曲柄滑块导杆组合机构实验
《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。
实验20-机构运动参数测定实验
本测试系统测试结果不但可以由曲线形式输出，还可以直接打印出个点数值，克服了以往测试方法所在的须对记录曲线进行人工标定和数据处理，从而带来较大幅值和相位误差等问题。
一、实验目的
1．通过实验了解位移、速度、加速度、位移、角速度、角加速度测定方法。
2．通过实验初步了解“MEC—B机械动态参数测定试仪”即光电脉冲编码器、同步脉冲发生器（或称角度传感器）的基本原理，并掌握它们的使用方法。
3．通过实验曲线和理论曲线的比较，分析产生差异的原因，增加对速度、角速度、特别是加速度、角加速度的感性认识。
MEC—B机械动态参数测试仪由于采用微机及相应的外围设备，因此在数据处理的灵活性和结果显示、记录、打印的便利、清晰、直观等方面明显优于非微机化的同类仪器。另外，操作命令采用代码和专用键相结合，操作灵活方便，实验准备工作非常简单，并且在学生进行实验时稍作讲解学生即可使用。
3、光电脉冲编码器
1、灯泡2、聚光镜3、光电盘4、光拦板5、主轴
图20-6数字电路框图
图10-7输出波形
四、实验步骤
1.滑块位移、速度、加速度测量
(1)将PP—40四色绘图仪接入测试仪后板插座，打开CRT电源开关，启动面板电源开关，数码管显示“P”，适当调整CRT亮度与对比度。若环境温度超过30°C应打开风扇开关。
(2)调整同步脉冲发生器与分度盘位置，使分度盘插入同步脉冲发生器探头的槽内。拨动带轮使分度盘转动，探头上的绿色指示灯每转2°（即一个光栅）闪烁一次，而红灯每转一圈闪烁一次。9即分度盘上同步长光栅进入探头槽内红灯不亮，其余位置都亮）
曲柄(导杆)滑块机构设计分析正文.
目录1 引言1．1 选题的依据及意义·························································································（1）1．2 国内外研究概况及发展趋势··········································································（2）1．3 论文主要工作·······························································································（3）2 曲柄（导杆）滑块机构简介····································································（4）3 曲柄（导杆）滑块机构的运动学分析3．1 曲柄导杆滑块机构的运动分析······································································（5）3．1．1 机构装配的条件····················································································（6）3．1．2 建立数学模型·························································································（6）3．1．3 计算机辅助分析及其程序设计······························································（9）3. 2曲柄滑块机构的运动分析3．2．1 机构装配的条件·····················································································（25）3．2．2 建立数学模型·······················································································（25）3．2．3 计算机辅助分析及其程序设计·····························································（27）4 曲柄（导杆）滑块机构实验台装置设计4. 1 实验台结构·································································································（40）4.2 实验台硬件操作说明···················································································（41）4.3 用SolidWorks 2006实现实验台的立体图形················································（42）总结·········································································································（46）参考文献·········································································································（47）致谢·········································································································（48）1 引言1．1 选题的依据及意义1．曲柄（导杆）滑块机构定义曲柄滑块机构是铰链四杆机构的演化形式,由若干刚性构件用低副(回转副、移动副)联接而成的一种机构。
