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實驗四、機構(gòu)傳動系統(tǒng)設(shè)計、拼裝及運動分析實驗
一、實驗?zāi)康?br>1.認(rèn)識典型機構(gòu)
2.設(shè)計實現(xiàn)滿足不同運動要求的傳動機構(gòu)系統(tǒng)
3.拼裝機構(gòu)系統(tǒng)
4.對運動構(gòu)件進(jìn)行運動檢測分析（位移、速度、加速度分析）
二、實驗原理
機械傳動系統(tǒng)的設(shè)計是機械設(shè)計中極其重要的一個環(huán)節(jié)，其中了解常用傳動機構(gòu)，合理設(shè)計傳動系統(tǒng)是一個認(rèn)識和創(chuàng)新的過程。為了實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)工作的需求（運動、動力），我們必須利用不同機構(gòu)的組合系統(tǒng)來完成。因此對于常用機構(gòu)，如連桿機構(gòu)，齒輪傳動機構(gòu)，間歇運動機構(gòu)，帶、鏈傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及運動特點應(yīng)有充分的了解，在此基礎(chǔ)上，我們可以利用它們所在組合成我們需要的傳動系統(tǒng)。
執(zhí)行機構(gòu)常見的運動形式有回轉(zhuǎn)運動、直線運動和曲線運動，傳動系統(tǒng)方案的設(shè)計將以此為目標(biāo)。
執(zhí)行機構(gòu)的運動不僅僅有運動形式的要求，而且有運動學(xué)和動力學(xué)的要求。因此我們必須對設(shè)計好的傳動系統(tǒng)中的重要運動構(gòu)件進(jìn)行運動學(xué)和動力學(xué)分析（速度、加速度分析），使執(zhí)行構(gòu)件滿足運動要求（如工作行程與回程的速度要求，慣性力要求，工作行程要求等）。任何傳動機構(gòu)系統(tǒng)都有其特點，適應(yīng)于不同的工作要求和安裝位置，我們應(yīng)該學(xué)會在設(shè)計和拼裝中進(jìn)行系統(tǒng)分析和評估。
該實驗臺可拼裝齒輪----桿組合機構(gòu)、凸輪組合機構(gòu)、不完全輪組合機構(gòu)、槽輪組合機構(gòu)，齒輪----齒條組合機構(gòu)、鏈----齒輪組合機構(gòu)及棘輪組合機構(gòu)等。
三、實驗臺機械結(jié)構(gòu)
該實驗臺主要由底座(安裝平臺)、平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、間歇機構(gòu)（槽輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)、棘輪機構(gòu)等）、齒輪傳動機構(gòu)、帶(鏈)傳動等機構(gòu)組成，以及動驅(qū)動組成。
※?特別注意:在擰緊螺釘?shù)倪^程中應(yīng)均勻旋緊切忌單邊擰緊,否則會損壞傳感器。
1.底座(安裝平臺)的組成:
圖1安裝平臺的組成?
