機械創(chuàng)新設計全文[共36頁]

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1、機電學院畢業(yè)設計 目 錄 內容摘要………………………………………………………2 正 文………………………………………………………….3 引 言………………………………………….……………….3 1 機械創(chuàng)新設計的概念，過程及特點綜述…………………..........4 2 機械創(chuàng)新設計的理論方法概述……………….………………...6 3 機械運動方案創(chuàng)新設計實驗及試驗設備……………….………..7 4 凸輪機構設計…………………..……………………….... …11 5 多桿行程放大機構方案設計…………………………………..14 6 凸輪的加工..

2、.....................…………………………………...19 7 結論………………………………………………………...35 8 參考文獻…………………………………………….……..35 謝辭…………………………………………………………...36 評語…………………………………………………………...36 機械創(chuàng)新設計 機制ZSB031班 王林林 摘要：機械創(chuàng)新設計（Mechanical Creative Design,MCD） 是充分發(fā)揮設計者

3、的創(chuàng)造力，利用人類已有的相關科學技術成果（含理論，方法，技術，原理等），進行創(chuàng)新構思設計出具有新穎性，創(chuàng)造性及實用性的機構或機械產品（裝置）的一種實踐活動。而機械運動方案創(chuàng)新設計是各類復雜機械設計中決定性的一步，是確定機械產品質量好壞，性能優(yōu)劣和緊急效益高低的關鍵步驟。機構的設計選型一般先通過作圖和計算來進行，一般比較復雜的機構都有多個方案，需要制作模型來試驗和驗證，多次改進后才能得到最佳的方案和參數(shù)。而創(chuàng)新機構實驗臺為學生提供了一個工程實踐動手能力的工具，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識及綜合設計的能力。 關鍵詞：創(chuàng)新設計 制作模型 數(shù)控加工 方案選擇 Summary： The machi

4、ne innovation design( the Mechanical Creative Design, MCD) is the full exertive design creative power, making use of related science technique result( contain the theories, method, technique, principle etc.) that the mankind already have, carrying on innovation's conceive outline to design to h

5、ave the novel, creating the organization or the machine product( equip) of sex and function a kind of to practice the activity.But the creative design of the machine sport project is a decisive one step in each kind of complicated machine design, is a certain machine product quantity quality, the f

6、unction good and bad and urgent high and low key step of performance.The design of the organization chooses the type to pass to make the diagram and calculations generally and first to carry on, generally and more complicated organizations all have several projects, needing to manufacture the model

7、to experiment and verify, many improvements then can get the best project and parameters behind.But the creative organization experiment pedestal pursues studies to living to provide an engineering to practice the tool of begin the ability, training the student the ability of the innovation conscio

8、usness and comprehensive design . Keyword: Innovation design, Manufacture model, Number controlling manufacture, Scheme selecting 《機械創(chuàng)新設計》畢業(yè)設計論文 【引言】 在世界進入知識經濟時代，創(chuàng)新是技術和經濟發(fā)展的源泉，也是培養(yǎng)和造就科技人才的重要途徑，更是一個國家國民經濟發(fā)展的基石。對與一個國家而言只有擁有了持續(xù)的創(chuàng)新能力和大量高素質的人力資源，才具備了發(fā)展知識經濟的巨大潛力。當今世界創(chuàng)新能力的大小已成為決定一個國家綜合國力強弱的重要因素。結合我們

9、所學的機械設計課程，訓練學生的工程實踐動手能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識及綜合設計的能力以及改善在校大學生對平面機械原理，機械設計的學習和設計只留在理論設計“紙上談兵”的狀況就顯得尤其重要。 同時，世界各國高校對學生的機械創(chuàng)新設計的培養(yǎng)也在不斷的加強，許多高校和公司也相繼推出了旨在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的實驗工具和產品。其中比較出名的當屬聞名于世的國際智能教育跨國公司——德國慧魚公司（ FischerTechnik ）的高科技產品“慧魚創(chuàng)意”組合模型（Fischer Technik），適合理工科大學、師范院校、職業(yè)大學、各種辦學形式的中、小學的各類系列創(chuàng)意模型，代表了當代高科技的許多領域，受到各地學者和教

10、育工作者的注視和認真思考，它不但集能源（包括太陽能）、液壓、氣動、自控、程控等多學科的知識于一身，而且通過學生的動手在千變萬化的硬件組合、裝配和電腦語言的編程過程中，有聲有色地制造出各種逼真的智能機器——在性能上、外觀上幾乎與真正的智能機器無區(qū)別，它們有的是在現(xiàn)實生產實踐和生活活動中的常接觸和應用的，這對學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)大有裨益。 而本次實驗所用搭接試驗臺，能夠任意選擇平面機構類型，組裝調整機構尺寸等功能，能夠比較直觀、方便的搭接、驗證、調試、改進、確定設計方案，較好地改善了在校學生對平面機構的學習和設計一般只停留在理論設計“紙上談兵”的狀況。使學生在設計中掌握機構運動方案的優(yōu)選，加深對平

