曲柄滑塊導(dǎo)桿凸輪組合實驗

實驗

曲柄滑塊、導(dǎo)桿、凸輪實驗一、實驗?zāi)康?）通過實驗、了解位移、速度、加速度的測定方法；轉(zhuǎn)速及回轉(zhuǎn)不勻率的測定方法；2）通過實驗，初步了解“QTD-Ⅲ型組合機(jī)構(gòu)實驗臺”及光電脈沖編碼器、同步脈沖發(fā)生器（或稱角度傳感器）的基本原理，并掌握它們的使用方法；3）通過比較理論運動線圖與實測運動線圖的差異，并分析其原因，增加運動速度特別是加速度的感性認(rèn)識；4）比較曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的性能差別；5）檢測凸輪直動從動桿的運動規(guī)律；6）比較不同凸輪廓線或接觸副，對凸輪直動從動桿運動規(guī)律的影響。二、實驗系統(tǒng)

1．實驗系統(tǒng)組成實驗系統(tǒng)框圖如圖1所示，它由一下設(shè)備組成：（1）實驗機(jī)構(gòu)----曲柄滑塊、導(dǎo)桿、凸輪組合機(jī)構(gòu)；（2）QTD-Ⅲ型組合機(jī)構(gòu)實驗儀（單片機(jī)控制系統(tǒng)）；（3）打印機(jī)；（4）個人電腦一臺；（5）光電脈沖編碼器；（6）同步脈沖發(fā)生器（或稱角度傳感器）。圖12．實驗機(jī)構(gòu)主要技術(shù)參數(shù)

直流電機(jī)額定功率100W電機(jī)調(diào)速范圍0-2000r/min蝸輪減速箱速比1/20實驗臺尺寸長×寬×高＝500×380×230電源220V/50Hz3．實驗機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點

該組合實驗裝置，只需拆裝少量零部件，即可分別構(gòu)成四種典型的傳動系統(tǒng)，分別是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、曲柄導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)、；平底直動從動桿凸輪機(jī)構(gòu)和滾子直動從動桿凸輪機(jī)構(gòu)。而每一種機(jī)構(gòu)的某一些參數(shù)，如曲柄長度、連桿長度、滾子偏心等都可在一定范圍內(nèi)作一些調(diào)整，通過拆裝及調(diào)整可加深實驗者對機(jī)械結(jié)構(gòu)本身特點的了解，對某些參數(shù)改動對整個運動狀態(tài)的影響也會有更好的認(rèn)識。4．組合機(jī)構(gòu)實驗儀（1）實驗儀外形布置此實驗儀的外形結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖2（a）為正面結(jié)構(gòu)，圖2（b）為背面結(jié)構(gòu)。圖2（a）圖2（b）（2）實驗儀系統(tǒng)原理以QTD-III型組合機(jī)構(gòu)實驗儀為主體的整個控制系統(tǒng)的原理框圖如圖3所示。圖3圖4為實驗系統(tǒng)外觀圖4三、實驗操作步驟

1．系統(tǒng)聯(lián)接及啟動（1）連接RS232通訊線本實驗必須通過計算機(jī)來完成。將計算機(jī)RS232串口，通過標(biāo)準(zhǔn)的通訊線，連接到QTD-III型組合機(jī)構(gòu)實驗儀背面的RS232接口，如果采用多機(jī)通訊轉(zhuǎn)換器，則需要首先將多機(jī)通訊轉(zhuǎn)換器通過RS232通訊線連接到計算機(jī)，然后用雙端插頭電話線，將QTD-III型組合機(jī)構(gòu)實驗儀連接到多機(jī)通訊轉(zhuǎn)換器的任一個輸入口。（2）啟動機(jī)械教學(xué)組合實驗系統(tǒng)圖5圖6圖72．組合機(jī)構(gòu)實驗操作

