平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗ppt課件

1、1平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗 2平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗o 機構運動方案創(chuàng)新設計實驗o 基于機構組成原理的拼接設計實驗3平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗n加深學生對機構組成原理的認識，進一步了解加深學生對機構組成原理的認識，進一步了解機構組成及其運動特性；機構組成及其運動特性；n訓練學生的實踐動手能力；訓練學生的實踐動手能力；n培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識及綜合設計能力。培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識及綜合設計能力。一實驗目的：一實驗目的：4平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗o設備：設備： PCC-II（B）實驗臺及其配件，）實

2、驗臺及其配件，PC機。實驗軟機。實驗軟 件件。o工具：工具： 一字起字、梅花起子、活動扳手、內六角扳手、橡一字起字、梅花起子、活動扳手、內六角扳手、橡皮錘等。皮錘等。二、實驗設備及工具二、實驗設備及工具 5平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗o任何平面機構均可以用零自由度的桿組依次連接到原任何平面機構均可以用零自由度的桿組依次連接到原 動件和機架上的方法來組成，這是機構的組成原理，動件和機架上的方法來組成，這是機構的組成原理， 也是本實驗的基本原理。也是本實驗的基本原理。三、實驗原理三、實驗原理6平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗1、掌握實驗原理。、掌握實驗原

3、理。2、熟悉實驗設備的硬件組成及零件功用。使用方法請參、熟悉實驗設備的硬件組成及零件功用。使用方法請參閱隨機使用說明書。閱隨機使用說明書。3、自擬機構運動方案或選擇實驗指導書中提供的機構運、自擬機構運動方案或選擇實驗指導書中提供的機構運動方案作為機構組合（拼接）實驗內容。動方案作為機構組合（拼接）實驗內容。四、實驗方法和步驟四、實驗方法和步驟 7平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗4、將所選定的機構運動方案根據(jù)機構組成原理按桿組進、將所選定的機構運動方案根據(jù)機構組成原理按桿組進行正確拆分，并用機構簡圖表示出來。行正確拆分，并用機構簡圖表示出來。5、找出有關零部件，將桿組按運動的

4、傳遞順序依次接到、找出有關零部件，將桿組按運動的傳遞順序依次接到原動件和機架上，正確拼裝桿組機構運動方案。原動件和機架上，正確拼裝桿組機構運動方案。6、機構安裝完成之后，用手撥動機構，檢查機構運動是、機構安裝完成之后，用手撥動機構，檢查機構運動是否正常。否正常。四、實驗方法和步驟四、實驗方法和步驟 8平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗7、機構運動正常后，連上電機。、機構運動正常后，連上電機。8、打開控制盒電源，撥動調速旋鈕，逐步增加電機轉速，、打開控制盒電源，撥動調速旋鈕，逐步增加電機轉速，觀察機構運動。觀察機構運動。9、將傳感器安裝在被測零件上，并連接在數(shù)據(jù)采集箱接、將傳感

5、器安裝在被測零件上，并連接在數(shù)據(jù)采集箱接線端口上，數(shù)據(jù)采集箱用串口線和電腦相連。線端口上，數(shù)據(jù)采集箱用串口線和電腦相連。四、實驗方法和步驟四、實驗方法和步驟 9平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗10、打開計算機，進入軟件界面，觀察相應零件的運動、打開計算機，進入軟件界面，觀察相應零件的運動 情況。情況。11、將各種不用零件及工具放入工具箱，清理實驗臺。、將各種不用零件及工具放入工具箱，清理實驗臺。12、完成實驗報告。、完成實驗報告。四、實驗方法和步驟四、實驗方法和步驟 10平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗 1、桿組的概念：、桿組的概念：n由于平面機構具有確

6、定運動的條件是機構原動由于平面機構具有確定運動的條件是機構原動件數(shù)目與機構的自由度相等，因此機構均由機件數(shù)目與機構的自由度相等，因此機構均由機架、原動件和自由度為零的從動件系統(tǒng)通過運架、原動件和自由度為零的從動件系統(tǒng)通過運動副聯(lián)結而成。動副聯(lián)結而成。n將從動件系統(tǒng)拆成若干個不可再分的自由度為將從動件系統(tǒng)拆成若干個不可再分的自由度為零的運動鏈，稱為基本桿組，簡稱零的運動鏈，稱為基本桿組，簡稱桿組桿組。五、桿組的概念、正確拆分桿組及拼五、桿組的概念、正確拆分桿組及拼 裝桿組裝桿組11平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗o根據(jù)桿組的定義，組成平面機構桿組的條件是：根據(jù)桿組的定義，組成

7、平面機構桿組的條件是： F = 3n - 2PL- PH =0 式中：式中：n-桿組中的構件數(shù)；桿組中的構件數(shù)； PL-桿組中的低副數(shù)；桿組中的低副數(shù)； PH-桿組中的高副數(shù)。桿組中的高副數(shù)。 由于構件數(shù)和運動副數(shù)目均應為整數(shù)，故當由于構件數(shù)和運動副數(shù)目均應為整數(shù)，故當n、PL、PH取不取不同數(shù)值時，可得各類基本桿組。同數(shù)值時，可得各類基本桿組。12平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗當當n=1，PL =1，PH =1時，即可獲得時，即可獲得單構件高副單構件高副桿組桿組，常見的有如下幾種：，常見的有如下幾種：13平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗 當當PH=0

