实验1.机构组装与性能测试实验..doc

实验1 机构组装与性能测试实验指导书 一、实验目的 通过对典型机构的组装，掌握活动连接（运动副）和固定连接的特点，增强学生实 际操作能力以及理论联系实际的能力； 通过实验方案设计和机构运动参数测试，掌握机构运动参数的实验测试方法； 通过运动参数测试实验，掌握闭链机构运动的周期性变化规律，了解实际机构中非 线性干扰因素对机构性能的影响； 通过利用传感器、计算机等先进的实验技术手段进行实验操作，训练掌握现代化的 实验测试手段和方法，增强工程实践能力； 通过对实验结果与理论数据的比较，分析误差产生的原因，增强工程意识，树立正 确的设计理念。 二、实验装置 本实验以培养学生的综合设计能力、创新设计能力和工程实践能力为目标，打破了传统的演示性、验证性、单一性实验的模式，是一种集设计型、搭接型、综合性为一体的综合实验训练模式。本实验提供多种搭接设备，学生可根据功能要求，自己进行方案设计，并将自己设计的方案亲手组装成实物模型，形象直观，安装调整简捷，并可随时改进设计方案，从而培养学生的创造性和正确的设计理念。 1.实验装置的组成 实验装置系统框图如图1-1所示，本实验室提供的构件可进行7种典型机构的组装和运动参数的测试：(1)曲柄摇杆机构实验；(2)曲柄滑块机构实验；(3)双曲柄机构实验；(4)摆动导杆机构实验；(5)直动从动件凸轮机构实验；(6)摆动从动件凸轮机构实验；(7) 组合式机构实验。机构运动参数的测试实验以上述典型运动机构作为被测对象。 图1-1 实验装置系统框图 2.仪器设备的主要技术参数 1）直流电机额定功率和电机转速 功率：40W 电机转速：1200r/min（1550 r/min） 直齿轮减速箱速比：1/30 输出转速：n1=40r/min（n2=52r/min） 2）传感器 （1）线位移传感器（1个） 型号：WDL－100－2 ； 精度：独立线性度0.5% ； 量程：100mm； （2）角位移传感器（1个） 型号：WDD35D－4 ； 精度：独立线性度0.1% ； 量程：0o—360o； （3）光电编码器（1个） 型号：LEC－102.4BM－G05E ； 精度：1024脉冲/周； 量程：0?—360o； （4）速度传感器（1个） 型号：SD－100 ； 精度：1%； 量程：100 mm； （5）加速度传感器（1个）（含YE5851型电荷放大器） 型号：CA－YD－117 ； 精度：独立线性度0.1% 3）实验装置主要构件和部件基本参数 （1）各种支撑件： 电机支撑件：1个； 支撑座：2个（中心高120mm）； 传感器支撑架：2个； 其中，角位移传感器支撑架：1个；光电传感器支撑架： 1个； （2）底板：1块（长×宽×高： 340mm×450mm×20 mm） （3）曲柄：L=50mm（L=35mm）：1个； L=90mm（L=50mm）：2个； （4）连杆：L=30mm ：1个 ；L=40mm：1个；L=90mm：1个； L=120mm：1个； L=160mm：1个； L=180mm：1个； （5）摆动导杆： 1个； （6）滑块组件：L=230mm：1个 （7）凸轮组件：1个（含凸轮r0=40㎜、摆杆L=170㎜、从动件、支撑架）； （8）带轮： φ45：2个； （9）偏心调整块：4个；偏心块：2块（L=230mm） 4）实验装置所需主要设备 实验装置电器控制箱：1个； 5）实验所需工具 （1）木榔头：1把； （2）棍扳子：3#（1个）；4#（1个）；6#（1个）； （3）小改锥：1把； （4）活扳子：1把； （5）钢板尺：1把； 6）示波器（二通道示波器）：1台（型号：54810A）； 7）电源：220V/50Hz； 三、实验内容及原理 1．实验内容 1） 根据任务书要求，自行设计可实现往复摆动、往复直线运动、整轴转动、间歇运动 等运动要求的典型机构； 2）根据实验室现有构件与驱动源，设计运动学参数测试实验方案； 3）搭接典型机构，组建测试系统，进行运动学参数实验测试。实验中需按要求测试机 构在一个运动循环内，输出构件的位移s、速度v、加速度a（或角位移θ） 与机构位置（曲柄转角）之间关系，并绘制s-、v-和a-（θ-、ω-和ε-）曲线图。 4）改变构件尺寸参数后，重新进行测试。 2．测试原理和方法 在机构中加装相应的传感器，经实验台控制箱将测试信号输入示波器或计算机中进行观察和处理。机构在电机的驱动下运转起来，采用传感器（角位移、线位移、加速度、光电传感器等）将机械量（如位移、加速度）转变为电量；通过控制箱中的数据采集卡对该信号进行采集，再将模拟量