曲柄滑块机构运动规律实验报告
(1.17)
对摆角β可以利用幂级数展开的 Maclaurin 公式
arcsin
得到摆角的近似模型。粗略一些，可以取
3
6
, 1
(1.18)
1 sin
而必要时，可以取
r l
(1.19)
r r3 2 sin 3 sin 3 l 6l
(1.20)
r cos l
r2 2 1 sin 2l 2
(1.16)
r sin 2 r 3 sin 2 sin 2 r sin 2l 4l 3
从（1.16）出发，又可得近似加速度
r cos2 r 3 (sin2 2 2sin2 cos2） a2 r cos 3 l 4l
(1.11)
d 2 1 r 2 sin 2 dt l
（ 1.23）
且 r=100nm l=3r=300nm ω=240 转/min. 以 a 代表角加速度实际值，以 a1，a2 代表角加速度近似值利用公式（1.11）、（1.23）、 （1.24）编制 MATLAB 的 M 文件吗 m1_1.m; function m1_1(t) ..............................................................................................................建立函数变量 r=100;l=300;w=240/60*2*pi; ...............................................................................................................赋值已知条件 a=-r*w^2*sin(t).*(l^2-r^2)./((l^2-r^2*sin(t).^2).^(3/2)) .....................................................................................................编写角加速度公式方程 a1=-w^2*r/l*sin(t) .............................................................................................编写近似角加速度公式方程一 a2=-w^2*(r/l*sin(t)+r^3/(2*l^3).*(sin(t).^3-sin(2*t).*cos(t))) .................................................................................................编写近似角加速度公式方程二 然后在命令窗口输入 m1_1([0:pi/12:pi]) 可得如表 1.1 所列出的一些相应数据； θ/rad 0 1π/12 2π/12 3π/12 4π/12 5π/12 6π/12 7π/12 8π/12 9π/12 10π/12 11π/12 π a(θ/s^2) 0 -48.9857 -97.6175 -144.1871 -184.6798 -213.0328 -223.3237 -213.0328 -184.6798 -144.1871 -97.6175 -48.9857 -0.0000 a1(θ/s^2) 0 -54.4948 -105.2758 -148.8824 -182.3430 -203.3772 -210.5516 -203.3772 -182.3430 -148.8824 -105.2758 -54.4948 -0.0000 a2(θ/s^2) 0 -49.0482 -97.9650 -144.7468 -184.8755 -212.4053 -222.2489 -212.4053 -184.8755 -144.7468 -97.9650 -49.0482 -0.0000
机构运动创新设计实验指导书
目录一、实验目的 (1)二、实验任务 (1)三、实验原理 (1)四、实验设备 (2)五、实验内容 (3)1、牛头刨床机构 (3)2、内燃机机构 (4)3、精压机机构 (4)4、两齿轮-曲柄摇杆机构 (5)5、两齿轮-曲柄摆块机构 (6)6、喷气织机开口机构 (6)7、双滑块机构 (7)8、冲压机构 (8)9、插床机构 (8)10、筛料机构 (9)11、凸轮-连杆组合机构 (9)12、凸轮-五连杆机构 (10)13、行程放大机构 (11)14、冲压机构 (11)15、双摆杆摆角放大机构 (12)六、实验方法与步骤 (12)一、实验目的1、机构创新设计与运动分析实验是综合性实验，在掌握机构组成原理、基本机构的类型、结构、设计知识的基础上，以ＺＢＳ－Ｃ机构创意设计实验台作为操作平台，进行机构创新设计实验；2、培养学生运用创新思维方法，遵循机械设计的基本法则，对机构运动系统方案进行设计与研究。
以期通过实验使学生创新意识、综合设计能力得到加强，实验技能得到提高。
二、实验任务1、选用工程机械中各种平面机构运动简图，在ＺＢＳ－Ｃ机构创新设计实验台搭接、运行，满足机构运动要求。
２、根据设计机构创新方案、画出机构运动简图，在ＺＢＳ－Ｃ机构创新设计实验台搭接、运行，满足机构设计要求。
三、实验原理1、杆组的概念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相等，因此机构由机架、原动件和自由度为零的从动件系统通过运动副联接而成。
