2025年機械設(shè)計原理與實踐二維機構(gòu)分析與組裝實驗指南

中國石油大學(xué)華東)1、試驗所用器材簡介圖形功能1固定支座銷軸2銷軸用于構(gòu)成轉(zhuǎn)動副或移動副的連接軸34將1、2的圓柱或扁頭裝于其上的圓孔或槽中，用端螺栓壓緊軸端頭，2、試驗原理機構(gòu)構(gòu)成：曲柄搖桿與搖桿滑塊組合而成的機構(gòu)，如圖所示。A搖桿4搖桿2搖桿3滑塊5機架6曲柄1當(dāng)曲柄1做持續(xù)轉(zhuǎn)動時，搖桿2作往復(fù)擺動，同步搖桿3和搖桿4作往復(fù)擺動帶動滑塊5作往復(fù)該機構(gòu)可用于篩選機器等往復(fù)直線擺動的機器中，滑塊5在搖桿3和搖桿4作往復(fù)擺動的力的作用帶動下作往復(fù)直線運動(非勻速),可以用于抖動篩選物品。1)試驗臺機架圖3試驗臺機架圖試驗臺機架中有5根鉛垂立柱，它們可沿X方向移動。移動時請用雙手扶穩(wěn)立柱、并盡量使立柱端的螺栓鎖緊(安全注意事項：不容許將立柱上、下兩端的螺栓卸下，在移動立柱前只需將螺栓擰松即可)。立柱上的滑塊可沿Y方向移動。將滑塊移動到預(yù)定的位置后，用螺栓將滑塊緊定在立柱上。按上述措施即可在X、Y平面內(nèi)確定活動構(gòu)件相對機架的連接位置。面對操作者的機架鉛垂面稱為拼2)軸相對機架的拼接(圖示中的編號與“機構(gòu)運動方案創(chuàng)新設(shè)計試驗臺零部件清單”序號相似)有螺紋端的軸頸可以插入滑塊28#上的銅套孔內(nèi)，通過平墊片、防脫螺母34#的連接與機架形成轉(zhuǎn)動副或與機架固定。若按圖6拼接后，6或8#軸相對機架固定；若不使用平墊片34#,則6或8#軸相對機架作旋轉(zhuǎn)運動。拼接者可根據(jù)需要確定與否使用平墊片34#。扁頭軸6#為積極軸、8#為從動軸。該軸重要用于與其他構(gòu)件形成移動副或轉(zhuǎn)動副、也可將連桿螺母3)轉(zhuǎn)動副的拼接(圖示中的編號與“機構(gòu)運動方案創(chuàng)新設(shè)計試驗臺零部件清單”序號相似)若兩連桿間形成轉(zhuǎn)動副，可按圖7所示方式拼接。其中，14#件的扁平軸頸可分別插入兩連桿11#的圓孔內(nèi)，再用壓緊螺栓16#和帶墊片螺栓15#分別與轉(zhuǎn)動副軸14#兩端面上的螺孔連接。這樣，有一根連桿被壓緊螺栓16#固定在14#件的軸頸處，而與帶墊片螺栓15#相連接的14#件相對另一連桿轉(zhuǎn)提醒：根據(jù)實際拼接層面的需要，14#件可用7#件“轉(zhuǎn)動副軸-3”替代，由于7#件的軸頸較長，此時需選用對應(yīng)的運動構(gòu)件層面限位套17#對構(gòu)件的運動層面進(jìn)行限位。4)移動副的拼接如圖8-1所示，轉(zhuǎn)滑副軸24#的圓軸端插入連桿11#的長槽中，通過帶墊片的螺栓15#的連接，轉(zhuǎn)滑副軸24#可與連桿11#形成移動副。圖6移動副的拼接提醒：轉(zhuǎn)滑副軸24#的另一端扁平軸可與其他構(gòu)件形成轉(zhuǎn)動副或移動副。根據(jù)拼接的實際需要，也可選用7#或14#件替代24#件作為滑塊。此外一種形成移動副的拼接方式如圖8-2所示。選用兩根軸(6#或8#),將軸固定在機架上，仍后再將連桿11#的長槽插入兩軸的扁平軸頸上，旋入帶墊片螺栓15#,則連桿在兩軸的支撐下相對機提醒：根據(jù)實際拼接的需要，若選用的軸頸較長，此時需選用對應(yīng)的運動構(gòu)件層面限位套17#對5)滑塊與連桿構(gòu)成轉(zhuǎn)動副和移動副的拼接(圖示中的編號與“機構(gòu)運動方案創(chuàng)新設(shè)計試驗臺零部件清單”序號相似)如圖9所示的拼接效果是滑塊13#的扁平軸頸處與連桿11#形成移動副；在20#、21#的協(xié)助下，滑塊13#的圓軸頸處與另一連桿在連桿長槽的某一位置形成轉(zhuǎn)動副。