曲柄摇杆机构实验指导书

PJC-CⅡ曲柄摇杆机构实验

一、概述：

在现代《机械原理》教学中，越来越注重对学生进行理论与实践相结合的教学方式，注重培养学生的动手能力和创新意识，注重培养学生对现代虚拟设计和现代测试手段的灵活运用能力。

该实验系统主要用于《机械原理》课程结束后的综合性实验，实验内容涵盖：平面机构运动分析和结构设计，机械动转及速度波动调节，机构平衡等章节，它是《机械原理》课程教学中一个必不可少的重要教学环节。其应用目的是：

1．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，并通过算机对该平面机构的运动进行数模仿真，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。

2．利用计算机对平面机构结构参数进行优化设计，然后，通过计算机对该平面机构的运动进行仿真和测试分析，从而实现计算机辅助设计与计算机仿真和测试分析有效的结合，培养学生的创新意识。

3．利用计算机的人机交换性，使学生可在软件界面说明文件的指导下，独立自主地进行实验，培养学生的动手能力。

二、实验项目：

1. 平面机构的调整设计及组装：通过该实验平台组装并调整曲柄滑块机构和曲柄导杆滑块机构，使学生掌握平面机构结构组装和运动调节。

2.曲柄运动实测：通过角位移传感器和PCI8310卡采集和处理曲柄的角位移，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

数模仿真，作出曲柄角速度线图和角加速度线图。通过分析比较，使学生了解机构结构对曲柄的真实运动规律和速度波动的影响。

3. 曲柄速度波动调节：在有飞轮和无飞轮的情况下，对曲柄的运动进行实测和仿真。通过分析比较，使学生了解飞轮对曲柄的速度波动的影响。

4. 摇杆运动实测和仿真：通过位移传感器和PCI8310卡采集和处理滑块的位移，并输入计算机，显示出实测的滑块速度线图和加速度线图；通过数模仿真，作出滑块相对曲柄转角和速度线图，加速度线图，通过分析比较，使学生了解机构结构对滑块的真实运动规律和急回特性的影响。

三、功能及特点：

1．可测量曲柄、摇杆的运动学参数，并通过计算机多媒体虚拟仪表显示其速度，加速度波形图。

2．可通过计算机测试件计算摇杆的真实运动规律，并显示其速度，加速度波形图，可与实测曲线比较分析。

3．机构中活动构件杆长可调节，平衡质量大小位置可调节，飞轮转动惯量调节，使机构运动特性达到最佳。

四、测试原理图：

五、实验内容：

1、曲柄摇杆机构设计：是通过计算机进行的辅助设计，包括按行程速比系数设计和连杆运动轨迹设计的两种方法。连杆运动轨迹是通过计算机进行虚拟仿真实验，给出连杆上不同点的运动轨迹，根据工作要求，选择适合的轨迹曲线及相应曲柄摇杆机构。为按运动轨迹设计曲柄摇杆机构，提供方便快捷的试验设计方法。

2、曲柄运动实测：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，使学生了解机构结构对曲柄的速度波动的影响。

3、摇杆运动仿真和实测：通过数模计算得出摇杆的真实运动规律，作出摇杆相对曲柄转角的角速度线图，角加速度线图。通过摇杆上的角位移传感器，曲柄上的角位移传感器和A/D转换板进行数据采集，转换和处理，输入计算机，显示出实测的摇杆相对曲柄转角的角速度线图和角加速度线图。通过分析比较，使学生了解机构结构对摇杆的速度波动和急回特

性的影响。

4、曲柄速度波动调节：在有飞轮和无飞轮的情况下，对曲柄的运动进行实测和仿真。通过分析比较，使学生了解飞轮对曲柄的速度波动的影响。

六、实验步骤：

1. 点击软件进入测试界面，单击“搭接机构”选择“曲柄摇杆机构”。

2. 将电机启动按钮按下，让电机进入运行状态，在桌面单击左上的“测试”，几秒后电脑自动生成主动件实测曲线，测试摆动从动件步骤也一样。

3．返回主界面，在“实验分析”菜单下的“曲柄摇杆机构”中选择“曲柄运动实测分析”。进入界面后，单击“实测曲线”，数秒后电脑便自动采集数据形成曲柄．．运动．．实测．．曲线．．

，然后单击“保存”存储数据。 4．返回主界面，在“实验分析”菜单下的“曲柄摇杆机构”中选择“摇杆运动仿真与实测分析”。进入界面后，单击单击“实测曲线”，数秒后电脑便自动采集数据形成摇杆．．运动．．实．测．曲线．．，摇杆．．运动．．仿真曲线．．．．

的测试和实测一样。然后单击“保存”存储数据。

5．在操作的过程中可以单击“机构尺寸”查看曲柄摇杆机构原始参数，根据实际情况也可更改数据。

七、注意事项：

开机前的准备：

a 、设备在实验室就好位后，应将机箱下固定地脚紧密接地，固定机身。

b 、检查电器线路，确认无故障后，才可接电源线。

c 、特别是机构各运动构件清理干净，加少量N68～48机油至各运动

构件滑动轴承处。

d、面板上调速旋钮逆时针旋到底（转速最低）

e、用于转动曲柄盘1～2周，检查各运动构件的运行状况，各螺母紧固件应无松动，各运动构件应无卡死现象。

注意事项：

a、在实验前，必须给学生上安全注意课，要求每个学生严格遵守操作规程。

b、在实验前，长发女生必须盘起长发，天气寒冷时，不得带毛手套。

c、在实验前，检查各机械联结部件是否牢固，不得在未联结牢固前做实验。

d、在操作前，首先检查电器框的元件、线是否松动、脱落，方可通电试车。

e、绝不能将电位器旋到最大时，去按下启停开关，启动电机。

f、电器箱及电机应可靠的接地。

g、遇到紧急异常情况时，必须立即按下紧停开关，待检查原因后，方可再次通电试车。

曲柄摇杆机构实验实验报告专业、班级：姓名：

一、熟悉曲柄摇杆机构实验台。

二、绘制曲柄运动实测曲线。

三、绘制摇杆运动实测与仿真曲线。