机械创新设计 实验指导书16年_机械创新设计实验指导
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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
2016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FJCS-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 3.产品基本配置 安装平台1个
齿轮机构组件：齿轮1 :m=2 Z=18;齿轮2 :m=2 Z=42
齿轮3 :m=2 Z=50;
轴； 花键；中间轴
圆锥齿轮机构组件：m=2 Z=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=7.92 Z=17;P=12.7
d=7.92 Z=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 4.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。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。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。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。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。
