《机构运动方案创新设计实验指导书-学生用-cxc》

《机构运动方案创新设计实验指导书-学生
用-cxc》
一、实验目的
1.培养学生机构型综合的设计能力、创新能力和实践动手能力；
2.培养学生综合应用所知识对机构的结构和运动性能加以评价的分析能力。

二、实验原理
任何机构都是将基本组依次连接到机架和原动件上而构成的。

三、实验内容
1.多功能移动式残病人浴缸翻转机构
⑴上身部缸体翻转机构
要求上身部缸体从水平位置向上翻转至70度，即翻转角为0-70度.
可采用的机构：
摆动导杆机构，导杆与上身部缸体固装在－起，带动缸体翻转。

由直线电机带动主动杆摆动。

双摇杆机构，上身部缸体作为从动摇杆，在主动摇杆驱动下作0-70度摆动.主动杆由直线电机带动摆动。

其它机构
⑵腿部缸体翻转机构
要求腿部缸体从垂直位置向上翻转至水平位置，利用死点保持腿部缸体在水平位置，
借助凸轮机构破坏死点，使腿部缸体在重力作用下复位。

可采用机构：
双摇杆机构，腿部缸体作为主动摇杆；
其它机构
2.牛头创床机构
要求刨刀（安装在滑枕上）作直线往复运动。

可采用的机构：
①转动导杆机构和曲柄滑块机构组合，由电机驱动主动件转动。

②摆动导杆机构和滑块机构组合，由电机驱动主动件转动。

③其它机构
3.翻转机
要求翻转模板装在连杆上，模板翻转180度。

①四杆机构，电机驱动。

②
其它机构
4.飞机起落架
要求起落架上轮子从水平位置向下翻转至垂直位置，利用死点使起落架轮子保持在垂直位置。

可采用的机构：
①四杆机构，电机驱动。

②
其它机构
5.插床机构
要求插刀作垂直上下往复直线运动，向下时（工作行程）较慢，
向上运动（空程）时速度较快。

可采用的机构：
①双曲柄机构与曲构滑块机构组合，电机驱动。

②
其它机构
6.冲压成型机
压头作垂直上下直线运动，以较小功率带动主动件运动时，滑块能产生巨大的冲压力。

可采用的机构：
①六杆增力机构，电机驱动.②
其它机构
7.其他自选机构
四、实验方法
本搭接实验是在具有六根立柱的机架上完成的。

配有旋转电动机和直线电动机，以输出直线运动和旋转运动；配有齿轮、凸轮、带轮、槽轮等零件，通过搭接可完成直线、旋转、往复、间歇等运动传递；配有连杆、滑块座及连接零件，可搭接成各种执行机构。

机构搭接完成后可通电运转以检验其创造结果。

一般情况下，学生在实验前应完成机构方案的创造与选型，并仔细阅读本实验指导书后
2方可进行本实验。

五、实验步骤
为达到开发学生创造性思维和实践动手能力之目的，拼接的机构方案原则上应在实验前由学生自行完成。

该实验在2学时内完成。

每
4人一组完成不少于1个机构方案的拼装。

1.实验前，根椐文字资料或动画演示的机构功能进行机构运动方案设计，初步画出机构运动简图；
2.阅读本实验指导书，熟悉实验中所用的设备、安装工具和零部件的功能；
3.阅读本实验指导书，熟悉各传动装置、各固定支座、移动副、转动副的安装方法；
4.按照运动传递的顺序，从原动机开始依次拼装机构；
5.仔细检查，确认拼装无误、连接牢靠后方可通电运转；
6.仔细观察机构的运动，判断是否满足工艺要求并作出相应改进；
7.根据要求写出实验报告。

六、实验报告
1.按比例绘制拼装机构的运动简图，标注出机构运动简图的尺寸参数；
2.计算机构的自由度；
3.说明该机构是否满足给定的工艺要求；
4.分析该机构的优缺点，如何改进。

