机构设计技术实验指导书

机构运动与力参数测试实验报告

院、系 机电学院 专业班级 姓名 同组人 实验日期 2014 年 6 月 3 日

一、机构运动方案设计（绘制机构运动简图，简要说明其结构特点和工作原理及使用场合）

1滑块；2连杆；3同轴的皮带轮和齿轮； 4皮带；5皮带轮；铰链B固定在齿轮上

自由度计算：

F=3×4-（2×5+1）=1

结构特点：上图实际为曲柄滑块机构，曲柄滑块机构具有的运动副为低副（上图所示机构有一组皮带轮构成的高副），构成低副两元件的几何形状比较简单,加工方便,易于得到较高的制造精度等优点

工作原理：此机构常用于将曲柄的回转运动变换为滑块的往复直线运动;或者将滑块的往复直线运动转换为曲柄的回转运动，而上图为前者，即将曲柄的回转运动变换为滑块的往复直线运动。其具体工作原理为：由电机带动皮带轮5顺时针转动，从而带动结构3转动，再通过连接在齿轮上的连杆2带动滑块1做往复直线运动。

使用场合：自动送料机构、冲床、内燃机、空气压缩机等。

二、绘制平面机构的运动学曲线s、v和a曲线。

三、根据数据曲线分析搭建的机构，包括是否有运动冲击，运行状况如何。并分析波动、冲击、不稳定的原因。

根据搭建机构及数据曲线图分析，运动有几个局部位置有运动冲击，但对整体影响不大，运行状况较为顺利。

1、根据角位移图分析，可看出角速度线并不是水平直线，而是有上下跳动的幅度。其产生的原因可能是电机本身频率不稳定，或者是滑块来回摩擦系数不一致产生。

2、根据直线位移曲线图，可看出位移曲线并不是光滑的曲线,在波峰跟波谷都有一段是直线。曲线比较平缓，机构也比较稳定。

四、测量各构件尺寸，利用机械原理知识编程绘制所搭建机构的运动学曲线，求解各杆件的轴向力，并分析误差产生的原因。

由仿真运动曲线分析图可以看出，理论上机构的运动曲线是光滑的，说明机构在运动过程中受到阻力较小甚至可以忽略，能够达到预期的运动目的。不过其中产生的误差可能是由于构件的震动或者电机的不稳定造成的。

机构创新设计及搭建实验报告

院、系 机电学院 专业班级 姓名 同组人 实验日期 2014 年 6 月 4 日

一、机构运动方案设计（该机构的预期工作目标(如位置要求，动作要求，轨迹要求等)，绘制机构运动简图，简要说明其结构特点和工作原理及使用场合）。

上图为方案运动简图，由电机1转动，通过皮带传动到齿轮2，齿轮2通过皮带轮传动到齿轮3，而齿轮3与搓书机构的轮子链接固定在一起。齿轮2上连接上曲柄4，曲柄4与连杆5铰接，曲柄5与滑块6铰接从而实现由四杆机构的翻书动作。

该机构预期目工作目标是由齿轮3模拟搓书机构，而曲柄滑块机构则是在水平面上做直线往返运动，完成翻书运动。

二、调试过程中所遇到的问题及解决的方法。

（1）问题：我们在设计的过程中部分尺寸没有考虑得当，也没考虑到搭建过程中材料的有限性，致使实际操作中一改再改，影响机构整体的搭建。

解决方法：用皮带传动来取代锥齿轮的传动，将取用合适尺寸的连杆。

（2）问题：在调试过程中由于各个构件间的距离没有估算好，导搭建好的机架不能满足各个构件的正常运动，产生碰撞。

解决方法：通过讨论，预想好机构的运动轨迹，重新再搭建机架。

三、对于搭建的机构，分析其优缺点及改进意见。

优点： 我们设计的翻书机整体结构比较简单，组装加工方便，机构整体也连贯，

可操作性强，翻书成功率较高。

缺点：我们在设计的过程中没有考虑得当，忽略了曲柄滑块的曲柄和连杆长度的考虑，导致曲柄滑块机构的压力角不足，产生了死点。

改进：取用合适的曲柄和连杆

四、测量各构件尺寸，利用机械原理知识编程绘制所搭建机构的运动学曲线及各构件的受力，并检查是否达到你的预期目标。

通过仿真程序可得出上图，由图可以看出机构运动是可行的。但是这次的创新搭建，所设计的曲柄滑块是偏置的，而我们原来设计的曲柄滑块是对心的。但是这并不影响整个机构的运动，还是能够达到我们预期的目标。