将从动件系统拆成若干个不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组，简称杆组。
根据杆组的定义，组成平面机构杆组的条件是：F=3n-2pL-pH=0其中构件数n，高副数PH和低副数PL都必需是整数。
由此可以获得各种类型的杆组。
当n=1,PL=1,PH=1 时即可获得单构件高副杆组，常见的有如下几种：图 3-1 单构件高副杆组因此满足上式的构件数和运动副数的组合为：n=2,4,6……，PL=3，6，9……。
曲柄导杆滑块等机构测试仿真实验报告
曲柄导杆滑块等机构测试仿真实验报告一、实验目的本次实验的目的是对曲柄导杆滑块等机构进行测试仿真，通过实验数据分析，掌握该机构的运动规律和特性，为机构设计和优化提供参考。
二、实验原理曲柄导杆滑块等机构是一种常见的机械传动装置，其主要由曲柄、连杆、导杆和滑块等部件组成。
在运动过程中，曲柄带动连杆运动，使导杆产生往复直线运动，从而驱动滑块完成工作。
三、实验器材本次实验所使用的器材包括：计算机、SolidWorks软件、Matlab软件。
四、实验步骤1.建立曲柄导杆滑块等机构三维模型利用SolidWorks软件建立曲柄导杆滑块等机构三维模型，并进行参数设置和装配。
2.进行运动分析利用SolidWorks Motion模块对该机构进行运动分析，并得出相关数据。
3.进行力学分析利用Matlab软件对该机构进行力学分析，并得出相关数据。
4.比较分析结果将两种分析方法得到的数据进行比较和分析，掌握该机构的运动规律和特性。
五、实验结果1.运动分析结果通过SolidWorks Motion模块对该机构进行运动分析，得到以下数据：曲柄转角：0~360度连杆长度：50mm导杆长度：100mm滑块位置：-50~50mm2.力学分析结果通过Matlab软件对该机构进行力学分析，得到以下数据：曲柄转角：0~360度连杆角度：0~180度导杆速度：0~10m/s滑块加速度：-10~10m/s^23.比较分析结果通过比较两种分析方法得到的数据，可以发现该机构的运动规律和特性与曲柄转角有关，当曲柄转角为180度时，导杆速度最大；当曲柄转角为90或270度时，滑块加速度最大。
此外，连杆角度与导杆速度呈正比关系。
六、实验结论通过本次实验可以得出以下结论：1.曲柄导杆滑块等机构的运动规律和特性与曲柄转角、连杆角度等参数有关。
2.该机构在不同工况下具有不同的性能表现，需要根据具体情况进行优化设计。
3.利用SolidWorks Motion模块和Matlab软件可以对该机构进行运动分析和力学分析，为机构设计和优化提供参考。
QTD-III型 曲柄滑块、导杆、凸轮组合实验指导书
实验一、机构运动参数的测试和分析实验一、实验目的1．掌握机构运动的周期性变化规律，并学会机构运动参数如位移、速度和加速度等的测试原理和方法；2. 学会运用多通道通用实验仪器、传感器等先进实验技术手段开展实验研究的方法；3. 利用计算机对平面机构动态参数进行采集、处理，作出实测的动态参数曲线，并通过计算机对该平面机构的运动进行数值仿真，作出相应的动态参数曲线，从而实现理论与实际的紧密结合。
二、实验内容1.测试曲柄导杆机构、曲柄滑块机构、凸轮机构等机构的构件转角、移动位移等运动参数；2．比较实测参数曲线与理论仿真曲线的差异。
三、实验仪器QTD-III型曲柄、导杆、凸轮组合实验台该组合实验装置，只需拆装少量零部件，即可分别构成四种典型的传动系统。
他们分别是曲柄滑块机构、曲柄导杆机构、平底直动从动杆凸轮机构和滚子直动从动杆凸轮机构。
具体结构示意图如下图所示。
（a）曲柄滑块机构（b）曲柄导杆机构（c）平底直动从动件凸轮机构（d）滚子直动从动件凸轮机构1、同步脉冲发生器2、涡轮减速器3、曲柄4、连杆5、电机6、滑块7、齿轮8、光电编码器9、导块10、导杆11、凸轮12、平底直动从动件13、回复弹簧14、滚子直动从动件15、光栅盘四、实验原理本实验仪由单片机最小系统组成。
外扩 16 位计数器，接有 3 位 LED 数码显示器可实时显示机构运动时曲柄轴的转速，同时可与 P C 机进行异步串行通讯。
在实验机构动态运动过程中，滑块的往复移动通过光电脉冲编码器转换输出具有一定频率（频率与滑块往复速度成正比），０－５伏电平的两路脉冲，接入微处理器外扩的计数器计数，通过微处理器进行初步处理运算并送入 P C 机进行处理，P C 机通过软件系统在CRT上可显示出相应的数据和运动曲线图。
机构中还有两路信号送入单片机最小系统，那就是角度传感器（同步脉冲发生器）送出的两路脉冲信号。
其中一路是光栅盘每２0。
一个角度脉冲，用于定角度采样，获取机构运动线图；另一路是零位脉冲，用于标定采样数据时的零点位置。
实验1曲柄滑块
3．滑块的行程、最大加速度（绝对值） （1）观察法 Do[Print[{θ,x[θ]//N}，{θ,0,Pi,Pi/36}] 观察可能的xmin和xmax，并逐步加细（缩 小值的观察区间），最后得到xmin和 xmax的 近似值； 再将x[θ]换成a[θ]，可得|a|max的近似值. （2）求根法 利用求根命令: FindRoot[v[θ]==0,{θ,0}] 等
实验1 曲柄滑块运动
根据教材P8 第3,4题的数据, 研究问题如下: 1．滑块运动规律（数学模型）： 位移、速度、加速度表达式； 2．近似模型与精确模型的比较； 3．滑块的行程、最大加速度（绝对值）; 4．进程时间T1、和退程时间T2 、 进退时间比k=T1/T2 。
dx = ω ⋅ dθ
dx dx dθ v = = ⋅ dt dθ dt
dv dv dθ dv d2 x a = = ⋅ = ω ⋅ = ω2 ⋅ 2 dt dθ dt dθ dθ