11、面機構的組成原理及其運動特性的理解和感性認識，訓練學生的工程實踐動手能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識及綜合設計的能力。 1 機械創(chuàng)新設計的概念，過程及特點綜述 機械創(chuàng)新設計（Mechanical Creative Design,MCD） 是充分發(fā)揮設計者的創(chuàng)造力，利用人類已有的相關科學技術成果（含理論，方法，技術，原理等），進行創(chuàng)新構思設計出具有新穎性，創(chuàng)造性及實用性的機構或機械產品（裝置）的一種實踐活動。它包括兩個部分：一是改進完善生產或生活中現(xiàn)有機械產品的技術性能，可靠性，經濟性適用性等：二是創(chuàng)造設計出新機器，新產品，以滿足新的生產或生活的需要。由于MCD過程凝結了人們的創(chuàng)造性智慧，

12、因而MCD的產品無疑是科學技術與藝術結晶的產物，具有美學性，反映出和諧統(tǒng)一的技術美。 總的來說，機械創(chuàng)新設計是建立在現(xiàn)有的機械設計理論基礎上，吸收科技哲學，認識科學，思維科學設計方法學，發(fā)明學，創(chuàng)造學等相關學科的有益成分，經過交叉而成的一種設計技術和方法。 1.1機械創(chuàng)新設計的一般過程下 1.1.1 確定機械的基本原理 它可能涉及機械學對象的不同層次，不同種類的機構組合，或不同學科知識，技術的問題。 1.1.2 機構結構類型綜合及優(yōu)選 優(yōu)選的結構類型對機械整體性能和經濟性具有重大的影響，機械發(fā)明專利的大部分屬于結構類型的創(chuàng)新設計。 1.1.3機構運動尺寸綜合及其運動參數(shù)優(yōu)選 其

13、難點在于求的非線性方程組的完全解，為優(yōu)選方案提供較大的空間。隨著優(yōu)化法，代數(shù)消元法等數(shù)學方法，引入機構學使該問題有了突破性的進展。 1.1.4 機構動力學參數(shù)綜合及其動力參數(shù)優(yōu)選 這一難點在于動力參數(shù)量大，參數(shù)值變化域廣的多維非線性動力學方程組的求解，這是一個急待深入研究的課題。 完成了上述機械工作原理，結構學，運動學，動力學分析與綜和的四個階段，便形成了機械設計的優(yōu)選方案。而后，即可進入機械結構創(chuàng)新設計階段。主要解決基于可靠性，摩擦學的結構設計問題。 1.2機械創(chuàng)新設計的特點 1.2.1 涉及多學科，如機械，液壓，電力，氣動，熱力，電子，光電，電磁及控制等多種科技的交叉，滲透與融合

14、。 機械設計的任務與要求 基本工作原理 （融合學科范圍及學科層次） 改變結構類型類型 否 是 機構結構類型綜合及其優(yōu)選 否 改變尺寸綜合方案？ 拓撲結構分析 機械運動尺度綜合及其方案優(yōu)選 機構運動（位置，速度加速度）分析 機械的優(yōu)選方案 動力學特性分析 動力參數(shù)綜合及其方案優(yōu)選 否 否 否 改變動力學參數(shù)？ 滿足動力學要求？ 滿足運動要求？ 是 圖1-1 機械創(chuàng)新設計的一般過程

15、 1.2.2 設計工作中相當部分工作是非數(shù)據性，非計算性的，必須依靠在知識和經驗積累基礎上思考，推理，判斷以及創(chuàng)造性發(fā)散思維（靈感，形象的突發(fā)性思維）相結合的方法。 1.2.3 應盡可能在較多方案中進行方案優(yōu)選，即在大的設計空間內，基于知識，經驗，靈感與想象力的系統(tǒng)中搜索并優(yōu)化設計方案。 1.2.4機械創(chuàng)新設計是多次重復多次篩選的過程，每一設計階段有其特定內容與方法，但各階段之間又密切相關，形成一個整體的系統(tǒng)設計。 2 機械創(chuàng)新設計的理論方法概述 2.1 機構組合原理與創(chuàng)新：機構的組合原理是指將幾個基本機構按一定的原則或規(guī)律組合成一個復雜的機構，這個復雜的機構一般有兩種形式

16、：一種是幾種基本機構融合成性能更加完善，運動形式更加多樣化的新機構，被稱為組合機構；另一種則是幾種基本機構組合在一起，組合體的各基本機構還保持各自特性，但需要各個機構的運動或動作協(xié)調配合，以實現(xiàn)組合的目的，這種形式被稱為機構的組合。機構的組合方式可劃分為以下幾種：串連式機構組合，并聯(lián)式機構組合，復合式機構組合，疊加式機構組合。 2.2機構演化，變異原理與創(chuàng)新：機構的演化或變異是指以某機構為原始機構，在其基礎上對組成機構的各個元素進行各種性質的改變或變換，而形成一種功能不同的機構。其中各種性質的改變與變換主要包括：對機構各個元素形狀和尺寸上的改變, 運動形式的變換，運動等效的變換以及組成原

17、理的仿效。通過演化和變異形成的變異機構可使機構實現(xiàn)更多的功能要求，也為機構的組合提供了更多的基本機構。 2.3 機構再生運動鏈原理與創(chuàng)新：構思設計是機械設計的重要階段。僅考慮運動副的類型機構運動簡圖就形成機構示意圖，通過釋放原動件，機架將機構示意圖轉化為運動鏈，基于某些原則及約束條件，演化出眾多的再生運動鏈，將再生運動鏈生成機構運動簡圖除去原始機構運動簡圖，運動鏈機構化便獲得眾多的機構，從中挑選創(chuàng)新機構。 2.4 機構運動方案與創(chuàng)新設計。后有詳細論述，此處略。 2.5 反求工程與創(chuàng)新設計：反求設計是對已有的產品或技術進行分析研究，掌握其功能原理，零部件的設計參數(shù)，材料，結