有否代替机构。

3机构运动方案创新设计实验报告书
一、实验目的：
1、使学生巩固和加深对课堂讲授的基本理论知识的理解。

2、加强学生对机构原理的认识，进一步了解机构组成及运动特
性。

3、增强学生对机构的感性认识，完成从运动简图设计到实际结构设计的过渡。

4、使学生掌握现代实验方法，培养学生用实验手段进行机构分析。

5、培养学生的综合设计能力、创新能力和实践动手能力。

二、实验设备及工具：
1、zbs-c机构运动创新设计方案实验台及组装机构的配件。

2、组装、拆卸工具：一字起子（1把）、十字起子（1把）、呆扳手（2把）、内六角扳手（2把）
活动扳手（1把）、钢板尺（1把）、卷尺（1个）、工具盘（1个）[每组共十件]
三、实验内容：
每次实验分成八个组，每组3~4人，各组根据现有设备及工具设计、组装不同的机械系统。

四、实验方法与步骤：
1、掌握平面机构组成原理；
2、熟悉本实验中的实验设备，各零、部件功用和安装、拆卸工具；
3、自拟平面机构运动方案，形成拼接实验内容；
4、根据执行机构的运动特点，组成传动系统；
5、将零、部件按运动传递规律顺序联接到机架上。

6、将动力系统、传动系统和执行机构组接起来，构成机械系统；
7、经指导教师或实验老师检查许可后，才能开机运转。

五、实验要求：
1、机构运动方案设计；
2、计算机构的自由度；
3、机构运动尺寸设计，并按比例画出机构运动简图，在简图中标注实测得到的机构运动尺寸；
4、分析该机构的优缺点，如何改进。

有否代替机构。

第二篇：机构运动创新设计实验报告实验十三
机构运动创新设计实验报告
班级：
学号：
姓名：
一、实验目的
二、实际拼装的机构运动方案图
三、绘制实际拼装的机构运动方案简图
四、简要说明机构感组的拆组过程，并画出所拆杆组的简图
五、根据你所拆开的杆组，按不同的顺序进行排列，可能组合的机构运动方案有哪些。

要求用简图表示出来。

就运动传递情况作方案比较，并简要说明之
第三篇：机械创新设计实验指导书xx年皖西学院机械与车辆工程学院
机械创新设计
实验指导书
机械教研室
202x年9月
目
录
实验一
典型机械系统创新设计-回转运动实现
实验二
实验三
实验四
实验五
典型机械系统创新设计-直线运动实现
典型机械系统创新设计-间歇运动实现
复杂机械系统拼接
复杂机械系统创新设计与拼接
2fjcs-i型复杂机械系统创新设计及搭接实验台简介
fjcs-i型复杂机械系统创新设计及搭接实验台的功能主要是为了学生提供了手动拼装复杂机械系统的实训平台。

让学生设计并拼接可实现不同运动要求的复杂机械系统。

同时实验台在主要构件上设计了安装传感器的位置，并配备了检测系统和数据处理软件，学生可通过运动参数变化曲线，了解不同复杂机械系统的运动构件的运动规律和
运动学我。

1.实验台总体结构
该实验台安装平台主要由直流电机、传动部分（带或链）定轴轮系搭接元件、周转轮系搭接元件、平面连杆机构搭接元件、活动支座及安装平台组成。

2.主要技术参数供电电源：220v/50hz直流电机2个，功率245w 电机转速可调0-200r/min直线位移传感器1个：量程200mm角位移传感器2个：脉冲数1000外型尺寸：1750*980*880实验台总质量300kg
33.产品基本配置安装平台1个
齿轮机构组件：齿轮1：m=2z=18;齿轮2：m=2z=42
齿轮3：m=2z=50;
轴；花键；中间轴
圆锥齿轮机构组件：m=2z=40平面连杆机构组件：连杆、曲柄、滑块、连杆连接件各1个带传动组件：皮带轮直径60，100各一件链传动组件：p=12.7
d=7.92z=17;p=12.7
d=7.92z=25电动机一台
测试器件：直线位移传感器1个，角位移传感器1个；测试控制箱
通用配件：轴承座；传递轴；紧固标准件；装拆工具等
3.检测控制系统
实验台采用单片机与a/d转换集成相结合进行数据采集，处理分析及实现与pc机的通信，达到适时显示运动曲线的目的。