<1>曲柄滑塊運動機(jī)構(gòu)實驗將曲柄滑塊機(jī)構(gòu)組裝好。a、滑塊位移、速度、加速度測量（1）將光電脈沖編碼器輸出的5芯插頭及同步脈沖發(fā)生器輸出的5芯插頭分別插入測試儀上相對應(yīng)接口上。把串行傳輸線一頭插在計算機(jī)任一串口上，另一頭插在實驗儀的串口上。（2）打開QTD-Ⅲ組合機(jī)構(gòu)實驗儀上的電源，此時帶有LED數(shù)碼管顯示的面板上將顯示"0"。（3）打開個人計算機(jī)。（4）起動機(jī)構(gòu)，在機(jī)構(gòu)電源接通前應(yīng)將電機(jī)調(diào)速電位器逆時針旋轉(zhuǎn)至最低速位置，然后接通電源，并順時轉(zhuǎn)動調(diào)速電位器，使轉(zhuǎn)速逐漸加至所需的值（否則易燒斷保險絲，甚至損壞調(diào)速器），顯示面板上實時顯示曲柄軸的轉(zhuǎn)速。（5）機(jī)構(gòu)運轉(zhuǎn)正常后，就可在計算機(jī)上進(jìn)行操作了。請啟動系統(tǒng)軟件。（6）選擇好串口，并在彈出的采樣參數(shù)設(shè)置區(qū)內(nèi)選擇相應(yīng)該的采樣方式和采樣常數(shù)。你可以選擇是定時采樣方式，采樣的時間常數(shù)有10個選擇檔（分別是：2ms、5ms、10ms、15ms、20ms、25ms、30ms、35ms、40ms、50ms），比如選25ms；你也可以選擇定角采樣方式，采樣的角度常數(shù)有5個選擇檔（分別是：2度、4度、6度、8度、10度），比如選擇4度。（7）在“標(biāo)定值輸入框”中輸入標(biāo)定值0.05。標(biāo)定值是指光電脈沖編碼器每輸出一個脈沖所對應(yīng)滑塊的位移量（mm），也稱作光電編碼器的脈沖當(dāng)量。它是按以下公式計算出來的：脈沖當(dāng)量計算式：脈沖（取為0.05）式中：—脈沖當(dāng)量；

—齒輪分度圓直徑（現(xiàn)配齒輪）；

—光電脈沖編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)（現(xiàn)配編碼器）。（8）按下“采樣”按鍵，開始采樣。（請等若干時間，此時測試儀就在接收到PC機(jī)的指令進(jìn)行對機(jī)構(gòu)運動的采樣，并回送采集的數(shù)據(jù)給PC機(jī)，PC機(jī)對收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的處理，得到運動的位移值）（9）當(dāng)采樣完成，在界面將出現(xiàn)“運動曲線繪制區(qū)”，繪制當(dāng)前的位移曲線，且在左邊的“數(shù)據(jù)顯示區(qū)”內(nèi)顯示采樣的數(shù)據(jù)。（10）按下“數(shù)據(jù)分析”鍵。則“運動曲線繪制區(qū)”將在位移曲線上再逐漸繪出相應(yīng)的速度和加速度曲線。同時在左邊的“數(shù)據(jù)顯示區(qū)”內(nèi)也將增加各采樣點的速度和加速度值。b、轉(zhuǎn)速及回轉(zhuǎn)不勻率的測試

（1）同“滑塊位移、速度、加速度測量”的(1)至(7)步。（2）選擇好串口，在彈出的采樣參數(shù)設(shè)計區(qū)內(nèi)，你應(yīng)該選擇最右邊的一欄，角度常數(shù)選擇有5檔（2度、4度、6度、8度、10度），選擇一個你想要的一檔，比如選擇6度。（3）同“滑塊位移、速度、加速度測量”的(9)、(10)、(11)步，不同的是“數(shù)據(jù)顯示區(qū)”不顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)。<2>曲柄導(dǎo)桿滑塊運動機(jī)構(gòu)實驗將曲柄導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)組裝好。按上述<1>a、<1>b步驟操作，比較曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與曲柄導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)運動參數(shù)的差異。<3>平底直動從動件凸輪機(jī)構(gòu)實驗將平底直動從動件凸輪機(jī)構(gòu)組裝好，檢測其從動桿的運動規(guī)律。<4>滾子直動從動件凸輪機(jī)構(gòu)實驗將滾子直動從動件凸輪機(jī)構(gòu)組裝好，檢測其從動桿的運動規(guī)律比較平底接觸與滾子接觸運動特性的差異。四、注意事項（1）在未確定拼裝機(jī)構(gòu)能正常運行前，一定不能開機(jī)。（2）若機(jī)構(gòu)在運行時出現(xiàn)松動、卡死等現(xiàn)象，請