18、構，尺寸關鍵技術等指標，再根據現(xiàn)代設計理論與方法，對原產品進行仿造設計，改進設計與創(chuàng)新設計。具體請查閱相關資料 3 機械運動方案創(chuàng)新設計實驗及試驗設備 3.1 概述 機械運動方案創(chuàng)新設計是各類復雜機械設計中決定性的一步，是確定機械產品質量好壞，性能優(yōu)劣和緊急效益高低的關鍵步驟。機械運動方案設計的主要內容包括：機構功能目標的擬定，機械工作原理的擬定，機構的選型與組合及機械運動方案創(chuàng)新設計的評價。 機構的設計選型一般先通過作圖和計算來進行，一般比較復雜的機構都有多個方案，需要制作模型來試驗和驗證，多次改進后才能得到最佳的方案和參數(shù)。本實驗所用搭接試驗臺能夠任意選擇平面機構類型，組

19、裝調整機構尺寸等功能，能夠比較直觀、方便的搭接、驗證、調試、改進、確定設計方案，較好地改善了在校學生對平面機構的學習和設計一般只停留在理論設計“紙上談兵”的狀況。 3.2試驗目的 可培養(yǎng)學生對機構運動系統(tǒng)方案創(chuàng)新設計、自己動手搭接、研究機構運動動態(tài)參數(shù)，了解傳感器安裝調試，軟件系統(tǒng)調試，測試數(shù)據，分析比較。掌握機構創(chuàng)新機構實驗臺的使用方法及實驗原理。訓練學生的工程實踐動手能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識及綜合設計的能力。加深對平面機構的組成原理及其運動特性的理解和感性認識。 3.3 實驗原理 任何平面機構均可以用零自由度的桿組依次連接到原動件和機架上去的方法來組成，這是機構的組成原

20、理，也是本實驗的基本原理。 3.4 實驗設備及功用 機構運動方案創(chuàng)新設計實驗臺設備包括機架及其組件，分別詳述如下。 1 機架 實驗臺機架如圖所示：機架中有5根鉛垂立柱，它們可沿ⅹ方向移動。移動時請用雙手推動、并盡可能使立柱在移動過程中保持鉛垂狀態(tài)。立柱移動到預定的位置后，用螺栓將立柱上、下兩端鎖緊（*安全注意事項：不允許將立柱上、下兩端的螺栓卸下，在移動立柱前只需將螺栓擰松即可）。立柱上的滑塊可沿y方向移動。將滑塊移動到預定的位置后，用螺栓將滑塊緊定在立柱上。按圖示方法即可在x、y平面內確定一個固定點，這樣活動構件相對機將滑塊緊定在立柱上。按圖示方法即可在x、y平面內確定一個固定點，

21、這樣活動構件相對機架的連接位置就確定了。 2 凸輪和高副鎖緊彈簧 凸輪基圓半徑為18mm，從動推桿的行程為30mm。從動件為正弦加速度運動規(guī)律；凸輪與從動件的高副形成是依靠彈簧力的鎖合，各4件。 3 齒輪 模數(shù)2，壓力角20°，齒數(shù)分別為34和42，兩齒輪中心距為76mm。各4件。 齒條 模數(shù)2，壓力角20°，單根齒條全長為422mm，為4件。 4 槽輪撥盤 兩個主動銷，為4件。 5 扁頭軸 又稱從動軸，軸上無鍵槽，主要起支撐及傳遞運動的作用。L為5mm、20mm、35mm、50mm、65mm，分別為16件、12件、12件、10件和8件。 6

22、 主動滑塊插件 與主動滑塊座固聯(lián)，可組成做直線運動的主動滑塊。L為40mm、55mm，各一件。 7 主動滑塊座 與直線電機齒條固連形成主動件，且隨直線電機齒條作往復直線運動，為1件。 8 小構件 （1） 連桿（或滑塊異向桿） 其長槽與滑塊形成移動副，其圓孔與軸形成轉動副。L為50mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm、350mm，各8件。 （2） 壓緊連桿用特制墊片 將連桿固定在主動軸或固定軸上時用。ф6.5為16件。 （3） 轉動副軸（或滑塊） 與固定轉軸塊配用時間可在連桿長槽的某一選定位置形成轉動副或做滑塊。L為5mm、20mm，各8件

23、。 （4） 轉動副軸（或滑塊） 用于兩構件形成轉動副或作滑塊用，為16件。 （5） 帶墊片螺栓 轉動副軸與連桿之間構成轉動副或移動副時用帶墊片螺栓連接，用于加長轉動副軸或固定軸的軸長，規(guī)格M6，為48件。 （6） 壓緊螺栓 轉動副軸或固定軸與連桿形成同一構件時用該壓緊螺栓連接，規(guī)格M6，為48件。 （7） 運動構件層面限位套 用于不同構件運動平面之間的距離限定，避免發(fā)生運動構件間的運輸干涉。L為5mm、15mm、30mm、45mm、60mm，分別35件、40件、20件、20件、10件。 （8） 帶輪 大孔軸，用于旋轉電機，為3件。 （9） 主動軸帶輪 小孔軸，用于主動軸