数据通过传感器与数据采集分析箱将机构的运动数据通过计算机串口送到电脑内进行处理，进行运动构件运动参数变化的实测曲线，为机构运动分析提供手段和检测。

本实验台有俩种方式：手动和软件
44.注意事项
1）开机前一定要仔细检查联接部分
2）开机前手动转动机构，检测曲柄是否可整转3）机构在旋转过程中，不许用手触摸旋转部件
4）运动时间不宜过长，隔一段时间应停要下来检查机构联接是否松动
5）实验时必须注意安全，女生必须戴帽，将长发盘于帽中，操作者必须紧扣衣袖等。

5实验一
典型机械系统创新设计-回转运动实现
一、实验目的
1、认识典型机构，手动拼装简单机械系统
2、拼装带传动，通过带轮及带的安装调试，掌握对带传动张紧力的调节方法，了解张紧力对带传动的影响
3、理解带传动的打滑现象
4、拼装链传动，掌握链传动张紧的方法，观测主从动链轮的角
速度，理解多边形效应对链传动的影响
5、通过齿轮传动的搭接，通过对齿轮传动的安装调试，掌握齿轮传动标准中心距的调节方法及中心距变动对齿轮啮合侧隙的影响。

二、实验原理
搭接方案：电机——带传动（链传动）——一级齿轮传动——二级齿轮传动（或锥齿轮或蜗轮蜗杆传动或行星轮系）
三、实验器材
fjcs-i型复杂机械系统创新设计及搭接实验台、相关模块、工具
四、实验步骤
1、认识各个机构，分析各个零件的安装及固定方式
2、安装带轮——带——带轮（或链传动）
3、选择轴，轴承座等，安装一级齿轮传动
4、安装二级轮系传动
5、安装角位移传感器在带轮、一级齿轮或二级齿轮上
6、手动拉动带或链，看拼接的传动是否能传动
7、接能开关，选择转速，依次选择静态测量和动态测量
8、拍传动图片，记录数据
9、实验完后，关闭电源，拆下构件，整理台面与工具箱。

五、实验小结
绘制所拼机构的机构运动简图，贴上图片，附上数据。

简要说明在安装带传动和齿轮调试的心得体会。

7实验二
典型机械系统创新设计-直线运动实现
一、实验目的
1、认识典型机构，手动拼装简单机械系统。

2、通过齿轮传动的搭接，通过对齿轮传动的安装调试，掌握齿轮传动标准中心距的调节方法及中心距变动对齿轮啮合侧隙的影响。

3、通过对曲柄滑块机构的安装调试，掌握按层面连接齿轮——曲柄滑块机构的方法、层面错位对齿轮——曲柄滑块机构运动的影响。

4、通过曲柄滑块的运动测试分析，理解曲柄滑块机构和齿轮传动的区别，理解急回特性。

二、实验原理
搭接方案：电机——带传动——一级齿轮传动——二级齿轮传动——曲柄滑块机构（传感器）
三、实验器材
fjcs-i型复杂机械系统创新设计及搭接实验台、相关模块、工具
四、实验步骤
1、认识各个机构（尤其是曲柄滑块机构），分析各个零件的安装及固定方式
2、安装带轮——带——带轮
3、选择轴，轴承座等，安装一级齿轮传动
4、安装二级轮系传动，找好曲柄位置，安装连杆
5、安装曲柄滑块机构
6、安装直线位移传感器在滑块上（安装时注意各构之间的自由度要求，不能装卡住了）
7、手动拉动带或链，看拼接的传动是否能传动
8、接能开关，选择转速，依次选择静态测量和动态测量
9、拍传动图片，记录数据
10、实验完后，关闭电源，拆下构件，整理台面与工具箱。