Hale Waihona Puke θ = ω ⋅t实验1 曲柄滑块运动
2．近似模型: 由Taylor公式: 有
(1 + x )α = 1 + α x +
实验1 曲柄滑块运动
(五) 结果分析
1．滑块运动规律： 位移= ; 速度= ; 加速度= ； 2．近似模型: 位移= ; 速度= ; 加速度= ； 近似程度如何?(列表说明误差情况) 3．滑块的行程 S=xmax−xmin = ; 最大加速度（绝对值） |a|max= .
实验1 曲柄滑块运动
实验项目1: 进退不等时的曲柄滑块机构
2 dv1 2 d x1 a1 = =ω ⋅ dt dθ 2
θ = ω ⋅t
,
r = 100 (mm),
机构测试仿真设计实验
6、在选定的实验内容的界面左下方单击“仿真”，动 态显示机构即时位置和动态的速度，加速度曲线图。单 击“实测”，进行数据采集和传输，显示实测的速度， 加速度曲线图。若动态参数不满足要求或速度波动过大， 有关实验界面均会弹出提示，“不满足!”，及有关参数 的修正值。
二、内容
实验一 曲柄导杆滑块机构运动仿真测试综合实验 实验二 曲柄摇杆机构运动仿真测试综合实验 实验三 凸轮机构运动仿真测试综合实验 实验四 槽轮机构运动仿真测试综合实验
三、曲柄导杆滑块机构运动仿真测 试综合实验
1. 曲柄运动仿真和实测：能通过数模计算得出曲 柄的真实运动规律，作出曲柄角速度线图和角加 速度线图，通过曲柄上的角位移传感器和A/D转 换器进行采集，转换和处理，并输入计算机显示 出实测的曲柄角速度图和角加速度线图。通过分 析比较，了解机构结构对曲柄的速度波动的影响。
2、在曲柄滑块机构动画演示界面左下方单击“导杆滑 块机构”键，进入曲柄导杆滑块机构原始参数输入界面。
3、在曲柄导杆滑块机构原始参数输入界面上，将设计 好的曲柄导杆滑块机构的尺寸填写在参数输入界面的对 应的参数框内，然后按设计的尺寸调整曲柄导杆滑块机 构各尺寸长度。
4、启动实验台的电动机，待曲柄导杆滑块机构运转平 稳后，测定电动机的功率，填入参数输入界面的对应参 数框内。
做哪一组实验，即填பைடு நூலகம்相应的实验报告。
7、如果要打印仿真和实测的速度，加速度曲线图，在 选定的实验内容的界面下方单击“打印”键，打印机自 动打印出仿真和实测的速度，加速度曲线图。
8、如果要做其他实验，或动态参数不满足要求，在选 定的实验内容的界面下方单击“返回”，返回曲柄导杆 滑块机构原始参数输入面，校对所有参数并修改有关参 数，单击选定的实验内容键，进入有关实验界面。以下 步骤同前。
实验六 动平衡综合实验一：曲柄导杆滑块机构运动参数测定
实验六动平衡综合实验一：曲柄导杆滑块机构运动参数测定实验报告专业班级姓名实验时间一、实验目的1.组装实验用曲柄导杆滑块机构，通过组装，加深对机构组成的认识；2.滑块的位移、速度、加速度检测；3.连杆上点的运动轨迹分析；4.改变机构构件的杆长和位置，进行滑块运动规律的实测与仿真，了解速度波动的影响和机构急回特性。
二、仪器设备THMCM-1型曲柄导杆滑块凸轮测试实验装置实验原理简要(请自行节选)三、三、实验原理简要(一)实验装置电源仪表控制部分操作说明本实验台由电源仪表控制部分和机械部分两部分组成。
电源仪表控制部分包括电源总开关（即漏电保护器）、电源开关（大黑开关）、一只指针式电压表、一只指针式电流表、调速器和传感器接口。
1.实验前先将实验台左后侧的单相电源线插头与实验室内电源接通。
在电源接通前应使漏电保护器处于关的位置；电源开关（大黑开关）处于“关”状态；电动机调速器的开关打到“STOP”位置，调节旋钮逆时针旋置最小。
2.实验台左侧的漏电保护器是整个实验台的电源总开关，打开漏电保护器，使电源开关（大黑开关）打到“开”的方向，电源开关（大黑开关）自身点亮，电机调速器的指示灯亮，指针式电压表有指示。
3.指针式电流表显示电动机的工作电流，使电动机调速器的开关打到“RUN”位置，慢慢的顺时针旋转调节旋钮，电动机缓慢转动，指针式电流表有指示。
4.实验台面板右边是传感器接口部分，使传感器上的插头与面板上的插座芯数相同的插在一起，把传感器的数据传送给采集板。
（二）实验装置的结构特点本实验台的机械部分，主要由交流减速电机、金加工、传感器等组成。
直流电机作为动力装置，通过三角带带动盘形凸轮转动。
本实验装置可组成的4种实验机构中，大多数零部件都是通用的，只需要拆装少量零部件即可实现机构转换。
每一种机构的某些参数，如曲柄长度、连杆长度、凸轮机构的偏距等都可以在一定范围内调整，学生可通过调整参数改变机构的运动参数。
实验机构安装在铝合金型材架上；有杆构件长度及滑块偏心距均可进行无级调节，分析该参数改变，对机构运动特性的影响。
曲柄导杆滑块等机构测试仿真实验报告
曲柄导杆滑块等机构测试仿真实验报告一、引言曲柄导杆滑块等机构是一种常用于机械系统中的机构，用于将旋转运动转换为直线运动或反之。
在实际工程中，对于该机构的性能和运动特性进行测试和仿真实验，对于机构的设计、优化和功能验证都具有重要意义。
本实验报告将主要探讨曲柄导杆滑块等机构的测试方法、仿真实验步骤以及实验结果分析。
二、测试方法测试曲柄导杆滑块等机构的性能和运动特性，可以通过以下几种方法进行：1. 实际物理模型测试构建实际的曲柄导杆滑块等机构物理模型，通过测量和观察模型在运动过程中的性能和运动特性，获取相关数据，并进行分析和评估。
2. 数值仿真模拟使用计算机辅助设计软件对曲柄导杆滑块等机构进行建模，并进行数值仿真。
通过改变不同参数和条件，模拟机构的运动过程，获取相关数据，并进行分析和评估。
3. 动态仿真分析利用专业的仿真软件，对曲柄导杆滑块等机构进行动态仿真分析。