24、，為3件。 （10） 盤桿轉動軸 盤類零件或與其他構件（如連桿）構成轉動副時用。L為20mm、35mm、45mm，分別為6件、6件、4件。 （11） 固定轉軸塊 用螺栓將固定轉軸塊鎖緊在連桿長槽上，構件可與該連桿在選定位置形成轉動副，為8件。 （12） 加長連桿和固定凸輪彈簧用螺栓、螺母 用于兩桿加長時鎖緊的連接件，固定彈簧，M10，各為18件。 （13） 曲柄雙連桿部件 偏心輪與活動圓環(huán)形成轉動副，且已制作成一組合件，為4件。 （14） 齒條導向板 將齒條夾緊在兩塊齒條導向板之間，可保證齒輪與齒條的正常嚙合，為8件。 （15） 轉動副軸（或滑塊） 軸的扁頭主要用于兩構

25、件形成轉動副；軸的圓頭主要用于兩構件形成移動副，或做滑塊時用，為16件。 （16） 安裝電機座行程開關座用內六角螺栓、平墊 標準件M8×25，ф8，各32件。 （17） 內六角螺釘 標準件M6×15，為2件，用于將主動滑塊固定在直線電機齒條上。 （18） 內六角緊定螺釘 標準件M6×6，為18件。 （19） 滑塊 已與機架相連支撐軸，并在機架平面內沿鉛垂方向上下移動，為64件。 （20） 壓緊立柱特制平墊 已與機架相連，用于固定立柱。ф9，為40件。 （21） 固定立柱上滑塊用特制螺母 已與機架相連，M6，為64件。 （22） 固定電機用

26、特制螺母 卡在機架的長槽內，可輕松檸緊螺栓固定電機座，為18件。 （23） 行程開關支座 2件，并配內六角頭螺栓平墊，M5×15，ф5，各4件。用于行程開關與其座的連接，行程開關的安裝高度可在長孔內進行調節(jié)。 （24） 平墊片 使軸相對機架不轉動時用，ф17，為20件。 （25） 防脫螺母 防止軸從機架上脫出，M12，為76件。 （26） 轉速電機座 已與電機相連，為3件。 （27） 直線電機座 已與電機相連，為1件。 （28） 平鍵 主動軸與帶輪的連接，3×15，為20件。 （29） 直線電機控制器 與行程開關配用，可控制直線電機的往復運動行

27、程。前面板為LED顯示方式，當控制器的前面板與操作者是面對面的位置關系時，控制器上的發(fā)光管指示直線電機齒條的位移方向?？刂破鞯暮竺姘迳现糜须娫匆鼍€及開關，與直線電機相連的4芯插座、與行程開關相連的5芯插座和2A保險管，為1件。 （30） 帶 標準件，O型，為3件。 （31） 直線電機 120mm/s，10r/min。直線電機安裝在實驗臺機架底部，并可沿機架底部的長形槽移動電機。直線電機的長齒條為機構輸入直線運動的主動件。在實驗中，允許齒條單方向的最大直線位移為300mm，可根據主動滑塊的位移量確定直線電機兩行程開關的相對間方向的最大直線位移為300mm，可根據主動滑塊的位移確定直線電

28、機兩行程開關的相對間距，并且將兩行程開關的最大安裝間距限制在300mm范圍內。 3.5 試驗內容 簡諧運動規(guī)律的凸輪機構的設計與拼裝。多桿行程放大機構的設計與拼裝 4 凸輪機構設計 4.1 從動件運動規(guī)律的比較與優(yōu)選 常用從動件的運動規(guī)律有等速運動規(guī)律，等加速等減速運動規(guī)律（二次多項式運動規(guī)律），簡偕運動規(guī)律，擺線運動規(guī)律及五次多項式運動規(guī)律。各種運動規(guī)律各有優(yōu)劣，選擇推桿的運動規(guī)律首先需要滿足機器的工作要求，同時還應使凸輪機構具有良好的動力特性和使所設計的凸輪便于加工。在幾種常見的從動件運動規(guī)律中，等速運動規(guī)律產生剛性沖擊，會對機械零件產生較大的損壞，因此只適合于低速輕載，而等

29、加速等減速與簡諧運動規(guī)律產生柔性沖擊，適合于中速中載，相比之下，擺線運動規(guī)律無任何沖擊，所以比較理想。 而在設計中通常有兩種情況，一是機器的工作過程只要求凸輪轉過某一角度推桿完成一行程或角行程，至于推桿的運動規(guī)律如何則不做嚴格要求。此時可采用多種運動規(guī)律，二是機器的工作過程對推桿的運動規(guī)律有完全確定的要求。此時推桿的運動規(guī)律已無選擇余地，只能根據機器工作需要所指定的運動規(guī)律來設計。 在本次設計的凸輪機構中由于機器的工作過程對推桿的運動規(guī)律沒有完全確定的要求，因此，考慮到擺線運動規(guī)律的優(yōu)越特性，優(yōu)先選擇擺線運動規(guī)律。（具體見凸輪設計圖） 4.2 壓力角與基圓半徑的選擇 在凸輪機構中壓力角