1、走條? 2、左垂直支撐? 3、橫梁組件? 4、內(nèi)六角圓柱頭螺釘M8X35?? 5、右垂直支撐
?6、支承角鋼? 7、直流電機? 8、電機帶輪? 9、走條螺母? 10、底板
左、右垂直支撐(2、5)有四條垂直于底板(10)且相互平行的直槽用于固定橫梁組件(3)。橫梁組件(3)可在水平、垂直方向根據(jù)安裝需要有級調(diào)整。走條(1)可在X、Y方向調(diào)整安裝位置。在直流電機(7)裝有電機帶輪(8)并用螺栓通過走條螺母(9)固定在走條(1)，可沿走條(1)上的直槽方向調(diào)整。
橫梁組件由橫梁(1)、支承套(2)以及六角頭螺栓M6X40(3)等組成。橫梁(1)兩端各有1個M8的螺孔用于與左、右垂直支撐固定用, 橫梁(1)中有一橫槽用于安裝構(gòu)件的橫梁固定套或基座等。左端的方槽用于安裝滑塊。兩端的圓孔用于橫梁固定套通過用。
?圖2 橫梁組件
1、?橫梁? 2、支承套? 3、六角頭螺栓M6X40
2.回轉(zhuǎn)付的結(jié)構(gòu):
圖5回轉(zhuǎn)付Ⅲ???????????????? 圖6 回轉(zhuǎn)付Ⅳ
1、?曲柄? 2、導(dǎo)桿銷軸? 3、導(dǎo)桿銷套??? 1、大平墊8? 2、滑塊軸? 3、線位移連接塊
4、大平墊8? 5. 嵌件鎖緊螺母M8????????? 4、嵌件鎖緊螺母M8? 5、滑塊
回轉(zhuǎn)付Ⅰ(圖3)：由桿Ⅰ、Ⅱ的套與回轉(zhuǎn)銷軸(3)組成，兩個嵌件鎖緊螺母M8(5)
用于控制軸向間隙。用于連桿與導(dǎo)桿、連桿與搖桿之間的連接。
回轉(zhuǎn)付Ⅱ(圖4)：主要由橫梁固定套(4)的內(nèi)套與回轉(zhuǎn)軸(1)構(gòu)成。橫梁固定套(4)
上的槽可在圖二所示的橫梁組件的槽中根據(jù)需要移動并可用小圓螺母M24×1.5(5)固定?；剞D(zhuǎn)軸(1)的左端可通過連接套與光柵角位移相連另一端通過鍵(6)與回轉(zhuǎn)件相
連。嵌件鎖緊螺母M8(2) 用于控制軸向間隙。用于回轉(zhuǎn)件的運動與安裝。
回轉(zhuǎn)付Ⅲ(圖5)：主要由導(dǎo)桿銷套(3)、固定在曲柄(1)的導(dǎo)桿銷軸(2)等組成。
用于導(dǎo)桿的連接，導(dǎo)桿銷套(3)既可在導(dǎo)桿銷軸(2)轉(zhuǎn)動又可在導(dǎo)桿槽內(nèi)滑動。嵌件鎖緊螺母M8(5) 用于調(diào)整導(dǎo)桿銷套(3)在導(dǎo)桿銷軸(2)上的軸向間隙。
回轉(zhuǎn)付Ⅳ(圖六)：主要由鉸接在滑塊(5)孔內(nèi)的滑塊軸(2)(詳見圖二十二b)、嵌
件鎖緊螺母M8(4)等組成?；瑝K(5)可在圖二所示的橫梁組件的槽內(nèi)滑動。嵌件鎖緊螺母M8(4) 用于調(diào)整滑塊(5)在滑塊軸(2)上的軸向間隙。線位移連接塊(3)用于連接直線位移傳感器。
3.傳感器的安裝方法：
（1）光柵角位移傳感器的安裝方法：(見圖7) 用于測量回轉(zhuǎn)件或者擺動件的角位移。
將光柵角位移傳感器(1)的止口套在角位移傳感器座(3)上并用十字槽盤頭螺釘
M3X12固定。根據(jù)被檢測件的位置調(diào)整圖二所示的橫梁組件的相對位置，通過連接塊
(4)用六角頭螺栓M8X30固定在橫梁組件上。彈性連接套(5)分別為L=53、60、73三
種規(guī)格，根據(jù)傳感器與被檢測件間的軸向距離選定后用螺絲刀將卡箍(6)擰緊。
圖7光柵角位移傳感器的安裝
1、光柵角位移傳感器? 2、六角頭螺栓M8X30? 3、角位移傳感器座? 4、連接塊
5、彈性連接套? 6、卡箍
（2）直線位移傳感器的安裝方法：(見圖8)
將固定塊(5)、連接座(3)用內(nèi)六角圓柱頭螺釘M4X25固定在橫梁部件上。在允許
的范圍內(nèi)L盡可能的大以增加傳感器的穩(wěn)定性。將直線位移傳感器(1)放入連接座(3)的凹弧內(nèi)并將連接塊(2) 內(nèi)六角圓柱頭螺釘M4X30(4)擰緊。
圖8 直線位移傳感器的安裝
1、直線位移傳感器? 2、連接塊? 3、連接座? 4、內(nèi)六角圓柱頭螺釘M4X30