通过输入曲柄的运动轨迹和滑块的质量等参数，模拟机构在不同条件下的运动情况，获取相关数据，并进行分析和评估。
三、仿真实验步骤1. 建立模型首先，利用计算机辅助设计软件建立曲柄导杆滑块等机构的三维模型。
根据实际情况和设计要求，确定曲柄的形状和尺寸，导杆的长度和直径，滑块的质量和运动方式等参数。
2. 设置运动条件确定曲柄的运动轨迹和速度，以及滑块的初始位置和速度等运动条件。
根据实际应用需求，设置不同的运动条件，以观察和分析机构在不同条件下的性能和运动特性。
3. 进行仿真实验通过计算机仿真软件进行实验，利用物理引擎模拟机构的运动过程。
根据设定的运动条件，观察和记录机构在仿真中的运动轨迹、速度、加速度等数据。
4. 数据分析与评估根据实验结果，对机构的性能和运动特性进行分析和评估。
可以通过绘制曲柄导杆滑块等机构的运动曲线、速度曲线以及加速度曲线，来直观地了解机构的运动规律。
四、仿真实验结果分析通过数值仿真实验，我们可以获取曲柄导杆滑块等机构在不同参数和条件下的运动特性数据。
QTD-III型 曲柄滑块、导杆、凸轮组合实验系统04
曲柄滑块、导杆、凸轮组合实验报告专业班级---------机电卓越姓名---------指导老师--------- 日期---------2012.5.10〈一〉实验目的1、了解位移、速度、加速度的测定方法；转速及回转不匀率的测定方法。
2、初步了解“QID-III型组合机构实验台”及光电脉冲编码器、同步脉冲发生器（或称角度传感器）的基本原理，掌握它们的使用方法。
3、通过比较理论运动曲线与实测运动曲线的差异，并分析其原因，增加对运动速度特别是加速度的感性认识。
4、比较曲柄滑块机构与曲柄导杆机构的性能差别。
5、检测凸轮直动从动杆的运动规律。
6、比较不同凸轮廓线或接触副，对凸轮直动从动杆运动规律的影响。
〈二〉实验机构及测试原理图本实验的实验系统框图如图1所示，它由以下设备组成：（1）实验机构—曲柄滑块、导杆、凸轮组合机构（2）光电脉冲编码器（3）同步脉冲发生器（或称角度传感器）（4）QTD-III型组合机构实验仪（单片机检测系统）（5）个人电脑（6）打印机〈三〉实验步骤1，系统联接及启动a , 连接rs232通讯线；b , 启动机械教学综合实验系统；2，组合机构实验操作a, 曲柄滑块运动机构的实验；滑块位移，速度，加速度测量b, 曲柄导杆滑块运动机构实验〈四〉数据与曲线实验一，曲柄滑块运动机构实验实验二，曲柄摆杆运动机构的实验〈五〉实验分析及收获从电脑测量的数据可以清楚得看到两套机构的位移，速度，加速度的运动变化规律，这与解析法伦理分析得到的结论想吻合。
从图中我们可以知道曲柄摇杆机构运动呈周期性变化规律，运动比较平稳。
曲柄滑块机构有急回特性，从加速度图线的突变尖点可以得知，运动不平稳。
实验过程中要注意一些问题,比如应该在系统运动稳定后进行测量和记录,同时,应该注意参数的改变,注意观察和判断测量结果的正确性,因为有可能数据波动已经超出误差范围,此时应重新进行实验,以获得正确的结果.通过这次实验，重温了相关机构的知识，加深了对它们的理解。
曲柄滑实验报告块机构运动学参数测定
机械运动参数测定实验报告班级：研机械工程10学号：Z1003011姓名：李杰任课老师：尹小琴一、实验目的1．通过实验了解位移、速度、加速度、位移、角速度、角加速度测定方法。
2．通过实验初步了解“MEC—B机械动态参数测定试仪”即光电脉冲编码器、同步脉冲发生器的基本原理。
3．通过实验曲线和理论曲线的比较，分析产生差异的原因，增加对速度、角速度、特别是加速度、角加速度的感性认识。
4．运用MATLAB与ADAMS2005进行动态仿真，比较两种仿真方法的结果，并且熟悉两种试验方法的使用。
二、实验过程1．实验原理本实验用的为曲柄滑块机构，机械原动力采用直流调速电机，电机转速可在0—3600转/分范围内作无级调速。
经蜗轮蜗杆减速器减速，机构的曲柄转速为0~120转/分。
图1所示为实验机构简图。
它利用作往复运动的滑块，推动光电脉冲编码器，输出与滑块位移相当的脉冲信号，经测试仪处理后即可得到滑块的位移、速度和加速度。
图表 11、同步发生器2、蜗轮减速器3、曲柄4、连杆5、电机6、滑块7、齿轮8、光电脉冲编码器2. 实验步骤（1）量得实验用曲柄滑块尺寸为：曲柄常40mm，连杆长250mm。
（2）将曲柄转速调至50r/min。
（3）打开软件，对滑块速度进行采样。
（4）由实验仪器测得的位移、速度、加速度曲线图。
三、由Matlab编程解析曲柄滑块机构运动：Matlab的程序如下：q0=1/2*pi;q=1/2*pi:5*pi/180:5/2*pi;a=40;b=250;w=50/30*3.14;c=((a.*cos(q0)+sqrt(b.^2-(a.*sin(q0)).^2)));s=((a.*cos(q)+sqrt(b.^2-(a.*sin(q)).^2)))-c;v=-a.*sin(q).*w-a.^2.*sin(q).*cos(q).*w/sqrt(b.^2-a.^2.*(sin(q)).^2);a=-a.*w.^2.*cos(q)-a.^2*0.5.*w.*[2.*w.*cos(2*q).*(b.^2-a.^2.*(sin(q)).^2).^(-0.5)-0.5.*sin(2*q).*(b.^2-a.^2.*(sin(q)).^2).^(-1.5).*(-a.^2.*sin(2*q ).*w)];a1=a/10;plot(q,s,q,v,q,a1);在MATLAB软件上运行程序，得到滑块的位移、速度、加速度随时间变化曲线四、用Adams建模仿真曲柄r=40mm, 连杆l=250mm，曲柄转速w=50r/min运动仿真模型图滑块位移曲线滑块速度曲线滑块加速度曲线由以上曲线知位移最大值S max=250mm，S min=170mm速度最大值V max=+212.9049mm/s，V min=-212.9049mm/s加速度A max=+887.7422mm/s2，A min=-1305.5032mm/s2五、结论通过对曲柄滑块机构进行的Adams仿真和Matlab解析得出的理论结果显示：滑块的位移、速度、加速度随时间变化的曲线基本相同，位移曲线的峰峰值分别为80mm、79.82mm,速度曲线峰峰值分别为425.8098mm/s、417.8mm/s,加速度曲线峰峰值分别为2193.2454mm/s2、2191.20mm/s2。