五、实验小结
绘制所拼机构的机构运动简图，贴上图片，附上数据。

简要说明在安装直线运动机构心得体会。

实验三
典型机械系统创新设计-间歇运动实现
一、实验目的
1、认识典型机构中的槽轮机构及棘轮棘爪机构，手动拼装简单机械系统。

2、通过齿轮传动的搭接，通过对齿轮传动的安装调试，掌握齿轮传动标准中心距的调节方法及中心距变动对齿轮啮合侧隙的影响。

3、通过对槽轮机构的安装调试，掌握连接拨盘及槽轮的方法。

4、通过对棘轮棘爪机构的安装调试，掌握连接棘轮棘爪的方法。

5、安装传感器，理解输出特性的间歇运动特性。

二、实验原理
搭接方案1：电机——带传动——一级齿轮传动（——二级齿轮传动）——槽轮机构（传感器）
搭接方案2：电机——带传动——一级齿轮传动（——二级齿轮传动）——棘轮棘爪机构（传感器）
三、实验器材
fjcs-i型复杂机械系统创新设计及搭接实验台、相关模块、工具
四、实验步骤
1、认识间歇运动机构，以及各个零件的安装及固定方式
2、安装带轮——带——带轮
3、选择轴，轴承座等，安装一级齿轮传动
4、安装二级轮系传动，找好曲柄位置，安装连杆（可选）
5、安装间歇运动机构
6、安装直线位移传感器在从动件上
7、手动拉动带或链，看拼接的传动是否能传动
8、接能开关，选择转速，依次选择静态测量和动态测量
9、拍传动图片，记录数据
10、实验完后，关闭电源，拆下构件，整理台面与工具箱。

五、实验小结
绘制所拼机构的机构运动简图，贴上图片，附上数据。

简要说明在安装间歇运动机构及调试的心得。

11实验四
机械系统创新设计-复杂运动实现
一、实验目的
1、认识机构中的实验台上的回转运动、直线运动、间歇运动构
件，手动拼装较复杂机械系统。

2、通过安装复杂运动机构，掌握机构在运动传递中的精度传递。

3、理解单一传动和复杂传动的不同点，比较相关方案的优缺点。

二、实验原理
搭接方案1：电机——带传动——一级齿轮传动——二级齿轮传动——圆锥齿轮传动——链传动
搭接方案2：电机——带传动——一级齿轮传动——二级齿轮传动——曲柄摇杆机构（传感器）
搭接方案3：电机——带传动——一级齿轮传动——圆锥齿轮传动——蜗轮蜗杆传动（传感器）
搭接方案4：电机——带传动——一级齿轮传动——圆锥齿轮传动——行星轮系（传感器）
三、实验器材
fjcs-i型复杂机械系统创新设计及搭接实验台、相关模块、工具
四、实验步骤
1、选择所要搭接的方案，认识运动机构，以及各个零件的安装及固定方式
2、安装带轮——带——带轮
3、选择轴，轴承座等，安装一级齿轮传动
4、安装之后的传动
5、安装传感器在输出部件上
6、手动拉动带或链，看拼接的传动是否能传动
7、接能开关，选择转速，依次选择静态测量和动态测量
8、拍传动图片，记录数据
9、实验完后，关闭电源，拆下构件，整理台面与工具箱。

五、实验小结
绘制所拼机构的机构运动简图，贴上图片，附上数据。

简要说明在安装复杂传动（譬如行星轮系，蜗轮安装等）及调试的心得体会。

13实验五
机械系统创新设计-设计复杂运动机构
一、实验目的
1、认识机构中的实验台上的回转运动、直线运动、间歇运动构件、以及小变速器、差速器等；
2、设计自己想要搭接的复杂机械系统；
3、通过安装复杂运动机构，理解单一传动和复杂传动的不同点；
4、进一步了解机构传动系统的基本结构与设计要求；
5、根据自己的创意进行设计及搭接，提高机械创新意识。

二、实验原理
自行设计，至少在五级传动左右。

三、实验器材
fjcs-i型复杂机械系统创新设计及搭接实验台、相关模块、工具
四、实验步骤
1、设计所要搭接的方案，认识运动机构，以及各个零件的安装及固定方式
2、选择相关机构，进行搭接
3、安装传感器在输出部件上
4、手动拉动主动件，看拼接的传动是否能传动
5、接能开关，选择转速，依次选择静态测量和动态测量
6、拍传动图片，记录数据
7、实验完后，关闭电源，拆下构件，整理台面与工具箱。

五、实验小结
绘制所拼机构的机构运动简图，贴上图片，附上数据。

谈一谈在进行大量机构搭接实验后有什么心得体会。

第四篇：机械创新设计实验指导书n实验
一、平面机构组合及运动分析及仿真实验
平面机构在机械工程中具有广泛的应用，它是很多种机械（例如装载机、压力机、自卸汽车、医疗床等）的主体机构。