5、固定塊?? 6、內(nèi)六角圓柱頭螺釘M4X25
本實驗臺電機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)有兩種方式：
①手動控制：通過調(diào)節(jié)控制箱上的兩個調(diào)速按鈕調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。
②軟件控制：在實驗軟件中根據(jù)實驗需要來調(diào)節(jié)。
4．軟件說明
軟件操作說明如下：點擊可執(zhí)行文件就會進(jìn)入主界面。
主界面包括8個主菜單: 打開 、運動仿真、原理說明、僅數(shù)字信號、僅模擬信號、數(shù)字和模擬信號、關(guān)于、退出。
點擊“退出”可以終止程序的運行，點擊“關(guān)于”可以了解有關(guān)軟件版本的相關(guān)信息。點擊“原理說明”可以了解實驗原理。點擊“打開”可以打開以前所保存的文件。點擊“運動仿真”進(jìn)入仿真窗體：
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參數(shù)檢測主要包括：數(shù)字和模擬信號的檢測。如果想同時檢測二者的信號，選擇“數(shù)字和模擬信號”，如果只想檢測其中一個參數(shù)，選擇“僅模擬信號”或“僅數(shù)字信號”。選擇后單擊進(jìn)入相應(yīng)的實測窗體：
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1、實測窗體有“文件（F）”、“實驗項目（P）”、“調(diào)速（D）”、“操作（O）”、“工具（T）”和“幫助（H）”菜單。
???? （1）“文件（F）”下有“新建、打開、保存、打印、退出”五個子菜單，它們分別有“新建一個文件、打開一個已保存文件和退出此測試界面的功能。
（2）“實驗項目（P）”有“數(shù)字信號”、“模擬信號”、
“數(shù)字和模擬信號”菜單，分別具有單一測試數(shù)字信號、模擬信號以及同時測試數(shù)字和模擬信號的功能。
（3）“調(diào)速（D）”有“加速”、“減速”、“停機”菜單，分別具有讓電機加速、減速、
停止的功能。
（4）“操作（O）”下有“采集”和“停止采集”菜單，分別有采集信號和停止采集信
號的功能。
（5）“工具（T）”下有“選項”子菜單，點擊出現(xiàn)選項卡，可以通過選擇“縱坐標(biāo)縮
放”、“角位移”、“直線位移”、“角位移采樣方向”對實測窗體進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置。
還可以選擇“幫助”菜單來獲得相關(guān)的幫助信息
2、在菜單欄的下面有工具欄，工具欄上有很多的快捷圖標(biāo)，只要把鼠標(biāo)停留在快捷圖標(biāo)上，系統(tǒng)會自動提示它相應(yīng)的功能。通過快捷圖標(biāo)同樣可以完成菜單欄里的全部功能。
四、實驗步驟
1.認(rèn)識實驗臺提供的各種傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及傳動特點
2.確定執(zhí)行構(gòu)件的運動方式（回轉(zhuǎn)運動、間隙運動等）
3.設(shè)計或選擇所要拼裝的機構(gòu)
4.看懂該機構(gòu)的裝配圖和零部件結(jié)構(gòu)圖
5.找出有關(guān)零部件，并按照裝配圖進(jìn)行安裝
6.機構(gòu)運動正常后，用手撥動機構(gòu)，檢查機構(gòu)運動是否正常
7.機構(gòu)運動正常后，可將傳感器安裝在被測構(gòu)件上，并連接在數(shù)據(jù)采集箱接線端口上
8.打開采集箱電源，按“加速”鍵，逐步增加電機轉(zhuǎn)速，觀察機構(gòu)運動
9.打開計算機，并進(jìn)入“檢測”界面，觀察相應(yīng)構(gòu)件的運動情況，如果有仿真界面內(nèi)提供的機構(gòu)，則可按實際機構(gòu)的幾何參數(shù)，對執(zhí)行構(gòu)件的運動進(jìn)行仿真