曲柄导杆实验1
实验报告机构运动学和动力参数测试实验一、实验目的1、通过对典型机构的组装，掌握活动连接（运动副）和固定连接的特点。
2、通过实验方案设计和机构运动参数测试，掌握机构运动参数的实验测试方法。
3、通过运动参数测试实验，掌握闭链机构运动的周期性变化规律，了解实际机构中非线性干扰因素对机构性能的影响。
4、通过利用传感器、计算机等先进的实验技术手段进行实验操作，训练掌握现代化的实验测试手段和方法。
5、通过对实验的结果与理论数据的比较，分析误差产生的原因，增强工程意识，树立正确的设计理念。
二、实验装置实验对象为曲柄导杆机构,如图所示：上图曲柄为50mm上图曲柄为35mm实验装置如下：1、直流电机一台，输出转速为48r/min；2、曲柄一个，长度可调整为50mm或35mm；3、导杆一个；4、底板一块；5、电机支撑件一个；6、支撑座两个；7、角位移传感器一个，型号为WDD35D-4,独立线性度为0.1%，量程为0-360度；8、角位移传感器支撑架一个；9、光电编码器支撑架一个；10、实验装置电器控制箱一个；11、示波器一台，型号为54810A;12、电荷放大器一个；13、电源为220V/50Hz。
三、实验的方法及其原理观察上图，在 错误！未找到引用源。
ABC 中，由正弦定理，得：展开，得：移项，得：则有：即得：注意到：上式变为：对时间t 求导，得：再对时间t 求导，得：DCBAr摆动导杆机构简图l = 150 mm由此可得，导杆CD的角位移错误！未找到引用源。
、角速度错误！未找到引用源。
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与曲柄AB的转角错误！未找到引用源。
之间的关系分别为：由上述三个函数表达式，即可利用Matlab软件绘制出错误！未找到引用源。
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线图。
曲柄长度为50mm时，理论计算所得的曲线:上图为曲柄长度为50mm时，理论计算所得“角位移-曲柄转角”曲线上图为曲柄长度为50mm时，理论计算所得“角速度-曲柄转角”曲线上图为曲柄长度为50mm时，理论计算所得“角加速度-曲柄转角”曲线曲柄长度为35mm时，理论计算所得的曲线:上图为曲柄长度为35mm时，理论计算所得“角位移-曲柄转角”曲线上图为曲柄长度为35mm时，理论计算所得“角速度-曲柄转角”曲线上图为曲柄长度为35mm时，理论计算所得“角加速度-曲柄转角”曲线注：理论计算时，角位移取一个周期，即角位移的范围是0到360度，而实验所得数据是取多个周期。
【免费下载】4曲柄滑块导杆凸轮运动学分析实验
图 1 QTD-III 型组合机构实验台照片
（3）蜗轮减速箱速比 （4）实验台尺寸 （5）电源
1/20 长×宽×高 = 500×380×230 220V/50Hz
3、实验机构结构特点 该组合实验装置，只需拆装少量零部件，即可分别构成四种典型的传动系统，它们分
别是曲柄滑块机构；曲柄导杆滑块机构；平底直动从动杆凸轮机构和滚子直动从动杆凸轮 机构，如图 3 所示。而每一种机构的某一些参数，如曲柄长度、连杆长度、滚子偏心等都 可在一定范围内作一些调整，通过拆装及调整可加深实验者对机械结构本身特点的了解， 对某些参数改动对整个运动状态的影响也会有更好的认识。
异，并分析其原因，增加对运动速度特别是加速 度的感性认识；
4、比较曲柄滑块机构与曲柄导杆机构的性能差别；
5、检测凸轮直动从动杆的运动规律；
6、比较不同凸轮廓线或接触副，对凸轮直动从动杆运动规律的影响。
二、实验设备及工具
1、QID-III 型组合机构实验台（如图 1 所示）； 2、活动扳手，固定扳手，内六角扳手，螺丝刀； 3、钢直尺，游标卡尺。
（d）滚子直动从动杆凸轮机构 图 3 四种机构类型
1、同步脉冲发生器 2、涡轮减速器 3、曲柄 4、连杆 5、电机 6、滑块 7、齿轮 8、 光电编码器 9、导块 10、导杆 11、凸轮 12、平底直动从动件 13、回复弹簧 14、滚 子直动从动件 15、光栅盘
4、组合机构实验仪 （1）实验仪外型布置
2、实验机构主要技术参数 （1）直流电机额定功率 （2）电机调速范围
100W 0-2000r/min
1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根保通据护过生高管产中线工资敷艺料设高试技中卷术资配0料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高高与中中带资资负料料荷试试下卷卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试，.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高，术料课中并中3试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术，管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
实验四 曲柄滑块、导杆组合实验.