8、時，桿組中的運動副全部為低副，稱為時，桿組中的運動副全部為低副，稱為低低副桿組。副桿組。 由于有由于有F = 3n - 2PL- PH =0， 故：故：n應是應是2的倍數(shù)，即的倍數(shù)，即n=2、4、6； PL應是應是3的倍數(shù)，即的倍數(shù)，即PL=3、6、9。 當當n=2，PL=3時，桿組稱為時，桿組稱為II級桿組級桿組。 II級桿組是應用最多的基本桿組，絕大多數(shù)的機構均由級桿組是應用最多的基本桿組，絕大多數(shù)的機構均由II級級 桿組組成，由于桿組組成，由于II級桿組中轉動副和移動副的配置不同，級桿組中轉動副和移動副的配置不同，II級桿組可以有下圖所示的五種形式。級桿組可以有下圖所示的五種形式。14平

9、面機構創(chuàng)意組合及分析實驗平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗15平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗級桿組，級桿組，n=4，PL =6的桿組形式很多，圖的桿組形式很多，圖4-43所示的是幾種常用的所示的是幾種常用的級桿組：級桿組：16平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗 2、機構的組成原理、機構的組成原理 根據(jù)如上所述，可將機構的組成原理概括為：根據(jù)如上所述，可將機構的組成原理概括為：任何平面機構均可以用零自由度的桿組依次連任何平面機構均可以用零自由度的桿組依次連接到原動件和機架上去的方法來組成。這是本接到原動件和機架上去的方法來組成。這是本實驗的基本原理。實驗的基本原理

10、。17平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗 3、正確拆分桿組、正確拆分桿組 正確拆分桿組的三個步驟：正確拆分桿組的三個步驟： o1) 先去掉機構中的局部自由度和虛約束，有時還要將高先去掉機構中的局部自由度和虛約束，有時還要將高副加以低代。副加以低代。o2）計算機構的自由度，確定原動件。）計算機構的自由度，確定原動件。o3）從遠離原動件的一端（即執(zhí)行構件）先試拆分）從遠離原動件的一端（即執(zhí)行構件）先試拆分級桿級桿組，若拆分不出組，若拆分不出級桿組時，再試拆級桿組時，再試拆級組，即由最低級級組，即由最低級別桿組向高一級桿組依次拆分，最后剩下原動件和機架。別桿組向高一級桿組依次拆分，

11、最后剩下原動件和機架。18平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗正確拆分的判定標準是：正確拆分的判定標準是： o拆去一個桿組或一系列的桿組后，剩余的必須拆去一個桿組或一系列的桿組后，剩余的必須仍為一個完整的機構或若干個與機架相連的原仍為一個完整的機構或若干個與機架相連的原動件，不許有不成組的零散構件或運動副的存動件，不許有不成組的零散構件或運動副的存在，否則這個桿組拆得不對。每當拆出一個桿在，否則這個桿組拆得不對。每當拆出一個桿組后，再對剩余機構拆組，并按第組后，再對剩余機構拆組，并按第3）步驟進行，）步驟進行，直到全部桿組拆完，只應剩下與機架相連的原直到全部桿組拆完，只應剩下與

12、機架相連的原動件為止。動件為止。19平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗正確拼裝桿組正確拼裝桿組o根據(jù)擬定或由實驗中獲得的機構運動學尺寸，利用平面機根據(jù)擬定或由實驗中獲得的機構運動學尺寸，利用平面機構創(chuàng)意組合實驗臺提供的零件按機構運動的傳遞順序進行構創(chuàng)意組合實驗臺提供的零件按機構運動的傳遞順序進行拼接。拼接。o拼接時，首先要分清機構中各構件所占據(jù)的運動平面，并拼接時，首先要分清機構中各構件所占據(jù)的運動平面，并且使各構件的運動在相互平行的平面內進行，其目的是避且使各構件的運動在相互平行的平面內進行，其目的是避免各運動構件發(fā)生運動干涉。免各運動構件發(fā)生運動干涉。o以實驗臺機架鉛垂面

13、為拼接的起始參考面，按預定拼接計以實驗臺機架鉛垂面為拼接的起始參考面，按預定拼接計劃進行拼接。劃進行拼接。o所拼接的構件以原動構件起始，依運動傳遞順序符合各桿所拼接的構件以原動構件起始，依運動傳遞順序符合各桿組由里（參考面）向外進行拼接。組由里（參考面）向外進行拼接。o平面機構創(chuàng)意組合實驗臺提供的運動副的拼接請參見使用平面機構創(chuàng)意組合實驗臺提供的運動副的拼接請參見使用說明書說明書。20平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗n下列各機構均來自于工程實踐，任選一個下列各機構均來自于工程實踐，任選一個 機構運動方案或者自行設計方案進行機構拼機構運動方案或者自行設計方案進行機構拼接設計實驗。接設計實驗。六六實驗內容實驗內容21平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗機構說明：機構說明：如圖所示，由曲柄如圖所示，由曲柄1，連桿，連桿2，擺桿，擺桿3組成曲柄搖桿四組成曲柄搖桿四桿機構，曲柄桿機構，曲柄1為主動件。為主動件。應用舉例：碎礦機機構應用舉例：碎礦機機構 1.四桿機構四桿機構22平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗平面機構創(chuàng)意組合及分析實驗機構說明：機