10.實驗完畢后，關(guān)閉電源，拆下構(gòu)件
五、實驗報告
1.對系統(tǒng)進(jìn)行評價和分析
2.對執(zhí)行構(gòu)件的運動規(guī)律進(jìn)行分析（有無急回特性，有無沖擊，最大行程等）
思考題：
1.系統(tǒng)由幾部分組成？
2.該系統(tǒng)安裝精度如何，可如何改善？精度誤差造成的運動失真的分析。
3.執(zhí)行構(gòu)件的運動特點如何？
4.系統(tǒng)可應(yīng)用在哪些機械系統(tǒng)中，有何優(yōu)缺點？
機械結(jié)構(gòu)及拼裝方式
該實驗臺可拼裝齒輪----桿組合機構(gòu)、凸輪組合機構(gòu)、不完全輪組合機構(gòu)、槽輪組合機構(gòu)，齒輪----齒條組合機構(gòu)、鏈----齒輪機組合構(gòu)及棘輪組合機構(gòu)等。
該實驗臺采用臺架式結(jié)構(gòu)，機構(gòu)拼裝可在橫桿上裝配，不同的機構(gòu)采用部件式的裝配方式，各零部件之間的安裝位置可調(diào)。系統(tǒng)由一可調(diào)速直流機驅(qū)動，傳動距離可調(diào)。安裝位置可根據(jù)需要調(diào)整。
1.齒輪傳動----四桿組合機構(gòu)（圖號為PCZ1.0--1），
其傳動路線為：
電機????? 帶傳動????? 齒輪傳動????? 四桿機構(gòu)（大齒輪為曲柄）運動輸出構(gòu)件為搖桿。
可檢測搖桿及曲柄的運動變化曲線。
2.齒輪傳動----曲柄滑塊組合機構(gòu)（圖號為PCZ1.0--2）
其傳動路線為：
電機????? 帶傳動????? 齒輪傳動????? 曲柄滑塊機構(gòu)（大齒輪為曲柄），運動輸出構(gòu)件為滑塊。
可檢測曲柄及滑塊的運動變化曲線。
3.齒輪傳動----曲柄（導(dǎo)桿）搖桿組合機構(gòu)（圖號為PCZ1.0--3）
其傳動路線為：
電機????? 帶傳動????? 齒輪傳動?????? 六桿機構(gòu)（大齒輪為曲柄）運動輸出構(gòu)件為搖桿。
可檢測曲柄及搖桿的運動變化曲線。
4.齒輪傳動----曲柄（導(dǎo)桿）滑塊組合機構(gòu)（圖號為PCZ1.0--4），
其傳動路線為：
電機????? 帶傳動????? 齒輪傳動?????? 六桿機構(gòu)（大齒輪為曲柄）運動輸出構(gòu)件為搖桿。
可檢測曲柄及搖桿的運動變化曲線。
5.槽輪機構(gòu)（圖號為PCZ2.0）
其傳動路線為：
電機??? 帶傳動??? 撥桿???? 槽輪，運動輸出構(gòu)件為槽輪。
可檢測撥桿及槽輪的運動變化曲線。
6.凸輪機構(gòu)（圖號為PCZ3.0），
其傳動路線為：
電機????? 帶傳動????? 凸輪????? 推桿，運動輸出構(gòu)件為推桿。
可檢測凸輪及推桿的運動變化曲線。
7.輪傳動機構(gòu)（圖號為PCZ7.0），
其傳動路線為：
電機????? 帶傳動????? 齒輪傳動????? 撥桿?????? 棘輪，運動輸出構(gòu)件為棘輪。
可檢測棘的運動變化曲線。
8.齒輪---齒條機構(gòu)（圖號為PCZ8.0），
其傳動路線為：
電機????? 帶傳動????? 撥桿????? 大齒輪????? 齒條，運動輸出構(gòu)件為齒條。
可檢測齒條運動變化曲線。
9. 鏈傳動---齒輪傳動機構(gòu)（圖號為PCZ9.0）
其傳動路線為：
電機????? 帶傳動????? 小齒輪????? 中齒輪????? 大齒輪，運動輸出構(gòu)件為大齒輪。
可檢測小齒輪及大齒輪的運動變化曲線。
10.不完全齒輪機構(gòu)（圖號為PCZ6.0）
其傳動路線為：
電機????? 帶傳動????? 不完全齒輪????? 完全齒輪，運動輸出構(gòu)件為完全齒輪。
工商網(wǎng)監(jiān)
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