30、a是影響凸輪機構受力情況的一個重要參數(shù)。如果壓力角a增大則機構中的作用力F也將增大，當壓力角大到一定值時，則在理論上凸輪機構中的作用力F將增至無窮大，即產生自鎖。因此壓力角應控制在許用壓力角[a]的范圍內，即a〈 [a]，因此，在本次設計中，粗選壓力角為40度。 當凸輪的壓力角選定后,由于在機械原理中我們得知對于一般的對心直動從動件盤行凸輪機構，凸輪的壓力角和凸輪基圓半徑的大小直接相關，且符合： 可根據許用壓力角確定最小基圓半徑，凸輪與從動件在不同點接觸時有不同的壓力角，如果使其最大壓力角等于許用壓力角，則可得到許用的最小基圓半徑，從而獲得較小的凸輪

31、尺寸。為此，可根據從動件運動規(guī)律（凸輪設計圖），求出升程中各位置v/w值，并畫在相應的位移點上（凸輪機構設計圖所示） 過接觸點A，在從動件行程線的左邊作出與其垂直的線段AB=v/w（與OP平行且相等），過B點作角ABO=90- a,則BO必過凸輪軸心O。同理則可得到一系列相應的線段A2B2，A3B3，···及 B2O2，B3O3，···如圖所示，可得一系列直線；為了保證在升程中的所有位置凸輪機構的壓力角都不大于其許用值，選擇凸輪的的回轉軸心O點的位置應選在此諸直線中最左一條上或在他的左邊。同理，為了保證在回程中的所有位置凸輪

32、機構的壓力角均不大于其許用值，用前述的方法進行作圖亦可做出一系列直線。凸輪的軸心O點應選在最右邊的線上，故凸輪的軸心的位置應選在兩線交叉形成的下部影線區(qū)域上。 顯然，從圖中看出，當凸輪軸心選在O'點時，可使凸輪尺寸最小，如為對心從動件盤形凸輪機構，應選在O點。（亦可見凸輪機構設計圖） 4.3 用圖解法設計凸輪的輪廓曲線 從動件的運動規(guī)律選定以后，即可根據選定的運動規(guī)律和已知的凸輪的基圓半徑和選定的其他必要條件進行凸輪的輪廓設計。 首先需要把從動件運動規(guī)律的位移曲線畫出，然后根據此繪制凸輪輪廓曲線。在用圖解法進行繪制時，要特別注意“反轉法”的應用。具體請查閱相

33、關資料，此處不在詳細敘述。 （亦可見凸輪機構設計圖） 5 多桿行程放大機構方案設計 機構的設計選型一般先通過作圖和計算來進行，一般比較復雜的機構都有多個方案，需要制作模型來試驗和驗證，多次改進后才能得到最佳的方案和參數(shù)。利用創(chuàng)新設計實驗臺可以能夠任意選擇平面機構類型，組裝調試機構的可行性，以便更深刻的了解自由度，運動行程，急回特性，極位夾角等基本多桿機構的運動特性，能夠比較直觀、方便的搭接、驗證、調試、改進、確定設計方案。以通過多種方式實現(xiàn)預定的功能，并從中選擇最優(yōu)的方案。 本設計所討論的多桿行程放大機構方案便

34、具有多種設計方式及多種可行方案，單純利用繪圖工具在圖紙上進行設計，則設計仍然停留在“紙上談兵”的階段，學生難以親身體會到設計的機構的優(yōu)缺點及在利用繪圖工具和計算所設計的機構的真實運動特性，但通過此實驗臺，學生可以了解到機構的真實運動情況，及其方案的可行性。加深對平面機構的組成原理及其運動特性的理解和感性認識。訓練學生的工程實踐動手能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識及綜合設計的能力。 5.1 多桿行程放大機構方案設計設計目的 原動件將運動輸出后，通過多個桿件的運動傳遞，將輸出構件的運動行程有效的放大。 5.2運動方案的設計與優(yōu)選 方案一：5桿行程放大機構。機構運動簡圖如圖6-1所示

35、 圖6-1 此機構可以有效實現(xiàn)運動行程的擴大，且滿足運動的要求。機構的自由度可以計算出為“1”。在實驗臺上拼裝后，運動的具體軌跡即可一目了然，拼裝后的機構裝置具體見多桿機構裝配圖。 方案二：四桿滑塊機構1。機構運動簡圖如圖6-2 所示 將此四桿滑塊機構在實驗臺上拼裝后，目的就是將原動件AD桿的運動轉化為EF桿的水平移動，使EF桿的行程得到擴大。 圖6-2 但在實驗臺上拼裝之后，發(fā)現(xiàn)此機構鎖死，即無法轉動，詳細計算可知此機構的自由度為0。在實驗臺上發(fā)現(xiàn)問題之后，即進行及時的修改，提出了一系列解決的方案實現(xiàn)行程放大，

36、具體見圖6-3，6-4，6-5，6-6如下： 圖6-3 圖6-4 圖6-5 圖6-6 方案三：采用轉動導桿復合機構（導桿AC可做整周轉動）。機構運動簡圖如圖6-7所示。 此機構在實驗臺上也可進行拼裝。，拼裝后的機構裝置圖略。 在實驗臺上對機構的運動進行演示后可發(fā)現(xiàn)此機構由一個對心曲柄滑塊機構和一個轉動導桿機構組成，由于AC可做整周回轉故P點的行程為AD與DP伸直共線和重疊共線時P點的兩位置。 在實驗臺上進行機