首先用螺栓、螺母21#將固定轉(zhuǎn)軸塊20#鎖定在連桿11#上，再將轉(zhuǎn)動副軸13#的圓軸端穿插20#的圓孔及連桿11#的長槽中，用帶墊片的螺栓15#旋入13#的圓軸頸端面的螺孔中，這樣13#與11#形成轉(zhuǎn)動副。將13#扁頭軸頸插入另一連桿的長槽中，將15#旋入13#的扁平軸端面螺孔中，這樣13#與另一連桿11#形成移動副。6)固定支座銷軸與機座拼接如圖2所示，將表1的中固定支座銷軸1插于在機架滑塊的圓孔中，套上墊片固緊螺母即完畢安裝。銷軸裝于機架滑塊的圓孔中的長度稍不小于滑塊的寬度。圖2a)中的銷軸無鍵槽其上套有墊片，圖2b)中的銷軸有鍵槽，螺母在銷軸上旋緊后與立柱上的滑塊間有一定間隙，因此銷軸與立柱即構(gòu)成積極銷軸。4.試驗組裝效果圖：三、按比例繪制試驗拼裝的機構(gòu)運動方案簡圖。鉸座A與機架6之間的距離為240mm.該機構(gòu)有6個構(gòu)件，其中5個為活動構(gòu)件，1個為機架；有7個低副，其中6個為轉(zhuǎn)動副，1個為移動副。1、桿組對的拆分的原則(1)對的計算機構(gòu)的自由度(注意去掉機構(gòu)中的虛約束和局部自由度),并確定原動件；(2)從遠(yuǎn)離原動件的構(gòu)件開始拆桿組。先試拆II級組，若拆不出II級組，再試拆III級組；即桿組的拆分應(yīng)從低級別桿組拆分開始，依次向高一級桿組拆分。(3)確定機構(gòu)的級別(由拆分出的最高級別桿組而定，如最高級別為IⅡ級組，則此機構(gòu)為二級機構(gòu))。注：同一機構(gòu)所取的原動件不一樣，有也許成為不一樣級別的機構(gòu)。但當(dāng)機構(gòu)的原動件確定后，桿組的拆法是唯一的，即該機構(gòu)的級別一定。2.桿組拆分(1)原動件(2)Ⅱ級桿組試驗中，我們碰到了一種非常棘手的問題，我們在畫機構(gòu)簡圖的時候沒有考慮桿長的選擇，更沒有考慮試驗室中實際可用的桿長，導(dǎo)致我們在組裝的時候沒有措施對的拼裝，以及組裝起來后沒有措施對的的按照運動規(guī)律來運動。我們的處理措施是，不停地變化桿長，根據(jù)組裝錯誤后無法運動的線索來糾正桿長以及連個固定點之間的距離，最終對的的拼裝起來，實現(xiàn)的預(yù)定的運動規(guī)律。因此，在畫機構(gòu)簡圖的時候，要考慮試驗室中實際可用桿長的長度，以及要實現(xiàn)預(yù)定運動規(guī)律所要滿足的桿長條件，兩者缺一不可。我們還碰到一種問題，就是在選擇各個組件時出現(xiàn)了問題，例如連接兩個桿該用什么,連接滑塊該用什么。我們最終參照書上的連接闡明，對的選擇連接方式。通過這次實踐性的試驗讓我學(xué)習(xí)到了許多東西，其中最重要的就是團(tuán)體合作是非常重要的，這種東西決定著做事的快慢以及做出的事的成敗。這次試驗我們做得也比較成功，這不僅體現(xiàn)了我們的合作意識比較強，也體現(xiàn)了我們的動手能力非常杰出。試驗中，問題不停出現(xiàn)，不過我們并沒有亂了陣腳，而是互相配合，互相協(xié)商，共同尋找處理方案，事實證明，只要團(tuán)結(jié)一心，問題總會處理的。試驗中，科學(xué)的美妙以及機構(gòu)設(shè)計中的樂趣，我久久不能忘懷，感謝老師給了我們這次動手的機會，讓我們從理論轉(zhuǎn)為實踐，在實踐中檢查理論。從機構(gòu)的設(shè)計到拼裝，我們都在不停學(xué)習(xí)，不停我們這些學(xué)生最最缺乏的是經(jīng)驗，沒有感性的認(rèn)識，空有理論知識，有些東西很也許與實際脫節(jié).總體來說，我覺得做這種類型的作業(yè)