2025年机械设计原理与实践二维机构分析与组装实验指南.docx

中国石油大学华东)

平面机构运动方案设计与拼接

一、试验目的

1.加深学生对机构构成原理的认识，深入理解平面机构的构成及其运动特性。

2.通过平面机构的拼装，训练学生的工程实践动手能力，理解机构在实际安装中也许出现的运动干涉现象及处理措施。

3.通过机构运动方案的设计，培养学生的创新意识和综合设计能力。

二、机构设计及试验组装阐明书

1、试验所用器材简介

搭接机构是在机架前侧平面上完毕的。

图1机架

本试验配有多种工具、连接用的螺钉、螺帽、垫圈等。其他重要零部件及其功能请仔细阅读表1。表1重要零件及其功能表

标号

名称

图形

功能

1

固定支座销轴

与机架相连，带键槽的为积极销轴。不带键槽的为从动销轴。

2

销轴

用于构成转动副或移动副的连接轴

3

端螺栓

装于轴端头，有台肩的可压紧轴端头，无台肩的可压紧套在轴上的连杆。

4

连杆

将1、2的圆柱或扁头装于其上的圆孔或槽中，用端螺栓压紧轴端头，构成转动副或移动副。

2、试验原理

机构构成：曲柄摇杆与摇杆滑块组合而成的机构，如图所示。

A

摇杆4

摇杆2

摇杆3

滑块5

机架6

曲柄1

工作特点：

当曲柄1做持续转动时，摇杆2作往复摆动，同步摇杆3和摇杆4作往复摆动带动滑块5作往复直线移动。

该机构可用于筛选机器等往复直线摆动的机器中，滑块5在摇杆3和摇杆4作往复摆动的力的作用带动下作往复直线运动(非匀速),可以用于抖动筛选物品。

3、试验对的拼装运动副方案

根据确定或由试验中获得的机构运动学尺寸，运用机构运动方案创新设计试验台提供的零件按机构运动的传递次序进行拼接。拼接时，首先要分清机构中各构件所占据的运动平面，其目的是防止各运动构件发生运动干涉。然后，以试验台机架铅垂面为拼接的起始参照面，按预定拼接计划进行拼接。拼接中应注意各构件的运动平面是平行的，所拼接机构的外伸运动层面数愈少，机构运动愈平稳，为此，提议机构中各构件的运动层面以交错层的排列方式进行拼接。

机构运动方案创新设计试验台提供的运动副的拼接措施请参见如下简介。

1)试验台机架

图3试验台机架图

试验台机架中有5根铅垂立柱，它们可沿X方向移动。移动时请用双手扶稳立柱、并尽量使立柱在移动过程中保持铅垂状态，这样便可以轻松推进立柱。立柱移动到预定的位置后，将立柱上、下两端的螺栓锁紧(安全注意事项：不容许将立柱上、下两端的螺栓卸下，在移动立柱前只需将螺栓拧松即可)。立柱上的滑块可沿Y方向移动。将滑块移动到预定的位置后，用螺栓将滑块紧定在立柱上。按上述措施即可在X、Y平面内确定活动构件相对机架的连接位置。面对操作者的机架铅垂面称为拼接起始参照面或操作面。

2)轴相对机架的拼接(图示中的编号与“机构运动方案创新设计试验台零部件清单”序号相似)

有螺纹端的轴颈可以插入滑块28#上的铜套孔内，通过平垫片、防脱螺母34#的连接与机架形成转动副或与机架固定。若按图6拼接后，6或8#轴相对机架固定；若不使用平垫片34#,则6或8#轴相对机架作旋转运动。拼接者可根据需要确定与否使用平垫片34#。

扁头轴6#为积极轴、8#为从动轴。该轴重要用于与其他构件形成移动副或转动副、也可将连杆或盘类零件等固定在扁头轴颈上，使之成为一种构件。

立柱沿

立柱沿x方向移动

29

34

机架立柱

平垫/

28

滑块沿y个方向移动

6或8

34螺母

图4轴相对机架的拼接图

3)转动副的拼接(图示中的编号与“机构运动方案创新设计试验台零部件清单”序号相似)

若两连杆间形成转动副，可按图7所示方式拼接。其中，14#件的扁平轴颈可分别插入两连杆11#的圆孔内，再用压紧螺栓16#和带垫片螺栓15#分别与转动副轴14#两端面上的螺孔连接。这样，有一根连杆被压紧螺栓16#固定在14#件的轴颈处，而与带垫片螺栓15#相连接的14#件相对另一连杆转动。

图5转动副拼接图

提醒：根据实际拼接层面的需要，14#件可用7#件“转动副轴-3”替代，由于7#件的轴颈较长，此时需选用对应的运动构件层面限位套17#对构件的运动层面进行限位。

4)移动副的拼接

如图8-1所示，转滑副轴24#的圆轴端插入连杆11#的长槽中，通过带垫片的螺栓15#的连接，转滑副轴24#可与连杆11#形成移动副。

图6移动副的拼接

提醒：转滑副轴24#的另一端扁平轴可与其他构件形成转动副或移动副。根据拼接的实际需要，也可选用7#或14#件替代24#件作为滑块。

此外一种形成移动副的拼接方式如图8-2所示。选用两根轴(6#或8#),将轴固定在机架上，仍后再将连杆11#的长槽插入两轴的扁平轴颈上，旋入带垫片螺栓15#,则连杆在两轴的支撑下相对机架作往复移动支。

图7移动副的拼接

提醒：根据实际拼接的需