37、構運動演示分析可知，此機構具有急回特性。也可觀測出極為夾角為當從動件上P點位于極限兩位置時，P1，P2兩點之間沿AP線之距離。 從此方按設計中，可得到兩點收獲： （1） 對心曲柄滑塊機構及轉動導桿機構均無急回特性，但當它們組合后就可以有急回特性。 （2） 分析機構是否有急回特性時，應以急回特性的概念出發(fā)，找機構的極位夾角，從而確定機構是否有急回特性。 方案四：采用四桿轉化機構。此機構由平面四桿機構簡單變化而成。機構運動簡圖如圖6-8所示。 圖6-8 由于此機構由平面四桿機構

38、的一個從動件作為另一偏心曲柄滑塊機構的曲柄，因此此機構可以看作是平面四桿機構和偏心曲柄滑塊機構的復合機構，可以采用平面四桿和偏心曲柄滑塊機構的運動特性進行分析。 此機構在實驗臺上也可進行拼裝。，拼裝后的機構裝置圖略。 在實驗臺上對機構的運動進行演示后可發(fā)現(xiàn)此機構的滑塊F的運動行程，由偏心曲柄滑塊機構的曲柄AE與連桿EF共線的位置F1，和平面四桿機構中的BC桿與CD桿共線時的AE桿的極限位置所決定。 與此相類似的機構還有以下幾種：如圖6-9，6-10 圖6-9 圖6-10 方案五：采用組合高副機構。利

39、用高副機構與桿件的復合，也可完成行程的有效的放大。機構運動簡圖如圖6-11，6-12，6-13所示。 此機構在實驗臺上也可進行拼裝。，拼裝后的機構裝置圖略。 圖6-11 圖6-12 圖6-13 在試驗臺上調試之后，發(fā)現(xiàn)圖6-13所示機構無法轉動，再進行計算可得此機構的自由度為零。在實驗臺上發(fā)現(xiàn)問題之后，即進行及時的修改，提出了一系列解決的方案實現(xiàn)行程放大，具體見圖6-14，6-15，6-16所示。 從以上的機構分析，我們可以看出利用我們所學的基本機械原理知識可以在試驗臺上

40、組裝出多種組合機構來實現(xiàn)行程的擴大。通過這樣的試驗可以極大的提 圖6-14 圖6-15 圖6-16 高了我們對機構的真實運動情況，及其方案的可行性的了解。加深對平面機構的 組成原理及其運動特性的理解和感性認識。訓練學生的工程實踐動手能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識及綜合設計的能力。 6凸輪的加工 此凸輪的加工方案采用數(shù)控加工的方法。凸輪的具體零件尺寸見凸輪零件圖。凸輪的三維模型見下圖所示 中間的四個孔可以作為定位銷，以便于對此凸輪加工時的定位。 由于此凸輪為不規(guī)

41、則曲線，因此采用簡單的數(shù)控編程語言已不能滿足需要，可使用編程軟件進行編制。本次設計所采用的編程軟件為MASTERCAM。 具體程序如下： 35 % O0000 (PROGRAM NAME - DRAWING1.DWG) (DATE=DD-MM-YY - 31-05-05 TIME=HH:MM - 16:17) N100G21 N102G0G17G40G49G80G90 (UNDEFINED TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 20.) N104T1M6 N106G0G90X-18.314Y71.313A0.S1909M3

42、 N108G43H1Z100. N110Z22. N112G1Z8.5F15. N114Y-66.835F763.6 N116X-23.314Y71.313 N118Y-66.835 N120X-28.314Y71.313 N122Y-66.835 N124X-18.314Y71.313 N126Z5.F15. N128Y-66.835F763.6 N130X-23.314Y71.313 N132Y-66.835 N134X-28.314Y71.313 N136Y-66.835 N138X-18.314Y71.313 N140Z1.5F15. N142Y-6

43、6.835F763.6 N144X-23.314Y71.313 N146Y-66.835 N148X-28.314Y71.313 N150Y-66.835 N152X-18.314Y71.313 N154Z-2.F15. N156Y-66.835F763.6 N158X-23.314Y71.313 N160Y-66.835 N162X-28.314Y71.313 N164Y-66.835 N166X-28.814Y71.313 N168Y-66.835 N170X-29.314Y71.313 N172Y-66.835 N174G0Z100. N176X-39.

44、314Y-45.835 N178Z22. N180G1Z8.5F15. N182X84.647F763.6 N184X-39.314Y-50.835 N186X84.647 N188X-39.314Y-55.835 N190X84.647 N192X-39.314Y-45.835 N194Z5.F15. N196X84.647F763.6 N198X-39.314Y-50.835 N200X84.647 N202X-39.314Y-55.835 N204X84.647 N206X-39.314Y-45.835 N208Z1.5F15. N210X84.647F

45、763.6 N212X-39.314Y-50.835 N214X84.647 N216X-39.314Y-55.835 N218X84.647 N220X-39.314Y-45.835 N222Z-2.F15. N224X84.647F763.6 N226X-39.314Y-50.835 N228X84.647 N230X-39.314Y-55.835 N232X84.647 N234X-39.314Y-56.335 N236X84.647 N238X-39.314Y-56.835 N240X84.647 N242G0Z100. N244X63.647Y-66

