数：

电机的技术参数为：P=60W，U=220V ，I=0.95A ，n=1350r/min , i0=50 齿轮1：d=88mm , z=42 齿轮2：d=120mm , z=56 齿轮3：d=88mm , z=42 连杆1：

L=120mm , 数量为1 连杆2：L=120mm , 数量为1 连杆3：L=200mm , 数量为1 齿条1：L=350mm ,数量为1

槽轮 1 ：d=88mm

五、设计原理及设备：

一设计的机构目的

实现间歇式的往复运动

二机构的原理

电动机先通过带与一对齿轮减速，再通过槽轮将连续的圆周运动转换为间歇的圆周运动，通过齿轮齿条与连杆使运动进一步转化为齿条的往复直线运动。

槽轮机构原理：由槽轮和圆柱销组成的单向间歇运动机构。它用于来将主动件的连续转动换成从动件的带有间歇的单向周期转动。槽轮机构有外啮合和内啮合两种形式。本次采用为外啮合式，外啮合槽轮机构的槽轮和转臂转向相反。单

臂外啮合槽轮机构由带圆柱销的转臂、具有4条径向槽的槽轮和机架组成。当连续转动的转臂上的圆柱销进入径向槽时，拨动槽轮转过一定角度。当圆柱销转出径向槽后,槽轮停止转动。转臂转一周，槽轮完成一次转停运动。为了保证槽轮停歇，可在转臂上固接一缺口圆盘，其圆周边与槽轮上的凹周边相配。这样，既不影响转臂转动，又能锁住槽轮不动。为了使槽轮能完成周期性的转停运动，槽轮