所谓平面机构，是指构件在同一平面和相互平行的平面作相互非旋转运动的机构，如平面连杆机构、平面齿轮机构、平面凸轮机构和平面槽轮机构等。

由于生产上对机构运动形式、运动规律和机构性能等方面要求的多样性和复杂性，以及单一机构性能的局限性，以致仅仅采用某一种基本机构往往不能满足设计要求，因而常常需要进行机构的变异与组合。

如在平面连杆机构设计中，可以对曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构等基本类型进行变异，从而获得许多新的平面连杆机构。

此外，也可以在平面连杆机构、平面齿轮机构、平面凸轮机构和平面槽轮机构之间进行组合，以获得新的组合机构。

机构组合是机构创新设计最基本的途径之一。

开设平面机构组合及性能分析实验，是培养学生机械创新意识与创新能力的有效措施。

一、实验目的
（1）利用各种给定的平面机构，根据提供的拼装题目（方案）进行搭接，获得一个完整的机械传动方案，加深对机构组成的理解；
（2）利用各种给定的平面机构，根据想像力进行机构搭接，获得新的组合机构或机械传动方案，进行机械创新设计的实际训练；
（3）在机构搭接或组合的基础上，进行机构性能的数字化分析，即对机构的运动参数（位移、速度、加速度、角位移、角速度和角加速度）进行测试，并做出仿真曲线进行分析比较，培养运动性能的数字化分析能力。

二、实验台结构与原理
本实验在pjc-b型平面机构组合及性能数字化分析实验台上进行。

实验台主要由实验台台桌、支架、配套的机构元件以及计算机测试系统组成。

除此之外，还配备有一些标准零件和组装工具。

供实验用的配套的机构和机械元件有：
皮带传动、齿轮（曲柄），齿轮齿条机构、凸轮机构、槽轮机构、可调节连杆、电机与传感器。

实验台采用适应高速动态参数测试的pci数模采集卡进行数据采集，测试速度快、精度高、性能稳定。

计算机测试分析软件功能强大，可自动或人机结合进行测试分析、运动模拟、理论仿真、保存数据和提交实验报告模板。

通过对机械原理课程的学习可知，在原动件上依次连接自由度为零的杆组，可组成一系列新机构。

原动件一般为绕主轴转动的构件或往复移动的构件。

由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度数目相等，因此机构均由机架、原动件和自由度为零的从动件系统通过运动副连接而成。