46、.835 N246Z22. N248G1Z8.5F15. N250Y71.313F763.6 N252X68.647Y-66.835 N254Y71.313 N256X73.647Y-66.835 N258Y71.313 N260X63.647Y-66.835 N262Z5.F15. N264Y71.313F763.6 N266X68.647Y-66.835 N268Y71.313 N270X73.647Y-66.835 N272Y71.313 N274X63.647Y-66.835 N276Z1.5F15. N278Y71.313F763.6 N280X6

47、8.647Y-66.835 N282Y71.313 N284X73.647Y-66.835 N286Y71.313 N288X63.647Y-66.835 N290Z-2.F15. N292Y71.313F763.6 N294X68.647Y-66.835 N296Y71.313 N298X73.647Y-66.835 N300Y71.313 N302X74.147Y-66.835 N304Y71.313 N306X74.647Y-66.835 N308Y71.313 N310G0Z100. N312X84.647Y50.313 N314Z22. N316G

48、1Z8.5F15. N318X-39.314F763.6 N320X84.647Y55.313 N322X-39.314 N324X84.647Y60.313 N326X-39.314 N328X84.647Y50.313 N330Z5.F15. N332X-39.314F763.6 N334X84.647Y55.313 N336X-39.314 N338X84.647Y60.313 N340X-39.314 N342X84.647Y50.313 N344Z1.5F15. N346X-39.314F763.6 N348X84.647Y55.313 N350X-

49、39.314 N352X84.647Y60.313 N354X-39.314 N356X84.647Y50.313 N358Z-2.F15. N360X-39.314F763.6 N362X84.647Y55.313 N364X-39.314 N366X84.647Y60.313 N368X-39.314 N370X84.647Y60.813 N372X-39.314 N374X84.647Y61.313 N376X-39.314 N378G0Z100. N380X-6.927Y2.77 N382Z22. N384G1Z8.5F15. N386X-7.25Y

50、.102F763.6 N388X-7.344Y-1.073 N390X-6.947Y-2.041 N392X-5.594Y-5.112 N394X-4.488Y-7.901 N396X-3.644Y-10.433 N398X-2.699Y-13.885 N400X-1.762Y-17.808 N402X-1.27Y-19.639 N404X-1.208Y-19.834 N406X-1.05Y-20.261 N408X-.512Y-21.485 N410X.418Y-23.299 N412X2.232Y-26.526 N414X2.814Y-27.548 N416X

51、4.175Y-29.951 N418X5.231Y-31.708 N420X5.795Y-32.534 N422X5.99Y-32.778 N424X6.127Y-32.868 N426X6.443Y-33.037 N428X6.922Y-33.243 N430X7.545Y-33.45 N432X8.274Y-33.63 N434X9.209Y-33.782 N436X9.411Y-33.801 N438X10.417Y-33.833 N440X11.532Y-33.785 N442X13.031Y-33.619 N444X15.094Y-33.268 N446

52、X18.123Y-32.607 N448X22.328Y-31.579 N450X29.859Y-29.683 N452X32.634Y-28.868 N454X34.914Y-28.08 N456X35.261Y-27.946 N458X36.709Y-27.327 N460X38.526Y-26.429 N462X40.226Y-25.455 N464X41.762Y-24.446 N466X43.286Y-23.304 N468X44.812Y-22.003 N470X45.318Y-21.527 N472X46.359Y-20.46 N474X47.566Y

53、-19.069 N476X48.639Y-17.659 N478X49.607Y-16.201 N480X50.463Y-14.711 N482X51.237Y-13.132 N484X51.714Y-11.996 N486X52.015Y-11.172 N488X52.535Y-9.466 N490X52.927Y-7.801 N492X53.218Y-6.075 N494X53.422Y-4.105 N496X53.448Y-3.65 N498X53.476Y-2.697 N500X53.436Y-.551 N502X53.264Y1.745 N504X52.

54、912Y4.51 N506X52.694Y5.839 N508X52.377Y7.522 N510X51.675Y10.626 N512X51.105Y12.734 N514X50.442Y14.856 N516X49.636Y17.068 N518X48.825Y18.972 N520X48.106Y20.432 N522X47.361Y21.766 N524X46.107Y23.766 N526X44.346Y26.291 N528X44.295Y26.361 N530X41.357Y30.181 N532X38.227Y34.023 N534X36.866Y

55、35.648 N536X35.802Y36.83 N538X35.311Y37.31 N540X34.828Y37.504 N542X33.707Y37.861 N544X31.533Y38.418 N546X31.277Y38.477 N548X28.922Y38.976 N550X27.118Y39.274 N552X26.007Y39.389 N554X25.152Y39.417 N556X25.091Y39.415 N558X24.859Y39.395 N560X23.649Y39.217 N562X21.291Y38.736 N564X17.466Y37

56、.899 N566X16.154Y37.638 N568X8.049Y36.214 N570X7.691Y35.656 N572X6.161Y33.015 N574X4.249Y29.693 N576X3.808Y28.961 N578X1.637Y25.556 N580X-.716Y22.001 N582X-1.832Y20.193 N584X-2.476Y19.002 N586X-2.696Y18.51 N588X-3.238Y17.088 N590X-3.902Y14.992 N592X-4.878Y11.431 N594X-5.31Y9.792 N596