1.通过实验了解位移、速度、加速度的测定方法；转速及回转不匀率的测 定方法。 2.通过实验初步了解“QLD-III型组合机构实验台”及光电脉冲编码器、同步 脉冲发生器（或称角度传感器）的基本原理，并掌握他们的使用方法。 3.通过比较理论运动线图与实测运动线图的差异，并分析其原因，增加对 速度的量衡特别是加速度的感性认识。 4.比较曲柄滑块机构与曲柄导杆机构的性能差别。 5.检测凸轮直动从动杆的运动规律。 6.比较不同轮廓线或接触副，对凸轮直动从动杆运动的影响。 二、实验系统 1.实验系统组成 本实验的实验系统框图如图1所示，它由以 下设备组成：
三、实验步骤
1.曲柄滑块运动机构实验 按图2（a）将机构组装为曲柄滑块机构 a.滑块位移、速度、加速度测量 （1）将光电脉冲编码器输出的5芯插头及同步脉冲发生器输出的5芯插头分 别插入测试仪上相对应的接口上。 （2）把串行传输线一头插在计算机任一串口上，另一头插在实验仪串口上 （3）打开QLD-III型组合机构实验仪上的电源，上时带有LED数码管显示的 面板上将显示“0”。 （4）打开个人计算机，并保证已联入了打印机。
（5）启动机构，在机构电源接通前应将电机调速电位器逆时针旋转至最低 速位置，然后接通电源，并顺时针转动调速电位器，使转速逐步逐渐加至所 需的值（否则易烧断保险丝，甚至损坏调速器），显示面板上实时显示曲柄 轴的转速。 （6）机构运转正常后，就可在计算机上进行操作了。请启动软件。 （7）请先熟悉系统软件的界面及各项操作的功能。 （8）选择好串口，并点击“数据采用[Q]”，在弹出的采样参数设置区内选择 相应的采样方式和采样常数。 （9）在“标定值输入框”中输入标定值0.05。 （10）按下“采样”按键，开始采样。 （11）当采样完成，在界面将出“运动曲线绘制区”将在位移曲线上再逐渐绘 出相应的速度和加速度曲线。 （12）按下“数据分析”键，则“运动曲线绘制区”将在位移曲线上再逐渐绘 相应的速度和加速度曲线。同时在左边的“数据显示区”内显示采样的数据。 也将增加各采样点的 速度和加速度值。 （13）打开打印窗口，可以打印数据和运动曲线了。 b.转速及回转不匀率的测试。 （1）同“滑块位移、速度、加速度测量”的（1）至（7）步。 （2）选择好串口，并点击“数据采用[Q]”，在弹出的采样参数设置区内选择 最右边的一栏，转速角度常数选择有5档（2度、4度、6度、8度、10度）， 选择一个你想要的一档。
曲柄滑块导杆组合机构实验
曲柄导杆机构实验一、实验目的1．通过实验，了解位移、速度测定方法2．通过实验，初步了解“QTD—Ⅲ型组合机构实验台”的基本原理，并掌握它们的使用方法。
二、实验条件1、QTD—Ⅲ型曲柄滑块实验台2、曲柄滑块试验仪3、计算机三、实验方法本实验配套的为曲柄导杆机构，其原动力采用直流调速电机，电机转速可在0—3000r/min范围作无级调速。
经蜗杆蜗轮减速器减速，机构的曲柄转速为0—100r/min.下图为曲柄导杆机构的结构简图，利用往复运动的滑块推动光电脉冲编码器，输出与滑块位移相当的脉冲信号，经测试仪采集处理后传输给计算机，并在数据采集界面上显示滑块的位移、速度、加速度等数据。
图1 实验机构简图四、实验步骤1.将光电脉冲编码器输出的插头及同步脉冲发生器输出的插头分别插入测试仪上相应接口上。
2.把串行传输线一头插在计算机任一串口上，另一头插在实验仪的串口上。
3.打开QTD--III组合机构实验仪上的电源，此时带有LED数码管显示面板上将显示“0”。
4.打开个人计算机数据采集软件。
5.启动机构，在机构电源接通前将电机调速电位器逆时针旋转至最低速位置，然后接通电源，并顺时针转动电位器，使转速逐渐加至所需的值（否则易烧坏保险丝，甚至损坏调速器），显示面板上实时显示曲柄轴的转速。
6.机构运转正常后，就可在计算机上进行操作了。
7.将先熟悉系统软件的界面及各项操作的功能。
8.选择好串口，并点击“数据系集”。
在弹出的采样参数设置区内选择相应的采样方式和采样常数。
（你可以选择是定时采样方式，采样的时间常数有10个选择档（分别是：2 ms ，5ms，10 ms，15 ms，20 ms，25 ms，30 ms，35 ms，40 ms，50 ms），比如选25 ms，你也可以选择定角采样方式，采样的角度常数有5个选择档（分别是：2度，4度，6度，8度，10度），比如选择4度。
不用写在实验报告上）9.按下“采样”按键，开始采样。
机构实验
机构创新实验一、实验目的1. 加强学生对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及其运动特性，为机构创新设计奠定良好的基础。
2. 增强学生对机构的感性认识，培养学生的工程实践及动手能力；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。
3. 培养学生创新意识及综合设计的能力。
二、设备和工具一）设备：创新组合模型两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12×12方通孔。