在确定方案的基础上，实验台应用计算机程序可对构件的运动规律（位移、速度。

加速度）进行数字化分析。

三、实验步骤
（1）认真阅读实验指导书，熟悉实验台的结构与使用方法。

（2）初步确定要进行测试或拼接的机械设计方案。

（3）选取相关的构件和相关的紧固件在实验台支架上进行搭接，且用钢卷尺或游标卡尺配合角尺测量未给定的参数和各连杆给定的技术参数。

（4）开启电源开关。

（5）将调速器，调到最底位置，然后慢慢的增速。

（6）开启计算机。

（7）进入软件界面。

（8）单击“湖南宇航”进入测试界面。

（9）单击“搭接机构”下拉式菜单选取搭接形式。

（10）单击曲柄实时测试“测试”。

（11）待曲柄测试完成后，再单击摇杆实时测试“测试（12）单击仿真，填入技术参数。

（13）进行实验分析。

（14）完成实验报告。

四、实验选题
1、曲柄滑块机构
实测：（1）曲柄的角速度
（2）滑块的线速度
（3）比较曲柄角位移、角速度、角加速度的周相角（4）比较滑块的线位移、线速度、线加速度的周相角
2、曲柄摇杆机构
实验的预期目的及设计方案
3、曲柄导杆机构
实验的预期目的及设计方案
实测（1）曲柄的角位移、角速度、角加速度
（2）导杆的角位移、角速度、角加速度
（3）比较曲柄角位移、角速度、角加速度的周相角（4）比较导杆的角位移、角速度、角加速度的周相角（5）分析曲柄角度1在0°、30°时导杆所对应的角位移、角速度、角加速度
（6）分析仿真与实测差距的原因
五、实验报告要求
1.实验名称
2.实验方案简图及构件主要尺寸
3.实测所得机构运动曲线图（位移、速度、加速度）
4.实验结果的分析
5.实验收获和心得
实验
二、凸轮机构和槽轮机构的运动分析及仿真实验
一、实验目的
（1）利用给定的凸轮机构和槽轮机构零件，根据提供的拼装题目（方案）进行搭接，获得一个完整的机械传动方案，加深对机构组成的理解；
（2）在机构搭接或组合的基础上，进行机构性能的数字化分析，即对机构的运动参数（位移、速度、加速度、角位移、角速度和角加速度）进行测试，并做出仿真曲线进行分析比较，培养运动性能的数字化分析能力。

二、实验步骤
实验台原理步骤同实验一。

三、实验选题
1、凸轮机构
实测：（1）凸轮的角速度
（2）顶杆的线速度
（3）分析凸轮角度在0°、30°时，顶杆所对应的线位移、线速度、线加速度
（4）分析仿真与实测差距的原因2.槽轮机构
实测（1）槽轮的角速度
（2）拨轮的角速度
（3）分析拨轮角度在0°、90°，槽轮所对应的角位移、角速度、角加速度
（4）分析仿真与实测差距的原因
四、实验报告要求
1.实验名称
2.实验方案简图及构件主要尺寸
3.实测所得机构运动曲线图（位移、速度、加速度）
4.实验结果的分析
5.实验收获和心得
第五篇：基于solidworks开发的机构运动方案设计虚拟实验系统为了更好地实现实验目的，提高实验效率，作者以机构运动方案设计实验的要求、实验原理、方法为蓝本，用计算机虚拟实验技术，模拟仿真该实验的全过程，设计了一个机构运动方案设计虚拟实验系统.应用该系统，学生在实验前在计算机上对自己所设计方案的可行性、正确性进行可视化验证，然后再进行实际的拼接，提高了实验效率.
1虚拟实验系统的功能
1）必须具备齐全的模型、而且尽量接近实物，这样才能对实验进行真实的模拟.
2）灵活性强，零件的参数能根据需要随时进行调整，实现尺寸驱动功能，即改变其中一个零件的参数后，只需要重建模型，其它零件的相应点的位置会跟着发生改变，零件之间依然保持相应的联结关系，而不需重新进行装配.3）对于机构运动的模拟仿真功能.
4）具有运动特性分析和动力特性分析的功能.
5）具有实验指导功能.系统的结构流程图如图1所示.
图1系统的结构流程图
2系统开发方法
虚拟实验系统选用的平台是三维设计软件系统solidworks。

solidworks它是基于windows的全参数化特征造型软件，可十分方便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图，以参数化和特征建模的技术为核心，为设计人员提供了良好的设计环境，还可以方便地对solidworks进行二次开发.用户二次开发的应用程序，可直接挂在solidworks的菜单下，形成统一的界面.一般而言，开发人员首先需要在solidworks的界面上添加自己的菜单项，以此作为激活用户程序的接口，完成与用户的数据交换。

solidworks的api（applicationprogramminginterface应用编程接口）提供了两种接口方式：有oleautomation的idispatch和作为windows 基础的（ponentobjectmodel）.idispatch的方法可用于vb、vba或vc 的开发环境，常作为快速开发的手段.本文开发的实验系统所使用的程序就是采用的idispatch接口方法，用vc++6.0编写的.在程序编好后，编译即可形成dll文件.不同的操作系统需要用不同的设置：windows95/98采用"mbcs";windowsnt/202x采用"unicode";生成需要的3dll文件后，就可以使用solidworks的"文件/打开"菜单，在过滤器中选择"addins（3.dll）"，加载自己的dll.若该dll在注册表中注册成功，还可使用"工具/插件"菜单进行一次性加载，以后启动solidworks，就可自动加载该dll，无须再进行加载操作，十分方便.
3系统功能的实现
3.1实验装配零件库的建立
为了满足模型齐全的要求，笔者选用solidworks202x进行零件的。