57、X-6.399Y5.581 N598X-6.757Y3.885 N600X-6.927Y2.77 N602X-11.882Y3.448 N604X-12.225Y.603 N606X-12.351Y-.956 N608X-12.36Y-1.707 N610X-12.341Y-1.958 N612X-12.162Y-2.503 N614X-11.549Y-3.998 N616X-10.207Y-7.043 N618X-9.187Y-9.614 N620X-8.431Y-11.885 N622X-7.543Y-15.126 N624X-6.61Y-19.037 N62

58、6X-6.069Y-21.05 N628X-5.936Y-21.464 N630X-5.687Y-22.137 N632X-5.029Y-23.634 N634X-3.987Y-25.665 N636X-2.121Y-28.987 N638X-1.534Y-30.017 N640X-.144Y-32.473 N642X1.021Y-34.408 N644X1.772Y-35.509 N646X2.303Y-36.173 N648X2.53Y-36.415 N650X3.034Y-36.818 N652X3.57Y-37.17 N654X4.274Y-37.547

59、N656X5.142Y-37.919 N658X6.153Y-38.257 N660X7.273Y-38.533 N662X8.567Y-38.743 N664X9.093Y-38.794 N666X10.446Y-38.836 N668X11.914Y-38.773 N670X13.726Y-38.573 N672X16.047Y-38.178 N674X19.25Y-37.479 N676X23.532Y-36.432 N678X31.175Y-34.508 N680X34.156Y-33.632 N682X36.634Y-32.776 N684X37.147Y

60、-32.577 N686X38.8Y-31.87 N688X40.878Y-30.844 N690X42.845Y-29.717 N692X44.636Y-28.54 N694X46.41Y-27.212 N696X48.149Y-25.729 N698X48.823Y-25.095 N700X50.04Y-23.846 N702X51.448Y-22.225 N704X52.715Y-20.56 N706X53.862Y-18.832 N708X54.881Y-17.059 N710X55.791Y-15.201 N712X56.37Y-13.821 N714X

61、56.758Y-12.76 N716X57.365Y-10.77 N718X57.831Y-8.79 N720X58.175Y-6.748 N722X58.407Y-4.509 N724X58.444Y-3.867 N726X58.477Y-2.722 N728X58.432Y-.317 N730X58.24Y2.248 N732X57.86Y5.23 N734X57.619Y6.706 N736X57.274Y8.537 N738X56.529Y11.831 N740X55.907Y14.132 N742X55.18Y16.458 N744X54.288Y18.

62、905 N746X53.371Y21.058 N748X52.535Y22.756 N750X51.664Y24.315 N752X50.278Y26.525 N754X48.414Y29.199 N756X48.294Y29.363 N758X45.277Y33.284 N760X42.082Y37.208 N762X40.641Y38.928 N764X39.411Y40.293 N766X38.659Y41.03 N768X38.122Y41.476 N770X37.962Y41.575 N772X37.4Y41.859 N774X36.521Y42.212

63、 N776X35.088Y42.669 N778X32.715Y43.277 N780X32.357Y43.36 N782X29.847Y43.89 N784X27.785Y44.232 N786X26.347Y44.381 N788X25.155Y44.42 N790X24.801Y44.409 N792X24.282Y44.365 N794X22.784Y44.143 N796X20.257Y43.628 N798X16.444Y42.794 N800X15.234Y42.553 N802X6.824Y41.076 N804X5.673Y40.791 N80

64、6X5.023Y40.578 N808X5.021Y40.577 N810X4.893Y40.434 N812X4.344Y39.697 N814X3.422Y38.262 N816X1.831Y35.515 N818X-.06Y32.23 N820X-.442Y31.595 N822X-2.556Y28.28 N824X-4.929Y24.695 N826X-6.163Y22.697 N828X-6.963Y21.216 N830X-7.317Y20.425 N832X-7.961Y18.734 N834X-8.698Y16.409 N836X-9.707Y12

65、.73 N838X-10.148Y11.055 N840X-11.268Y6.723 N842X-11.678Y4.781 N844X-11.882Y3.448 N846X-16.836Y4.126 N848X-17.201Y1.104 N850X-17.349Y-.725 N852X-17.362Y-1.868 N854X-17.297Y-2.725 N856X-17.285Y-2.801 N858X-17.18Y-3.245 N860X-16.857Y-4.232 N862X-16.151Y-5.955 N864X-14.82Y-8.974 N866X-13.

66、886Y-11.328 N868X-13.218Y-13.336 N870X-12.387Y-16.367 N872X-11.457Y-20.267 N874X-10.867Y-22.462 N876X-10.664Y-23.095 N878X-10.324Y-24.013 N880X-9.546Y-25.782 N882X-8.393Y-28.031 N884X-6.473Y-31.448 N886X-5.882Y-32.486 N888X-4.462Y-34.994 N890X-3.19Y-37.108 N892X-2.251Y-38.485 N894X-1.479Y-39.449 N896X-1.Y-39.96 N898X-.748Y-40.196 N900X.094Y-40.87 N902X1.014Y-41.473 N904X2.105Y-42.057 N906X3.361Y-42.596 N908X4.761Y-43.064 N910X6.272Y-43.436 N912X7.925Y-43.705 N914X8.775Y-43.786 N916X10.475Y-43.84 N918X12.296Y-43.762 N920X14.421Y-43.527 N922