（2）单接头J2螺纹分左旋和右旋两种。
方头的侧面上，为φ12圆通孔。
（3）单接头J3螺纹全部为右旋，方头的侧面上为12×12方通孔，且螺杆端有一段φ12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φ12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。
（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60~300 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 的杆件可利用齿轮接头J1接头J2接头J3接头J1/J7接头J4接头J5接头J6/J4接头J6/J7或凸轮上的偏心孔。
实验数学八：曲柄滑块机构的运动规律
目录
CONTENTS
• 曲柄滑块机构简介 • 曲柄滑块机构的运动特性 • 曲柄滑块机构的建模与仿真 • 曲柄滑块机构的设计优化 • 曲柄滑块机构的实验研究
01 曲柄滑块机构简介
曲柄滑块机构的基本概念
曲柄滑块机构是一种常见的机械机构 ，由曲柄、滑块和机架组成。曲柄通 常固定在机架上，滑块通过导轨或轴 承与曲柄相连，实现往复运动。
1 2 3
曲柄滑块机构的基本运动规律
曲柄滑块机构是由曲柄、滑块和机架组成的平面 连杆机构，其运动规律包括曲柄的旋转运动和滑 块的往复直线运动。
曲柄滑块机构的运动周期
曲柄滑块机构的运动周期是指完成一个完整的往 复直线运动所需的时间，通常由曲柄的长度和转 速决定。
曲柄滑块机构的运动轨迹
滑块的往复直线运动轨迹取决于曲柄的长度和转 速，可以通过调整曲柄长度和转速来改变轨迹。
曲柄滑块机构可以通过改变曲柄的长 度、角度或滑块的行程等参数，实现 不同的运动规律和功能。
曲柄滑块机构的应用领域
01
曲柄滑块机构广泛应用于各种机 械系统中，如冲压机、压铸机、 剪切机等。
02
在汽车制造领域，曲柄滑块机构 常被用于发动机的配气机构和曲 轴连杆机构中，实现气门的开闭 和活塞的往复运动。
设计一个用于实现大范围运动的曲柄 滑块机构，通过经验法和实验法进行 机构设计和优化。
实例二
设计一个用于实现高速传动的曲柄滑 块机构，通过仿真法模拟机构的运动 过程和特性，并进行实验验证。
05 曲柄滑块机构的实验研究
曲柄滑块机构的实验设备
实验台
用于固定和安装曲柄滑块机构 ，确保机构在实验过程中稳定
02
比较不同参数的影 响
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曲柄导杆机构实验
一、实验目的
1．通过实验，了解位移、速度测定方法
2．通过实验，初步了解“QTD—Ⅲ型组合机构实验台”的基本原理，并掌握它们的使用方法。
二、实验条件
1、QTD—Ⅲ型曲柄滑块实验台
2、曲柄滑块试验仪
3、计算机
三、实验方法
本实验配套的为曲柄导杆机构，其原动力采用直流调速电机，电机转速可在0—3000r/min范围作无级调速。
经蜗杆蜗轮减速器减速，机构的曲柄转速为0—100r/min.
下图为曲柄导杆机构的结构简图，利用往复运动的滑块推动光电脉冲编码器，输出与滑块位移相当的脉冲信号，经测试仪采集处理后传输给计算机，并在数据采集界面上显示滑块的位移、速度、加速度等数据。
图1 实验机构简图
四、实验步骤
1.将光电脉冲编码器输出的插头及同步脉冲发生器输出的插头分别插入测试仪上相应接口上。
2.把串行传输线一头插在计算机任一串口上，另一头插在实验仪的串口上。
3.打开QTD--III组合机构实验仪上的电源，此时带有LED数码管显示面板上将显示“0”。
4.打开个人计算机数据采集软件。
5.启动机构，在机构电源接通前将电机调速电位器逆时针旋转至最低速位置，然后接通电源，并顺时针转动电位器，使转速逐渐加至所需的值（否则易烧坏保险丝，甚至损坏调速器），显示面板上实时显示曲柄轴的转速。
6.机构运转正常后，就可在计算机上进行操作了。
7.将先熟悉系统软件的界面及各项操作的功能。
8.选择好串口，并点击“数据系集”。
在弹出的采样参数设置区内选择相应的采样方式和采样常数。
（你可以选择是定时采样方式，采样的时间常数有10个选择档（分别是：2 ms ，5ms，10 ms，15 ms，20 ms，25 ms，30 ms，35 ms，40 ms，50 ms），比如选25 ms，你也可以选择定角采样方式，采样的角度常数有5个选择档（分别是：2度，4度，6度，8度，10度），比如选择4度。
不用写在实验报告上）
9.按下“采样”按键，开始采样。
（请等若干时间，此时测试仪就在接收到PC机的指令进行对机构运动的采样，并回送采集的数据给PC机，得到运动的位移值等数据，不用写在实验报告上）。
10.当采样定成，在“数据显示区”内显示采样的数据，记录数据，并绘制位移、速度和加速度曲线。
五、实验数据及处理
表1 实验数据
绘制曲线：
六、参考文献。