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机械设计基础实验指导书
教师:李 伟
2017年3月
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实验一 机构展示与认知实验
一、实验目的
1. 通过实验增强对机构与机器的感性认识;
2. 通过实验了解各种常用机构的结构、类型、特点及应用。
二、实验方法及主要内容
本陈列室陈列了一套CQYG-10B机械原理展示柜,主要展示平面连杆机构、空间连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系、间歇机构以及组合机构等常见机构的基本类型和应用。
通过演示机构的传动原理,增强学生对机构与机器的感性认识。通过实验指导老师的讲解与介绍,学生的观察、思考和分析,对常用机构的结构、类型、特点有一初步的了解。提高对学习机械原理课程的兴趣。
三、展示及分析
(一)机构的组成
通过对蒸气机、内燃机模型的观察,我们可以看到,机器的主要组成部分是机构。简单机器可能只包含一种机构,比较复杂的机器则可能包含多种类型的机构。可以说,机器乃是能够完成机械功或转化机械能的机构的组合。
机构是机械原理课程研究的主要对象。通过对机构的分析,我们可以发现它由构件和运动副所组成。机器中每一个独立运动的单元体称为一个构件,它可以由一个零件组成也可以由几个零件刚性地联接而组成;运动副是指两构件之间的可动联接,常用的有转动副、移动副、螺旋副、球面副和曲面副等。凡两构件通过面的接触而构成的运动副,通称为低副;凡两构件通过点或线的接触而构成的运动副,称为高副。
(二)平面连杆机构
连杆机构是应用广泛的机构,其中又以四杆机构最为常见。平面连杆机构的
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主要优点以能够实现多种运动规律和运动轨迹的要求,而且结构简单、制造容易、工作可靠。
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平面连杆机构分成三大类:即铰链四杆机构;单移动副机构;双移动副机构。 1. 铰链四杆机构分为:曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构,即根据两连架杆为曲柄,或摇杆来确定。
2. 单移动副机构,它是以一个移动副代替铰链四杆机构中的一个转动副演化而成的。可分为:曲柄滑块机构,曲柄摇块机构、转动导杆机构及摆动导杆机构等。
3. 双移动副机构是带有两个移动副的四杆机构,把它们倒置也可得到:曲柄移动导杆机构、双滑块机构及双转块机构。
通过平面连杆机构应用实例,我们可以归纳出平面连杆机构在生产实际中所解决的两类基本问题:一是实现给定的运动规律,二是实现预期的运动轨迹。
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(三)凸轮机构
凸轮机构可以实现各种复杂的运动要求,结构简单紧凑,因此广泛应用于各种机械中。凸轮机构的类型很多,通常按凸轮的形状和推杆(从动件)的形状和运动来分类。凸轮有盘行凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮;推杆按形状分有尖顶、滚子和平底,按运动形式分为直动和摆动推杆;封闭方式分为力封闭、形封闭等。
(四)齿轮机构
齿轮机构是现代机械中应用最广泛的一种传动机构。具有传动准确、可靠、运转平稳、承载能力大、体积小、效率高等优点,广泛应用于各种机器中。根据轮齿的形状齿轮分为:直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮及蜗轮、蜗杆。
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